Lai saprastu, kas ir magnētiskā lauka īpašība, ir jādefinē daudzas parādības. Tajā pašā laikā jums iepriekš jāatceras, kā un kāpēc tas parādās. Uzziniet, kāda ir magnētiskā lauka jauda. Svarīgi ir arī tas, ka šāds lauks var rasties ne tikai magnētos. Šajā sakarā nenāk par ļaunu pieminēt zemes magnētiskā lauka īpašības.
Field Emergence
Vispirms jāapraksta lauka izskats. Pēc tam jūs varat aprakstīt magnētisko lauku un tā īpašības. Tas parādās lādētu daļiņu kustības laikā. Var ietekmēt kustīgus elektriskos lādiņus, īpaši uz vadošiem vadītājiem. Mijiedarbība starp magnētisko lauku un kustīgiem lādiņiem vai vadītājiem, caur kuriem plūst strāva, notiek tādu spēku dēļ, ko sauc par elektromagnētiskiem.
Magnētiskā lauka intensitāte vai jaudanoteiktu telpisko punktu nosaka, izmantojot magnētisko indukciju. Pēdējais ir apzīmēts ar simbolu B.
Lauka grafiskais attēlojums
Magnētisko lauku un tā raksturlielumus var attēlot grafiski, izmantojot indukcijas līnijas. Šo definīciju sauc par līnijām, kuru pieskares jebkurā punktā sakrīt ar magnētiskās indukcijas vektora y virzienu.
Šīs līnijas ir iekļautas magnētiskā lauka raksturlielumos un tiek izmantotas, lai noteiktu tā virzienu un intensitāti. Jo lielāka ir magnētiskā lauka intensitāte, jo vairāk datu līniju tiks novilktas.
Kas ir magnētiskās līnijas
Magnētiskajām līnijām taisnos vadītājos ar strāvu ir koncentriska apļa forma, kura centrs atrodas uz šī vadītāja ass. Magnētisko līniju virzienu pie vadītājiem ar strāvu nosaka karkasa noteikums, kas izklausās šādi: ja karkass atrodas tā, lai tas tiktu ieskrūvēts vadītājā strāvas virzienā, tad spārna griešanās virziens. rokturis atbilst magnētisko līniju virzienam.
Spolei ar strāvu magnētiskā lauka virzienu noteiks arī karkasa noteikums. Ir nepieciešams arī pagriezt rokturi strāvas virzienā solenoīda pagriezienos. Magnētiskās indukcijas līniju virziens atbildīs karkasa translācijas kustības virzienam.
Viendabīguma un neviendabīguma definīcija ir galvenā magnētiskā lauka īpašība.
Izveidots ar vienu strāvu, vienādos apstākļos, lauksdažādās vidēs atšķirsies pēc intensitātes šo vielu atšķirīgo magnētisko īpašību dēļ. Vides magnētiskās īpašības raksturo absolūta magnētiskā caurlaidība. Mērīts henrī uz metru (g/m).
Magnētiskā lauka raksturlielums ietver vakuuma absolūto magnētisko caurlaidību, ko sauc par magnētisko konstanti. Vērtību, kas nosaka, cik reižu vides absolūtā magnētiskā caurlaidība atšķirsies no konstantes, sauc par relatīvo magnētisko caurlaidību.
Vielu magnētiskā caurlaidība
Šis ir bezizmēra daudzums. Vielas, kuru caurlaidības vērtība ir mazāka par vienu, sauc par diamagnētiskām. Šajās vielās lauks būs vājāks nekā vakuumā. Šīs īpašības piemīt ūdeņradim, ūdenim, kvarcam, sudrabam utt.
Materiālus, kuru magnētiskā caurlaidība ir lielāka par vienu, sauc par paramagnētiskiem. Šajās vielās lauks būs spēcīgāks nekā vakuumā. Šīs vides un vielas ietver gaisu, alumīniju, skābekli, platīnu.
Paramagnētisko un diamagnētisko vielu gadījumā magnētiskās caurlaidības vērtība nebūs atkarīga no ārējā magnetizējošā lauka sprieguma. Tas nozīmē, ka vērtība ir nemainīga konkrētai vielai.
Ferromagnēti pieder īpašai grupai. Šīm vielām magnētiskā caurlaidība sasniegs vairākus tūkstošus vai vairāk. Šīs vielas, kurām piemīt īpašība būt magnetizētām un pastiprināt magnētisko lauku, tiek plaši izmantotas elektrotehnikā.
Lauka stiprums
Lai noteiktu magnētiskā lauka raksturlielumus, kopā ar magnētiskās indukcijas vektoru var izmantot vērtību, ko sauc par magnētiskā lauka intensitāti. Šis termins ir vektora lielums, kas nosaka ārējā magnētiskā lauka intensitāti. Magnētiskā lauka virziens vidē ar vienādām īpašībām visos virzienos, intensitātes vektors sakritīs ar magnētiskās indukcijas vektoru lauka punktā.
Feromagnētu spēcīgās magnētiskās īpašības ir izskaidrojamas ar nejauši magnetizētu sīku detaļu klātbūtni tajos, kuras var attēlot kā mazus magnētus.
Bez magnētiskā lauka feromagnētiskai vielai var nebūt izteiktas magnētiskās īpašības, jo domēna lauki iegūst dažādu orientāciju un to kopējais magnētiskais lauks ir nulle.
Saskaņā ar magnētiskā lauka galvenajiem raksturlielumiem, ja feromagnētu ievieto ārējā magnētiskajā laukā, piemēram, spolē ar strāvu, tad ārējā lauka ietekmē domēni griezīsies iekšā. ārējā lauka virziens. Turklāt palielināsies magnētiskais lauks pie spoles un palielināsies magnētiskā indukcija. Ja ārējais lauks ir pietiekami vājš, tad apgāzīsies tikai daļa no visiem domēniem, kuru magnētiskie lauki tuvojas ārējā lauka virzienam. Palielinoties ārējā lauka stiprumam, palielināsies pagriezto domēnu skaits, un pie noteiktas ārējā lauka sprieguma vērtības gandrīz visas daļas tiks pagrieztas tā, lai magnētiskie lauki atrastos ārējā lauka virzienā. Šo stāvokli sauc par magnētisko piesātinājumu.
Saistība starp magnētisko indukciju un intensitāti
Sakarību starp feromagnētiskās vielas magnētisko indukciju un ārējā lauka stiprumu var attēlot, izmantojot grafiku, ko sauc par magnetizācijas līkni. Līknes grafika līkumā magnētiskās indukcijas pieauguma ātrums samazinās. Pēc līkuma, kur spriegums sasniedz noteiktu līmeni, notiek piesātinājums, un līkne nedaudz paceļas, pakāpeniski iegūstot taisnas līnijas formu. Šajā sadaļā indukcija joprojām pieaug, taču diezgan lēni un tikai ārējā lauka stipruma pieauguma dēļ.
Indikatora datu grafiskā atkarība nav tieša, kas nozīmē, ka to attiecība nav nemainīga, un materiāla magnētiskā caurlaidība nav nemainīgs rādītājs, bet gan atkarīga no ārējā lauka.
Materiālu magnētisko īpašību izmaiņas
Palielinot strāvu līdz pilnam piesātinājumam spolē ar feromagnētisko serdi un pēc tam to samazinot, magnetizācijas līkne nesakritīs ar demagnetizācijas līkni. Ar nulles intensitāti magnētiskajai indukcijai nebūs tāda pati vērtība, bet tā iegūs kādu indikatoru, ko sauc par atlikušo magnētisko indukciju. Situāciju ar magnētiskās indukcijas atpalicību no magnetizējošā spēka sauc par histerēzi.
Lai pilnībā atmagnetizētu feromagnētisko serdi spolē, ir jādod pretēja strāva, kas radīs nepieciešamo spriegojumu. Dažādiem feromagnētiskiemvielas, ir nepieciešams dažāda garuma segments. Jo lielāks tas ir, jo vairāk enerģijas ir nepieciešams demagnetizācijai. Vērtību, pie kuras materiāls ir pilnībā demagnetizēts, sauc par piespiedu spēku.
Turpinot palielināt strāvu spolē, indukcija atkal palielināsies līdz piesātinājuma indeksam, bet ar atšķirīgu magnētisko līniju virzienu. Demagnetizējot pretējā virzienā, tiks iegūta atlikušā indukcija. Atlikušā magnētisma fenomenu izmanto, lai izveidotu pastāvīgos magnētus no vielām ar augstu atlikušo magnētismu. Materiālus ar spēju atkārtoti magnetizēt izmanto, lai izveidotu elektrisko mašīnu un ierīču serdeņus.
Kreisās rokas likums
Spēkam, kas iedarbojas uz vadītāju ar strāvu, ir virziens, ko nosaka kreisās rokas noteikums: kad jaunavas rokas plauksta atrodas tā, ka tajā ieiet magnētiskās līnijas un četri pirksti ir izstiepti. strāvas virzienā vadītājā saliektais īkšķis norāda spēka virzienu. Šis spēks ir perpendikulārs indukcijas vektoram un strāvai.
Strāvu nesošais vadītājs, kas pārvietojas magnētiskajā laukā, tiek uzskatīts par elektromotora prototipu, kas pārvērš elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā.
Labās rokas likums
Vadītājam pārvietojoties magnētiskajā laukā, tā iekšpusē tiek inducēts elektromotora spēks, kura vērtība ir proporcionāla magnētiskajai indukcijai, iesaistītā vadītāja garumam un tā kustības ātrumam. Šo atkarību sauc par elektromagnētisko indukciju. Plkstnosakot inducētās EML virzienu vadītājā, tiek izmantots labās rokas noteikums: kad labā roka atrodas tāpat kā piemērā no kreisās puses, magnētiskās līnijas ieiet plaukstā, un īkšķis norāda virzienu vadītāja kustība, izstieptie pirksti norāda inducētā EML virzienu. Vadītājs, kas ārēja mehāniska spēka ietekmē pārvietojas magnētiskajā plūsmā, ir vienkāršākais elektriskā ģeneratora piemērs, kurā mehāniskā enerģija tiek pārveidota par elektrisko enerģiju.
Elektromagnētiskās indukcijas likumu var formulēt dažādi: slēgtā ķēdē tiek inducēts EML, ar jebkādām izmaiņām magnētiskajā plūsmā, ko aptver šī ķēde, EFE ķēdē ir skaitliski vienāds ar izmaiņu ātrumu. no magnētiskās plūsmas, kas aptver šo ķēdi.
Šī veidlapa nodrošina vidējo EML indikatoru un norāda EML atkarību nevis no magnētiskās plūsmas, bet gan no tās izmaiņu ātruma.
Lenca likums
Jums jāatceras arī Lenca likums: strāva, ko izraisa izmaiņas magnētiskajā laukā, kas iet caur ķēdi, tās magnētiskais lauks novērš šīs izmaiņas. Ja spoles pagriezienus caurdur dažāda lieluma magnētiskās plūsmas, tad uz visas spoles inducētais EML ir vienāds ar EML summu dažādos pagriezienos. Dažādu spoles pagriezienu magnētisko plūsmu summu sauc par plūsmas saiti. Šī daudzuma, kā arī magnētiskās plūsmas mērvienība ir Weber.
Kad ķēdē mainās elektriskā strāva, mainās arī tās radītā magnētiskā plūsma. Tajā pašā laikā saskaņā ar elektromagnētiskās indukcijas likumu iekšāvadītājs, tiek inducēts EML. Tas parādās saistībā ar strāvas izmaiņām vadītājā, tāpēc šo parādību sauc par pašindukciju, bet vadītājā inducēto EML sauc par pašindukcijas EMF.
Flux saite un magnētiskā plūsma ir atkarīga ne tikai no strāvas stipruma, bet arī no konkrētā vadītāja izmēra un formas, kā arī no apkārtējās vielas magnētiskās caurlaidības.
Vadītāja induktivitāte
Proporcionalitātes koeficientu sauc par vadītāja induktivitāti. Tas attiecas uz vadītāja spēju izveidot plūsmas savienojumu, kad caur to iet elektrība. Tas ir viens no galvenajiem elektrisko ķēžu parametriem. Dažām shēmām induktivitāte ir nemainīga. Tas būs atkarīgs no kontūras izmēra, tā konfigurācijas un vides magnētiskās caurlaidības. Šajā gadījumā strāvas stiprumam ķēdē un magnētiskajai plūsmai nebūs nozīmes.
Iepriekš minētās definīcijas un parādības sniedz skaidrojumu par to, kas ir magnētiskais lauks. Doti arī galvenie magnētiskā lauka raksturlielumi, ar kuru palīdzību iespējams definēt šo parādību.
