Om te verstaan wat 'n kenmerk van 'n magnetiese veld is, moet baie verskynsels gedefinieer word. Terselfdertyd moet jy vooraf onthou hoe en hoekom dit verskyn. Vind uit wat die drywingskenmerk van 'n magneetveld is. Dit is ook belangrik dat so 'n veld nie net in magnete kan voorkom nie. In hierdie verband maak dit nie skade om die kenmerke van die aarde se magneetveld te noem nie.
Veldopkoms
Eers moet ons die voorkoms van die veld beskryf. Daarna kan jy die magnetiese veld en sy kenmerke beskryf. Dit verskyn tydens die beweging van gelaaide deeltjies. Kan bewegende elektriese ladings beïnvloed, veral op geleidende geleiers. Die interaksie tussen 'n magnetiese veld en bewegende ladings, of geleiers waardeur stroom vloei, vind plaas as gevolg van kragte wat elektromagneties genoem word.
Intensiteit of drywing kenmerk van die magneetveld in'n sekere ruimtelike punt word met behulp van magnetiese induksie bepaal. Laasgenoemde word aangedui deur die simbool B.
Grafiese voorstelling van die veld
Die magneetveld en sy kenmerke kan grafies voorgestel word deur induksielyne te gebruik. Hierdie definisie word lyne genoem, die raaklyne waaraan op enige punt sal saamval met die rigting van die vektor y van die magnetiese induksie.
Hierdie lyne is ingesluit by die kenmerke van die magneetveld en word gebruik om die rigting en intensiteit daarvan te bepaal. Hoe hoër die intensiteit van die magneetveld, hoe meer datalyne sal getrek word.
Wat is magnetiese lyne
Magnetiese lyne in reguit geleiers met stroom het die vorm van 'n konsentriese sirkel, waarvan die middelpunt op die as van hierdie geleier geleë is. Die rigting van die magnetiese lyne naby geleiers met stroom word bepaal deur die gimlet reël, wat soos volg klink: as die gimlet so geleë is dat dit in die geleier in die rigting van die stroom vasgeskroef sal word, dan is die rotasierigting van die handvatsel stem ooreen met die rigting van die magnetiese lyne.
Vir 'n spoel met stroom, sal die rigting van die magneetveld ook deur die gimlet-reël bepaal word. Dit is ook nodig om die handvatsel in die rigting van die stroom in die draaie van die solenoïde te draai. Die rigting van die lyne van magnetiese induksie sal ooreenstem met die rigting van die translasiebeweging van die gimlet.
Die definisie van eenvormigheid en inhomogeniteit is die hoofkenmerk van die magneetveld.
Geskep deur een stroom, onder gelyke omstandighede, die veldsal verskil in sy intensiteit in verskillende media as gevolg van verskillende magnetiese eienskappe in hierdie stowwe. Die magnetiese eienskappe van die medium word gekenmerk deur absolute magnetiese deurlaatbaarheid. Gemeet in henries per meter (g/m).
Die kenmerk van die magnetiese veld sluit die absolute magnetiese deurlaatbaarheid van die vakuum in, wat die magnetiese konstante genoem word. Die waarde wat bepaal hoeveel keer die absolute magnetiese deurlaatbaarheid van die medium van die konstante sal verskil, word die relatiewe magnetiese deurlaatbaarheid genoem.
Magnetiese deurlaatbaarheid van stowwe
Dit is 'n dimensielose hoeveelheid. Stowwe met 'n deurlaatbaarheidswaarde van minder as een word diamagneties genoem. In hierdie stowwe sal die veld swakker wees as in vakuum. Hierdie eienskappe is teenwoordig in waterstof, water, kwarts, silwer, ens.
Media met 'n magnetiese deurlaatbaarheid groter as een word paramagneties genoem. In hierdie stowwe sal die veld sterker wees as in vakuum. Hierdie media en stowwe sluit lug, aluminium, suurstof, platinum in.
In die geval van paramagnetiese en diamagnetiese stowwe, sal die waarde van magnetiese deurlaatbaarheid nie afhang van die spanning van die eksterne, magnetiserende veld nie. Dit beteken dat die waarde konstant is vir 'n bepaalde stof.
Ferromagnete behoort aan 'n spesiale groep. Vir hierdie stowwe sal die magnetiese deurlaatbaarheid etlike duisende of meer bereik. Hierdie stowwe, wat die eienskap het om gemagnetiseer te word en die magneetveld te versterk, word wyd in elektriese ingenieurswese gebruik.
Veldsterkte
Om die kenmerke van die magnetiese veld te bepaal, tesame met die magnetiese induksievektor, kan 'n waarde wat die magnetiese veldsterkte genoem word, gebruik word. Hierdie term is 'n vektorhoeveelheid wat die intensiteit van die eksterne magneetveld bepaal. Die rigting van die magnetiese veld in 'n medium met dieselfde eienskappe in alle rigtings, die intensiteitsvektor sal saamval met die magnetiese induksievektor by die veldpunt.
Die sterk magnetiese eienskappe van ferromagnete word verklaar deur die teenwoordigheid van ewekansig gemagnetiseerde klein dele daarin, wat as klein magnete voorgestel kan word.
Met geen magnetiese veld nie, het 'n ferromagnetiese stof dalk nie uitgesproke magnetiese eienskappe nie, aangesien die domeinvelde verskillende oriëntasies verkry, en hul totale magnetiese veld is nul.
Volgens die hoofkenmerke van die magnetiese veld, as 'n ferromagneet in 'n eksterne magneetveld geplaas word, byvoorbeeld in 'n spoel met stroom, dan sal die domeine onder die invloed van die eksterne veld in die rigting van die eksterne veld. Boonop sal die magnetiese veld by die spoel toeneem, en die magnetiese induksie sal toeneem. As die eksterne veld voldoende swak is, sal slegs 'n deel van alle domeine waarvan die magnetiese velde die rigting van die eksterne veld nader, omdraai. Soos die sterkte van die eksterne veld toeneem, sal die aantal geroteerde domeine toeneem, en by 'n sekere waarde van die eksterne veldspanning sal byna alle dele geroteer word sodat die magnetiese velde in die rigting van die eksterne veld geleë is. Hierdie toestand word magnetiese versadiging genoem.
Verwantskap tussen magnetiese induksie en intensiteit
Die verwantskap tussen die magnetiese induksie van 'n ferromagnetiese stof en die sterkte van 'n eksterne veld kan uitgebeeld word met behulp van 'n grafiek wat die magnetiseringskurwe genoem word. By die buiging van die krommegrafiek neem die tempo van toename in magnetiese induksie af. Na 'n buiging, waar die spanning 'n sekere vlak bereik, vind versadiging plaas, en die kromme styg effens, wat geleidelik die vorm van 'n reguit lyn verkry. In hierdie afdeling groei die induksie steeds, maar eerder stadig en slegs as gevolg van 'n toename in die sterkte van die eksterne veld.
Die grafiese afhanklikheid van die data van die aanwyser is nie direk nie, wat beteken dat hul verhouding nie konstant is nie, en die magnetiese deurlaatbaarheid van die materiaal is nie 'n konstante aanwyser nie, maar hang af van die eksterne veld.
Veranderinge in die magnetiese eienskappe van materiale
Wanneer die stroom tot volle versadiging in 'n spoel met 'n ferromagnetiese kern verhoog word en dit dan verlaag word, sal die magnetiseringskurwe nie saamval met die demagnetiseringskromme nie. Met nul intensiteit sal die magnetiese induksie nie dieselfde waarde hê nie, maar sal een of ander aanwyser verkry wat die residuele magnetiese induksie genoem word. Die situasie met die vertraging van magnetiese induksie van die magnetiserende krag word histerese genoem.
Om die ferromagnetiese kern in die spoel heeltemal te demagnetiseer, is dit nodig om 'n omgekeerde stroom te gee, wat die nodige spanning sal skep. Vir verskeie ferromagnetiesestowwe, is 'n segment van verskillende lengtes nodig. Hoe groter dit is, hoe meer energie word benodig vir demagnetisering. Die waarde waarteen die materiaal heeltemal gedemagnetiseer word, word die dwangkrag genoem.
Met 'n verdere toename in die stroom in die spoel, sal die induksie weer tot die versadigingsindeks toeneem, maar met 'n ander rigting van die magnetiese lyne. Wanneer in die teenoorgestelde rigting gedemagnetiseer word, sal residuele induksie verkry word. Die verskynsel van residuele magnetisme word gebruik om permanente magnete te skep uit stowwe met 'n hoë residuele magnetisme. Materiale met die vermoë om te hermagnetiseer word gebruik om kerne vir elektriese masjiene en toestelle te skep.
Linkerhandreël
Die krag wat 'n geleier met stroom beïnvloed, het 'n rigting wat bepaal word deur die reël van die linkerhand: wanneer die palm van die maagdelike hand op so 'n manier geleë is dat die magnetiese lyne dit binnegaan, en vier vingers uitgestrek word in die rigting van die stroom in die geleier, dui die gebuigde duim die rigting van die krag aan. Hierdie krag is loodreg op die induksievektor en stroom.
'n Stroomdraende geleier wat in 'n magnetiese veld beweeg, word beskou as 'n prototipe van 'n elektriese motor wat elektriese energie in meganiese energie verander.
Regterhandreël
Tydens die beweging van die geleier in 'n magnetiese veld word 'n elektromotoriese krag daarin geïnduseer, wat 'n waarde het wat eweredig is aan die magnetiese induksie, die lengte van die betrokke geleier en die spoed van sy beweging. Hierdie afhanklikheid word elektromagnetiese induksie genoem. Byom die rigting van die geïnduseerde EMK in die geleier te bepaal, word die regterhandreël gebruik: wanneer die regterhand op dieselfde manier as in die voorbeeld van links geleë is, gaan die magnetiese lyne die palm in, en die duim dui die rigting van beweging van die geleier, dui die uitgestrekte vingers die rigting van die geïnduseerde EMK aan. 'n Geleier wat in 'n magnetiese vloed beweeg onder die invloed van 'n eksterne meganiese krag is die eenvoudigste voorbeeld van 'n elektriese kragopwekker waarin meganiese energie in elektriese energie omgeskakel word.
Die wet van elektromagnetiese induksie kan anders geformuleer word: in 'n geslote stroombaan word 'n EMK geïnduseer, met enige verandering in die magnetiese vloed wat deur hierdie stroombaan gedek word, is die EFE in die stroombaan numeries gelyk aan die veranderingstempo van die magnetiese vloed wat hierdie stroombaan dek.
Hierdie vorm verskaf 'n gemiddelde EMK-aanwyser en dui die afhanklikheid van die EMK aan, nie van die magnetiese vloed nie, maar van die tempo van sy verandering.
Lenz se wet
Jy moet ook Lenz se wet onthou: die stroom wat veroorsaak word deur 'n verandering in die magnetiese veld wat deur die stroombaan gaan, sy magnetiese veld verhoed hierdie verandering. As die windings van die spoel deur magnetiese vloede van verskillende groottes deurboor word, dan is die EMK wat op die hele spoel geïnduseer word gelyk aan die som van die EMK in verskillende draaie. Die som van die magnetiese vloede van verskillende windings van die spoel word vloedkoppeling genoem. Die eenheid van meting van hierdie hoeveelheid, sowel as die magnetiese vloed, is weber.
Wanneer die elektriese stroom in die stroombaan verander, verander die magnetiese vloed wat daardeur geskep word ook. Terselfdertyd, volgens die wet van elektromagnetiese induksie, binnegeleier, word 'n EMK geïnduseer. Dit verskyn in verband met 'n verandering in stroom in die geleier, daarom word hierdie verskynsel selfinduksie genoem, en die EMK wat in die geleier geïnduseer word, word selfinduksie EMK genoem.
Fluxkoppeling en magnetiese vloed hang nie net af van die sterkte van die stroom nie, maar ook van die grootte en vorm van 'n gegewe geleier, en die magnetiese deurlaatbaarheid van die omringende stof.
Geleierinduktansie
Die koëffisiënt van proporsionaliteit word die induktansie van die geleier genoem. Dit verwys na die vermoë van 'n geleier om vloedkoppeling te skep wanneer elektrisiteit daardeur beweeg. Dit is een van die belangrikste parameters van elektriese stroombane. Vir sekere stroombane is induktansie 'n konstante. Dit sal afhang van die grootte van die kontoer, sy konfigurasie en die magnetiese deurlaatbaarheid van die medium. In hierdie geval sal die stroomsterkte in die stroombaan en die magnetiese vloed nie saak maak nie.
Bogenoemde definisies en verskynsels gee 'n verduideliking van wat 'n magneetveld is. Die hoofkenmerke van die magneetveld word ook gegee, met behulp waarvan dit moontlik is om hierdie verskynsel te definieer.
