Kategori: Artikel Pilihan » Novice juruelektrik
Bilangan pandangan: 110313
Komen pada artikel: 4

Induktor dan medan magnet

 

Induktor dan medan magnetSelepas cerita mengenai penggunaan kapasitor Ia adalah logik untuk bercakap mengenai wakil radio pasif lain - induktor. Tetapi cerita tentang mereka perlu bermula dari jauh, untuk mengingati kewujudan medan magnet, kerana ia adalah medan magnet yang mengelilingi dan menembus gegelung, ia berada dalam medan magnet, paling sering berselang, bahawa gegelung berfungsi. Pendek kata, ini adalah habitat mereka.


Magnetisme sebagai harta benda

Magnetisme adalah salah satu sifat yang paling penting dalam perkara, serta, misalnya, jisim atau medan elektrik. Fenomena magnetisme, bagaimanapun, seperti elektrik, telah lama diketahui, maka sains tidak dapat menjelaskan intipati fenomena ini. Fenomena yang tidak dapat difahami dipanggil "kemagnetan" dengan nama kota Magnesia, yang pernah di Asia Kecil. Ia adalah dari bijih yang ditambang di dekatnya bahawa magnet kekal diperolehi.

Tetapi magnet tetap dalam rangka artikel ini tidak begitu menarik. Sebaik sahaja ia dijanjikan untuk bercakap mengenai induktor, maka kita kemungkinan besar akan bercakap tentang elektromagnetisme, kerana ia jauh dari rahsia yang bahkan di sekeliling kawat dengan arus ada medan magnet.

Dalam keadaan moden, agak mudah untuk menyiasat fenomena magnetisme pada peringkat awal, sekurang-kurangnya tahap. Untuk melakukan ini, anda perlu memasang litar elektrik mudah dari bateri dan mentol untuk lampu suluh. Sebagai penunjuk medan magnet, arah dan keamatannya, anda boleh menggunakan kompas biasa.


Medan magnet DC

Seperti yang anda tahu, kompas menunjukkan arah ke Utara. Jika anda meletakkan wayar litar paling mudah yang disebutkan di atas dan menghidupkan lampu, jarum kompas akan menyimpang dari kedudukan normalnya.

Dengan menyambungkan mentol cahaya yang lain selari, anda boleh menggandakan arus dalam litar, yang menjadikan sudut putaran anak panah sedikit meningkat. Ini menunjukkan bahawa medan magnet wayar dengan arus telah menjadi lebih besar. Pada prinsip ini instrumen mengukur panah berfungsi.

Jika polariti menghidupkan bateri dibalikkan, maka jarum kompas akan beralih ke hujung yang lain - arah medan magnet dalam wayar juga berubah arah. Apabila litar dimatikan, jarum kompas akan kembali ke kedudukannya yang sah. Tidak ada gegelung semasa, dan tidak ada medan magnet.

Dalam semua eksperimen ini, kompas memainkan peranan jarum magnet ujian, sama seperti kajian medan elektrik malar dilakukan oleh ujian elektrik ujian.

Berdasarkan eksperimen yang paling sederhana, kita dapat menyimpulkan bahawa daya magnet dilahirkan akibat arus elektrik: semakin kuat arus ini, semakin kuat sifat magnet konduktor. Dan kemudian di manakah medan magnet magnet kekal datang, kerana tiada siapa yang menyambungkan bateri dengan wayar kepada mereka?

Penyelidikan saintifik asas telah membuktikan bahawa daya tahan kekal adalah berdasarkan fenomena elektrik: setiap elektron berada dalam medan elektriknya sendiri dan mempunyai sifat magnetik asas. Hanya dalam kebanyakan bahan, sifat ini saling meneutralkan, dan untuk sebab tertentu, atas sebab tertentu, mereka membentuk satu magnet besar.

Sudah tentu, pada hakikatnya, semuanya tidak begitu primitif dan mudah, tetapi, pada umumnya, magnet tetap mempunyai sifat-sifat indah mereka kerana pergerakan caj elektrik.



Dan apa jenis garis magnetik mereka?

Garis magnetik dapat dilihat secara visual. Dalam pengalaman sekolah, dalam pelajaran fizik, pemfailan logam dibuang ke dalam sekeping kadbod, dan magnet tetap diletakkan di bawah. Sedikit mengetuk pada sekeping kadbod boleh mencapai gambar yang ditunjukkan dalam Rajah 1.

Garisan magnet

Rajah 1

Sangat mudah untuk melihat bahawa garis magnetik kekuatan meninggalkan tiang utara dan masuk ke selatan, tanpa melanggar. Sudah tentu, kita boleh mengatakan bahawa, sebaliknya, dari selatan ke utara, tetapi begitu lazim, oleh itu, dari utara ke selatan. Dengan cara yang sama seperti dahulu mereka mengamalkan arah arus dari tambah ke tolak.

Jika, bukan magnet kekal, dawai semasa dilalui melalui kadbod, maka pemfailan logam akan menunjukkannya, konduktor, medan magnet. Medan magnet ini mempunyai bentuk garis pekeliling sepusat.

Untuk mengkaji medan magnet, anda boleh lakukan tanpa habuk papan. Ia cukup untuk menggerakkan anak panah ujian ujian di sekeliling konduktor semasa untuk melihat bahawa garis-garis magnetik kekuatan sesungguhnya ditutup dengan bulatan sepusat. Sekiranya kita menggerakkan anak panah ujian ke sisi di mana medan magnet melambangkannya, kita pasti akan kembali ke titik yang sama dari mana pergerakan itu bermula. Sama seperti berjalan di sekeliling Bumi: jika anda pergi ke mana-mana tanpa berpaling, maka lambat laun akan datang ke tempat yang sama.

Medan magnet

Rajah 2


Peraturan Gimlet

Arah medan magnet konduktor dengan arus ditentukan oleh aturan gimlet, alat untuk lubang penggerudian di dalam pokok. Segala-galanya sangat mudah di sini: gimlet mesti diputar supaya gerakan translasi bertepatan dengan arah arus dalam wayar, maka arah putaran pegangan akan menunjukkan di mana medan magnet diarahkan.

Peraturan Gimlet

Rajah 3

"Arus datang dari kami" - salib di tengah-tengah lingkaran adalah bulu anak panah terbang di luar satah gambar, dan di mana "Arus datang ke arah kami", hujung anak panah terbang dari belakang satah lembaran ditunjukkan. Sekurang-kurangnya, penjelasan seperti ini diberikan dalam pelajaran fizik di sekolah.


Interaksi medan magnet dua konduktor dengan arus

Interaksi medan magnet dua konduktor dengan arus

Rajah 4

Sekiranya kita menggunakan peraturan gimlet untuk setiap konduktor, kemudian menentukan arah medan magnet dalam setiap konduktor, kita boleh mengatakan dengan yakin bahawa konduktor dengan arah semasa yang sama tertarik, dan medan magnetnya menambah. Konduktor dengan arus arah yang berbeza adalah saling menjijikkan, medan magnetnya dikompensasi.


Induktor

Jika konduktor dengan arus dibuat dalam bentuk gelang (gegelung), maka ia mempunyai kutub magnet sendiri, utara dan selatan. Tetapi medan magnet satu putaran biasanya kecil. Anda boleh mencapai hasil yang lebih baik dengan membungkus wayar dalam bentuk gegelung. Bahagian sebegini dipanggil induktor atau hanya induktansi. Dalam kes ini, medan magnet individu berubah menjadi tambah, saling memperkukuh antara satu sama lain.

bagaimana saya boleh mendapatkan jumlah medan magnet gegelung itu

Rajah 5

Rajah 5 menunjukkan bagaimana untuk mendapatkan jumlah medan magnet gegelung. Ia seolah-olah mungkin untuk kuasa setiap giliran dari sumbernya, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. 5.2, tetapi lebih mudah untuk menyambungkan giliran dalam siri (hanya bungkusnya dengan satu wayar).

Ia agak jelas bahawa semakin banyak gegelung itu, semakin kuat medan magnetnya. Juga, medan magnet juga bergantung pada arus melalui gegelung. Oleh itu, adalah sah untuk menilai kemampuan gegelung untuk menghasilkan medan magnet dengan mengalikan arus melalui gegelung (A) dengan bilangan giliran (W). Nilai ini dipanggil ampere - bertukar.


Gegelung teras

Medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung boleh meningkat dengan ketara jika teras bahan ferromagnetik dimasukkan ke dalam gegelung. Rajah 6 menunjukkan jadual dengan kebolehtelapan magnet relatif pelbagai bahan.

Sebagai contoh, keluli pengubah akan menjadikan medan magnet kira-kira 7..7.5 kali lebih kuat daripada ketiadaan teras. Dengan kata lain, di dalam teras, medan magnet akan memutar jarum magnet 7,000 kali lebih kuat (ini hanya boleh dibayangkan secara mental).

Kebolehtelapan magnet relatif

Rajah 6

Bahan-bahan paramagnetic dan diamagnetic terletak di bahagian atas meja. Kebolehtelapan magnet relatif μ ditunjukkan relatif kepada vakum. Akibatnya, bahan paramagnetik sedikit meningkatkan medan magnet, sementara bahan-bahan diamagnetic sedikit melemahkan.Secara umum, bahan-bahan ini tidak mempunyai kesan khas pada medan magnet. Walaupun, pada frekuensi tinggi, tembaga atau teras aluminium kadang-kadang digunakan untuk menyesuaikan kontur.

Di bahagian bawah meja adalah bahan ferromagnetik yang meningkatkan medan magnet gegelung dengan arus. Jadi, sebagai contoh, teras yang dibuat daripada pengubah keluli akan menjadikan medan magnet lebih kuat 7,500 kali.


Bagaimana dan bagaimana untuk mengukur medan magnet

Apabila unit diperlukan untuk mengukur kuantiti elektrik, caj elektron diambil sebagai rujukan. Satu unit yang sangat nyata dan ketara terbentuk daripada tuduhan elektron - sebuah loket, dan pada dasarnya segala sesuatu ternyata mudah: ampere, volt, ohm, joule, watt, farad.

Dan apa yang boleh diambil sebagai titik permulaan untuk mengukur medan magnet? Entah bagaimana melekat pada medan magnet elektron adalah sangat bermasalah. Oleh itu, konduktor diguna pakai sebagai satu unit ukuran dalam kemagnetan, di mana arus terus aliran 1 A.


Ciri-ciri medan magnet

Ciri utama utama adalah ketegangan (H). Ia menunjukkan dengan apa daya medan magnet berlaku pada konduktor ujian yang disebutkan di atas, jika ia berlaku dalam vakum. Vakum ini bertujuan untuk mengecualikan pengaruh alam sekitar, oleh itu ciri ini - ketegangan dianggap benar-benar bersih. Ampere per meter (a / m) diambil sebagai unit ketegangan. Ketegangan sedemikian muncul pada jarak 16 cm dari konduktor, di sepanjang aliran arus 1A.

Kekuatan medan hanya bercakap tentang keupayaan teori medan magnet. Keupayaan sebenar untuk bertindak mencerminkan nilai induksi magnetik yang berbeza (B). Ia adalah orang yang menunjukkan kekuatan sebenar yang mana medan magnet berfungsi pada konduktor dengan arus 1A.

Rajah 7

Jika arus 1A mengalir dalam konduktor 1 m panjang, dan ia ditarik keluar (tertarik) dengan daya 1 N (102 G), maka mereka mengatakan bahawa magnitud induksi magnetik pada titik ini adalah betul-betul 1 Tesla.

Induksi magnetik adalah kuantiti vektor, sebagai tambahan kepada nilai berangka, ia juga mempunyai arah yang selalu bertepatan dengan arah jarum magnet uji di medan magnet di bawah kajian.

Ciri-ciri medan magnet

Rajah 8

Unit induksi magnet adalah Tesla (TL), walaupun dalam praktiknya unit Gauss yang lebih kecil sering digunakan: 1TL = 10,000G. Adakah ia banyak atau sedikit? Medan magnet berhampiran magnet yang kuat boleh mencapai beberapa T, berhampiran jarum magnet kompas tidak lebih dari 100 G, medan magnet bumi berhampiran permukaan adalah kira-kira 0.01 G atau lebih rendah.


Fluks magnetik

Vektor induksi magnet B menonjolkan medan magnet pada hanya satu titik dalam ruang. Untuk menilai kesan medan magnet di ruang tertentu, satu lagi konsep seperti fluks magnet (Φ) diperkenalkan.

Malah, ia mewakili bilangan induksi magnet yang melalui ruang tertentu, melalui beberapa kawasan: Φ = B * S * cosα. Gambar ini boleh diwakili dalam bentuk titisan hujan: satu baris adalah satu titisan (B), dan bersama-sama ia adalah fluks magnet Φ. Inilah bagaimana jalur magnetik gegelung individu bertukar disambungkan ke aliran biasa.

Fluks magnetik

Rajah 9

Dalam sistem SI, Weber (Wb) diambil sebagai unit fluks magnet, seperti fluks berlaku apabila induksi 1 T bertindak di kawasan 1 sq.m.


Litar magnet

Fluks magnet dalam pelbagai peranti (motor, transformer, dan sebagainya), sebagai peraturan, melewati dengan cara tertentu, dipanggil litar magnetik atau hanya litar magnetik. Jika litar magnetik tertutup (teras pengubah cincin), maka rintangannya kecil, fluks magnet tidak terhalang, tertumpu di dalam teras. Rajah di bawah menunjukkan contoh gegelung dengan litar magnet tertutup dan terbuka.

Litar magnet

Rajah 10


Rintangan litar magnet

Tetapi inti boleh dipotong dan sekeping boleh ditarik keluar dari itu, untuk membuat jurang magnetik. Ini akan meningkatkan ketahanan magnet keseluruhan litar, oleh itu, mengurangkan fluks magnetik, dan secara amnya mengurangkan induksi dalam keseluruhan teras.Ia sama seperti penyolderan banyak rintangan dalam litar elektrik.

Rintangan litar magnet

Rajah 11.

Jika anda menutup jurang yang dihasilkan dengan sekeping keluli, ternyata bahawa seksyen tambahan dengan rintangan magnet yang lebih rendah disambung selari dengan jurang, yang akan memulihkan fluks magnet yang terganggu. Ini sangat mirip dengan peredaran litar elektrik. Dengan cara ini, terdapat juga undang-undang untuk litar magnet, yang dipanggil undang-undang Ohm untuk litar magnet.

Rintangan litar magnet

Rajah 12.

Bahagian utama fluks magnet akan melalui pancaran magnet. Fenomena ini digunakan dalam rakaman magnet audio atau isyarat video: lapisan ferromagnet pita meliputi jurang di teras kepala magnet, dan keseluruhan fluks magnet ditutup melalui pita.

Arah fluks magnet yang dihasilkan oleh gegelung boleh ditentukan dengan menggunakan kaedah tangan kanan: jika empat jari terulur menunjukkan arah arus dalam gegelung, ibu jari akan menunjukkan arah garis magnet seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 13.

 

Rajah 13.

Adalah dipercayai bahawa garis magnetik meninggalkan kutub utara dan masuk ke selatan. Oleh itu, ibu jari dalam hal ini menandakan lokasi tiang selatan. Semak sama ada ini, anda boleh menggunakan jarum kompas lagi.


Bagaimana motor elektrik berfungsi

Adalah diketahui bahawa elektrik dapat menghasilkan cahaya dan panas, berpartisipasi dalam proses elektrokimia. Setelah mengenali asas-asas magnetisme, anda boleh bercakap tentang bagaimana motor elektrik berfungsi.

Motor elektrik boleh menjadi reka bentuk, kuasa dan prinsip operasi yang sangat berbeza: contohnya, arus dan pengalir langsung dan bergantian. Tetapi dengan semua pelbagai reka bentuk, prinsip operasi adalah berdasarkan interaksi medan magnet rotor dan stator.

Untuk mendapatkan medan magnet ini, arus dilalui melalui belitan. Semakin tinggi semasa, dan semakin tinggi induksi magnet dari medan magnet luar, semakin kuat enjin. Inti magnet digunakan untuk memperkuat bidang ini, jadi terdapat banyak bahagian keluli dalam motor elektrik. Sesetengah model motor DC menggunakan magnet kekal.

Bagaimana motor elektrik berfungsi

Rajah 14.

Di sini, anda boleh mengatakan, semuanya adalah jelas dan mudah: mereka melewati arus melalui dawai, menerima medan magnet. Interaksi dengan medan magnet lain menjadikan konduktor ini bergerak, dan bahkan melakukan kerja mekanikal.

Arah putaran dapat ditentukan oleh aturan tangan kiri. Jika empat jari terulur menunjukkan arah arus dalam konduktor, dan garis magnetik memasuki tapak tangan anda, ibu jari yang bengkok akan menunjukkan arah pelunturan konduktor dalam medan magnet.

Penerusan: Induktor dan medan magnet. Bahagian 2. Induksi elektromagnetik dan induktansi

Lihat juga di i.electricianexp.com:

  • Medan magnet bumi
  • Induktor dan medan magnet. Bahagian 2. Induksi elektromagnet ...
  • Cara membuat elektromagnet di rumah
  • Kesan Dewan dan sensor berdasarkannya
  • Hysteresis dan kerugian semasa eddy

  •  
     
    Komen:

    # 1 menulis: | [quote]

     
     

    Dalam peraturan tangan kanan, ibu jari menunjukkan arah tiang utara - utara.

     
    Komen:

    # 2 menulis: Ivan | [quote]

     
     

    Rajah 6 menunjukkan merkuri dua kali dalam senarai diamagnetik. Berdasarkan teks berikutnya, salah seorang daripada mereka mungkin telah menjadi tembaga.

    Rajah 13 nampaknya tidak sesuai dengan selebihnya teks. Jika garis magnet keluar dari kutub utara dan dalam angka mereka naik di atas penggulungan, maka tiang utara berada di bahagian atas. Kemudian, ibu jari yang menunjuk menunjukkan kutub utara, bukan selatan, seperti yang dijelaskan di bawah.

     
    Komen:

    # 3 menulis: | [quote]

     
     

    Rajah 14 juga tidak menunjukkan giliran motor dengan betul, ia harus berputar mengikut arah jam - berdasarkan penjelasan.

     
    Komen:

    # 4 menulis: VLADIMIR | [quote]

     
     

    Saya seorang juruelektrik dengan pengalaman bertahun-tahun. Saya seorang jurutera ELEKTRIK, BAIK, MENYELAMATKAN DI ELEKTRONIK.Walaupun saya perhatikan bahawa JUMLAH, LEBIH MUDAH, JUGA KEJURUTERA ELEKTRIK, BAGAIMANA MENGHADAPI HADAPAN.
    Saya AKAN TELAH SATU KES: Saya PERLU SEMAKAN UNTUK RUMAH NEGARA
    LUMINAIRES LUMINESCENT. Saya MEMBUAT SATU PERDAGANGAN SYARIKAT DALAM PERALATAN ELEKTRIK. EMPAT JURUTERA YOUNG YANG DIPERLUKAN OLEH ME, YANG SELESAI DAN DALAM PERDAGANGAN BARANG PERDAGANGAN ELEKTRIK.
    Saya MENJAGA SEPULUH LUMEN-CENT LAMPS, BUT MEMULAI MESIN MESTI DENGAN FI KOSIN YANG TINGGI. TIDAK ADA TIDAK TIDAK BAHWA KOSINUS FI. Saya TELAH MENYEDIAKAN KURSUS PADA VECTORS SURAT DAN VOLTASI DALAM LOAD DAN RANGKAIAN, Saya MENCINTAI PERLU BAGI DALAM KATALOG DAN MENYEDIAKAN DISKAUN YANG SANGAT BAIK UNTUK PRODUK. KESIMPULAN - KAMI MENYELESAIKAN SIFAT HAL EHS. IT IS FAVORABLE !!! SITE I LIKED. BEBERAPA perkara yang saya TIDAK TAHU DI SEMUA ...! BERFUNGSI !!!