Закон полного тока
В основе расчета магнитных цепей лежит закон полного тока (рис. 3.)
где: Н – напряженность магнитного поля в данной точке пространства;
dL – элемент длины замкнутого контура L;
a – угол между направлениями векторов и ;
S I – алгебраическая сумма токов, пронизывающих контур L.
Рис. 3. Закон полного тока.
Если намагничивающую силу F, уподобить действию ЭДС, будет получено соотношение, похожее на выражение закона Ома для цепи постоянного тока. В связи с этим формулу принято назвать законом Ома для магнитной цепи. Следует оговориться, что эта аналогия – формальная, а физическая сущность процессов в электрических и магнитных цепях различна.
Ферромагнитные материалы и их свойства
Известно, что магнитная проницаемость mа ферромагнитных материалов переменная величина и зависит от В. Это влечет за собой непостоянство магнитного сопротивления Rм и значительно усложняет расчеты магнитных цепей. Поэтому для расчета магнитных цепей, содержащих ферромагнитные участки, необходимо располагать кривыми намагничивания, представляющими собой зависимость B = f(H). Эти зависимости получают экспериментальным путем.
Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток противодействует тому изменению магнитного потока, которым вызван данный ток.
Рис. 8. Направление индукционного тока по правилу Ленца магнитное поле закон ом
ЭДС индукции и направление индукционного тока в прямолинейном проводнике движущемся в магнитном поле.
Направление индукционного тока, определяется правилом правой руки: если ладонь провой руки расположить так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а отставленный большой палец совпадал с направлением скорости проводника, то четыре вытянутых пальца укажут направление индукционного тока.
Рис. 9. Направление индукционного тока по правилу правой руки.
Самоиндукция. При изменении силы тока в катушке происходит изменение магнитного пoтокa, создаваемого этим током. Изменение магнитного потока, пронизывающего катушку, вызывает появление ЭДС индукции в катушке, называемой ЭДС самоиндукции. Под действием ЭДС самоиндукции в катушке появляется ток самоиндукции, который противодействует изменению основного тока в цепи, вызывающего это явление, называемое самоиндукцией.
Рис. 10. Нарастание (убывание) тока с течением времени при замыкании (размыкании цепи).
Явление возникновения ЭДС в электрической цепи в результате изменения силы тока в этой же цепи называется самоиндукцией.
Индуктивность
– магнитный поток самоиндукции контура,
где L — индуктивность контура или коэффициент самоиндукции (L зависит от размеров и формы проводника, от магнитных свойств среды).
- ЭДС самоиндукции
Индуктивность — это физическая величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1А за 1с.
, при
Единица индуктивности
Индуктивность проводника равна 1 Гн, если в нем при изменении силы тока на 1A за 1с возникает =1 В.
Заключение
Магнитное поле, одна из форм электромагнитного поля. Создается движущимися электрическими зарядами и спиновыми магнитными моментами, а также переменным электрическим полем. Действует на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным моментом. Характеризуется магнитной индукцией (или напряженностью). Индукция магнитного поля Земли (в единицах СИ) около 0,00005 Тл, наиболее сильными крупномасштабными магнитными полями обладают нейтронные звезды (около 100 млн. Тл).
В лабораторных условиях и технике для получения постоянного магнитного поля (0,05 - 25 Тл) используют постоянные магниты, электромагниты, сверхпроводящие соленоиды. Импульсные сверхсильные магнитные поля (160 - 1000 Тл) получают при помощи импульсных соленоидов и методом направленного взрыва. Технические применения магнитного поля (наряду с электрическим полем) лежат в основе всей электротехники, радиотехники и электроники.
Магнитные поля используются в дефектоскопии, для удержания горячей плазмы в условиях управляемого термоядерного синтеза, в ускорителях заряженных частиц и т.д.