Vektori i fuqisë së fushës magnetike dhe lidhja e tij me vektorët e induksionit dhe magnetizimit. Ndjeshmëria magnetike dhe përshkueshmëria magnetike e materies
Elementi kapacitiv
Një shembull i një elementi kondensator është një kondensator i sheshtë - dy pllaka paralele të vendosura në një distancë të shkurtër nga njëra-tjetra.
Tensioni i aplikuar në elementin kondensator:
Pastaj rryma në elementin kondensator:
ic \u003d Imsin (ωt + 900), I m \u003d U m / X c, ku X c \u003d 1 / (ω⋅C) është rezistenca kondensuese, e matur në ohm dhe varet nga frekuenca.
1. Rryma në elementin kondensator është fazë përpara tensionit të aplikuar në të, me 900.
2. Elementi kondensator siguron një rezistencë të rrymës sinusoidale (alternative), moduli i së cilës X c është në përpjesëtim të zhdrejtë me frekuencën.
3. Ligji i Ohmit plotësohet si për vlerat e amplitudës së rrymës dhe tensionit: \u003d Xc ⋅Im,
dhe për vlerat efektive: Um \u003d XС IС.
Fuqia e menjëhershme:
p \u003d U⋅I sin2ωt.
Fuqia e menjëhershme në elementin kondensator ka vetëm përbërësin e ndryshueshëm U⋅I⋅sin2ωt, duke ndryshuar me një frekuencë të dyfishtë (2ω).
Fuqia periodikisht ndryshon në shenjë - atëherë pozitive, pastaj negative. Kjo do të thotë që gjatë një të katërtës së periudhave, kur p\u003e 0, energjia ruhet në elementin kondensator (në formën e energjisë fushe elektrike), dhe gjatë periudhave të tjera tremujore kur p< 0 , энергия возвращается в электрическую цепь.
Llogaritja e një qarku elektrik të degëzuar rryma sinusoidale.
Fuqia në qarqet lineare të rrymës sinusoidale
Në qarqet lineare të rrymës sinusoidale, ekzistojnë tre lloje të energjisë:
Aktiv;
Reaktive;
Fuqia aktive A është fuqia e shndërrimit të pakthyeshëm të energjisë elektrike në lloje të tjera të energjisë në elementet e qarkut rezistues. Në burimet e energjisë elektrike, fuqia aktive P llogaritet me formulën: P \u003d U ⋅ I ⋅ cos φ, ku φ është këndi i fazës midis rrymës dhe tensionit.
Në elementët rezistues, fuqia aktive përcaktohet gjithashtu nga formula: P \u003d I2⋅R.
Leksioni 4. Analiza dhe llogaritja e fushave magnetike
Fusha magnetike dhe karakteristikat e saj.
Kur një rrymë elektrike kalon përmes një përcjellësi, rreth saj formohet një fushë magnetike. Ajo posedon energji, e cila manifestohet në formën e forcave elektromagnetike që veprojnë në ngarkesat elektrike në lëvizje, d.m.th. elektricitet... Fusha magnetike formohet vetëm rreth ngarkesave elektrike në lëvizje, dhe efekti i saj zbatohet gjithashtu vetëm për ngarkesat lëvizëse. Fushat magnetike dhe elektrike janë të pandashme dhe formojnë një fushë të vetme elektromagnetike. Çdo ndryshim në fushën elektrike çon në shfaqjen e një fushe magnetike dhe, anasjelltas, çdo ndryshim në fushën magnetike shoqërohet me shfaqjen e një fushe elektrike.
Karakteristikat kryesore të fushës magnetike janë induksioni magnetik, fluksi magnetik, përshkueshmëria magnetike, forca e fushës magnetike.
Induksioni magnetik.
Intensiteti i fushës magnetike, domethënë aftësia e saj për të kryer punë, përcaktohet nga një sasi e quajtur induksioni magnetik B. Sa më e fortë të jetë fusha magnetike, aq më i madh është induksioni. Ata. induksioni magnetik është karakteristikë e fuqisë së fushës magnetike. NËmund të karakterizohet nga dendësia e linjave magnetike të forcës, domethënë numri i linjave të forcës që kalojnë përmes një njësie të sipërfaqes të vendosur pingul me fushën magnetike. Bëni dallimin midis fushave magnetike homogjene dhe atyre jo uniforme. Në një fushë magnetike uniforme, ka induksionin magnetik në secilën pikë të fushës të njëjtën vlerë dhe drejtimin. Një fushë në hendekun e ajrit midis poleve të kundërta të një magneti ose elektromagneti mund të konsiderohet e njëtrajtshme. Njësia e matjes së induksionit magnetik - tesla (T); 1 T \u003d 1 Wb / m 2.
Fluksi magnetik ose fluksi i vektorit të induksionit magnetik përmes zonës S quhet vlera
ku Ф - fluksi magnetik, Wb;
B - induksion magnetik, T;
S - zonë e sheshtë, m 2;
α - kënd midis drejtimit të normales n në vendin dhe drejtimin e induksionit NË;
Bn - projeksion vektorial NË në normale n.
Njësia SI e fluksit magnetik - weber (BB), ka dimensionin B * s (volt-sekondë). Njësia e matjes së induksionit magnetik - tesla (T); 1 T \u003d 1 Wb / m 2.
Përshkueshmëria magnetike - sasia fizikeduke karakterizuar vetitë magnetike të një substance. Përshkueshmëria magnetike tregon sa herë përshkueshmëria magnetike absolute e këtij materiali më shumë konstante magnetike. Numerikisht e barabartë me raportin përshkueshmëria magnetike absolute μ a te konstante magnetike μ 0 (μ \u003d μ a / μ 0).
Ndryshimi në forcën e bashkëveprimit ndërmjet përcjellësve me rrymën është për shkak të një ndryshimi në intensitetin e fushës magnetike të shkaktuar nga madhësia, forma e telave, si dhe vetitë magnetike të substancës midis telave.
Në varësi të vetive të mediumit, vlera e μ mund të jetë më e madhe se në vakum (μ\u003e 1) ose më pak (μ<1). Магнитная проницаемость воздуха и большинства веществ, за исключением ферромагнитных материалов, близка к единице, поэтому для них μ а ≈ μ 0 = 4л 10 -7 Г/м.
Fuqia e fushës magnetike ... Një sasi vektoriale që është një karakteristikë sasiore e fushës magnetike. Tensioni H nuk varet nga vetitë magnetike të mediumit. Induksioni magnetik dhe tensioni janë të lidhura
H \u003d B / m a \u003d B / (mm rreth)
Si pasojë, në një mjedis me depërtueshmëri magnetike konstante, induksioni i fushës magnetike është proporcional me fuqinë e tij. Forca e fushës magnetike matet në amperi për metër (A / m).
Fusha magnetike e një përcjellësi me rrymë.
Kur rryma kalon përmes një përcjellësi të drejtë, rreth tij lind një fushë magnetike. Linjat magnetike të forcës së kësaj fushe janë të vendosura në qarqe koncentrike, në qendër të të cilave ekziston një përcjellës me rrymë. Drejtimi i fushës magnetike rreth përcjellësit me rrymën është gjithmonë në përputhje të plotë me drejtimin e rrymës që kalon përmes përcjellësit. Drejtimi i linjave të fushës magnetike mund të përcaktohet nga rregulli gimbal. Formulohet si më poshtë. Nëse lëvizja përpara e gimbalit kombinohet me drejtimin e rrymës në përcjellës, atëherë drejtimi i rrotullimit të dorezës së tij do të tregojë drejtimin e linjave të fushës magnetike rreth përcjellësit. Për shembull, nëse rryma kalon përmes një përcjellësi në drejtim larg nesh përtej rrafshit, atëherë fusha magnetike që lind rreth këtij përcjellësi drejtohet në drejtim të akrepave të orës. Nëse rryma rrjedh përmes përcjellësit drejt nesh, atëherë fusha magnetike rreth përcjellësit drejtohet në drejtim të kundërt të akrepave të sahatit. Sa më e madhe të jetë rryma që kalon përmes përcjellësit, aq më e fortë është fusha magnetike që del rreth tij. Kur drejtimi i rrymës ndryshon, fusha magnetike ndryshon gjithashtu drejtimin e saj.
Induksioni elektromagnetik - ky është fenomeni i shfaqjes së një rryme në një përcjellës të mbyllur, kur një fluks magnetik kalon përmes tij.
Ligji i induksionit elektromagnetik (ligji i M. Faraday)
Forca elektromotore e induktuar në një lak përçues është e barabartë me shpejtësinë e ndryshimit të fluksit magnetik të shoqëruar me këtë lak.
Në një spirale që ka n kthesat, EMF-ja totale varet nga numri i kthesave n:
Drejtimi i EMF përcaktohet nga rregulli i dorës së djathtë: dora e djathtë është e pozicionuar në mënyrë që linjat magnetike të hyjnë në pëllëmbë, gishti i madh i përkulur në një kënd të drejtë të jetë në përputhje me drejtimin e shpejtësisë; atëherë katër gishtat e zgjatur do të tregojnë drejtimin e EMF.
Rregulli i Lenz
Rryma e induksionit që lind në një qark të mbyllur me fushën e saj magnetike kundërvepron me ndryshimin e fluksit magnetik nga i cili shkaktohet.
Qarqet magnetike
Kur llogaritni magnet të përhershëm, elektromagnet, transformatorë, makina elektrike, rele, amplifikatorë magnetikë, matës elektrik dhe pajisje të tjera përdorin konceptin qark magnetik .
Substancat që mund të magnetizohen quhen magnet. Afati magnetikevlen për të gjitha substancat kur merren parasysh vetitë e tyre magnetike.
Substancat për të cilat përshkueshmëria magnetike më pak se një μ<1, называются diamagnetike ose diamagnetike (bismut, ujë, hidrogjen, bakër, qelq), substanca me μ\u003e 1 - paramagnetike oseparamagnet (oksigjen, platin, tungsten, alumin) dhe substanca për të cilat μ \u003e\u003e 1 - ferromagnet (hekur, kobalt, gize, nikel).
Në diamagnet, si në paramagnet, varësia B (H) (kurba e magnetizimit) është lineare, ndryshimi i vetëm është në pjerrësinë e grafikut.
Kurba e magnetizimit tregon marrëdhënien midis induksionit magnetik dhe forcës së fushës magnetike. Për ferromagnetët, kjo marrëdhënie është në thelb jolineare. Induksioni i fushës në një ferromagnet të magnetizuar së pari rritet me shpejtësi me një rritje të fuqisë së fushës së jashtme magnetike. Pastaj rritja e induksionit të fushës ngadalësohet.
Qarku magnetik quhet një sekuencë e magneteve përmes të cilave kalon fluksi magnetik.
Kur llogaritni qarqet magnetike përdoret një analogji pothuajse e plotë zyrtare me qarqet elektrike.
Një aparat i ngjashëm matematikor gjithashtu përmban ligji i Ohmit , rregullat e Kirchhoff dhe terma dhe modele të tjera.
Qarku magnetik dhe aparati matematik shoqërues përdoren për llogaritjen e transformatorëve, makinave elektrike, amplifikatorëve magnetikë etj.
Nëse fluksi magnetik ngacmohet në një qark magnetik nga magnet të përhershëm, atëherë një qark i tillë quhet i polarizuar.
Një qark magnetik pa magnet të përhershëm quhet neutral. Fluksi magnetik në të ngacmohet nga rryma që rrjedh në mbështjellje, duke mbuluar një pjesë ose të gjithë atë.
Në varësi të natyrës së rrymës së ngacmimit, dallohet një qark magnetik i flukseve magnetike konstante, alternative dhe pulsuese.
Qarqet magnetike në flukse konstante
Për një seksion të një qarku magnetik
Ф \u003d BS,
ku Ф - fluksi magnetik, Wb;
B - induksion magnetik, T;
S është një prerje tërthore e një ngastre m 2.
Rënia e tensionit magnetik në seksionin e qarkut magnetik me një gjatësi l e barabartë me produktin e fluksit magnetik dhe rezistencës magnetike R M të seksionit
U M \u003d H l\u003d FR M,
ku H është forca e fushës magnetike, A;
l - gjatësia mesatare e seksionit, m;
R M është rezistenca magnetike e faqes, 1 / H.
Kompletoni rezistencën magnetike
R M \u003d l/ (μ r μ 0 S),
ku μ r është përshkueshmëria relative magnetike e materialit të zonës;
μ 0 \u003d 4π 10 -7 - konstante magnetike, H / m.
Shembull... Përcaktoni rezistencën magnetike të gjatësisë së seksionit të qarkut l\u003d 0,1 m dhe seksioni S \u003d 0,01 m 2, nëse μ r \u003d 5000.
1 / z.
Forca magnetomotive (MDS)
ku F është forca magnetomotive, A
Unë jam rryma në mbështjellje, A;
w është numri i kthesave të mbështjelljes.
Ligji i Ohmit për një qark magnetik
Fluksi magnetik për një seksion të qarkut është drejtpërdrejt proporcional me tensionin magnetik në këtë seksion.
Ф \u003d U m / R m
Ligji i parë i Kirchhoff për një qark magnetik
Shuma algjebrike e flukseve magnetike në njësinë e qarkut magnetik është e barabartë me zero
.
Ligji i dytë i Kirchhoff për një qark magnetik
Shuma algjebrike e tensionit magnetik bie përgjatë një lak të mbyllur është e barabartë me shumën algjebrike MDS duke vepruar në qark
.
Leksioni 5. Makinat elektrike dhe pajisjet elektromagnetike
Makine elektrike - një pajisje elektromagnetike e përbërë nga një stator dhe një rotor, dhe shndërrimin e energjisë mekanike në energji elektrike (gjeneratorë) ose energji elektrike në energji mekanike (motorë elektrikë).
Parimi i funksionimit të makinave elektrike bazohet në ligjet e induksionit elektromagnetik, Amper dhe fenomenin e një fushe magnetike rrotulluese.
Sipas ligjit të induksionit elektromagnetik, të zbuluar nga M. Faraday në 1831, një EMF E induktohet në një dirigjent të vendosur në një fushë magnetike dhe lëviz në krahasim me të me një shpejtësi V, drejtimi i së cilës përcaktohet nga rregulli i gimbalit ose rregulli i dorës së djathtë.
Sipas ligjit të Amperit, një forcë vepron mbi një përcjellës me një rrymë I, të vendosur në një fushë magnetike, drejtimi i së cilës përcaktohet nga rregulli i gimbalit ose rregulli i dorës së majtë.
Makina rrymë e vazhdueshme
Një makinë DC ka tre pjesë kryesore: induktor, armaturë dhe koleksionist.
Induktori - pjesa e jashtme e palëvizshme e makinës, e krijuar për të krijuar një fluks magnetik F. Induktori është një cilindër çeliku i zbrazët, në të cilin polet janë bashkangjitur nga brenda - elektromagnetët e mundësuar nga rryma e drejtpërdrejtë.
Spirancë - brendësia rrotulluese e makinës. Ai përbëhet nga një bërthamë cilindrike çeliku dhe një mbështjellje e një tela bakri të izoluar, në të cilën, kur përshkohet nga një fluks magnetik Ф, krijohet emf. etj me. E. Në të njëjtën bosht me armaturën, është fiksuar një kolektor, qëllimi i të cilit është korrigjimi mekanik i ndryshoreve sinusoidale. etj me. (krijuar në përçuesit e mbështjelljes së armaturës rrotulluese) në një konstante të tensionit në madhësi dhe drejtim, furnizuar në qarkun e jashtëm duke përdorur furçat e aplikuara në kolektor.
Koleksionist është pjesa më komplekse e një makine DC. Në secilin seksion të mbështjelljes së armaturës, krijohet një e sinusoidale e ndryshueshme. etj me. Faleminderit koleksionistit e. etj me. makina E, e hequr në zinxhirin e jashtëm përmes furçave, është konstante në madhësi dhe drejtim.
E. d. Me. Makina DC është proporcionale me fluksin magnetik të induktorit dhe shpejtësinë e rrotullimit të armaturës.
Llojet e makinave DC sipas qarkut të ngacmimit
Qarku i ngacmimit është qarku i energjisë së mbështjelljes së induktorit. Qarku i ngacmimit përcakton vetitë themelore dhe karakteristikat e makinës.
Sipas skemës së ngacmimit, makinat DC ndahen në makina me eksitim i pavarur dhe makineritë e vetë-ngacmuara .
Në makinën me eksitim i pavarur mbështjellja e induktorit mundësohet nga një burim i jashtëm i rrymës së drejtpërdrejtë. Një qark me ngacmim të pavarur (me qarqe elektrikisht të palidhura të armaturës dhe induktorit) përdoret relativisht rrallë. Në mënyrë tipike, në makinat DC, si gjeneratorët ashtu edhe motorët, qarqet e armaturës dhe induksionit janë të lidhura elektrike. Në këtë rast, gjeneratorët vetë-ngacmohen: mbështjellja e induktorit mundësohet nga rryma e armaturës së së njëjtës makinë.
Në varësi të qarkut me të cilin lidhjet elektrike të armaturës dhe induksionit bëhen, bëhet një dallim midis tre lloje të makinave DC, duke pasur në gjenerator dhe në mënyrën motorike në mënyrë të konsiderueshme karakteristikat e ndryshme dhe në përputhje me rrethanat fusha të ndryshme të zbatimit: makina me ngacmim paralel (shunt); makina me ngacmim serie (seri) dhe makina me eksitim i përzier (e përbërë).
NË makine e ngacmimit paralel mbështjellja e ngacmimit është e lidhur paralelisht me armaturën (në lidhje me qarkun e jashtëm) dhe në makinë ngacmim vijues - vazhdimisht. Makinë e ngacmimit të përzier ka mbështjellje në terren paralel dhe serik, dhe zakonisht mbështjellja kryesore është paralele.
Vetë-ngacmimi në gjeneratorët DC bazuar në përdorimin e fenomenit të histerezës në çelikun e poleve të induktorit.
Qark i ngacmimit të pavarur
Qarku i ngacmimit paralel
Qarku i ngacmimit sekuencial
Karakteristikat mekanike të makinave DC
Motor i eksituar i serive
Motori i ngacmimit paralel
Motor i ngacmuar i përzier
Zbatimet e makinave DC
Megjithëse elektrifikimi modern kryhet kryesisht me rrymë alternative trefazore, makinat DC, veçanërisht në modalitetin motorik, kanë një zbatim mjaft të gjerë.
Gjeneratorët përdoren më shpesh në instalimet e konvertuesve të gjeneratorëve motorë për të marrë rrymë të drejtpërdrejtë nga rryma alternative për qëllimin e furnizimit të motorëve me rrymë të drejtpërdrejtë dhe për nevoja të tjera në fabrika dhe kushte laboratorike.
Gjeneratorët përdoren gjithashtu në lokomotivat me naftë të hekurudhave kryesore, në anije, për saldimin elektrik DC, për ndriçimin e trenave, si eksitues për makinat sinkrone, etj.
Gjeneratorë të tensionit të ulët me madhësi të vogël (6-12 dhe 28 volt) përdoren gjerësisht për ndriçimin dhe karikimin e baterive në aeroplanë dhe makina të të gjitha llojeve.
Në një numër rastesh, për nevoja të veçanta makinat DC me magnet të përhershëm me fuqi shumë të ulët përdoren si takogjeneratorë (për matjen e shpejtësisë së rrotullimit të makinave), si një induktor për provën e izolimit, në makinat e ndezjes në eksplozivë, etj.
Motorët DC kanë performancë të mirë, kanë kontroll të lehtë të shpejtësisë në një gamë të gjerë, por krahasuar me motorët rryma alternative gjithashtu kanë disavantazhe serioze: nevoja për një burim të rrymës së drejtpërdrejtë, kompleksiteti i dizajnit dhe kostoja më e lartë, nevoja për mbikëqyrje të vazhdueshme për shkak të pranisë së një koleksionisti.
Motorët ngacmues serial përdoren më gjerësisht sesa motorët shunt. Motori i ngacmimit vijues është lloji kryesor i motorit tërheqës. Ka një çift rrotullues të madh fillestar (proporcional me katrorin e amperazhit). Motori automatikisht përshtatet në profilin e pistës, duke ndryshuar shpejtësinë në përputhje me rrethanat, e cila është thelbësore për një motor tërheqës. Tramvajet në të gjithë botën mundësohen nga motorë serikë DC.
Motorët e ngacmimit sekuencial përdoren gjerësisht në periferitë dhe linjat kryesore të elektrizuara hekurudhat, në metro, në fabrikën e elektrizuar dhe transportin e minierave, në makinat elektrike, etj.
Motorët me ngacmim të përzier (me një mbizotërim të mbështjelljes së serive) përdoren në trolejbusë dhe në hekurudhat kryesore të elektrizuara me frenim rigjenerues, domethënë, me transferimin e energjisë në rrjet në zbritje.
Motorët me ngacmim paralel përdoren në vend të atyre asinkron dhe sinkron, ku kërkohet kontroll i qetë i shpejtësisë në një gamë të gjerë, për shembull, në fabrika të fuqishme rrotulluese, në industrinë e tekstilit, etj.
Impiantet e ndërtimit të makinave elektrike prodhojnë shumë lloje të makinave DC me një gamë të gjerë të energjisë, tensionit dhe shpejtësisë së rrotullimit, në versione të hapura, të mbrojtura, të mbyllura dhe të paprekura nga shpërthimi.
Asinkron dhe motorë sinkronë (makina)
Natyra e fushës magnetike u qartësua nga Oersted, i cili në 1820 tregoi se një fushë magnetike formohet rreth një përcjellësi me një rrymë, drejtimi i së cilës përcaktohet nga rregulli "gimbal". Ampere studioi varësinë e forcës së ndërveprimit ndërmjet përcjellësve me rrymën në konfigurimet e tyre, duke vendosur ligjin që mori emrin e tij. Pra, dy përçues paralelë me rryma që rrjedhin në të njëjtin drejtim bashkëveprojnë me një forcë për njësinë e gjatësisë:
ku 
= 4
... 10 -7 H / m është përshkueshmëria magnetike absolute e vakumit, I 1 dhe I 2 janë rrymat që rrjedhin në përçuesit, dhe g është distanca midis përcjellësve. Kjo formulë përdoret për të vendosur njësinë bazë elektrike të sistemit C - fuqinë aktuale (Amper). Me një rrymë prej një amperi, dy përcjellës të vendosur në një distancë prej një metër nga njëri-tjetri bashkëveprojnë me një forcë prej 2 10 -7 Njutone për metër. Përçuesit me rryma të drejtuara në mënyrë të kundërt zmbrapsen. Në një kuptim, formula (9) është një analog i ligjit Coulomb.
Kështu, është e mundur të jepet një përkufizim se një lloj i veçantë i materies quhet fushë magnetike, përmes së cilës kryhet bashkëveprimi i rrymave elektrike ose ngarkesave elektrike në lëvizje.
Fusha magnetike mund të zbulohet duke përdorur një gjilpërë magnetike, e cila do të veprohet në fushën magnetike nga një palë forcash. Gjilpëra magnetike mund të zëvendësohet me një kornizë aktuale. Karakterizohet nga madhësia e momentit magnetik: f m = Une . Se barabartë me produktin e rrymës në kornizën I nga zona e kornizës S. Momenti magnetik është një vektor, drejtimi i të cilit përcaktohet nga rregulli i vidës së duhur. Në një fushë magnetike, një palë forcash vepron në kornizë me rrymë, duke u përpjekur të vendosë momentin magnetik të kornizës në drejtim të fushës së jashtme magnetike. Në përputhje me këtë, futet forca karakteristike e fushës magnetike B, e quajtur induksioni magnetik, e cila është e barabartë me raportin e momentit maksimal të një çifti forcash që veprojnë në një kornizë me një rrymë në një fushë magnetike me momentin magnetik të kësaj kornize p m:
Matet madhësia e induksionit magnetik në Tesla. T \u003d N. m / A. m 2
Në një substancë (magnet), induksioni magnetik ndryshon vlerën e tij: B \u003d 
Në ku - përshkueshmëria magnetike relative, B 0 - induksioni magnetik i fushës në vakum. Vlera H \u003d B / 
quhet forca e fushës magnetike. Gjeni fushën magnetike të krijuar nga çdo konfigurim i përcjellësve lejon ligjin e Bio-Savard-Laplace. Pra, induksioni magnetik i fushës i krijuar nga një përcjellës i pafund me rrymë është i barabartë me:
Drejtimi i vektorit induktiv përcaktohet nga rregulli "gimbal" dhe përkon me drejtimin e tangjentës në një rreth të rrezes r, pingul me vektorin aktual. Në qendër të një përcjellësi rrethor me rrymë, induksioni është:
Në një spirale induktance që përmban N kthesa me një rrymë, gjatësi l, induksioni është i barabartë me:
ku n është numri i kthesave për njësi të gjatësisë së spiralës.
Një ngarkesë elektrike që lëviz në një fushë magnetike me shpejtësi v vepron nga një forcë e quajtur nga forca Lorentz... Vlera numerike e kësaj force është: F l = qvBsina, ku a është këndi ndërmjet drejtimit të shpejtësisë v dhe induksionit të fushës magnetike B. Nëse vektorin e shpejtësisë së një grimce të ngarkuar e zbërthejmë në dy përbërës - në drejtim të fushës magnetike dhe pingul me të, atëherë mund të shohim se trajektorja e grimcës do të jetë një vijë spiral.
Një përcjellës bartës i rrymës në një fushë magnetike veprohet nga një forcë e quajtur forca Amper. Natyra e kësaj force është e njëjtë me atë të forcës Lorentz. Vlera absolute e kësaj force është: F = BIlsina, ku I është rryma në përcjellës, 1 është gjatësia e përcjellësit, a është këndi ndërmjet drejtimit të rrymës në përcjellës dhe vektorit të induksionit magnetik B. Drejtimi i veprimit të forcës Amper përcaktohet nga rregulli i dorës së majtë: dora e majtë duhet të pozicionohet në mënyrë që vijat e forcës së fushës magnetike pëllëmba, katër gishta treguan drejtimin e rrymës dhe gishti i madh i përkulur do të tregojë drejtimin e forcës.
Fluksi i vektorit të induksionit magnetik B përmes zonës S quhet integral i përbërësit normal të vektorit B mbi zonën S:
Fluksi matet në Weber: Wb \u003d T m.
Nëse fusha B është e njëtrajtshme, atëherë induktanca del jashtë nën integralin dhe fluksi është i barabartë me: Ф в \u003d BScos a, ku a është këndi midis vektorit B dhe normalit me rrafshin e konturit, dhe S është zona e konturit.
Fizikanti anglez M. Faraday në 1831 zbuloi ligjin që mban emrin e tij. Thelbi i ligjit bie në faktin se për çdo ndryshim në fluksin magnetik në një qark që mbulon zonën S, forca elektromotore induksioni magnetik, i barabartë me shpejtësinë e ndryshimit të fluksit, i marrë me shenjën e kundërt.
Shenja minus shpreh rregullin e Lenz dhe është pasojë e ligjit për ruajtjen e energjisë.
Kështu, mund të argumentohet se një ndryshim në fushën magnetike shkakton shfaqjen e një fushe elektrike. Nëse kontura është reale, d.m.th. paraqitur në formën e një përcjellësi, atëherë një rrymë do të rrjedhë në të, duke gjeneruar një fushë magnetike, e cila, sipas rregullit të Lenz, do të parandalojë ndryshimet në fushën magnetike që e kanë shkaktuar atë.
Një rast i veçantë i induksionit elektromagnetik është shfaqja e një force elektromotore në një qark kur ndryshon forca aktuale në të njëjtin qark. Fluksi magnetik i krijuar në qark është drejtpërdrejt proporcional me rrymën që rrjedh përmes tij: Ф \u003d LI, ku L është induktiviteti i qarkut.
Induktanca varet nga madhësia dhe forma e qarkut dhe përshkueshmëria magnetike e mjedisit. Njësia e induktivitetit është Henry.
Kur rryma në qark ndryshon, fluksi magnetik që përshkon këtë qark ndryshon, gjë që çon në shfaqjen e një force elektromotore të vetë-induksionit:
Si rezultat i vetë-induksionit, ndryshimi i rrymës në qark nuk ndodh menjëherë. Prandaj, në veçanti, kur hapet ndonjë qark i vërtetë, ndodh një shkëndijë ose hark në kontaktet e çelësit. Për një solenoid me N kthehet në një gjatësi prej 1 dhe një zonë me prerje tërthore S, induktanca është: L \u003d 
, d.m.th. varet nga gjeometria e spirales dhe përshkueshmëria relativisht magnetike e materialit nga i cili është bërë bërthama.
Një nga manifestimet e induksionit elektromagnetik është shfaqja e rrymave të mbyllura të induksionit (rrymat Foucault) në trupa të ngurtë përçues: pjesë metalike, solucione elektrolite, inde biologjike.
Rrymat e vorbullës formohen kur një trup përçues lëviz në një fushë magnetike, kur induksioni i fushës ndryshon me kohën, dhe gjithashtu kur kombinohen të dy faktorët. Fuqia e rrymave të vrullit varet nga rezistenca elektrike e trupit dhe, për këtë arsye, nga rezistenca dhe dimensionet, si dhe nga shpejtësia e ndryshimit të fluksit magnetik.
Në fizioterapi, ngrohja e pjesëve individuale të trupit të njeriut me rryma të mprehta përshkruhet si një procedurë terapeutike e quajtur induktotermi.
Teoria e unifikuar e fushës elektromagnetike u krijua nga fizikani anglez D.C. Maxwell. Ai e bazoi teorinë e tij në hipotezën se çdo fushë elektrike e alternuar gjeneron një fushë magnetike të vorbullës. Fusha elektrike alternative u quajt nga Maxwell rryma e zhvendosjes, pasi ajo, si një rrymë e zakonshme, indukton një fushë magnetike.
Për të gjetur një shprehje për rrymën e zhvendosjes, mund të konsideroni kalimin e një rryme alternative përmes një qarku që përfshin një kondensator me një dielektrik. Në përçuesit, kjo është rryma e zakonshme e përçimit 1 pr, për shkak të një ndryshimi në ngarkesën në pllakat e kondensatorit. Mund të supozohet se rryma e përçimit është e mbyllur në kondensator nga rryma e paragjykimit I cm, dhe I cm \u003d I pr \u003d dq / dt. Karikimi në pllakat e kondensatorit
q \u003d CU \u003d 
.
Atëherë rryma e zhvendosjes është:
Meqenëse fusha elektrike e kondensatorit është uniforme, duke ndarë forcën e rrymës me sipërfaqen e pllakave, ne marrim një shprehje për dendësinë e rrymës së zhvendosjes:
Nga kjo shprehje del se rryma e njëanshmërisë drejtohet drejt dE / dt. Për shembull, me një rritje të forcës së fushës elektrike - përgjatë E.
Fusha magnetike e rrymave të zhvendosjes u zbulua eksperimentalisht nga V.K. Rrezeve X.
Nga ekuacionet themelore të teorisë së Maksuellit rrjedh se pamja e çdo fushe, elektrike apo magnetike, në një pikë të caktuar në hapësirë \u200b\u200bpërfshin një zinxhir të tërë transformimesh të ndërsjella: një fushë elektrike alternative gjeneron një magnetike dhe një ndryshim në një fushë magnetike gjeneron një fushë elektrike. Kjo krijon një fushë të vetme elektromagnetike.
Fuqia dhe induksioni i fushës magnetike lidhen nga marrëdhëniaFuqia e fushës magnetike. Ligji total aktual
Koncepti i forcës së fushës magnetike bazohet në një analogji formale midis fushave të ngarkesave të palëvizshme dhe trupave të palëvizshëm të magnetizuar. Kjo analogji shpesh rezulton të jetë shumë e dobishme, pasi lejon transferimin e metodave të zhvilluara për fushat elektrostatike në teorinë e fushave magnetike. Forca e fushës magnetike u prezantua fillimisht në formën e ligjit të Coulomb përmes konceptit të masës magnetike, e ngjashme me atë ngarkesa elektrikesi një forcë mekanike e bashkëveprimit të masave magnetike dy pikëshe në një mjedis homogjen, e cila është proporcionale me produktin e këtyre masave dhe anasjelltas proporcionale me katrorin e distancës ndërmjet tyre. Për të karakterizuar në mënyrë sasiore fushën magnetike, mund të përdorni forcën mekanike që vepron në polin pozitiv të magnetit të provës në pikën ku ndodhet në hapësirë. Fuqia e fushës magnetike është raporti i forcës mekanike që vepron në polin pozitiv të magnetit provë me vlerën e masës së saj magnetike, ose forcës mekanike që vepron në polin pozitiv të magnetit provë të masës njësi në një pikë të caktuar në fushë. Tensioni përshkruhet nga vektori H, i cili ka kahun e vektorit të forcës mekanike f. Linja të tilla quhen vija të tensionit ose vija të forcës. Alsoshtë gjithashtu e mundur të prezantohet koncepti i një tubi fushe magnetike në të njëjtën mënyrë siç është bërë për një fluks magnetik. Linjat e forcës , ndryshe nga linjat e induksionit të fushës magnetike, fillojnë me masa magnetike pozitive dhe përfundojnë me negativ, domethënë ndërpriten. Për një medium izotrop, ekziston një lidhje midis induksionit dhe forcës së fushës magnetike. Kur një substancë vendoset në një fushë magnetike, në të ndodhin proceset e orientimit të strukturave të ndryshme me një moment magnetik dipol. Pra, elektronet, duke lëvizur në orbitë, formojnë rryma elementare dhe fushat magnetike përkatëse ose dypolet magnetike në Fig. Përveç kësaj, elektronet krijojnë një moment magnetik për shkak të rrotullimit rreth boshtit të tyre, të quajtur moment rrotullues magnetik. Një dipol magnetik mund të karakterizohet nga një vektor i momentit magnetik, i cili është numerikisht i barabartë me prodhimin e madhësisë së rrymës elementare dhe zonës së qarkut të kufizuar nga kjo rrymë në hapësirë. Vektori i magnetizimit përkon me drejtimin e vektorit të tensionit dhe lidhet me të nga një marrëdhënie lineare. Koeficienti pa dimension k quhet ndjeshmëria magnetike e substancës. Për një fushë magnetike ekzistuese në një medium të caktuar, është e mundur të paraqitet induksioni magnetik si shuma e dy përbërësve, induksioni B 0 që i përgjigjet vakumit dhe induksioni shtesë B n i krijuar nga magnetizimi i substancës. Në varësi të vlerës së m, të gjitha substancat ndahen në diamagnetike, paramagnetike dhe ferromagnetike. Për shembull, në platin, përshkueshmëria magnetike relative është 1. Përcaktimi i forcës së fushës magnetike përmes forcave magnetike dhe masave nuk është plotësisht adekuate për fotografinë fizike të fenomeneve në një fushë magnetike, d.m.th. Në praktikë, është më e përshtatshme të përdoren fenomenet që lidhin rrymën elektrike dhe fushën magnetike. Lejoni që një masë pikë magnetike m të lëvizë përgjatë një rruge arbitrare nga pika A në pikën B të fushës magnetike në Fig. Puna e lëvizjes së masës m përgjatë shtegut AB është e barabartë me. Në këtë shprehje, integrali linear i vektorit të forcës së fushës magnetike, i marrë përgjatë disa shtegut AB, quhet forca magnetomotive e MDF F që vepron përgjatë kësaj rruge. Le të shqyrtojmë tani lëvizjen e masës magnetike m përgjatë një shtegu të mbyllur në fushën magnetike të një lak me një vlerë konstante të rrymës i. Së pari, le të supozojmë se ka vetëm një efekt nga fusha e mbështjelljes në masën m në Fig. Nëse masa magnetike m lëviz përgjatë konturit të treguar në figurë, atëherë lak do të kalojë të gjitha linjat e induksionit që burojnë prej tij dhe punën për zhvendosjen, duke marrë parasysh që fluksi i përgjithshëm magnetik i masës që lëvizet është numerikisht i barabartë me vlerën e saj, do të jetë e barabartë me. Sidoqoftë, në këtë rast mund të konsiderohet veçmas, për secilën lak. Pastaj në anën e djathtë të shprehjes 8 do të ketë një shumë algjebrike të të gjitha rrymave të mbuluara nga kontura e integrimit. Integrali linear i vektorit të forcës së fushës magnetike i marrë përgjatë një lak të mbyllur është i barabartë me rrymën totale totale elektrike që kalon nëpër sipërfaqen e kufizuar nga kjo lak ose MDS përgjatë lakut të mbyllur është e barabartë me rrymën totale të përfshirë nga kjo rrymë. Ligji aktual aktual është një nga ligjet më të rëndësishme që vendosin një lidhje të pazgjidhshme midis rrymës elektrike dhe fushës magnetike. Nga kjo rrjedh se çdo linjë magnetike domosdoshmërisht mbulon një rrymë elektrike dhe, anasjelltas, një rrymë elektrike është gjithmonë e rrethuar nga një fushë magnetike. Për më tepër, magnetët e përhershëm nuk janë një përjashtim nga ky ligj, pasi linjat magnetike në to krijohen nga rrymat elementare mikroskopike, të përfshira gjithashtu në anën e djathtë të shprehjes 9. Kalimi i një fluksi magnetik nga një medium në tjetrin shoqërohet me disa fenomene në ndërfaqen midis këtyre mediave. Lëreni fluksin magnetik të kalojë nga një medium me një përshkueshmëri magnetike m 1 në një medium me një përshkueshmëri magnetike m 2 Fig. Por fluksi magnetik për një mjedis izotrop mund të përfaqësohet përmes induksionit në formë. Në një mjedis izotrop, vektorët e induksionit dhe forca e fushës magnetike përkojnë në drejtim, prandaj, këndet me normalen e vektorëve H 1 dhe H 2 do të jenë të njëjta me ato të vektorëve B 1 dhe B 2 në Fig. Le të zgjedhim një kontur të mbyllur drejtkëndëshe abcd afër ndërfaqes në mënyrë që anët e tij të kundërta të gjatësisë l të vendosen në media të ndryshme në një distancë pafundësisht të vogël nga kufiri në Fig. Le të gjejmë integralin linear të vektorit të forcës së fushës përgjatë kësaj konture dhe, sipas ligjit të rrymës totale, ta barazojmë atë me zero, pasi nuk ka rrymë elektrike brenda konturit: Nëse shprehjen 10 e ndajmë me shprehjen 11, atëherë do të marrim një relacion që lidh këndet e vektorëve me përshkueshmërinë normale dhe magnetike. A e dini se sipas mitologjisë relativiste, "lentet gravitacionale janë një fenomen fizik i lidhur me devijimin e rrezeve të dritës në një fushë gravitacionale. Lentet gravitacionale shpjegojnë formimin e imazheve të shumta të të njëjtit objekt astronomik të kuazareve, galaktikave, kur vija e shikimit nga burimi te vëzhguesi bie një galaktikë tjetër ose një grumbull galaktikash, vetë lentet. Në disa imazhe ka një rritje të shkëlqimit të burimit origjinal. Dallimi në shkallët e fenomeneve të shtrembërimit real të imazheve të galaktikave dhe devijimit mitik afër yjeve është 10 11 herë. Mund të flasim për efektin e tensionit sipërfaqësor në formën e pikave, por nuk mund të flasim seriozisht tensioni sipërfaqësor si shkak i baticave të oqeanit. Fizika eterike gjen një përgjigje për fenomenin e vëzhguar të shtrembërimit të imazheve të galaktikave. Ky është rezultati i ngrohjes së eterit pranë galaktikave, ndryshimeve në dendësinë e tij dhe, si pasojë, ndryshimeve të shpejtësisë së dritës në distanca galaktike për shkak të thyerjes së dritës në eter me dendësi të ndryshme. Konfirmimi i natyrës termike të shtrembërimit të imazheve të galaktikave është lidhja e drejtpërdrejtë e këtij deformimi me emetimin radio të hapësirës, \u200b\u200bdomethënë eterin në këtë vend, zhvendosja e spektrit CMB është kozmike rrezatimi mikrovalë në këtë drejtim në rajonin me frekuencë të lartë. Lexoni më shumë në FAQ të Fizikës Eterike. Michael Faraday, zbulues i valëve elektromagnetike në ajër. Karl Friedrich Gauss, zhvilluesi i teorisë së potencialit të vonuar. Kirchhoff, zbulues i ligjeve të inxhinierisë elektrike. Wilhelm Weber, zbulues i ligjeve të elektromagnetizmit. John Searle, shpikësi i konvertuesit të energjisë eter magnetike. Emily Lenz, zbuluese e ligjeve të elektromagnetizmit. Maxwell, krijues i teorisë së elektromagnetizmit të eterit. Nikola Tesla, shpikës gjenial i transformatorit. Marinov, zbuluesi i anizotropisë së dritës dhe fushës magnetike skalare. Nikolaev, studiues i fushës magnetike skalare. FORUM LAJME Kalorësit e teorisë së eterit. Kornilov shkroi për këtë në faqen e tij në rrjetin social. Nëse ju kujtohet, unë raportova për një video që një gazetar britanik regjistroi në qendër të Odessa duke përdorur syzet Google. Një grup i të huajve anglishtfolës u shfaqën më pas në turmën e nazistëve ukrainas, njëri prej të cilëve i tha gazetarit se ky grup ishte i përfshirë drejtpërdrejt në këto ngjarje dhe deklaroi aq hapur. Për më tepër, ai foli anglisht i shpejtë, tha se ai ishte një qytetar i Izraelit dhe Shteteve të Bashkuara. Sipas Kornilov, atëherë mesazhi i tij u prit me mosbesim. Në fillim, ata më thanë se kisha shpikur gjithçka dhe se nuk kishte asnjë video me izraelitët. Kur më në fund tregova këtë video, ku djali e quan veten pa dyshim një qytetar izraelit, ata filluan të më bërtisnin: Tani Vladimir Kornilov vendosi të kthehet në këtë temë, në lidhje me të cilën ai publikon në Facebook fotot e izraelitëve misteriozë që morën pjesë në masakrën e Odessa. Njëri prej tyre është një farë Gonen Siboney. Në foton e parë të botuar nga Kornilov, ai është në Odesë më 2 maj. Dhe në tre të tjerët - a është ai në qytetin e Palestinës apo është IDF? Apo pse ky luftëtar papritmas harroi anglisht kur kuptoi se po regjistrohej? Vetë Siboney i tha gazetarit se po merrte pjesë në ngjarje! Në fund të fundit, ishte në fund të fundit SBU-ja ukrainase që më vonë deklaroi se gjatë djegies së rusëve në Odesë, ata përdorën disa të çuditshme substancë kimike... Reasonableshtë e arsyeshme në këtë drejtim të pyesni izraelitët se çfarë lloj substancash ka në shishet dhe shishet e tyre, apo jo? Dhe a mendoni se dikush e mori në pyetje këtë aktivist? Ai vetë shkroi në rrjetin VKontakte më 7 maj: Dhe për këtë ai u qetësua. Dhe hesht edhe sot e kësaj dite. Bazuar në këtë, mund të argumentohet se kjo kometë u formua fillimisht nga trupa të mëdhenj që mblidhnin pluhur, gaz, dëborë. Erërat lokale janë arsyeja kryesore për rrotullimin e vorbullës. Dhe sa më e lartë të jetë shpejtësia e erës, aq më e lartë është shpejtësia e rrotullimit të kunjave dhe, si rezultat, aq më e lartë forca centrifugale vrenjtje, për shkak të të cilave rritet niveli i ujit të deteve dhe oqeaneve. Dhe sa më e ulët të jetë forca centrifugale e vorbullave, aq më i ulët është niveli i ujit të deteve dhe oqeaneve. Shpejtësia e rrymave përgjatë perimetrit të deteve dhe oqeaneve nuk është e njëjtë kudo dhe varet nga thellësia e bregdetit. Në pjesën e cekët të detit, shpejtësia e rrymave rritet, ndërsa në pjesën e detit me ujë të thellë ulet.Në brigjet e drejta, ku rrymat nuk kanë një shpejtësi këndore, niveli i ujit nuk rritet. Ujërat e Gjirit të Finlandës rrotullohen në drejtim të kundërt, duke formuar një vorbull në formë elipsi. Unë jam shumë mirënjohës për ju për punën tuaj shoqërore dhe edukative në përgjithësi, dhe, në veçanti, për rishpostimin. Dërguar Pyetja e shtruar sikur nga shkencëtarët për kohën e shfaqjes së jetës në Tokë, dhe veçanërisht "abiogeneza" - shfaqja e jetës nga materiali mineral, frymëzuar nga mitologjia biblike dhe Palogjikshmëria e njerëzve me mendje të dobët që e imagjinojnë veten si shkencëtarë është një temë e gabuar apriori - http: Dhe nuk ka kundërshtim: Të dy ata vijnë nga fakti se ekzistenca e Universit filloi në një moment përfundimtar, konkret. Kjo është ajo për të cilën flet tani "zyrtari", por në fakt, shkenca kriminale, thjeshtë "shumues", predikon për këtë kishë dhe absolutisht të paturpshme për secilin prej tyre. Në fakt, sipas logjikës reale, Universi, ashtu si universi në logjikë, është një objekt i veçantë që përfshin të gjithë të tjerët, që do të thotë se nuk ka kufij në kohë dhe hapësirë. E dinte akoma njerëzit e lashtë si në Egjipt dhe Greqi, ashtu edhe në Kinë dhe Indi. Nëse është kështu, atëherë ekzistenca e jetës në Univers është e përjetshme. Nuk është e përjetshme në një vend të veçantë, për shembull, në Tokë ose në një epruvetë. Gjenet janë bioinformacion në formën e ADN-së, ARN-së, etj. Ato barten nga kometat. Kjo, nga rruga, tashmë ishte përcaktuar faktikisht nga kolegu ynë E. Për shembull, dinosaurët zvarranikë mbretëruan në Mesozoik. Kjo vetëm sepse kushtet ishin të përshtatshme për këto krijesa atëherë. Se tani nuk ka zvarranikë? Nga krokodilat dhe hardhucat monitoruese të ishullit Komodo te breshkat, hardhucat dhe gjarpërinjtë. Ata thjesht zënë një vend modest sot për faktin se në ditët e sotme ekzistojnë kushte më komode për format e tjera të jetës. E njëjta gjë vlen për gjitarët dhe bimët lulëzuese. Çfarë, ata nuk ishin në Mesozoik? Vetëm atëherë nuk kishte klimë për ta. Nga rruga, vetëm mendjet e dobëta mund të besojnë se Toka u shfaq 4.6 miliardë vjet më parë, bazuar në "epokën izotopike" të shkëmbinjve. Për njerëzit me logjikë, është e qartë se 4.6 miliardë vjet është koha e kaluar nga formimi i këtij minerali të ngurtë nga minerale të tjerë, të cilët për ndonjë arsye ishin në shkrirje në atë kohë. Por jo shfaqja, lindja nga asgjëja ose një re protoplanetare mitike. Unë tashmë e kam shprehur këndvështrimin tim për këtë çështje në veprën "Origjina e Diellit dhe Planetëve" http: Ka valë dhe vrima të zeza, plot mbushje.
Diten e mire. Në fola për karakteristikën kryesore të fushës magnetike - induksionin magnetik, megjithatë, formulat e dhëna të llogaritjes korrespondojnë me fushën magnetike në një vakum. Gjë që është mjaft e rrallë në praktikë. Kur ata janë në ndonjë mjedis, madje edhe në ajër, fusha magnetike që ata krijojnë pëson disa, dhe nganjëherë të rëndësishme, ndryshime. Çfarë ndryshimesh ndodhin me fushën magnetike dhe nga çfarë varet, do ta tregoj në këtë artikull.
Si lidhet induksioni dhe forca e fushës magnetike?
Magnet është një substancë që, nën ndikimin e një fushe magnetike, është e aftë të magnetizojë (ose, siç thonë fizikantët, të marrë një moment magnetik). Pothuajse të gjitha substancat janë magnetike. Magnetizimi i substancave shpjegohet me faktin se substancat kanë fushat e tyre magnetike mikroskopike, të cilat krijohen nga rrotullimi i elektroneve në orbitat e tyre. Kur mungon e jashtme, atëherë fushat mikroskopike rregullohen në një mënyrë arbitrare, dhe nën ndikimin e fushës së jashtme magnetike ato orientohen në përputhje me rrethanat.
Për karakteristikën e magnetizimit substanca të ndryshme përdorni të ashtuquajturin vektor magnetizues J.
Kështu, nën veprimin e një fushe të jashtme magnetike me induksion magnetik B 0, magneti magnetizohet dhe krijon fushën e vet magnetike me induksion magnetik NË'... Si rezultat, induksioni i përgjithshëm NËdo të përbëhet nga dy terma
Kjo ngre problemin e llogaritjes së induksionit magnetik të një substance të magnetizuar NË', për zgjidhjen e të cilave është e nevojshme të merren parasysh mikro rrymat elektronike të të gjithë substancës, e cila është praktikisht joreale.
Një alternativë ndaj kësaj zgjidhje është hyrja e parametrave ndihmës, përkatësisht, forca e fushës magnetike H dhe ndjeshmëria magnetike χ ... Tensioni lidh induksionin magnetik NË dhe magnetizimin e materies J nga shprehja e mëposhtme
ku B është induksioni magnetik,
μ 0 - konstante magnetike, μ 0 \u003d 4π * 10 -7 H / m.
Në të njëjtën kohë, vektori i magnetizimit J që lidhen me forcën e fushës magnetike NË një parametër që karakterizon vetitë magnetike të një substance dhe quhet ndjeshmëri magnetike χ
ku J është vektori i magnetizimit të substancës,
Sidoqoftë, më së shpeshti që përdoret për të karakterizuar vetitë magnetike të substancave është përshkueshmëria relative magnetike μ r.
Kështu, marrëdhënia midis intensitetit dhe induksionit magnetik do të jetë si më poshtë
ku μ 0 është konstanta magnetike, μ 0 \u003d 4π * 10 -7 H / m,
μ r është përshkueshmëria relative magnetike e substancës.
Meqenëse magnetizimi i vakumit është zero (J \u003d 0), forca e fushës magnetike në vakum do të jetë e barabartë me
Nga këtu, mund të nxirrni shprehjet për intensitetin për fushën magnetike të krijuar nga një tel i drejtë me rrymë:
ku unë jam rryma që rrjedh përmes përcjellësit,
b është distanca nga qendra e telit deri në pikën në të cilën konsiderohet forca e fushës magnetike.
Siç mund ta shihni nga kjo shprehje, njësia e matjes së tensionit është amper për metër ( Jam) ose të shpërndara ( E)
Kështu, induksioni magnetik NË dhe tensioni H janë karakteristikat kryesore të fushës magnetike dhe depërtueshmërisë magnetike μ r - karakteristikën magnetike të substancës.
Magnetizimi i ferromagneteve
Në varësi të vetive magnetike, domethënë aftësisë për të magnetizuar nën ndikimin e një fushe të jashtme magnetike, të gjitha substancat ndahen në disa klasa. Të cilat karakterizohen nga vlera të ndryshme të përshkueshmërisë magnetike relative μ r dhe ndjeshmërisë magnetike χ. Shumica e substancave janë diamagnetet (χ \u003d -10 -8 ... -10 -7 dhe μ r< 1) и paramagnet (χ \u003d 10 -7 ... 10 -6 dhe μ r\u003e 1), disi më pak i zakonshëm ferromagnet (χ \u003d 10 3 ... 10 5 dhe μ r \u003e\u003e 1). Përveç këtyre klasave të magneteve, ka edhe disa klasa të tjera të magneteve: antiferromagnet, ferrimagnet dhe të tjerë, por vetitë e tyre shfaqen vetëm në kushte të caktuara.
Substancat ferromagnetike me interes të veçantë në elektronikën elektronike. Dallimi kryesor midis kësaj klase të substancave është varësia jolineare e magnetizimit, në kontrast me para- dhe diamagnetët, të cilat kanë një varësi lineare të magnetizimit J nga tensioni H fushë magnetike.
Varësia e magnetizimit J ferromagnet nga tensioni H fushë magnetike.
Ky grafik tregon kurba themelore e magnetizimit ferromagnet. Fillimisht, magnetizimi J, në mungesë të një fushe magnetike (H \u003d 0), është zero. Ndërsa intensiteti rritet, magnetizimi i ferromagnetit është mjaft intensiv, për faktin se ndjeshmëria dhe përshkueshmëria e tij magnetike janë shumë të larta. Sidoqoftë, me arritjen e fuqisë së fushës magnetike të rendit H ≈ 100 A / m, rritja e magnetizimit ndalet, pasi arrihet pika e ngopjes J NAS. Kjo dukuri quhet ngopja magnetike... Në këtë mënyrë, përshkueshmëria magnetike e ferromagnetëve bie ndjeshëm dhe me një rritje të mëtejshme të forcës së fushës magnetike priret drejt unitetit.
Hystereza e ferromagnetit
Një tipar tjetër i ferromagnetëve është prania, e cila është një veti themelore e ferromagnetëve.
Për të kuptuar procesin e magnetizimit të një ferromagnet, ne përshkruajmë varësinë e induksionit NË nga tensioni H fushë magnetike, ku theksojmë me të kuqe kurba themelore e magnetizimit... Kjo varësi është mjaft e pasigurt, pasi varet nga magnetizimi i mëparshëm i ferromagnetit.
Merrni një mostër të një substance ferromagnetike që nuk është magnetizuar (pika 0) dhe vendoseni në një fushë magnetike, forca H të cilën ne fillojmë ta rrisim, domethënë varësia do të korrespondojë me kurbën 0 – 1 derisa të arrihet ngopja magnetike (pika 1). Një rritje e mëtejshme e tensionit nuk ka kuptim, sepse magnetizimi J praktikisht nuk rritet, dhe induksioni magnetik rritet në proporcion me forcën H... Nëse filloni të zvogëloni tensionin, atëherë varësia B (H) do të përshtatet në kurbë 1 – 2 – 3 , ndërsa kur forca e fushës magnetike bie në zero (pika 2), induksioni magnetik nuk do të bjerë në zero, por do të jetë i barabartë me një vlerë të caktuar B re cila quhet induksioni i mbetjeve, dhe magnetizimi do të ketë rëndësi J ri thirrur magnetizimi i mbetur.
Në mënyrë që të hiqni remanencën dhe të zvogëloni remanencën B r në zero, është e nevojshme të krijoni një fushë magnetike të kundërt me fushën që shkaktoi magnetizimin, dhe intensiteti i fushës demagnetizuese duhet të jetë H mei thirrur forca shtrënguese.Me një rritje të mëtejshme të fuqisë së fushës magnetike, e cila është e kundërt me fushën fillestare, ndodh ngopja e ferromagnetit (pika 4).
Kështu, kur një fushë magnetike alternative vepron në një ferromagnet, varësia e induksionit nga forca do të korrespondojë me kurbën 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 1 , e cila quhet lak hysteresis... Mund të ketë shumë sythe të tillë për një ferromagnet (kthesa të ndërprera), të quajtura cikle private. Sidoqoftë, nëse ngopja ndodh në vlerat maksimale të forcës së fushës magnetike, atëherë rezulton lak maksimal i histerezës (kurba e ngurtë).
Meqenëse përshkueshmëria magnetike μ r ferromagnetësh ka një varësi mjaft komplekse nga forca e fushës magnetike, prandaj, normalizohen dy parametra të përshkueshmërisë magnetike:
μ n - përshkueshmëria magnetike fillestare korrespondon me forcën H \u003d 0;
μ max - përshkueshmëria maksimale magnetike arrihet në një fushë magnetike kur afrohet ngopja magnetike.
Kështu, në ferromagnet, vlerat e B r, H c dhe μ n (μ max) janë karakteristikat kryesore që ndikojnë në zgjedhjen e një substance në një rast të veçantë.
Teoria është e mirë, por teoria pa praktikë është vetëm një shkundje e ajrit.