Fusha magnetike e spirales me një rrymë. Electromagnets dhe aplikimi i tyre

Elektromagnetizmi - një grup i fenomeneve të shkaktuara nga lidhja e rrymave elektrike dhe fusha magnetike. Ndonjëherë kjo marrëdhënie çon në efekte të padëshirueshme. Për shembull, aktual rrjedh përmes kabllove elektrike në një anije shkakton busull anijes panevojshme devijim së. Megjithatë, energjia elektrike është shpesh përdoret qëllimisht për të krijuar fusha magnetike e intensitet të lartë. Si një shembull electromagnets. Rreth tyre sot dhe ne do të flasim.

Aktuale elektrike dhe fluksi magnetik

Intensiteti i fushës magnetike mund të përcaktojë numrin e linjave të fluksit magnetik, i cili bie në zonën e njësisë. Fusha magnetike ndodh kudo ku rrjedhat elektrike aktuale, dhe fluksi magnetik në ajër është proporcionale me këtë të fundit. Drejt wire mbante një aktuale, mund të jetë vendosur në spirale. Në një rreze mjaft të vogël nga ana e tij, kjo çon në një rritje të fluksit magnetik. Në këtë rast, i tanishëm nuk është rritur.

Efekti i përqendrimit të fluksit magnetik mund të rritet më tej duke rritur numrin e kthesa, dmth. E. gjarpërues tela në spirale. Bisedoj është e vërtetë. Fusha magnetike spirale aktuale mund të reduktohet duke ulur numrin e kthehet.

Ne nxjerrin marrëdhënie të rëndësishme. Në pikën e maksimale densiteti i fluksit magnetik (ajo për njësi zonë linjat më flow) lidhjen ndërmjet rrymës elektrike I, numri i kthesave të teli n, dhe fluksit magnetik B shprehet si më poshtë: Në një proporcional aktuale V. 12 A, aktuale nëpër spirale prej 3 kthehet ajo krijon saktësisht të njëjtën fushë magnetike, si rrymën e 3 një, aktuale nëpër spirale të 12 kthehet. Është e rëndësishme të dini, zgjidhjen e problemeve praktike.

solenoid

Spiralja prej teli plagë, një fushë magnetike është quajtur një solenoid. Telat mund të jetë plagë në hekur (bërthamë hekuri). bazë e përshtatshme dhe nonmagnetic (p.sh., bërthama ajrit). Siç mund ta shikoni, ju mund të përdorni jo vetëm hekurin për të krijuar një spirale magnetike fushë me rrymë. Nga pikëpamja e madhësisë së çdo bërthamë jo-Fluksi magnetik distancë të barabartë. Kjo është, lidhja e mësipërme në mes të rrjedhës aktuale dhe numrit të kthehet në këtë rast është kryer me saktësi. Kështu, fusha magnetike e rrymës spirale mund të reduktohet, nëse ne aplikojmë këtë model.

Perdorimi i hekurit në solenoid

Pse në hekur solenoid përdorur? Prania e saj ndikon në fushën magnetike e spirales me aktuale në dy aspekte. Ajo rrit efektin magnetike e rrymës, shpesh mijëra herë apo më shumë. Megjithatë, ajo mund të jetë i prishur një proporcionalitet të rëndësishëm. Kjo është në lidhje me atë që ekziston në mes të fluksit magnetik dhe aktuale në mbështjellje me thelbin e ajrit.

fushë mikroskopike në fusha të hekurit (më saktë, e tyre momente magnetike) nën veprimin e një fushë magnetike që është prodhuar rryma janë ndërtuar në një drejtim. Si rezultat i pranisë së bërthamës hekurt e tanishme prodhon një fluks më të madh magnetik për njësi tela seksion kryq. Kështu, dendësia fluksit rrit në mënyrë të konsiderueshme. Kur të gjitha fushat linjë në një drejtim, duke rritur më tej (ose numrin e spirave në bobinë) vetëm pak rrit densiteti i fluksit magnetik.

Tani ju tregojnë pak në lidhje me induksion. Kjo është një pjesë e rëndësishme e temave me interes për ne.

spirale magnetike induksion me rrymën

Edhe pse fusha magnetike e një solenoid me një bërthamë hekuri është shumë më e fortë se fusha magnetike e bërthamës së ajrit solenoid, vlera e tij është e kufizuar nga vetitë e hekurit. Madhësia e spirales që krijon një ajër-core teorikisht nuk ka limit. Megjithatë, si rregull, të marrë rryma të mëdha të nevojshme për të krijuar një fushë që është e krahasueshme në madhësi me spirale në terren me një bërthamë hekuri, ajo është shumë e vështirë dhe e shtrenjtë. Mos shkoni gjithmonë në këtë mënyrë.

Çfarë ndodh në qoftë se ju të ndryshojë fushë magnetike e spirales me një aktuale? Ky veprim mund të gjenerojnë një rrymë elektrike në të njëjtën mënyrë siç e tanishme gjeneron një fushë magnetike. Kur afrohet magnet për linjat dirigjent të forcës magnetike që kalojnë dirigjent, shkakton një tension aty. Polarizimit të tensionit detyruar varet nga polarizimit dhe drejtimin e ndryshimit të fluksit magnetik. Ky efekt është shumë më e theksuar në spirale sesa në një spirale të veçantë: ajo është proporcionale me numrin e kthehet në dredha-dredha. Në praninë e bërthamës hekurt e tensionit detyruar në rritjen solenoid. Me këtë metodë, dirigjent duhet të lëvizin fluks relative magnetike. Nëse dirigjent nuk ndërpritet linjat e fluksit magnetik, një tension do të lindin.

Si për të marrë energji

gjeneratorë elektrik gjeneruar aktuale bazuar në të njëjtat parime. Në mënyrë tipike, magnet rotacion mes mbështjellje. Madhësia e tensionit detyruar varet nga forca në terren të magnetit dhe shpejtësinë e tij (ata të përcaktuar normën e ndryshimit të fluksit magnetike). Tension në dirigjent është në proporcion me shpejtësinë e fluksit magnetik në to.

Në shumë gjeneratorët magnet është zëvendësuar nga një solenoid. Për të krijuar një fushë magnetike të spirales me një aktuale, solenoid është e lidhur me burim të energjisë. Që në këtë rast fuqia elektrike e prodhuar nga gjeneratori? Kjo është e barabartë me produktin e tensionit në të gjithë aktuale. Nga ana tjetër, aktuale në dirigjent dhe marrëdhëniet e fluksit magnetik lejon përdorimin e fluksit të gjeneruara nga rryma elektrike në fushën magnetike të prodhuar lëvizje mekanike. Sipas këtij parimi, motori është i rrjedhshëm dhe disa pajisje elektrike. Megjithatë, për të krijuar një lëvizje në të cilën keni nevojë për të shpenzuar një fuqi shtesë elektrike.

fusha të forta magnetike

Aktualisht, duke përdorur fenomenin e superpercjellshmëri, është e mundur për të marrë një intensitet të paparë të spirales fushës magnetike me aktuale. Të electromagnets mund të jenë shumë të fuqishme. Kur kjo aktuale rrjedh m lossless. E. nuk shkakton ngrohjen e materialit. Kjo lejon për të aplikuar një shumë të stresit në solenoids e ajrit thelbësore dhe për të shmangur kufizimet e imponuara nga efekti ngopjes. perspektiva shumë të mira zbulon një spirale të fuqishme magnetike në terren me aktuale. Electromagnets dhe përdorimi i tyre nuk është në shumë shkencëtarë të kota interesuar. Pas të gjitha, një fushë e fortë mund të përdoret për lëvizjen e magnetike "jastëk" dhe krijimin e llojeve të reja të motore elektrike dhe gjeneratorëve. Ata janë të aftë për prodhim të lartë me kosto të ulët.

Energjia e magnetike rrymës fushë spirale është përdorur në mënyrë aktive nga njerëzimi. Ajo kishte qenë prej kohësh përdorur gjerësisht, në veçanti, për hekurudhat. Se si të përdorin linjat magnetike fushën e spirale me një aktuale për kontrollin e lëvizjes së trenave, ne tani diskutojmë.

Magnet mbi hekurudhat

Sistemi i përdorur zakonisht për hekurudhat, të cilat për electromagnets më të mëdha të sigurisë dhe magnete të përhershëm janë plotësuese. Si mund të përdorni sistemin? Fortë magnet i përhershëm është i bashkangjitur në afërsi të hekurudhës në një distancë të caktuar nga dritat e trafikut. Gjatë kalimit të trenave gjatë boshtit magnet e avionit magnet i përhershëm në kabinën e shoferit është ndërruar nga një kënd të vogël, pas së cilës magnet mbetet në pozitë.

Rregullimin e trafikut në hekurudhë

Lëvizja banesë magnet përfshin kambanë alarmi apo sirenë. Tjetra, në vijim ndodh. Pas nja dy shofer taksi sekonda kalon mbi electromagnet, e cila është e lidhur me semafor. Nëse treni i jep dritën e gjelbër, solenoid është energized dhe boshti i magnet i përhershëm në makinë është kthyer në pozicionin e saj origjinale, duke e kthyer off alarmin në kabinë. Kur semafori është dritë e kuqe ose të verdhë, electromagnet është i fikur, dhe pastaj pas një vonese, automatikisht aplikon frenat, natyrisht, në qoftë se ajo harroi për të bërë shofer. Brake qark (dhe audio) është e lidhur me rrjetin që nga boshtit rrotullimin e magnet. Nëse magnet gjatë vonesës kthehet në pozicionin e saj origjinale, frenave nuk është aktivizuar.