Магнітний потік,як і магнітна індукція –величина ,яка широко застосовується при розрахунках магнітопроводів електричних машин і апаратів.

Тема 3. Електромагнетизм

 

Мета:пояснити суть магнітного поля, закон Ампера, правило свердлика та основні поняття теми.

 

Актуальність: формування у студентів необхідного поняття про магнітне поле на якому грунтується подальше вивчення дисципліни.

Міжпредметна інтеграція: Фізика, Математика, Хімія

План

 

Магнітне поле електричного струму

Магнітна індукція та магнітний потік

Магнітна проникність

 

Після вивчення теми студенти повинні знати:

- магнітне поле,правило свердлика;

- магнітна індукція, магнітна проникність;

- правило лівої руки, магнітний потік;

- відносна та абсолютна магнітна проникність.

Ключові терміни та поняття: магнітний потік, магнітна індукція, магнітне поле, правило свердлика.

 

Самостійна робота студента:

1.Взаємодія між провідниками зі струмом.

2. Електромагніти. Намагнічування та перемагнічування феромагнітних кіл. 3.Вихрові струми. Енергія магнітного поля

 

Література

1.Данилов И.А.,Иванов П. М. Общая электротехника с основами электроники:учеб. Пособ. Для неэлектротехнических спец. Техникумов.-М.:Высшая школа, 1989

2.Попов В,С.,Николаев С. А. Общая электротехника с основами электроники.учеб для техникумов. –М.,Энергия, 1976

 

 

-1-

Якщо магнітну стрілку, яка вільно обертається,помістити під провідником зі струмом,то вона встановиться перпендикулярно до нього. Коли струм вимкнути, стрілка знову займе своє природне положення - вздовж магнітного меридіана.

Цей досвід доводить наявність якоїсь сили, що утворена струмом,який проходить у провіднику, і діє на магнітну стрілку. Ця сила є магнітною силою,що діє на відстані на стальні предмети. Дія магнітних сил позначається в будь-якій точці простору навколо провідника зі струмом.

Магнітним полем називається особливий вид матерії, що входить до складу електромагнітного поля.

Якщо в магнітне поле потрапляють сторонні предмети, виготовлені з чорних і деяких інших металів, або провідники, по яких проходить струм, то завдяки своїй енергії воно здатне переміщувати їх. Графічно магнітне поле зображують замкненими силовими лініями, які подібно до гумових шнурів хочуть скоротитися.

Конфігурація магнітного поля,утвореного провідником із струмом, цілком залежить від форми провідника і магнітопровода (провідника силових ліній магнітної індукції). Останні мають певний напрям силових ліній, який залежно від форми провідника зі струмом,що їх створив,визначається по-різному.

Прямолінійний провідник провідник зі струмом утворює магнітне поле, силові лінії якого зображуються у вигляді концетричних кіл (рис.1). Переконатися у цьому можна, продівши провідник зі струмом через аркуш паперу,на якому насипана стальна стальна стружка. Останні розмістяться вздовж силових ліній так, як показано на рисунку1.

Напрям силових ліній визначається правилом свердлика: якщо обертати свердлик так,щоб його поступальний рух збігався з напрямом струму в провіднику, то напрям обертання рукоятки свердлика покаже напрям силових ліній магнітної індукції.

Якщо пропустити струм по провіднику, навитому в розтягнуту спіраль (соленоїд),то отримаємо магнітне поле силові лінії якого зображені на рис. 2

Соленоїд – це найпростіший електромагнітний прилад, який подібно до постійного магніту має полярність (N- північний полюс,S-південний полюс)

Умовилися вважати,що силові лінії виходять з північного,а входять у південний полюс. Відповідно до цього полярність соленоїда, можна визначити за правилом свердлика: якщо обертати рукоятку свердлика в напрямі,який збігається з напрямом струму у витках соленоїда, то його поступальний рух вкаже напрям силових лінійв ньому.

-2-

 

У магнітне поле,утворене магнітом N-S, помістити провідник зі струмом (рис.3). Провідник, взаємодіючи з магнітним полем, почне рухатися в певному напрямі. Це свідчить про те, що до нього прикладена якась сила. Експериментально встановлено, що значення

цієї сили пропорційне силі струму, активній довжині провідника (тій його частині,яка перебуває в зоні дії магнітного поля) та інтенсивності магнітного поля.

,

звідки

Інтенсивність магнітного поля В називається магнітною індукцією. Про останню можна судити за тією ж силою, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом. Магнітна індукція чисельно дорівнює силі,що діє на провідник завдовжки в 1м,по якому проходить струм в 1 А. Якщо провідник розміщений не перпендикулярно до напряму ліній магнітного поля,α≠90, то діюча на провідник сила визначається виразом Сила називається електромагнітною силою. Відповідно до закону Ампера

Тл

Магнітна індукція-векторна величина. Вектор магнітної індукції в даній точці поля торкається силової лінії, що проходить через цю точку, тобто збігається з напрямом магнітного поля. З фізичної точки зору магнітну індукцію можна характеризувати кількістю силових ліній,які пронизують площадку в 1, розташовану в даній точці магнітного поля перпендикулярно до його силових ліній.Магнітна індукція є основною величиною,яка характеризує магнітне поле і широко застосовується при розрахунках магнітопроводів. Напрям руху провідника зі струму у магнітному полі, тобто напрям дії електромагнітної сили визначається правилом лівої руки: Якщо розмістити кисть лівої руки так, щоб силові лінії магнітного поля входили в долоню,а чотири витянутих пальці збігалися з напрямом струму в провіднику, то відігнутий великий палець вкаже напрям руху провідника.

Однорідним називається таке магнітне поле, в будь-якій точці якого вектор магнітної індукції однаковий. Це значить,що густота силових ліній, а також напрям їх в будь-якій точці магнітного поля однакові. Якщо кількість силових ліній однорідного магнітного поля, які пронизують площадку в , розташовану перпендикулярно до них,характеризує його магнітну індукцію,то вся кількість силових ліній даного поля,що пронизують площадку в S ,розміщену перпендикулярно до них, визначає магнітний потік через цю поверхню, який визначається по формулі t wx:val="Cambria Math"/><w:b/><w:i/><w:lang w:val="UK"/></w:rPr><m:t>*</m:t></m:r><m:r><m:rPr><m:sty m:val="bi"/></m:rPr><w:rPr><w:rFonts w:ascii="Cambria Math" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:b/><w:i/><w:lang w:val="UK"/></w:rPr><m:t>S</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="708" w:footer="708" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> , Вб.

Магнітний потік,як і магнітна індукція –величина,яка широко застосовується при розрахунках магнітопроводів електричних машин і апаратів.

-3-

Магнітне поле. створене провідником зі струмом,при своєму поширенні може зустріти різні середовища (повітря, вакуум, різні гази тчи тверді тіла). Середовище може містити кілька перелічених складових. Різні речовини по-різному пропускають силові лінії магнітного поля, мають різну магнітну провідність.

Здатність матеріальних тіл пропускати магнітний потік характеризується величиною, називається абсолютною магнітною проникністю.