השדה המגנטי של הסליל עם נוכחי. אלקטרומגנטים ויישומם

אלקטרומגנטיות - סט של תופעות שנגרמו על ידי חיבור של זרמים חשמליים ושדות מגנטיים. לפעמים הקשר הזה מוביל תופעות בלתי רצויות. לדוגמא, מים זורמים דרך חוטי חשמל ספינת גורם המצפן של הספינה החריגה מיותרת. עם זאת, לעתים קרובות חשמל משמש בכוונה כדי ליצור שדות מגנטיים בעוצמה גבוהה. בתור אלקטרומגנטים למשל. אודות אותם היום ונדבר.

הזרם החשמלי ואת השטף המגנטי

עוצמת השדה המגנטי ניתן לקבוע את מספר קווי השטף המגנטי, אשר נופל על יחידת שטח. השדה המגנטי מתרחש בכל מקום שבו זורם זרם חשמלי, ואת השטף המגנטי באוויר פרופורציונאלי האחרון. תיל ישר נושא נוכחי, אפשר לכופף את הסליל. בכל רדיוס מספיק קטן של תור, זה מוביל לעליית שטף מגנטי. במקרה זה, הזרם לא עולה.

השפעת הריכוז של שטף מגנטי ניתן לשפר עוד יותר על ידי הגדלת מספר הפניות, כלומר. א לשזור את החוטים של הסליל. ההפך הוא נכון. זרם סליל השדה המגנטי יכול להיות מופחת על ידי הפחתת מספר הסיבובים.

אנו שואבים יחסים חשובים. בנקודה של צפיפות שטף מגנטית מרבית (אותו ליחידת שטח הכי קווי זרימה) את היחס בין הזרם החשמלי ואני, מספר הסיבובים של החוט n, ואת B השטף המגנטי מתבטא כדלקמן: In a יחסי נוכחי V. 12 A, הזרם דרך הסליל של 3 סיבובים זה יוצר בדיוק את אותו שדה מגנטי כמו הנוכחי של 3 א, הזרם דרך הסליל של 12 סיבובים. חשוב לדעת, לפתרון בעיות מעשיות.

סולנואיד

סליל פצעים, שדה מגנטי נקרא סולנואיד. החוט יכול להיות פצע על הברזל (ליבת הברזל). מתאים ובסיס nonmagnetic (לדוגמא, ליבת אוויר). כפי שאתה יכול לראות, אתה יכול להשתמש לא רק ברזל כדי ליצור סליל שדה מגנטי עם נוכחי. מנקודת המבט של הגודל של כל ליבה שאינה שטף מגנטי מרחק שווה. כלומר, היחס הנ"ל בין הזרימה הנוכחית ואת מספר הסיבובים במקרה זה מבוצע באופן מדויק. לפיכך, השדה המגנטי של זרם הסליל יכול להיות מופחת, אם ניישם את הדפוס הזה.

השימוש בברזל ב סולנואיד

למה את מגהץ סולנואיד המשומש? הנוכחות שלו משפיעה על השדה המגנטי של הסליל עם זרם בשני מובנים. זה מגביר את האפקט המגנטי של הזרם ולעתים אלף פעמים או יותר. עם זאת, זה יכול להיות שבור מידתי אחד חשוב. זהו סיפור על מה שקיים בין השטף המגנטי ואת הנוכחי סלילי עם ליבת אוויר.

שדה מיקרוסקופי תחומי הברזל (לייתר דיוק, שלהם רגעים המגנטיים) תחת הפעולה של שדה מגנטי שנוצר זרמים בנויים בכיוון אחד. כתוצאה בנוכחות ליבת הברזל של הנוכחי מייצרת שטף מגנטי גדול לכל חוטים של חתך יחיד. לפיכך, צפיפות השטף מגדילה באופן משמעותי. כאשר כל התחומים מיושר בכיוון אחד, מה שמגביר את הזרם (או מספר הסיבובים בסליל) רק מגביר במקצת את צפיפות השטף המגנטי.

עכשיו לספר לכם קצת על האינדוקציה. זהו חלק חשוב של הנושאים שמעניינים אותנו.

סליל השראה מגנטית עם הזרם

למרות השדה המגנטי של סליל עם ליבת ברזל הוא הרבה יותר חזק מאשר השדה המגנטי של ליבת אוויר סולנואיד, הערך שלו הוא מוגבל על ידי המאפיינים של הברזל. גודלו של סליל יוצרת ליבה-אוויר תיאורטית אין גבול. עם זאת, ככלל, לקבל זרמים ענקים דרושים כדי ליצור שדה כי ניתן להשוות מבחינת היקפו של סליל השדה עם ליבת ברזל, קשה מאוד ויקר. אל תלכו תמיד ככה.

מה קורה אם אתה משנה את השדה המגנטי של הסליל עם נוכחי? פעולה זו יכולה ליצור זרם חשמלי באותה צורה כמו הנוכחי יוצר שדה מגנטי. כאשר מתקרב המגנט לקווי המנצח של כוח מגנטי חציית המנצח, מעורר מתח בה. הקוטביות של המתח המושרה תלויה הקוטבי ואת הכיוון של שינוי של שטף מגנטי. אפקט זה הרבה יותר בולט בסליל מאשר סליל נפרד, אלא הוא יחסי למספר של פניות בכביש מתפתל. בנוכחות ליבת הברזל של המתח המושרה מגדילת סולנואיד. בעזרת שיטה זו, המנצח חייב לזוז שטף מגנטי ביחס. אם המנצח אינו מצטלבים קווי השטף המגנטי, מתח יצוצו.

איך להגיע אנרגיה

גנרטורים חשמליים ליצור נוכחיים מבוססים על אותם העקרונות. בדרך כלל, המגנט מסתובב בין הסלילים. עוצמת המתח המושרה תלויה בעוצמת השדה של המגנט ומהירותו (הם קובעים את קצב שינוי של שטף מגנטי). המתח ב המנצח הוא ביחס ישר למהירות של השטף המגנטי בו.

בשנת גנרטורים מגנט רבים הוחלף סולנואיד. על מנת ליצור שדה מגנטי של הסליל עם נוכחי, הסליל מחובר למקור החשמל. אשר במקרה זה הכוח החשמלי המיוצר על ידי גנרטור? זה שווה למכפלה של המתח על פני הנוכחי. מצד השני, נוכחי המנצח והיחסים של שטף מגנטי מאפשרת שימוש שטף שנוצר על ידי זרם חשמלי בתוך השדה המגנטי לייצר תנועה מכאנית. על פי עיקרון זה, המנוע פועל וכמה מכשירי חשמל. עם זאת, כדי ליצור תנועה שבה אתה צריך להשקיע כוח חשמלי נוסף.

שדות מגנטיים חזקים

נכון לעכשיו, באמצעות תופעת מוליכות, אפשר להשיג בעוצמה חסרת תקדים של סליל השדה המגנטי עם הנוכחי. האלקטרומגנטים יכולים להיות חזקים מאוד. כאשר זרם זה זורם מ lossless. E. אינו גורם לחימום של החומר. זה מאפשר ליישם הרבה מתח בבית סולנואידים ליבות אוויר ולהימנע המגבלות שהוטלו על ידי האפקט הרווי. מאוד סיכויים טובים מגלים סליל שדה מגנטי חזק עם נוכחי. אלקטרומגנטים והשימוש בהם אינו מדענים רבים מעוניינים לשווא. אחרי הכל, שדה חזק יכול לשמש לתנועת מגנטי "כרית" ויצירת סוגים חדשים של מנועים וגנרטורים חשמלי. הם מסוגלים פלט גבוה ובעלויות נמוכות.

האנרגיה של זרם סליל שדה המגנטי משמשת באופן פעיל על ידי האנושות. זה זמן רב בשימוש נרחב, בפרט, על מסילות הברזל. על אופן השימוש קווי השדה המגנטי של סליל עם זרם לשליטה בתנועת הרכבות, שאנו דנים בו עכשיו.

מגנטים על מסילות הברזל

מערכת נפוצה על מסילות הברזל, אשר עבור אלקטרומגנטי אבטחה רבים מגנטים קבועים הם משלים. איך ניתן להפעיל את המערכת? סטרונג מגנט קבוע מצורף קרוב הרכבת במרחק מסוים מן הרמזורים. במהלך המעבר של רכבות על פני ציר המגנט של מטוס המגנט הקבוע תא הנהג מסובב בזווית קטנה, ואז המגנט נשאר בתפקיד.

הסדרת התנועה על הרכבת

תנועת מגנט שטוחה כולל פעמון אזעקה או סירנה. הבא, התקיים אחד מאלה. אחרי כמה שניות נהג מונית שעובר מעל האלקטרומגנט, אשר מזוהה עם הרמזורים. אם הרכבת נותנת אור הירוק, הסליל הוא אנרגיה ואת הציר של המגנט הקבוע באוטו מופעל למיקום המקורי שלה, לכבות את האזעקה בתא הטייס. כאשר הרמזור הוא אור אדום או צהוב, האלקטרומגנט כבוי, ולאחר מכן לאחר שהייה, מחיל אוטומטית את הבלמים, כמובן, אם זה שכח לעשות נהג. מעגל בלם (ושמע) מחובר לרשת מאז ציר הסיבוב של המגנט. אם המגנט במהלך העיכוב חוזר למקומו המקורי, הבלם אינו מופעל.