თქვენ შეგიძლიათ აჩვენოთ, თუ როგორ გამოიყენოთ ამპერის კანონი მავთულის მახლობლად მაგნიტური ველის განსაზღვრით. ჩვენ ვსვამთ კითხვას: რა არის ველი ცილინდრული კვეთის გრძელი სწორი მავთულის გარეთ? ჩვენ გავაკეთებთ ერთ ვარაუდს, შესაძლოა არც ისე აშკარა, მაგრამ მაინც სწორი: ველის ხაზები მავთულის გარშემო წრეში ტრიალებს. თუ ამ ვარაუდს გავაკეთებთ, მაშინ ამპერის კანონი [განტოლება (13.16)] გვეუბნება რა არის ველის სიდიდე. ამოცანის სიმეტრიის გამო, ველს აქვს ერთი და იგივე მნიშვნელობა მავთულთან კონცენტრირებული წრის ყველა წერტილში (ნახ. 13.7). მაშინ ადვილად შეიძლება ავიღოთ ხაზოვანი ინტეგრალი. ის უბრალოდ ტოლია მნიშვნელობის გამრავლებული წრეწირზე. თუ წრის რადიუსი არის , მაშინ

.

მთლიანი დენი მარყუჟის გავლით არის მხოლოდ დენი მავთულში, ასე რომ

. (13.17)

მაგნიტური ველის სიძლიერე საპირისპიროდ მცირდება მავთულის ღერძიდან დაშორებით. თუ სასურველია, განტოლება (13.17) შეიძლება დაიწეროს ვექტორული ფორმით. გავიხსენოთ, რომ მიმართულება პერპენდიკულარულია ორივეზე, და გვაქვს

(13.18)

სურათი 13.7. მაგნიტური ველი გრძელი დენის მავთულის გარეთ.

სურათი 13.8. გრძელი სოლენოიდის მაგნიტური ველი.

ჩვენ გამოვყავით მულტიპლიკატორი, რადგან ის ხშირად ჩნდება. უნდა გვახსოვდეს, რომ ის ზუსტად უდრის (SI ერთეულების სისტემაში), რადგან ფორმის განტოლება (13.17) გამოიყენება დენის ერთეულის, ამპერის დასადგენად. მანძილზე, დენი ქმნის მაგნიტურ ველს ტოლი .

ვინაიდან დენი ქმნის მაგნიტურ ველს, ის გარკვეული ძალით იმოქმედებს მიმდებარე მავთულზე, რომლის მეშვეობითაც დენი გადის. ჩვ. 1 ჩვენ აღვწერეთ მარტივი ექსპერიმენტი, რომელიც აჩვენებს ძალებს ორ მავთულს შორის, რომლებიც ატარებენ დენს. თუ მავთულები პარალელურია, მაშინ თითოეული პერპენდიკულარულია მეორე მავთულის ველზე; მაშინ მავთულები მოგერიდებათ ან იზიდავთ ერთმანეთს. როდესაც დენი მიედინება ერთი მიმართულებით, მავთულები იზიდავს; როდესაც დინებები მიედინება საპირისპირო მიმართულებით, ისინი მოგერიდებიან.

ავიღოთ კიდევ ერთი მაგალითი, რომლის ანალიზიც შესაძლებელია ამპერის კანონის გამოყენებით, თუ დავამატებთ გარკვეულ ინფორმაციას ველის ბუნების შესახებ. მჭიდრო სპირალში დახვეული იყოს გრძელი მავთული, რომლის მონაკვეთი ნაჩვენებია ნახ. 13.8. ასეთ ხვეულს სოლენოიდი ეწოდება. ჩვენ ექსპერიმენტულად ვაკვირდებით, რომ როდესაც სოლენოიდის სიგრძე ძალიან დიდია მის დიამეტრთან შედარებით, მის გარეთ ველი ძალიან მცირეა შიგნით ველთან შედარებით. მხოლოდ ამ ფაქტისა და ამპერის კანონის გამოყენებით, შეგიძლიათ იპოვოთ ველის სიდიდე შიგნით.

ვინაიდან ველი რჩება შიგნით (და აქვს ნულოვანი განსხვავება), მისი ხაზები უნდა იყოს ღერძის პარალელურად, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 13.8. თუ ასეა, მაშინ ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ამპერის კანონი ფიგურაში მართკუთხა „მრუდისთვის“. ეს მრუდი გადის მანძილს სოლენოიდის შიგნით, სადაც ველი არის, ვთქვათ, , შემდეგ მიდის სწორი კუთხით ველთან და ბრუნდება უკან გარე რეგიონში, სადაც ველი შეიძლება უგულებელყო. ამ მრუდის გასწვრივ წრფის ინტეგრალი ზუსტად არის და ეს უნდა იყოს ტოლი მთლიანი დენის გამრავლებული შიგნით, ე.ი. ჩართვა (სად არის სოლენოიდის შემობრუნების რაოდენობა სიგრძის გასწვრივ). Ჩვენ გვაქვს

ან, შემოვლით - ბრუნთა რაოდენობა სოლენოიდის სიგრძის ერთეულზე (ასე ), ვიღებთ

სურათი 13.9. მაგნიტური ველი სოლენოიდის გარეთ.

რა ემართებათ ხაზებს, როდესაც ისინი მიაღწევენ სოლენოიდის ბოლოს? როგორც ჩანს, ისინი რაღაცნაირად განსხვავდებიან და მეორე ბოლოდან უბრუნდებიან სოლენოიდს (სურ. 13.9). ზუსტად იგივე ველი შეინიშნება მაგნიტური კვერთხის გარეთ. აბა, რა არის მაგნიტი? ჩვენი განტოლებები ამბობენ, რომ ველი წარმოიქმნება დენების არსებობისგან. ჩვენ ვიცით, რომ ჩვეულებრივი რკინის ზოლები (არა ბატარეები ან გენერატორები) ასევე ქმნის მაგნიტურ ველებს. თქვენ შეიძლება მოელოდეთ, რომ (13.12) ან (13.13) მარჯვენა მხარეს იქნება სხვა ტერმინები, რომლებიც წარმოადგენენ "მაგნიტირებული რკინის სიმკვრივეს" ან რაიმე მსგავს რაოდენობას. მაგრამ ასეთი წევრი არ არსებობს. ჩვენი თეორია ამბობს, რომ რკინის მაგნიტური ეფექტები წარმოიქმნება გარკვეული სახის შიდა დენებისაგან, რომლებიც უკვე გათვალისწინებულია ტერმინით.

მატერია ძალზე რთულია, როცა ღრმა კუთხით განიხილება; ჩვენ უკვე ვნახეთ ეს, როდესაც ვცადეთ დიელექტრიკის გაგება. იმისათვის, რომ არ შეგვეშალოს ჩვენი პრეზენტაცია, ჩვენ გადავადებთ დეტალურ განხილვას მაგნიტური მასალების შიდა მექანიზმის შესახებ, როგორიცაა რკინა. ამ დროისთვის საჭირო იქნება იმის აღიარება, რომ ნებისმიერი მაგნეტიზმი წარმოიქმნება დენების გამო და რომ მუდმივი შიდა დენებია მუდმივ მაგნიტში. რკინის შემთხვევაში, ეს დენები წარმოიქმნება ელექტრონების მიერ, რომლებიც ბრუნავენ საკუთარი ღერძის გარშემო. თითოეულ ელექტრონს აქვს სპინი, რომელიც შეესაბამება მცირე ცირკულაციის დენს. ერთი ელექტრონი, რა თქმა უნდა, არ იძლევა დიდ მაგნიტურ ველს, მაგრამ მატერიის ჩვეულებრივი ნაწილი შეიცავს მილიარდობით და მილიარდ ელექტრონს. როგორც წესი, ისინი ბრუნავენ რაიმე გზით, ისე, რომ მთლიანი ეფექტი ქრება. გასაკვირია, რომ რამდენიმე ნივთიერებაში, როგორიცაა რკინა, ელექტრონების უმეტესობა ბრუნავს ერთი მიმართულებით მიმართული ღერძების გარშემო - რკინაში ამ ერთობლივ მოძრაობაში მონაწილეობს თითოეული ატომიდან ორი ელექტრონი. მაგნიტს აქვს ელექტრონების დიდი რაოდენობა, რომლებიც ტრიალებს იმავე მიმართულებით და როგორც დავინახავთ, მათი ერთობლივი ეფექტი უდრის მაგნიტის ზედაპირზე ცირკულირებულ დენის. (ეს ძალიან ჰგავს იმას, რაც ჩვენ აღმოვაჩინეთ დიელექტრიკებში - ერთნაირად პოლარიზებული დიელექტრიკი უდრის მუხტების განაწილებას მის ზედაპირზე.) ასე რომ, შემთხვევითი არ არის, რომ მაგნიტური კვერთხი სოლენოიდის ტოლფასია.

თუ მაგნიტური ნემსი მიიტანეს სწორხაზოვან გამტართან დენით, მაშინ ის მიდრეკილია გამტარის ღერძსა და ისრის ბრუნვის ცენტრში გამავალი სიბრტყის პერპენდიკულური გახდეს (სურ. 67). ეს იმაზე მეტყველებს, რომ ნემსზე სპეცრაზმი მოქმედებს, რომელსაც მაგნიტურს უწოდებენ. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თუ ელექტრული დენი გადის გამტარში, მაშინ მაგნიტური ველი წარმოიქმნება გამტარის გარშემო. მაგნიტური ველი შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც სივრცის განსაკუთრებული მდგომარეობა, რომელიც მიმდებარე დირიჟორებს აქვს დენი.

თუ ბარათში გაივლით სქელ გამტარს და გაატარებთ მასში ელექტრო დენს, მაშინ მუყაოზე მოფენილი ფოლადის ჩირქები განლაგდება გამტარის ირგვლივ კონცენტრირებულ წრეებში, რაც ამ შემთხვევაში არის ეგრეთ წოდებული მაგნიტური ხაზები (სურ. 68). ჩვენ შეგვიძლია მუყაოს გადატანა გამტარზე მაღლა ან ქვევით, მაგრამ ფოლადის ფილების მდებარეობა არ შეიცვლება. ამიტომ, მაგნიტური ველი წარმოიქმნება გამტარის გარშემო მთელ სიგრძეზე.

თუ მუყაოზე დადებთ პატარა მაგნიტურ ისრებს, მაშინ დირიჟორში დენის მიმართულების შეცვლით ხედავთ, რომ მაგნიტური ისრები შემობრუნდება (სურ. 69). ეს აჩვენებს, რომ მაგნიტური ხაზების მიმართულება იცვლება დირიჟორში დენის მიმართულებასთან ერთად.

დირიჟორის გარშემო არსებულ მაგნიტურ ველს აქვს შემდეგი მახასიათებლები: სწორხაზოვანი გამტარის მაგნიტური ხაზები კონცენტრული წრეების სახითაა; რაც უფრო ახლოს არის გამტართან, რაც უფრო მკვრივია მაგნიტური ხაზები, მით უფრო დიდია მაგნიტური ინდუქცია; მაგნიტური ინდუქცია (ველის ინტენსივობა) დამოკიდებულია დირიჟორში დენის სიდიდეზე; მაგნიტური ხაზების მიმართულება დამოკიდებულია დირიჟორში დენის მიმართულებაზე.

განყოფილებაში ნაჩვენები გამტარში დენის მიმართულების საჩვენებლად მიიღება სიმბოლო, რომელსაც მომავალში გამოვიყენებთ. თუ გონებრივად მოვათავსებთ ისარს გამტარში დენის მიმართულებით (სურ. 70), მაშინ გამტარში, რომელშიც დენი ჩვენგან შორს არის მიმართული, დავინახავთ ისრის ქლიავის კუდს (ჯვარს); თუ დენი ჩვენსკენ არის მიმართული, დავინახავთ ისრის წვერს (წერტილს).

დირიჟორის გარშემო მაგნიტური ხაზების მიმართულება შეიძლება განისაზღვროს "ჯიმლეტის წესით". თუ მარჯვენა ძაფით ღობე (საცობი) წინ მიიწევს დენის მიმართულებით, მაშინ სახელურის ბრუნვის მიმართულება დაემთხვევა გამტარის ირგვლივ მაგნიტური ხაზების მიმართულებას (სურ. 71).

ბრინჯი. 71. მაგნიტური ხაზების მიმართულების განსაზღვრა გამტარის ირგვლივ დენით „ჯიმლეტის წესის“ მიხედვით.

მაგნიტური ნემსი, რომელიც ჩასმულია დენის გამტარის ველში, მდებარეობს მაგნიტური ხაზების გასწვრივ. ამიტომ მისი მდებარეობის დასადგენად შეგიძლიათ „გიმლეტის წესიც“ გამოიყენოთ (სურ. 72).

ბრინჯი. 72. დირიჟორთან მიყვანილი მაგნიტური ნემსის გადახრის მიმართულების დადგენა „ჯიმლეტის წესის“ მიხედვით.

მაგნიტური ველი არის ელექტრული დენის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი გამოვლინება და მისი მიღება დამოუკიდებლად და დენისგან დამოუკიდებლად შეუძლებელია.

მუდმივ მაგნიტებში მაგნიტური ველი ასევე გამოწვეულია ელექტრონების მოძრაობით, რომლებიც ქმნიან მაგნიტის ატომებსა და მოლეკულებს.

მაგნიტური ველის ინტენსივობა მის თითოეულ წერტილში განისაზღვრება მაგნიტური ინდუქციის სიდიდით, რომელიც ჩვეულებრივ აღინიშნება ასო B-ით. მაგნიტური ინდუქცია არის ვექტორული სიდიდე, ანუ ის ხასიათდება არა მხოლოდ გარკვეული მნიშვნელობით, არამედ გარკვეული მიმართულებით მაგნიტური ველის თითოეულ წერტილში. მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მიმართულება ემთხვევა მაგნიტური ხაზის ტანგენტს ველის მოცემულ წერტილში (სურ. 73).

ექსპერიმენტული მონაცემების განზოგადების შედეგად ფრანგმა მეცნიერებმა ბიოტმა და სავარდმა აღმოაჩინეს, რომ მაგნიტური ინდუქცია B (მაგნიტური ველის ინტენსივობა) უსასრულოდ გრძელი მართკუთხა დენის გამტარიდან r მანძილზე განისაზღვრება გამოხატვით.

სადაც r არის ველის განხილულ წერტილში გავლებული წრის რადიუსი; წრის ცენტრი არის გამტარის ღერძზე (2πr - წრეწირი);

I არის დირიჟორში გამავალი დენის რაოდენობა.

μ a-ის მნიშვნელობას, რომელიც ახასიათებს გარემოს მაგნიტურ თვისებებს, ეწოდება გარემოს აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობა.

სიცარიელისთვის, აბსოლუტურ მაგნიტურ გამტარიანობას აქვს მინიმალური მნიშვნელობა და ჩვეულებრივ უნდა აღინიშნოს μ 0 და დავარქვათ სიცარიელის აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობა.

1 სთ = 1 ომ⋅წმ.

მ a / μ 0 თანაფარდობა, რომელიც გვიჩვენებს რამდენჯერ მეტია მოცემული გარემოს აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობა სიცარიელის აბსოლუტურ მაგნიტურ გამტარიანობაზე, ეწოდება ფარდობითი მაგნიტური გამტარიანობა და აღინიშნება μ ასოთი.

ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (SI) მიღებულია მაგნიტური ინდუქციის B საზომი ერთეულები - ტესლა ან ვებერი კვადრატულ მეტრზე (t, wb / m 2).

საინჟინრო პრაქტიკაში მაგნიტური ინდუქცია ჩვეულებრივ იზომება გაუსში (გაუსი): 1 ტ = 10 4 გაუს.

თუ მაგნიტური ველის ყველა წერტილში მაგნიტური ინდუქციის ვექტორები სიდიდით ტოლია და ერთმანეთის პარალელურია, მაშინ ასეთ ველს ერთგვაროვანი ეწოდება.

მაგნიტური ინდუქციის B ნამრავლს და S ფართობის ზომას, ველის მიმართულების პერპენდიკულარული (მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი), ეწოდება მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის ნაკადი, ან უბრალოდ მაგნიტური ნაკადი და აღინიშნება ასო Φ ( სურ. 74):

საერთაშორისო სისტემაში მაგნიტური ნაკადის საზომი ერთეულია ვებერი (wb).

საინჟინრო გამოთვლებში, მაგნიტური ნაკადი იზომება მაქსველებში (µs):

1 wb \u003d 10 8 μs.

მაგნიტური ველების გაანგარიშებისას ასევე გამოიყენება სიდიდე, რომელსაც ეწოდება მაგნიტური ველის სიძლიერე (აღნიშნულია H). მაგნიტური ინდუქცია B და მაგნიტური ველის სიძლიერე H დაკავშირებულია ამ მიმართებით

H მაგნიტური ველის სიძლიერის საზომი ერთეული არის ამპერი მეტრზე (a/m).

მაგნიტური ველის სიძლიერე ერთგვაროვან გარემოში, ისევე როგორც მაგნიტური ინდუქცია, დამოკიდებულია დენის სიდიდეზე, გამტარების რაოდენობასა და ფორმაზე, რომლებშიც დენი გადის. მაგრამ მაგნიტური ინდუქციისგან განსხვავებით, მაგნიტური ველის სიძლიერე არ ითვალისწინებს საშუალების მაგნიტური თვისებების გავლენას.

თუ მაგნიტური ნემსი მიყვანილია ელექტრული დენით სწორ გამტართან, მაშინ ის პერპენდიკულარული გახდება დირიჟორის ღერძზე და ისრის ბრუნვის ცენტრში გამავალ სიბრტყეზე. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ ნემსზე სპეცრაზმი მოქმედებს, რომელსაც მაგნიტურ ძალებს უწოდებენ. მაგნიტურ ნემსზე მოქმედების გარდა, მაგნიტური ველი მოქმედებს მოძრავ დამუხტულ ნაწილაკებზე და დენის გამტარებლებზე, რომლებიც მაგნიტურ ველშია. მაგნიტურ ველში მოძრავ გამტარებში, ან ალტერნატიულ მაგნიტურ ველში სტაციონარული გამტარებლებში ინდუქციური ე. დ.ს.

ზემოაღნიშნულის შესაბამისად შეგვიძლია მივცეთ მაგნიტური ველის შემდეგი განმარტება.

მაგნიტური ველი არის ელექტრომაგნიტური ველის ორი მხარედან ერთ-ერთი, რომელიც აღგზნებულია მოძრავი ნაწილაკების ელექტრული მუხტებითა და ელექტრული ველის ცვლილებით და ხასიათდება ძალის ზემოქმედებით მოძრავ დამუხტულ ნაწილაკებზე და, შესაბამისად, ელექტრულ დენებზე.

თუ მუყაოში გაივლება სქელი გამტარი და მასში ელექტრული დენი გაივლის, მაშინ მუყაოზე დაფქული ფოლადის ჩირქები განლაგდება გამტარის ირგვლივ კონცენტრირებულ წრეებში, რაც ამ შემთხვევაში არის ეგრეთ წოდებული მაგნიტური ინდუქციის ხაზები (ნახ. 78). ჩვენ შეგვიძლია მუყაოს გადატანა გამტარზე მაღლა ან ქვევით, მაგრამ ფოლადის ფილების მდებარეობა არ შეიცვლება. ამიტომ, მაგნიტური ველი წარმოიქმნება გამტარის გარშემო მთელ სიგრძეზე.

თუ მუყაოზე დადებთ პატარა მაგნიტურ ისრებს, მაშინ დირიჟორში დენის მიმართულების შეცვლით ხედავთ, რომ მაგნიტური ისრები შემობრუნდება (სურ. 79). ეს გვიჩვენებს, რომ მაგნიტური ინდუქციის ხაზების მიმართულება იცვლება დირიჟორში დენის მიმართულებასთან ერთად.

დირიჟორის გარშემო მაგნიტურ ინდუქციურ ხაზებს აქვთ შემდეგი თვისებები: 1) სწორხაზოვანი გამტარის მაგნიტური ინდუქციური ხაზები კონცენტრული წრეების სახითაა; 2) რაც უფრო ახლოსაა გამტართან, მით უფრო მკვრივია მაგნიტური ინდუქციის ხაზები; 3) მაგნიტური ინდუქცია (ველის ინტენსივობა) დამოკიდებულია გამტარში დენის სიდიდეზე; 4) მაგნიტური ინდუქციის ხაზების მიმართულება დამოკიდებულია დირიჟორში დენის მიმართულებაზე.

დირიჟორის გარშემო მაგნიტური ინდუქციის ხაზების მიმართულება შეიძლება განისაზღვროს "ჯიმლეტის წესით:". თუ მარჯვენა ძაფით ღვეზელი (საცობი) მოძრაობს წინ დენის მიმართულებით, მაშინ სახელურის ბრუნვის მიმართულება დაემთხვევა გამტარის ირგვლივ მაგნიტური ინდუქციის ხაზების მიმართულებას (ნახ. 81).

დენის გამტარის ველში შეყვანილი მაგნიტური ნემსი მდებარეობს მაგნიტური ინდუქციის ხაზების გასწვრივ. ამიტომ, მისი მდებარეობის დასადგენად, ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ "ჯიმლეტის წესი" (სურ. 82). მაგნიტური ველი არის ელექტრული დენის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი გამოვლინება და არ შეიძლება იყოს

მიღებულია დამოუკიდებლად და დენისგან განცალკევებით. მაგნიტურ ველს ახასიათებს მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი, რომელსაც, შესაბამისად, აქვს გარკვეული სიდიდე და გარკვეული მიმართულება სივრცეში.

ექსპერიმენტული მონაცემების განზოგადების შედეგად მაგნიტური ინდუქციის რაოდენობრივი გამოხატულება დაადგინეს ბიოტმა და სავარტმა (სურ. 83). მაგნიტური ნემსის გადახრით სხვადასხვა ზომისა და ფორმის ელექტრული დენების მაგნიტური ველების გაზომვით, ორივე მეცნიერი მივიდა დასკვნამდე, რომ თითოეული დენის ელემენტი ქმნის მაგნიტურ ველს თავისგან გარკვეულ მანძილზე, რომლის მაგნიტური ინდუქცია AB პირდაპირპროპორციულია. ამ ელემენტის სიგრძე A1-მდე, დინების I სიდიდე, sine კუთხე a დენის მიმართულებასა და რადიუსის ვექტორს შორის, რომელიც აკავშირებს ჩვენთვის საინტერესო ველის წერტილს მოცემულ დენის ელემენტთან და უკუპროპორციულია ამ რადიუსის ვექტორის სიგრძის კვადრატი r:

ჰენრი (თ) - ინდუქციურობის ერთეული; 1 სთ = 1 ომ წმ.

- ფარდობითი მაგნიტური გამტარიანობა - განზომილებიანი კოეფიციენტი, რომელიც აჩვენებს, რამდენჯერ აღემატება მოცემული მასალის მაგნიტურ გამტარიანობას სიცარიელის მაგნიტურ გამტარიანობას. მაგნიტური ინდუქციის განზომილება შეგიძლიათ იხილოთ ფორმულით

ვოლტ-წამს სხვაგვარად უწოდებენ ვებერი (vb):

პრაქტიკაში არსებობს მაგნიტური ინდუქციის უფრო მცირე ერთეული, გაუსი (გს):

ბიოტისა და სავარტის კანონი საშუალებას გაძლევთ გამოთვალოთ უსასრულოდ გრძელი სწორი გამტარის მაგნიტური ინდუქცია:

სად არის მანძილი გამტარიდან იმ წერტილამდე, სადაც

მაგნიტური ინდუქცია. მაგნიტური ინდუქციის თანაფარდობა მაგნიტური გამტარიანობის პროდუქტთან ეწოდება მაგნიტური ველის სიძლიერე და აღინიშნება ასო H:

ბოლო განტოლება აკავშირებს ორ მაგნიტურ რაოდენობას: ინდუქციას და მაგნიტური ველის სიძლიერეს. მოდი ვიპოვოთ H განზომილება:

ზოგჯერ ისინი იყენებენ დაძაბულობის სხვა ერთეულს - ერსტედს (ერ):

1 ერ = 79,6 ა/მ = 0,796 ა/სმ.

მაგნიტური ველის სიძლიერე H, ისევე როგორც მაგნიტური ინდუქცია B, არის ვექტორული სიდიდე.

წრფეს, რომლის თითოეულ წერტილს ემთხვევა მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მიმართულებას, ეწოდება მაგნიტური ინდუქციის ხაზი ან მაგნიტური ინდუქციის ხაზი.

მაგნიტური ინდუქციის ნამრავლს ველის მიმართულების პერპენდიკულარული ფართობის ზომით (მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი) ეწოდება მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის ნაკადი ან უბრალოდ მაგნიტური ნაკადი და აღინიშნება ასო F:

მაგნიტური ნაკადის განზომილება:

ანუ მაგნიტური ნაკადი იზომება ვოლტ-წამებში ან ვებერებში. მაგნიტური ნაკადის უფრო მცირე ერთეული არის მაქსველი (µs):

1 wb = 108 μs. 1 μs = 1 გსმ2.

თქვენ შეგიძლიათ აჩვენოთ, თუ როგორ გამოიყენოთ ამპერის კანონი მავთულის მახლობლად მაგნიტური ველის განსაზღვრით. ჩვენ ვსვამთ კითხვას: რა არის ველი ცილინდრული კვეთის გრძელი სწორი მავთულის გარეთ? ჩვენ გავაკეთებთ ერთ ვარაუდს, შესაძლოა არც ისე აშკარა, მაგრამ მაინც სწორი: B ველის ხაზები მავთულის გარშემო წრეში ტრიალებს. თუ ამ ვარაუდს გავაკეთებთ, მაშინ ამპერის კანონი [განტოლება (13.16)] გვეუბნება რა არის ველის სიდიდე. ამოცანის სიმეტრიის გამო B ველს აქვს იგივე მნიშვნელობა მავთულთან კონცენტრირებული წრის ყველა წერტილში (ნახ. 13.7). მაშინ ადვილად შეიძლება ავიღოთ B·ds-ის წრფივი ინტეგრალი. ეს უბრალოდ B-ჯერ არის გარშემოწერილობაზე. თუ წრის რადიუსი არის r,მაშინ

მთლიანი დენი მარყუჟის გავლით არის უბრალოდ დენი / მავთულში, ასე რომ

მაგნიტური ველის სიძლიერე მცირდება უკუპროპორციულად r,მანძილი მავთულის ღერძიდან. თუ სასურველია, განტოლება (13.17) შეიძლება დაიწეროს ვექტორული ფორმით. გავიხსენოთ, რომ B მიმართულია როგორც I-ზე, ასევე r-ის პერპენდიკულარულად, გვაქვს

ჩვენ გამოვყავით ფაქტორი 1/4πε 0 2-ით, რადგან ის ხშირად ჩნდება. უნდა გვახსოვდეს, რომ ეს არის ზუსტად 10 - 7 (SI ერთეულებში), რადგან (13.17) მსგავსი განტოლება გამოიყენება განმარტებებიდენის ერთეული, ამპერი. 1 მანძილზე მ 1 ა დენი ქმნის მაგნიტურ ველს ტოლი 2 10 - 7 ვებერი/მ 2.

ვინაიდან დენი ქმნის მაგნიტურ ველს, ის გარკვეული ძალით იმოქმედებს მიმდებარე მავთულზე, რომლის მეშვეობითაც დენი გადის. ჩვ. 1 ჩვენ აღვწერეთ მარტივი ექსპერიმენტი, რომელიც აჩვენებს ძალებს ორ მავთულს შორის, რომლებიც ატარებენ დენს. თუ მავთულები პარალელურია, მაშინ თითოეული მათგანი პერპენდიკულარულია მეორე მავთულის B ველზე; მაშინ მავთულები მოგერიდებათ ან იზიდავთ ერთმანეთს. როდესაც დენი მიედინება ერთი მიმართულებით, მავთულები იზიდავს; როდესაც დინებები მიედინება საპირისპირო მიმართულებით, ისინი მოგერიდებიან.

ავიღოთ კიდევ ერთი მაგალითი, რომლის ანალიზიც შესაძლებელია ამპერის კანონის გამოყენებით, თუ დავამატებთ გარკვეულ ინფორმაციას ველის ბუნების შესახებ. მჭიდრო სპირალში დახვეული იყოს გრძელი მავთული, რომლის მონაკვეთი ნაჩვენებია ნახ. 13.8. ამ სპირალს ე.წ სოლენოიდი.ჩვენ ექსპერიმენტულად ვაკვირდებით, რომ როდესაც სოლენოიდის სიგრძე ძალიან დიდია მის დიამეტრთან შედარებით, მის გარეთ ველი ძალიან მცირეა შიგნით ველთან შედარებით. მხოლოდ ამ ფაქტისა და ამპერის კანონის გამოყენებით, შეგიძლიათ იპოვოთ ველის სიდიდე შიგნით.

მინდორიდან მოყოლებული რჩებაშიგნით (და აქვს ნულოვანი დივერგენცია), მისი ხაზები უნდა მოძრაობდეს ღერძის პარალელურად, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 13.8. თუ ეს ასეა, მაშინ ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ამპერის კანონი ფიგურაში მართკუთხა "მრუდისთვის". ეს მრუდი გადის მანძილს ლ სოლენოიდის შიგნით, სადაც ველი არის, ვთქვათ, B o, შემდეგ მიდის ველისკენ მართი კუთხით და ბრუნდება უკან გარე რეგიონის გავლით, სადაც ველი შეიძლება უგულებელყო. B-ის წრფის ინტეგრალი ამ მრუდის გასწვრივ არის ზუსტად 0 ლ-ზე,და ეს უნდა იყოს 1/ε 0 s 2-ჯერ მთლიანი დენი G შიგნით, ე.ი. ნ.ი.(სადაც N არის სოლენოიდის შემობრუნების რაოდენობა სიგრძის გასწვრივ ლ). Ჩვენ გვაქვს

ან შეყვანით ნ- შემობრუნების რაოდენობა სიგრძის ერთეულზესოლენოიდი (ასე ნ= N/L), ვიღებთ

რა ემართება B ხაზებს, როდესაც ისინი მიაღწევენ სოლენოიდის ბოლოს? როგორც ჩანს, ისინი რაღაცნაირად განსხვავდებიან და მეორე ბოლოდან უბრუნდებიან სოლენოიდს (სურ. 13.9). ზუსტად იგივე ველი შეინიშნება მაგნიტური კვერთხის გარეთ. კარგად და რა არისმაგნიტი? ჩვენი განტოლებები ამბობენ, რომ ველი B წარმოიქმნება დენების არსებობისგან. ჩვენ ვიცით, რომ ჩვეულებრივი რკინის ზოლები (არა ბატარეები ან გენერატორები) ასევე ქმნის მაგნიტურ ველებს. შეიძლება ველოდოთ, რომ (13.12) ან (16.13) მარჯვენა მხარეს იქნება სხვა ტერმინები, რომლებიც წარმოადგენენ "მაგნიტირებული რკინის სიმკვრივეს" ან რაიმე მსგავს რაოდენობას. მაგრამ ასეთი წევრი არ არსებობს. ჩვენი თეორია ამბობს, რომ რკინის მაგნიტური ეფექტები წარმოიქმნება ზოგიერთი შიდა დენებისაგან, რომლებიც უკვე გათვალისწინებულია ტერმინით j.

მატერია ძალზე რთულია, როცა ღრმა კუთხით განიხილება; ჩვენ უკვე ვნახეთ ეს, როდესაც ვცადეთ დიელექტრიკის გაგება. იმისათვის, რომ არ შეგვეშალოს ჩვენი პრეზენტაცია, ჩვენ გადავადებთ დეტალურ განხილვას მაგნიტური მასალების შიდა მექანიზმის შესახებ, როგორიცაა რკინა. ამ დროისთვის საჭირო იქნება იმის აღიარება, რომ ნებისმიერი მაგნეტიზმი წარმოიქმნება დენების გამო და რომ მუდმივი შიდა დენებია მუდმივ მაგნიტში. რკინის შემთხვევაში, ეს დენები წარმოიქმნება ელექტრონების მიერ, რომლებიც ბრუნავენ საკუთარი ღერძის გარშემო. თითოეულ ელექტრონს აქვს სპინი, რომელიც შეესაბამება მცირე ცირკულაციის დენს. ერთი ელექტრონი, რა თქმა უნდა, არ იძლევა დიდ მაგნიტურ ველს, მაგრამ მატერიის ჩვეულებრივი ნაწილი შეიცავს მილიარდობით და მილიარდ ელექტრონს. როგორც წესი, ისინი ბრუნავენ რაიმე გზით, ისე, რომ მთლიანი ეფექტი ქრება. გასაკვირია, რომ რამდენიმე ნივთიერებაში, როგორიცაა რკინა, ელექტრონების უმეტესობა ბრუნავს ერთი მიმართულებით მიმართული ღერძების გარშემო - რკინაში ამ ერთობლივ მოძრაობაში მონაწილეობს თითოეული ატომიდან ორი ელექტრონი. მაგნიტს აქვს ელექტრონების დიდი რაოდენობა, რომლებიც ტრიალებს იმავე მიმართულებით და როგორც დავინახავთ, მათი ერთობლივი ეფექტი უდრის მაგნიტის ზედაპირზე ცირკულირებულ დენის. (ეს ძალიან ჰგავს იმას, რაც ჩვენ აღმოვაჩინეთ დიელექტრიკებში - ერთნაირად პოლარიზებული დიელექტრიკი უდრის მუხტების განაწილებას მის ზედაპირზე.) ასე რომ, შემთხვევითი არ არის, რომ მაგნიტური კვერთხი სოლენოიდის ექვივალენტურია.

ელექტრული დენის მაგნიტური ველი

მაგნიტურ ველს ქმნის არა მხოლოდ ბუნებრივი ან ხელოვნური, არამედ გამტარი, თუ მასში ელექტრული დენი გადის. აქედან გამომდინარე, არსებობს კავშირი მაგნიტურ და ელექტრულ მოვლენებს შორის.

ძნელი არ არის დარწმუნდეთ, რომ მაგნიტური ველი იქმნება გამტარის გარშემო, რომლის მეშვეობითაც დენი გადის. მოძრავი მაგნიტური ნემსის ზემოთ მოათავსეთ მის პარალელურად სწორი გამტარი და გაიარეთ მასში ელექტრული დენი. ისარი დაიკავებს პოზიციას დირიჟორის პერპენდიკულარულად.

რა ძალებმა შეიძლება დააბრუნონ მაგნიტური ნემსი? ცხადია, მაგნიტური ველის სიძლიერე, რომელიც წარმოიშვა დირიჟორის გარშემო. გამორთეთ დენი და მაგნიტური ნემსი დაუბრუნდება ნორმალურ პოზიციას. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ დენის გამორთვისას გამტარის მაგნიტური ველიც გაქრა.

ამრიგად, გამტარში გამავალი ელექტრული დენი ქმნის მაგნიტურ ველს. იმის გასარკვევად, თუ რა მიმართულებით გადაიხრება მაგნიტური ნემსი, გამოიყენეთ მარჯვენა ხელის წესი. თუ მარჯვენა ხელი მოთავსებულია გამტარზე ხელისგულით ქვემოთ ისე, რომ დენის მიმართულება ემთხვევა თითების მიმართულებას, მაშინ მოხრილი ცერა თითი აჩვენებს დირიჟორის ქვეშ მოთავსებული მაგნიტური ნემსის ჩრდილოეთ პოლუსის გადახრის მიმართულებას. .ამ წესის გამოყენებით და ისრის პოლარობის ცოდნით, თქვენ ასევე შეგიძლიათ განსაზღვროთ დირიჟორში დენის მიმართულება.

სწორი გამტარის მაგნიტური ველი აქვს კონცენტრული წრეების ფორმა.თუ მარჯვენა ხელს დადებთ დირიჟორზე ხელისგულზე დაბლა ისე, რომ დენი თითქოს გამოდის თქვენი თითებიდან, მაშინ მოხრილი ცერა თითი მიუთითებს მაგნიტური ნემსის ჩრდილოეთ პოლუსზე.ასეთ ველს წრიული მაგნიტური ველი ეწოდება.

წრიული ველის ძალის ხაზების მიმართულება დამოკიდებულია გამტარში და განისაზღვრება ე.წ. "გიმლეტის" წესი. თუ გიმლეტი გონებრივად ხრახნიანია დენის მიმართულებით, მაშინ მისი სახელურის ბრუნვის მიმართულება დაემთხვევა მაგნიტური ველის ძალის ხაზების მიმართულებას.ამ წესის გამოყენებით შეგიძლიათ გაიგოთ დირიჟორში დენის მიმართულება, თუ იცით ამ დენით შექმნილი ველის ველის ხაზების მიმართულება.

მაგნიტური ნემსის ექსპერიმენტს რომ დავუბრუნდეთ, შეიძლება დავრწმუნდეთ, რომ ის ყოველთვის მდებარეობს ჩრდილოეთ ბოლოთი მაგნიტური ველის ხაზების მიმართულებით.

Ისე, სწორი გამტარი, რომელიც ატარებს ელექტრო დენს, ქმნის მაგნიტურ ველს მის გარშემო. მას აქვს კონცენტრული წრეების ფორმა და ეწოდება წრიული მაგნიტური ველი.

მწნილები ე) სოლენოიდის მაგნიტური ველი

მაგნიტური ველი წარმოიქმნება ნებისმიერი გამტარის გარშემო, მიუხედავად მისი ფორმისა, იმ პირობით, რომ ელექტრული დენი გადის გამტარში.

ელექტროტექნიკაში საქმე გვაქვს, რომელიც შედგება რიგი შემობრუნებისგან. ჩვენთვის საინტერესო ხვეულის მაგნიტური ველის შესასწავლად პირველ რიგში განვიხილავთ რა ფორმა აქვს ერთი შემობრუნების მაგნიტურ ველს.

წარმოიდგინეთ სქელი მავთულის ხვეული, რომელიც შეაღწევს მუყაოს ფურცელს და უკავშირდება მიმდინარე წყაროს. როდესაც ელექტრული დენი გადის ხვეულში, წრიული მაგნიტური ველი იქმნება კოჭის თითოეული ცალკეული ნაწილის გარშემო. „გიმლეტის“ წესის მიხედვით, ადვილია იმის დადგენა, რომ კოჭის შიგნით ძალის მაგნიტური ხაზები ერთნაირი მიმართულებაა (ჩვენკენ ან შორს, კოჭში დენის მიმართულებიდან გამომდინარე) და ისინი გამოდიან ერთიდან. ხვეულის მხარეს და შედით მეორე მხარეს. ასეთი ხვეულების სერია, რომელსაც აქვს სპირალის ფორმა, არის ე.წ სოლენოიდი (სპირალი).

სოლენოიდის გარშემო, როდესაც მასში დენი გადის, წარმოიქმნება მაგნიტური ველი. იგი მიიღება თითოეული ხვეულის მაგნიტური ველების დამატებით და ფორმაში წააგავს მართკუთხა მაგნიტის მაგნიტურ ველს. სოლენოიდის მაგნიტური ველის ძალის ხაზები, ისევე როგორც სწორხაზოვანი მაგნიტი, გამოდის სოლენოიდის ერთი ბოლოდან და ბრუნდება მეორეში. სოლენოიდის შიგნით მათ აქვთ იგივე მიმართულება. ამრიგად, სოლენოიდის ბოლოებს აქვს პოლარობა. დასასრული, საიდანაც ძალის ხაზები გამოდის ჩრდილოეთ პოლუსისოლენოიდი, ხოლო დასასრული, რომელშიც შედის ძალის ხაზები, არის მისი სამხრეთ პოლუსი.

სოლენოიდის ბოძებიშეიძლება განისაზღვროს მარჯვენა ხელის წესი, მაგრამ ამისათვის თქვენ უნდა იცოდეთ დენის მიმართულება თავის მხრივ. თუ მარჯვენა ხელს დადებ სოლენოიდზე ხელისგულზე დაბლა, ისე რომ დენი გამოდის თითებიდან, მაშინ მოხრილი ცერა თითი მიანიშნებს სოლენოიდის ჩრდილოეთ პოლუსზე.. ამ წესიდან გამომდინარეობს, რომ სოლენოიდის პოლარობა დამოკიდებულია მასში დენის მიმართულებაზე. ამის პრაქტიკაში გადამოწმება ადვილია მაგნიტური ნემსის მიტანით სოლენოიდის ერთ-ერთ პოლუსზე და შემდეგ ელექტრომაგნიტურში დენის მიმართულების შეცვლით. ისარი მყისიერად შემობრუნდება 180°-ით, ანუ მიუთითებს, რომ სოლენოიდის პოლუსები შეიცვალა.

სოლენოიდს აქვს თვისება, რომ შეიყვანოს მსუბუქი რკინის საგნები საკუთარ თავში. თუ სოლენოიდის შიგნით მოთავსებულია ფოლადის ზოლი, მაშინ გარკვეული პერიოდის შემდეგ, სოლენოიდის მაგნიტური ველის გავლენის ქვეშ, ზოლი გახდება მაგნიტიზებული. ეს მეთოდი გამოიყენება წარმოებაში.

ელექტრომაგნიტები

ეს არის ხვეული (სოლენოიდი), რომელშიც მოთავსებულია რკინის ბირთვი. ელექტრომაგნიტების ფორმები და ზომები მრავალფეროვანია, მაგრამ ყველა მათგანის ზოგადი განლაგება ერთნაირია.

ელექტრომაგნიტური კოჭა არის ჩარჩო, რომელიც ყველაზე ხშირად დამზადებულია პრესის დაფის ან ბოჭკოსგან და აქვს სხვადასხვა ფორმა, რაც დამოკიდებულია ელექტრომაგნიტის დანიშნულებაზე. ჩარჩოზე სპილენძის იზოლირებული მავთული დახვეულია რამდენიმე ფენად - ელექტრომაგნიტის გრაგნილი. მას აქვს სხვადასხვა რაოდენობის ბრუნი და დამზადებულია სხვადასხვა დიამეტრის მავთულისგან, რაც დამოკიდებულია ელექტრომაგნიტის დანიშნულებაზე.

გრაგნილი იზოლაციის მექანიკური დაზიანებისგან დასაცავად, გრაგნილი დაფარულია ქაღალდის ერთი ან რამდენიმე ფენით ან სხვა საიზოლაციო მასალით. გრაგნილის დასაწყისი და დასასრული გამოყვანილია და უერთდება ჩარჩოზე დამაგრებულ გამომავალ ტერმინალებს, ან ბოლოებში ლუქებით მოქნილ გამტარებს.

ელექტრომაგნიტის სპირალი დამონტაჟებულია რბილ, ადუღებული რკინისგან ან რკინის შენადნობებისგან დამზადებულ ბირთვზე სილიციუმის, ნიკელის და ა.შ. ასეთ რკინას აქვს ყველაზე ნაკლები ნარჩენი. ბირთვები ყველაზე ხშირად მზადდება ერთმანეთისგან იზოლირებული თხელი ფურცლებისგან. ბირთვების ფორმა შეიძლება იყოს განსხვავებული, რაც დამოკიდებულია ელექტრომაგნიტის დანიშნულებაზე.

თუ ელექტრული დენი გადის ელექტრომაგნიტის გრაგნილით, მაშინ გრაგნილის გარშემო წარმოიქმნება მაგნიტური ველი, რომელიც მაგნიტიზებს ბირთვს. ვინაიდან ბირთვი დამზადებულია რბილი რკინისგან, ის მყისიერად მაგნიტირდება. თუ დენი გამორთულია, ბირთვის მაგნიტური თვისებებიც სწრაფად გაქრება და ის შეწყვეტს მაგნიტობას. ელექტრომაგნიტის პოლუსები, ისევე როგორც სოლენოიდი, განისაზღვრება მარჯვენა ხელის წესით. თუ ელექტრომაგნიტის გრაგნილი შეიცვალა, მაშინ ელექტრომაგნიტის პოლარობა შესაბამისად შეიცვლება.

ელექტრომაგნიტის მოქმედება მუდმივი მაგნიტის მსგავსია. თუმცა მათ შორის დიდი განსხვავებაა. მუდმივ მაგნიტს ყოველთვის აქვს მაგნიტური თვისებები, ხოლო ელექტრომაგნიტს მხოლოდ მაშინ, როდესაც ელექტრული დენი გადის მის გრაგნილზე.

გარდა ამისა, მუდმივი მაგნიტის მიმზიდველი ძალა უცვლელია, რადგან მუდმივი მაგნიტის მაგნიტური ნაკადი უცვლელია. ელექტრომაგნიტის მიზიდულობის ძალა არ არის მუდმივი მნიშვნელობა. ერთსა და იმავე ელექტრომაგნიტს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული მიზიდულობის ძალა. ნებისმიერი მაგნიტის მიზიდულობის ძალა დამოკიდებულია მისი მაგნიტური ნაკადის სიდიდეზე.

მიზიდულობის ძალა და, შესაბამისად, მისი მაგნიტური ნაკადი, დამოკიდებულია ამ ელექტრომაგნიტის გრაგნილზე გამავალი დენის სიდიდეზე. რაც უფრო დიდია დენი, მით მეტია ელექტრომაგნიტის მიზიდულობის ძალა და, პირიქით, რაც უფრო მცირეა დენი ელექტრომაგნიტის გრაგნილში, მით ნაკლები ძალა იზიდავს მას თავისკენ მაგნიტურ სხეულებს.

მაგრამ სხვადასხვა დიზაინისა და ზომის ელექტრომაგნიტებისთვის, მათი მიზიდულობის ძალა დამოკიდებულია არა მხოლოდ გრაგნილში დენის სიდიდეზე. თუ, მაგალითად, ავიღებთ ერთი და იმავე მოწყობილობისა და განზომილების ორ ელექტრომაგნიტს, მაგრამ ერთი მცირე რაოდენობის შემობრუნებით, ხოლო მეორე გაცილებით დიდი რაოდენობით, მაშინ ადვილი მისახვედრია, რომ იგივე დენით მიზიდულობის ძალა ეს უკანასკნელი გაცილებით დიდი იქნება. მართლაც, რაც უფრო მეტია გრაგნილის შემობრუნების რაოდენობა, მით მეტია მოცემულ დენზე მაგნიტური ველი იქმნება ამ გრაგნილის ირგვლივ, რადგან იგი შედგება თითოეული შემობრუნების მაგნიტური ველებისგან. ეს ნიშნავს, რომ ელექტრომაგნიტის მაგნიტური ნაკადი და, შესაბამისად, მისი მიზიდულობის ძალა, უფრო დიდი იქნება, მით მეტია ბრუნვის რაოდენობა.

არსებობს კიდევ ერთი მიზეზი, რომელიც გავლენას ახდენს ელექტრომაგნიტის მაგნიტური ნაკადის სიდიდეზე. ეს არის მისი მაგნიტური წრის ხარისხი. მაგნიტური წრე არის გზა, რომლის გასწვრივ მაგნიტური ნაკადი იხურება. მაგნიტურ წრეს აქვს გარკვეული მაგნიტური წინააღმდეგობა. მაგნიტური წინააღმდეგობა დამოკიდებულია იმ საშუალების მაგნიტურ გამტარიანობაზე, რომლითაც გადის მაგნიტური ნაკადი. რაც უფრო დიდია ამ საშუალების მაგნიტური გამტარიანობა, მით უფრო დაბალია მისი მაგნიტური წინააღმდეგობა.

ვინაიდან მფერომაგნიტური სხეულების (რკინა, ფოლადი) მაგნიტური გამტარიანობა ბევრჯერ აღემატება ჰაერის მაგნიტურ გამტარიანობას, ამიტომ უფრო მომგებიანია ელექტრომაგნიტების დამზადება ისე, რომ მათი მაგნიტური წრე არ შეიცავდეს ჰაერის სექციებს. ელექტრომაგნიტის გრაგნილის დენის ნამრავლი და ბრუნვის რაოდენობა ეწოდება მაგნიტომოძრავი ძალა. მაგნიტომოძრავი ძალა იზომება ამპერის ბრუნთა რაოდენობით.

მაგალითად, ელექტრომაგნიტის გრაგნილი, რომელსაც აქვს 1200 ბრუნი, ატარებს დენს 50 mA. მაგნიტური მამოძრავებელი ძალა ასეთი ელექტრომაგნიტიუდრის 0,05 x 1200 = 60 ამპერის ბრუნს.

მაგნიტომოძრავი ძალის მოქმედება ელექტრულ წრეში ელექტროძრავის ძალის მოქმედების მსგავსია. ისევე, როგორც EMF იწვევს ელექტრულ დენს, მაგნიტური ძალა ქმნის მაგნიტურ ნაკადს ელექტრომაგნიტში. ისევე, როგორც ელექტრულ წრეში, EMF-ის მატებასთან ერთად, ფასის დენი იზრდება, ასევე მაგნიტურ წრეში, მაგნიტომოძრავი ძალის გაზრდით, მაგნიტური ნაკადი იზრდება.

მოქმედება მაგნიტური წინააღმდეგობამიკროსქემის ელექტრული წინააღმდეგობის მოქმედების მსგავსი. როგორც დენი მცირდება ელექტრული წრედის წინააღმდეგობის გაზრდით, ასევე მაგნიტურ წრეში მაგნიტური წინააღმდეგობის ზრდა იწვევს მაგნიტური ნაკადის შემცირებას.

ელექტრომაგნიტის მაგნიტური ნაკადის დამოკიდებულება მაგნიტურ ძალაზე და მის მაგნიტურ წინააღმდეგობაზე შეიძლება გამოიხატოს ოჰმის კანონის ფორმულის მსგავსი ფორმულით: მაგნიტური ნაკადი \u003d (მაგნიტური ნაკადი / მაგნიტური წინააღმდეგობა)

მაგნიტური ნაკადი უდრის მაგნიტური მამოძრავებელი ძალის გაყოფას მაგნიტურ წინააღმდეგობაზე.

გრაგნილის შემობრუნების რაოდენობა და მაგნიტური წინააღმდეგობა თითოეული ელექტრომაგნიტისთვის არის მუდმივი მნიშვნელობა. მაშასადამე, მოცემული ელექტრომაგნიტის მაგნიტური ნაკადი იცვლება მხოლოდ გრაგნილით გამავალი დენის ცვლილებით. ვინაიდან ელექტრომაგნიტის მიზიდულობის ძალა განისაზღვრება მისი მაგნიტური ნაკადით, ელექტრომაგნიტის მიზიდულობის ძალის გაზრდის (ან შემცირების) მიზნით, საჭიროა შესაბამისად გაიზარდოს (ან შემცირდეს) დენი მის გრაგნილში.

პოლარიზებული ელექტრომაგნიტი

პოლარიზებული ელექტრომაგნიტი არის მუდმივი მაგნიტისა და ელექტრომაგნიტის კომბინაცია. ისეა მოწყობილი. ეგრეთ წოდებული რბილი რკინის ბოძების გაფართოებები მიმაგრებულია მუდმივი მაგნიტის ბოძებზე. თითოეული ბოძის გაფართოება ემსახურება ელექტრომაგნიტის ბირთვს; მასზე დამონტაჟებულია ხვეული გრაგნილით. ორივე გრაგნილი სერიულად არის დაკავშირებული.

მას შემდეგ, რაც ბოძების გაფართოება პირდაპირ არის მიმაგრებული მუდმივი მაგნიტის ბოძებზე, მათ აქვთ მაგნიტური თვისებები გრაგნილებში დენის არარსებობის შემთხვევაშიც კი; ამავე დროს, მათი მიზიდულობის ძალა უცვლელია და განისაზღვრება მუდმივი მაგნიტის მაგნიტური ნაკადით.

პოლარიზებული ელექტრომაგნიტის მოქმედება მდგომარეობს იმაში, რომ როდესაც დენი გადის მის გრაგნილებში, მისი პოლუსების მიზიდულობის ძალა იზრდება ან მცირდება გრაგნილებში დენის სიდიდისა და მიმართულების მიხედვით. პოლარიზებული ელექტრომაგნიტის ამ თვისებაზე მოქმედებს სხვა ელექტრო მოწყობილობები.

მაგნიტური ველის მოქმედება დენის გამტარზე

თუ გამტარი მოთავსებულია მაგნიტურ ველში ისე, რომ იგი მდებარეობს ველის ხაზების პერპენდიკულარულად და ამ გამტარში გადის ელექტრული დენი, მაშინ დირიჟორი დაიწყებს მოძრაობას და გამოიდევნება მაგნიტური ველიდან.

მაგნიტური ველის ელექტრულ დენთან ურთიერთქმედების შედეგად გამტარი მოძრაობს, ანუ ელექტრული ენერგია გარდაიქმნება მექანიკურ ენერგიად.

ძალა, რომლითაც გამტარი გამოიდევნება მაგნიტური ველიდან, დამოკიდებულია მაგნიტის მაგნიტური ნაკადის სიდიდეზე, დირიჟორში მიმდინარე სიძლიერეზე და გამტარის იმ ნაწილის სიგრძეზე, რომელსაც კვეთს ველის ხაზები.ამ ძალის მიმართულება, ანუ გამტარის მოძრაობის მიმართულება დამოკიდებულია დირიჟორში დენის მიმართულებაზე და განისაზღვრება მარცხენა ხელის წესი.

თუ მარცხენა ხელის გულს ისე უჭერთ, რომ იგი მოიცავს ველის მაგნიტური ველის ხაზებს და გაშლილი ოთხი თითი მიმართულია დირიჟორში დენის მიმართულებისკენ, მაშინ მოხრილი ცერა თითი მიუთითებს გამტარის მოძრაობის მიმართულებაზე.. ამ წესის გამოყენებისას უნდა გვახსოვდეს, რომ ველის ხაზები გამოდის მაგნიტის ჩრდილოეთ პოლუსიდან.