Ang magnetic field ng likawin na may isang kasalukuyang. Electromagnets at ang kanilang aplikasyon

Electromagnetism - isang hanay ng mga phenomena na sanhi ng koneksyon ng electric ng tubig at magnetic field. Minsan relasyon na ito ay humantong sa hindi kanais-nais epekto. Halimbawa, ang kasalukuyang umaagos sa pamamagitan ng mga kable ng kuryente sa isang barko nagiging sanhi ng compass hindi kinakailangang lihis barko ni. Gayunman, ang kuryente ay madalas na sadyang ginagamit upang lumikha ng magnetic field ng mataas na intensity. Bilang halimbawa electromagnets. Tungkol sa kanila ngayon at kami ay makipag-usap.

Ang electric kasalukuyang at ang magnetic flux

Ang intensity ng magnetic field ay maaaring matukoy ang bilang ng magnetic flux linya, na kung saan ay bumaba sa unit area. Ang magnetic field ay nangyayari sa lahat ng dako kung saan electric kasalukuyang daloy, at ang magnetic flux sa hangin ay proporsyonal sa ang huli. Straight wire nagdadala ng isang kasalukuyang, maaaring baluktot sa likid. Sa isang sapat na maliit na radius ng pagliko, ito ay humahantong sa isang pagtaas sa mga pagkilos ng bagay. Sa kasong ito, ang kasalukuyang ay hindi nadagdagan.

Epekto ng konsentrasyon ng magnetic flux ay maaaring karagdagang pinahusay na sa pamamagitan ng pagtaas ng bilang ng mga liko, ie. E. Twisting ang wire sa coil. kabaligtaran nito ay totoo. Ang magnetic field likawin kasalukuyang ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng pagbabawas ng bilang ng mga liko.

nakuha namin mahalagang relasyon. Sa punto ng maximum magnetic flux density (ito sa bawat unit area pinaka-daloy ng mga linya) ang ugnayan sa pagitan ng ang electric kasalukuyang ko, ang bilang ng mga liko ng wire n, at ang magnetic flux B ay ipinahayag bilang mga sumusunod: Sa isang kasalukuyang proporsyonal sa V. 12 A, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng likawin ng 3 mga liko ito ay lumilikha ng eksaktong pareho magnetic field bilang ang kasalukuyang ng 3 a, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng likawin ng 12 mga liko. Ito ay mahalaga na malaman, paglutas ng mga praktikal na problema.

solenoyde

Ang likaw ng sugat wire, isang magnetic field ay tinatawag na isang solenoyde. Ang mga wire ay maaaring maging sugat sa bakal (iron core). Angkop at nonmagnetic base (hal, air core). Tulad ng iyong nakikita, maaari mong gamitin hindi lamang ang mga bakal upang lumikha ng isang magnetic field likawin kasalukuyang. Mula sa kinatatayuan ng magnitude ng anumang hindi-magnetic core pakilusin katumbas distansya. Iyon ay, ang itaas na may kaugnayan sa pagitan ng kasalukuyang daloy at ang bilang ng mga liko sa kasong ito ay ginanap tumpak. Kaya, ang magnetic field ng kasalukuyang likawin ay maaaring nabawasan, kung ikakapit natin ang pattern na ito.

Ang paggamit ng bakal sa solenoid

Bakit sa solenoyde gamit na bakal? Ang pagkakaroon nito ay nakakaimpluwensya sa magnetic field ng likawin na may kasalukuyang sa dalawang kadahilanan. Ito ay nagdaragdag ng magnetic epekto ng kasalukuyang, madalas libu-libong beses o higit pa. Gayunpaman, maaari itong nasira isang mahalagang pagkaproporsyonado. Ito ay tungkol sa na kung saan ay umiiral sa pagitan ng magnetic flux at ang kasalukuyang sa coils ng air core.

Microscopic patlang sa mga domain na bakal (mas tiyak, ang kanilang mga magnetic sandali) sa ilalim ng pagkilos ng isang magnetic field na nabuo alon ay constructed sa isang direksyon. Bilang isang resulta ng pagkakaroon ng iron core ng kasalukuyang gumagawa ng isang mas malaking magnetic flux per unit krus seksyon wire. Kaya, ang mga pagkilos ng bagay density ay nagdaragdag malaki. Kapag ang lahat ng mga domain nakahanay sa isang direksyon, karagdagang pagtaas ng kasalukuyang (o ang bilang ng mga liko sa likid) lamang bahagyang pinatataas ang magnetic flux density.

Ngayon sabihin sa iyo ng kaunti tungkol sa induction. Ito ay isang mahalagang bahagi ng mga paksa ng interes sa amin.

Ang magnetic induction likawin na may kasalukuyang

Kahit na ang mga magnetic field ng isang solenoyde sa isang bakal na core ay mas malakas kaysa sa magnetic field ng solenoyde air core, ang halaga nito ay limitado sa pamamagitan ng ang mga katangian ng bakal. Ang laki ng ang likawin na lumilikha ng isang air-core theoretically ay walang limitasyon. Subalit, bilang isang panuntunan, makatanggap ng malaking alon na kailangan upang lumikha ng isang patlang na ay maihahambing sa magnitude sa field likawin na may isang bakal core, ito ay lubos na mahirap at mahal. Huwag laging pumunta sa ganitong paraan.

Ano ang mangyayari kung babaguhin mo ang magnetic field ng likawin na may isang kasalukuyang? Ang pagkilos na ito ay maaaring makabuo ng isang electric kasalukuyang sa parehong paraan bilang ang kasalukuyang bumubuo ng isang magnetic field. Kapag papalapit na ang pang-akit sa konduktor linya ng magnetic force tumatawid ng konduktor, induces isang boltahe sa ganyang bagay. Ang polarity ng sapilitan boltahe ay depende sa polarity at direksyon ng pagbabago ng magnetic flux. Ang epektong ito ay mas binibigkas sa likawin kaysa sa isang hiwalay na likawin: ito ay proporsyonal sa bilang ng mga liko sa paikot-ikot. Sa presensya ng iron core ng sapilitan boltahe sa pagtaas solenoyde. Gamit ang pamamaraan na ito, ang konduktor ay dapat ilipat ang kamag-anak na pagkilos ng bagay. Kung ang konduktor ay hindi magsalubong ang mga linya ng magnetic flux, ang isang boltahe ay lumabas dahil.

Paano upang makakuha ng enerhiya

Electric generators makabuo ng kasalukuyang base sa parehong prinsipyo. Karaniwan, ang magnet umiikot sa pagitan ng mga coils. Ang magnitude ng ang sapilitan boltahe ay depende sa lakas patlang ng pang-akit at bilis nito (sila ay matukoy ang rate ng pagbabago ng magnetic flux). Ang boltahe sa konduktor ay direkta proporsyonal sa ang bilis ng magnetic flux doon.

Sa maraming mga magnet generators ay napalitan ng isang solenoyde. Upang lumikha ng isang magnetic field ng likawin na may isang kasalukuyang, ang solenoyde ay konektado sa power source. Aling sa kasong ito ang electric power nagawa sa pamamagitan ng ang generator? Ito ay katumbas ng produkto ng boltahe sa kabila ng kasalukuyang. Sa kabilang dako, kasalukuyang sa konduktor at ang ugnayan ng magnetic flux ay nagbibigay-daan sa paggamit ng flux na nabuo sa pamamagitan electric kasalukuyang sa magnetic field upang makabuo ng makina paggalaw. Ayon sa prinsipyo na ito, ang motor ay tumatakbo at ang ilang mga electrical appliances. Gayunpaman, upang lumikha ng isang kilusan kung saan kailangan mong gumastos ng dagdag na mga de-koryenteng kapangyarihan.

Malakas na magnetic field

Sa kasalukuyan, ang paggamit ng ang mga kababalaghan ng superconductivity, ito ay posible upang makakuha ng isang hindi pa nagagawang intensity ng magnetic field likawin kasalukuyang. Ang electromagnets maaaring maging napaka-makapangyarihan. Kapag ito kasalukuyang dumadaloy lossless m. E. Hindi maging sanhi ng pag-init ng materyal. Nagbibigay-daan ito upang ilapat ang isang pulutong ng stress sa hangin-core solenoids at maiwasan ang mga limitasyon ipataw sa pamamagitan ng saturation epekto. Tunay na mahusay na mga prospect ay nagpapakita ng malakas na magnetic field likawin kasalukuyang. Electromagnets at ang kanilang paggamit ay hindi sa walang kabuluhan na interesado maraming mga siyentipiko. Matapos ang lahat, isang malakas na patlang ay maaaring gamitin para sa paggalaw ng magnetic "cushion" at ang paglikha ng mga bagong uri ng mga electric Motors at generators. Ang mga ito ay may kakayahang mataas na output sa mababang halaga.

Ang enerhiya ng mga magnetic field likawin kasalukuyang ay aktibong ginagamit ng sangkatauhan. Ito ay matagal na malawakang ginagamit, sa partikular, sa railways. Tungkol sa kung paano gamitin ang linya ng magnetic field ng likawin na may isang kasalukuyang para sa pagkontrol sa paggalaw ng tren, na namin ngayon talakayin.

Magneto sa railways

System karaniwang ginagamit sa railways, na para sa mas higit na electromagnets seguridad at permanenteng magneto ay komplimentaryong. Paano patakbuhin ang sistema? Malakas permanenteng magnet ay naka-attach na malapit sa rail sa isang tiyak na distansya mula sa mga ilaw ng trapiko. Sa panahon ng pagpasa ng tren sa ibabaw ng magnet axis ng permanent magnet plane sa cab ng pagmamaneho ay pinaikot sa pamamagitan ng isang maliit na anggulo, sa gayon ang mga magnet ay mananatili sa posisyon.

Ang mga regulasyon ng trapiko sa riles ng tren

flat magnet kilusan ay kabilang ang alarm bell o sirena. Sunod, ang mga sumusunod ay nangyari. Pagkatapos ng isang pares ng mga segundo cab driver ay ipinapasa sa ibabaw ng electromagnet, na kung saan ay kaugnay sa ang mga ilaw ng trapiko. Kung ang tren ay nagbibigay sa berdeng ilaw, ang solenoyde ay energized at ang axis ng permanent magnet sa kotse ay naka sa kanyang orihinal na posisyon, i-off ang alarm sa sabungan. Kapag ang traffic light ay pula o dilaw na ilaw, ang electromagnet naka-off, at pagkatapos ay pagkatapos ng pagkaantala, awtomatikong nalalapat ang mga preno, siyempre, kung ito nakalimutan upang gumawa ng driver. Brake circuit (at audio) ay konektado sa network dahil ang axis pag-ikot ng pang-akit. Kung ang magnet sa panahon ng pagka-antala ay bumalik sa orihinal nitong posisyon, ang preno ay hindi ginawang aktibo.