Untuk memahami ciri-ciri medan magnet, banyak fenomena harus ditakrifkan. Pada masa yang sama, anda perlu ingat terlebih dahulu bagaimana dan mengapa ia muncul. Ketahui apakah ciri kuasa medan magnet. Ia juga penting bahawa medan sedemikian boleh berlaku bukan sahaja dalam magnet. Dalam hal ini, tidak salah untuk menyebut ciri-ciri medan magnet bumi.
Kemunculan Lapangan
Pertama, kita harus menerangkan rupa medan. Selepas itu, anda boleh menerangkan medan magnet dan ciri-cirinya. Ia muncul semasa pergerakan zarah bercas. Boleh menjejaskan cas elektrik yang bergerak, terutamanya pada konduktor konduktif. Interaksi antara medan magnet dan cas yang bergerak, atau konduktor yang melaluinya arus mengalir, berlaku disebabkan oleh daya yang dipanggil elektromagnet.
Intensiti atau ciri kuasa medan magnet dalamtitik spatial tertentu ditentukan menggunakan aruhan magnetik. Yang terakhir dilambangkan dengan simbol B.
Perwakilan grafik medan
Medan magnet dan ciri-cirinya boleh diwakili secara grafik menggunakan garis aruhan. Takrifan ini dipanggil garisan, tangen yang pada mana-mana titik akan bertepatan dengan arah vektor y aruhan magnet.
Garisan ini termasuk dalam ciri-ciri medan magnet dan digunakan untuk menentukan arah dan keamatannya. Lebih tinggi keamatan medan magnet, lebih banyak garisan data akan dilukis.
Apakah itu garisan magnetik
Garis magnet dalam konduktor lurus dengan arus mempunyai bentuk bulatan sepusat, yang pusatnya terletak pada paksi konduktor ini. Arah garis magnet berhampiran konduktor dengan arus ditentukan oleh peraturan gimlet, yang berbunyi seperti ini: jika gimlet terletak supaya ia akan diskrukan ke dalam konduktor mengikut arah arus, maka arah putaran pemegang sepadan dengan arah garis magnetik.
Untuk gegelung dengan arus, arah medan magnet juga akan ditentukan oleh peraturan gimlet. Ia juga diperlukan untuk memutarkan pemegang ke arah arus dalam lilitan solenoid. Arah garis aruhan magnet akan sepadan dengan arah pergerakan translasi gimlet.
Takrifan keseragaman dan ketidakhomogenan ialah ciri utama medan magnet.
Dicipta oleh satu arus, dalam keadaan yang sama, medanakan berbeza dalam keamatannya dalam media yang berbeza kerana sifat magnet yang berbeza dalam bahan ini. Sifat magnetik medium dicirikan oleh kebolehtelapan magnet mutlak. Diukur dalam henri per meter (g/m).
Ciri-ciri medan magnet termasuk kebolehtelapan magnet mutlak vakum, dipanggil pemalar magnet. Nilai yang menentukan berapa kali kebolehtelapan magnet mutlak medium akan berbeza daripada pemalar dipanggil kebolehtelapan magnet relatif.
Kebolehtelapan magnet bagi bahan
Ini ialah kuantiti tanpa dimensi. Bahan dengan nilai kebolehtelapan kurang daripada satu dipanggil diamagnetik. Dalam bahan ini, medan akan lebih lemah daripada dalam vakum. Sifat ini terdapat dalam hidrogen, air, kuarza, perak, dll.
Media dengan kebolehtelapan magnet yang lebih besar daripada satu dipanggil paramagnet. Dalam bahan ini, medan akan lebih kuat daripada dalam vakum. Media dan bahan ini termasuk udara, aluminium, oksigen, platinum.
Dalam kes bahan paramagnet dan diamagnet, nilai kebolehtelapan magnet tidak akan bergantung pada voltan medan magnet luar. Ini bermakna nilai adalah malar untuk bahan tertentu.
Ferromagnet tergolong dalam kumpulan istimewa. Bagi bahan-bahan ini, kebolehtelapan magnet akan mencapai beberapa ribu atau lebih. Bahan ini, yang mempunyai sifat menjadi magnet dan menguatkan medan magnet, digunakan secara meluas dalam kejuruteraan elektrik.
Kekuatan padang
Untuk menentukan ciri-ciri medan magnet, bersama-sama dengan vektor aruhan magnet, nilai yang dipanggil kekuatan medan magnet boleh digunakan. Istilah ini ialah kuantiti vektor yang menentukan keamatan medan magnet luar. Arah medan magnet dalam medium dengan sifat yang sama dalam semua arah, vektor keamatan akan bertepatan dengan vektor aruhan magnet pada titik medan.
Sifat magnetik kuat ferromagnet dijelaskan oleh kehadiran bahagian kecil bermagnet secara rawak di dalamnya, yang boleh diwakili sebagai magnet kecil.
Tanpa medan magnet, bahan feromagnetik mungkin tidak mempunyai sifat magnet yang jelas, kerana medan domain memperoleh orientasi yang berbeza, dan jumlah medan magnetnya ialah sifar.
Mengikut ciri utama medan magnet, jika ferromagnet diletakkan dalam medan magnet luaran, contohnya, dalam gegelung dengan arus, maka di bawah pengaruh medan luaran, domain akan bertukar dalam arah medan luaran. Selain itu, medan magnet pada gegelung akan meningkat, dan aruhan magnet akan meningkat. Jika medan luaran cukup lemah, maka hanya sebahagian daripada semua domain yang medan magnetnya menghampiri arah medan luaran akan terbalik. Apabila kekuatan medan luaran meningkat, bilangan domain berputar akan meningkat, dan pada nilai tertentu voltan medan luaran, hampir semua bahagian akan diputar supaya medan magnet terletak dalam arah medan luaran. Keadaan ini dipanggil ketepuan magnetik.
Hubungan antara aruhan magnetik dan keamatan
Hubungan antara aruhan magnet bagi bahan feromagnetik dan kekuatan medan luar boleh digambarkan menggunakan graf yang dipanggil lengkung magnetisasi. Pada selekoh graf lengkung, kadar pertambahan aruhan magnet berkurangan. Selepas selekoh, di mana ketegangan mencapai tahap tertentu, ketepuan berlaku, dan lengkung naik sedikit, secara beransur-ansur memperoleh bentuk garis lurus. Dalam bahagian ini, aruhan masih berkembang, tetapi agak perlahan dan hanya disebabkan oleh peningkatan dalam kekuatan medan luaran.
Pergantungan grafik data penunjuk tidak langsung, yang bermaksud nisbahnya tidak tetap, dan kebolehtelapan magnet bahan bukanlah penunjuk tetap, tetapi bergantung pada medan luaran.
Perubahan sifat magnet bahan
Apabila meningkatkan arus kepada tepu penuh dalam gegelung dengan teras feromagnetik dan kemudian mengurangkannya, lengkung kemagnetan tidak akan bertepatan dengan lengkung penyahmagnetan. Dengan keamatan sifar, aruhan magnet tidak akan mempunyai nilai yang sama, tetapi akan memperoleh beberapa penunjuk yang dipanggil aruhan magnet sisa. Situasi dengan ketinggalan aruhan magnet daripada daya pengmagnetan dipanggil histeresis.
Untuk menyahmagnetkan sepenuhnya teras feromagnetik dalam gegelung, ia diperlukan untuk memberikan arus terbalik, yang akan mewujudkan ketegangan yang diperlukan. Untuk pelbagai ferromagnetikbahan, segmen pelbagai panjang diperlukan. Lebih besar, lebih banyak tenaga diperlukan untuk penyahmagnetan. Nilai di mana bahan dinyahmagnet sepenuhnya dipanggil daya paksaan.
Dengan peningkatan selanjutnya dalam arus dalam gegelung, aruhan akan meningkat sekali lagi kepada indeks tepu, tetapi dengan arah garis magnet yang berbeza. Apabila menyahmagnetkan ke arah yang bertentangan, aruhan sisa akan diperolehi. Fenomena kemagnetan sisa digunakan untuk mencipta magnet kekal daripada bahan dengan kemagnetan sisa yang tinggi. Bahan dengan keupayaan untuk mengmagnetkan semula digunakan untuk mencipta teras bagi mesin dan peranti elektrik.
Peraturan tangan kiri
Daya yang mempengaruhi konduktor dengan arus mempunyai arah yang ditentukan oleh peraturan tangan kiri: apabila tapak tangan dara terletak sedemikian rupa sehingga garis magnet memasukinya, dan empat jari dipanjangkan dalam arah arus dalam konduktor, ibu jari yang bengkok menunjukkan arah daya. Daya ini berserenjang dengan vektor aruhan dan arus.
Konduktor pembawa arus yang bergerak dalam medan magnet dianggap sebagai prototaip motor elektrik yang menukar tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal.
Peraturan tangan kanan
Semasa pergerakan konduktor dalam medan magnet, daya gerak elektrik teraruh di dalamnya, yang mempunyai nilai yang berkadar dengan aruhan magnet, panjang konduktor yang terlibat dan kelajuan pergerakannya. Pergantungan ini dipanggil aruhan elektromagnet. Padamenentukan arah EMF teraruh dalam konduktor, peraturan tangan kanan digunakan: apabila tangan kanan terletak dengan cara yang sama seperti dalam contoh dari kiri, garis magnet memasuki tapak tangan, dan ibu jari menunjukkan arah pergerakan konduktor, jari terulur menunjukkan arah EMF teraruh. Konduktor yang bergerak dalam fluks magnet di bawah pengaruh daya mekanikal luaran ialah contoh paling mudah bagi penjana elektrik di mana tenaga mekanikal ditukar kepada tenaga elektrik.
Hukum aruhan elektromagnet boleh dirumus secara berbeza: dalam litar tertutup, EMF teraruh, dengan sebarang perubahan dalam fluks magnet yang diliputi oleh litar ini, EFE dalam litar secara berangka sama dengan kadar perubahan daripada fluks magnet yang meliputi litar ini.
Borang ini menyediakan penunjuk EMF purata dan menunjukkan pergantungan EMF bukan pada fluks magnet, tetapi pada kadar perubahannya.
Undang-undang Lenz
Anda juga perlu mengingati hukum Lenz: arus yang disebabkan oleh perubahan dalam medan magnet yang melalui litar, medan magnetnya menghalang perubahan ini. Jika lilitan gegelung ditembusi oleh fluks magnet dengan magnitud yang berbeza, maka EMF teraruh pada keseluruhan gegelung adalah sama dengan jumlah EMF dalam lilitan yang berbeza. Jumlah fluks magnet bagi lilitan berbeza gegelung dipanggil hubungan fluks. Unit ukuran kuantiti ini, serta fluks magnet, ialah weber.
Apabila arus elektrik dalam litar berubah, fluks magnet yang dicipta olehnya juga berubah. Pada masa yang sama, mengikut undang-undang aruhan elektromagnet, di dalamkonduktor, EMF diinduksi. Ia muncul berkaitan dengan perubahan arus dalam konduktor, oleh itu fenomena ini dipanggil aruhan kendiri, dan EMF teraruh dalam konduktor dipanggil EMF aruhan kendiri.
Pautan fluks dan fluks magnet bergantung bukan sahaja pada kekuatan arus, tetapi juga pada saiz dan bentuk konduktor tertentu, dan kebolehtelapan magnet bahan di sekelilingnya.
Aruhan konduktor
Pekali kekadaran dipanggil kearuhan konduktor. Ia merujuk kepada keupayaan konduktor untuk mencipta hubungan fluks apabila elektrik melaluinya. Ini adalah salah satu parameter utama litar elektrik. Untuk litar tertentu, induktansi adalah pemalar. Ia bergantung pada saiz kontur, konfigurasinya dan kebolehtelapan magnet medium. Dalam kes ini, kekuatan semasa dalam litar dan fluks magnet tidak akan penting.
Takrifan dan fenomena di atas memberi penjelasan tentang apa itu medan magnet. Ciri-ciri utama medan magnet juga diberikan, dengan bantuannya adalah mungkin untuk menentukan fenomena ini.
