Магнітне поле котушки зі струм. Електромагніті и їх! Застосування
Електромагнетізм - це сукупність явіщ, обумовлених зв`язком електричних струмів и магнітніх полів. Іноді цею зв`язок виробляти до небажаним ефектів. Например, струм, что протікає по електричних кабелях на Кораблі, віклікає непотрібне відхилення суднового компаса. Однако нерідко електрик навмісно вікорістовується для создания магнітніх полів Великої інтенсівності. Як приклад можна привести електромагніті. Про них ми сегодня и поговоримо.
електричний струм и магнітний потік
Інтенсівність магнітного поля можна візначіті числом ліній магнітного потоку, Пожалуйста пріпадає на одиницю площади. магнітне поле вінікає всюди, де протікає електричний струм, причому магнітний потік в повітрі пропорційній последнего. Прямий провід, Який Несе струм, можна зігнуті в виток. При й достатньо малому радіусі витка це виробляти до зростання магнітного потоку. при цьом сила Струму НЕ збільшується.
Ефект концентрації магнітного потоку можна ще підсіліті, збільшуючі Кількість вітків, т. Е Скручуючі дріт в котушки. Справедливо и зворотнє. Магнітне поле котушки зі Струм можна послабіті, если Зменшити Кількість вітків.
Віведемо важліве співвідношення. У точці максімальної щільності магнітного потоку (в ній на одиницю площади пріпадає найбільше ліній потоку) співвідношення между електрична Струм I, числом вітків дроту n и магнітнім потоком У віражається так: In пропорційно В. Струм в 12 А, поточний по котушці з 3 вітків, створює точно таке ж магнітне поле, як и струм у 3 А, поточний по котушці з 12 вітків. Це важліво знаті, вірішуючі практичні завдання.
Відео: 23 магнітне поле котушки зі Струм Електромагніті та їх! Застосування
соленоїд
Котушка з намотаного дрота, что створює магнітне поле, назівається соленоїдом. Провід можна намотуваті на залізо (залізний сердечник). Підійде и немагнітна основа (например, повітряний сердечник). Як ви Бачите, можна використовуват НЕ только залізо, щоб создать магнітне поле котушки зі Струм. З точки зору величини потоку будь немагнітній сердечник еквівалентній повітрю. Тобто наведення вищє співвідношення, что зв`язує ток, число вітків и потік, в цьом випадка віконується й достатньо точно. Таким чином, магнітне поле котушки зі Струм можна послабіті, если застосуваті Цю закономірність.
Використання заліза в соленоїді
Відео: магнітне поле котушки
Для чого в соленоїді вікорістовується залізо? Его наявність впліває на магнітне поле котушки зі Струм в двох відносінах. Воно збільшує магнітне дію Струму, часто в тісячі разів и более. Однако при цьом может порушуватіся одна важліва пропорційна залежність. Йдет про ту, яка існує между магнітнім потоком и Струм в котушки з повітрянім сердечником.
Мікроскопічні області в залозі, домени (точніше, їх магнітні моменти), при Дії магнітного поля, Пожалуйста створюється Струм, будують в одному напрямку. В результате при наявності залізного сердечника Сейчас струм створює більшій магнітний потік на одиницю перетин дроту. Таким чином, щільність потоку істотно растет. Коли всі домени шикують в одному напрямку, подалі Збільшення Струму (або числа вітків в котушці) лишь незначна підвіщує щільність магнітного потоку.
Розповімо тепер трохи про індукції. Це важліва частина цікавить нас теми.
Індукція магнітного поля котушки зі Струм
Хоча магнітне поле соленоїда Із залізним сердечником набагато сільніше магнітного поля соленоїда з повітрянім сердечником, величина его обмежена властівостямі заліза. Розмір того, Пожалуйста створюється котушки з повітрянім сердечником, теоретично НЕ має меж. Однако, як правило, отрімуваті велічезні Струм, необхідні для создания поля, Який можна порівняті за величиною з полем соленоїда Із залізним сердечником, дуже Важко и дорого. Чи не всегда Варто йти ЦІМ шляхом.
Что будет, если Изменить магнітне поле котушки зі Струм? Ця дія может породіті електричний струм точно так же, як струм створює магнітне поле. При набліженні магніту до провідника магнітні СИЛОВІ Лінії, Які перетінають провідник, індукують в ньом напряжение. Полярність індукованого напруги Залежить від полярності и напрямки Зміни магнітного потоку. Цей ефект значний сільніше віявляється в котушці, чем в окремий витка: Він пропорційній числу вітків в обмотці. При наявності залізного сердечника індуковане напряжение в соленоїді збільшується. При такому способі необходимо рух провідника относительно магнітного потоку. Если провідник НЕ буде перетінаті Лінії магнітного потоку, напряжение НЕ вінікне.
Відео: Магнетизм и електромагнетізм
Як отримуються Енергію
Електричні генератори віробляють струм на основе тих же Принципів. Зазвічай магніт обертається между котушки. Величина індукованого напруги Залежить від величини поля магніту и швідкості его Обертаном (смороду визначаються ШВИДКІСТЬ Зміни магнітного потоку). Напруга в провідніку прямо пропорційно швідкості магнітного потоку в ньом.
У багатьох генераторах магніт чинний соленоидом. Для того щоб создать магнітне поле котушки зі Струм, соленоїд підключають до джерела Струму. Який в цьом випадка буде електрична Потужність, вироблювали генератором? Вона дорівнює добутку напруги на силу Струму. З Іншого боку, Взаємозв`язок Струму в провідніку и магнітного потоку дозволяє використовуват потік, створюваній електрична Струм в магнітному полі, для Отримання механічного руху. За ЦІМ принципом Працюють електродвигуни та деякі прилади електровімірювань. Однако для создания руху в них необходимо втрачають додатковий електричний Потужність.
Сильні магнітні поля
У Сейчас годину, вікорістовуючі явіще надпровідності, вдається отрімуваті небаченої інтенсівності магнітне поле котушки зі Струм. Електромагніті могут буті очень потужного. При цьом струм протікає без Втрати, т. Е віклікає нагрівання матеріалу. Це дозволяє застосовуваті велику напругу в соленоїдах з повітрянім сердечником и избежать обмежень, обумовлених ефектом насічення. Дуже Великі перспективи відкріває таке потужного магнітне поле котушки зі Струм. Електромагніті и їх! Застосування НЕ дарма цікавлять безліч вчених. Аджея Сильні поля могут використовуват для руху на магнітній «подушці» и создание Нових відів електродвигунів и генераторів. Смороду здатні скроню Потужність при Малій вартості.
Енергія магнітного поля котушки зі Струм активно вікорістовується людством. Вона Вже Довгі роки широко застосовується, зокрема на залізніцях. Про ті, як Використовують магнітні Лінії поля котушки з Струм для регулювання руху поїздів, ми зараз и поговоримо.
Магніти на залізніцях
На залізніцях зазвічай застосовуються системи, в якіх з метою більшої безпеки електромагніті и постійні магніти доповнюють один одного. Як же діють ЦІ системи? Сильний Постійний магніт прікріплюють впрітул до рейки на певній відстані від світлофорів. Во время проходження поїзда над магнітом вісь постійного плоского магніту в кабіні машиніста возвращается на малий кут, после чего магніт залішається в новому положенні.
Регулювання руху на залізниці
Відео: Питання №3 § 59. магнітне поле котушки зі Струм ... - Фізика 8 клас (Перішкін)
Рух плоского магніту Включає сигнальний дзвінок або сирену. Далі відбувається наступна. Через пару секунд кабіна машиніста проходити над електромагнітом, Який пов`язаний зі світлофором. Если тієї дает поїзду зелену вулицю, то Електромагніт віявляється під напругою и вісь постійного магніту в вагоні возвращается в свое Початкове положення, вімікаючі сигнал в кабіні. Коли ж на світлофорі горить червоний або жовте світло, Електромагніт буває вімкненій, и тоді после деякої затримки автоматично включається гальма, если, звичайна, це забув сделать машиніст. Гальмівна ланцюг (як и звуковий сигнал) підключається до мережі з моменту повороту осі магніту. Если магніт во время затримки зайнять свою попередня позицию, то гальма НЕ включається.
