Магнитното поле на бобината с ток. Електромагнити и тяхното приложение

Електромагнетизмът - набор от явления, причинени от свързване на електрически ток и магнитни полета. Понякога тази връзка води до нежелани ефекти. Така например, на ток, преминаващ през електрическите кабели в кораб причинява компас ненужно отклонение на кораба. Въпреки това, електричество често умишлено използва за създаване на магнитни полета с висока интензивност. Като пример електромагнити. За тях днес и ще поговорим.

Електрическият ток и магнитния поток

Интензивността на магнитното поле може да се определи броя на магнитните линии на потока, което попада в областта на единица. Магнитното поле се появява навсякъде, където електрически ток потоци, и магнитния поток във въздуха е пропорционална на последната. Прав тел провеждане на ток, може да се изкриви в бобината. На достатъчно малък радиус на завой, това води до увеличаване на магнитната индукция. В този случай, токът не се увеличава.

Влияние на концентрация на магнитния поток може да бъде допълнително подобрено чрез увеличаване на броя на завъртанията, т.е.. Е. въртящ телта в бобината. Обратното е вярно. магнитна намотка ток поле може да се намали чрез намаляване на броя на завъртанията.

Ние извлече важна връзка. В точката на максимална магнитен поток плътност (това на единица площ повечето линии поток) връзката между електрическия ток I, броят на завъртанията на тел п и магнитен поток В се изразява, както следва: В настоящата пропорционална V. 12, на ток през намотката на 3 навивки Той създава точно същата като магнитното поле на тока на 3 а, на ток през намотката на 12 завои. Важно е да се знае, решаване на практически задачи.

соленоид

Бобината на раната тел, магнитно поле, се нарича соленоид. Проводниците могат да бъдат навити на желязо (железен ядрото) на. Подходящ и немагнитен основа (например, ядро въздух). Както можете да видите, че не може да използва само желязото да се създаде магнитно поле намотка с ток. От гледна точка на размера на всеки не-магнитна сърцевина поток еквивалент разстояние. Това означава, че по-горе връзката между тях ток и броя на навивките, в този случай се извършва точно. По този начин, на магнитното поле на ток на бобината може да бъде намалена, ако се приложи този модел.

Използването на желязо в соленоида

Защо в соленоид употребяван желязо? Присъствието му влияе на магнитното поле на бобината с ток в две отношения. Това повишава магнитен ефект на тока, често хиляди пъти или повече. Въпреки това, той може да се раздели един важен пропорционалност. Става въпрос за това, което съществува между магнитния поток и тока в намотките с ядро въздух.

Микроскопско поле в домените на желязо (по-точно, техните магнитен момент) под действието на магнитното поле, което се генерира ток са конструирани в една посока. Като резултат от присъствието на сърцевината желязо на тока произвежда по-голям магнитен поток за единица напречно сечение проводници. По този начин, плътността на потока се увеличава значително. Когато всички домени подравнени в една посока, по-нататъшно увеличаване на ток (или на броя на завъртанията в бобината) само слабо увеличава магнитната индукция.

Сега да ви кажа малко за индукция. Това е важна част от темите, които представляват интерес за нас.

магнитна индукция бобина с ток

Въпреки, че магнитното поле на соленоид с желязно ядро е много по-силна от магнитното поле на ядрото на соленоида на въздуха, стойността му е ограничена от свойствата на желязото. Размерът на бобината, което създава въздушна сърцевина теоретично има никакво ограничение. Въпреки това, като правило, получават огромни токове, необходими за създаване на поле, което е сравнимо с магнитуд до индуктора с желязно ядро, че е много трудно и скъпо. Не винаги вървят по този начин.

Какво се случва, ако промените на магнитното поле на бобината с ток? Това действие може да генерира електрически ток по същия начин, както на тока генерира магнитно поле. При приближаване на магнита да проводящите линии на магнитното сила, преминаващи диригента, предизвиква напрежение в него. Полярността на индуцирано напрежение зависи от полярността и посоката на изменение на магнитния поток. Този ефект се много по-ясно изразен в бобината, отколкото в отделна намотка: тя е пропорционална на броя на навивките в намотката. В присъствието на сърцевината желязо на индуцирано напрежение в увеличава електромагнитни. С този метод на проводника трябва да се движи спрямо магнитния поток. Ако проводникът не пресича линията на магнитния поток, напрежение ще възникнат.

Как да получите енергия

Електрически генератори генерират сегашните въз основа на същите принципи. Обикновено, магнитът се върти между намотките. Големината на индуцирана напрежение зависи от силата на полето на магнита и неговата скорост (те определят степента на промяна на магнитния поток). Напрежението в проводника е пряко пропорционална на скоростта на магнитния поток в него.

В много магнитни генератори се заменя със соленоид. За да се създаде магнитно поле на бобината с ток, соленоида е свързан с източник на захранване. Което в случая електрическата енергия , произведена от генератора? Тя е равна на произведението на напрежението в целия ток. От друга страна, ток в проводника и връзката на магнитния поток позволява използването на поток, генериран от електрически ток в магнитно поле, за да произведе механично движение. Съгласно този принцип, работещ двигател и някои електрически уреди. Въпреки това, за да се създаде движение, в което се нуждаете, за да прекарате една допълнителна електрическа енергия.

Силни магнитни полета

В момента, като се използва явлението свръхпроводимост, е възможно да се получи безпрецедентна интензивност на магнитно поле с намотка ток. Електромагнитите могат да бъдат много силни. Когато този ток протича без загуба т. Е. Не предизвиква загряване на материала. Това позволява да се прилага много стрес в въздух-ядрени соленоида на и избягване на ограниченията, наложени от ефекта на насищане. Много добри перспективи разкрива мощно магнитно поле намотка с ток. Електромагнити и тяхната употреба не е напразен интересуват много учени. В крайна сметка, по-голям практически може да се използва за движение на магнитно "възглавница" и създаването на нови видове електрически двигатели и генератори. Те са способни да висока производителност на ниска цена.

Енергията на магнитното поле на ток намотка се използва активно от човечеството. Тя отдавна се използва широко, по-специално, на железниците. За това как да използвате линиите на магнитното поле на бобината с ток за управление на движението на влаковете, сега обсъдим.

Магнити на железниците

Система често се използва за железниците, които за по-голяма сигурност и електромагнити постоянни магнити са взаимно допълващи се. Как може да работи системата? Силна постоянен магнит е прикрепен близо до парапета на известно разстояние от светофарите. По време на преминаването на влаковете през магнит оста на постоянен магнит равнина в кабината на водача се върти от малък ъгъл, след което магнита остава в позиция.

Регулиране на движението по жп линията

движение плосък магнит включва алармата звънец. На следващо място, се случва следното. След няколко секунди шофьор на такси минава през електромагнит, който е свързан с светофарите. Ако влакът дава зелена светлина, соленоида е енергична и оста на постоянния магнит в колата се обърна към първоначалната си позиция, като изключите алармата в пилотската кабина. Когато светофарът е червен или жълт светлина, електромагнита е изключен, а след това с известно закъснение, автоматично задейства спирачките, разбира се, ако той е забравил да направи шофьор. Brake верига (и аудио) е свързан към мрежата, тъй като оста на въртене на магнита. Ако магнита по време на закъснението се връща в първоначалното си положение, спирачката не е активирана.