Për të kuptuar se çfarë është një karakteristikë e një fushe magnetike, duhen përcaktuar shumë dukuri. Në të njëjtën kohë, duhet të mbani mend paraprakisht se si dhe pse shfaqet. Zbuloni se cila është karakteristika e fuqisë së një fushe magnetike. Është gjithashtu e rëndësishme që një fushë e tillë mund të ndodhë jo vetëm në magnet. Në këtë drejtim, nuk është e dëmshme të përmendim karakteristikat e fushës magnetike të tokës.
Dalja në terren
Së pari, duhet të përshkruajmë pamjen e fushës. Pas kësaj, ju mund të përshkruani fushën magnetike dhe karakteristikat e saj. Shfaqet gjatë lëvizjes së grimcave të ngarkuara. Mund të ndikojë në ngarkesat elektrike lëvizëse, veçanërisht në përçuesit përçues. Ndërveprimi ndërmjet një fushe magnetike dhe ngarkesave lëvizëse, ose përcjellësve nëpër të cilët rrjedh rryma, ndodh për shkak të forcave të quajtura elektromagnetike.
Intensiteti ose fuqia karakteristike e fushës magnetike nënjë pikë e caktuar hapësinore përcaktohet duke përdorur induksionin magnetik. Kjo e fundit shënohet me simbolin B.
Parafaqja grafike e fushës
Fusha magnetike dhe karakteristikat e saj mund të paraqiten grafikisht duke përdorur linjat e induksionit. Ky përkufizim quhet vija, tangjentet në të cilat në çdo pikë do të përkojnë me drejtimin e vektorit y të induksionit magnetik.
Këto vija përfshihen në karakteristikat e fushës magnetike dhe përdoren për të përcaktuar drejtimin dhe intensitetin e saj. Sa më i lartë të jetë intensiteti i fushës magnetike, aq më shumë linja të dhënash do të vizatohen.
Çfarë janë linjat magnetike
Vijat magnetike në përcjellësit e drejtë me rrymë kanë formën e një rrethi koncentrik, qendra e të cilit ndodhet në boshtin e këtij përcjellësi. Drejtimi i linjave magnetike pranë përcjellësve me rrymë përcaktohet nga rregulli i gjilpërës, i cili tingëllon kështu: nëse gemulli ndodhet në mënyrë që të vidhohet në përcjellës në drejtim të rrymës, atëherë drejtimi i rrotullimit të doreza korrespondon me drejtimin e vijave magnetike.
Për një spirale me rrymë, drejtimi i fushës magnetike do të përcaktohet gjithashtu nga rregulli i gimletit. Kërkohet gjithashtu rrotullimi i dorezës në drejtim të rrymës në kthesat e solenoidit. Drejtimi i vijave të induksionit magnetik do të korrespondojë me drejtimin e lëvizjes përkthimore të gjilpërës.
Përkufizimi i uniformitetit dhe johomogjenitetit është karakteristika kryesore e fushës magnetike.
Krijuar nga një rrymë, në kushte të barabarta, fushëdo të ndryshojë në intensitetin e tij në media të ndryshme për shkak të vetive të ndryshme magnetike në këto substanca. Vetitë magnetike të mediumit karakterizohen nga përshkueshmëria absolute magnetike. Matur në henries për metër (g/m).
Karakteristika e fushës magnetike përfshin përshkueshmërinë magnetike absolute të vakumit, të quajtur konstante magnetike. Vlera që përcakton se sa herë do të ndryshojë përshkueshmëria magnetike absolute e mediumit nga konstantja quhet përshkueshmëria magnetike relative.
Përshkueshmëria magnetike e substancave
Kjo është një sasi pa dimension. Substancat me vlerë përshkueshmërie më të vogël se një quhen diamagnetike. Në këto substanca, fusha do të jetë më e dobët se sa në vakum. Këto veti janë të pranishme në hidrogjen, ujë, kuarc, argjend, etj.
Mediumet me përshkueshmëri magnetike më të madhe se një quhen paramagnetike. Në këto substanca, fusha do të jetë më e fortë se në vakum. Këto media dhe substanca përfshijnë ajrin, aluminin, oksigjenin, platinin.
Në rastin e substancave paramagnetike dhe diamagnetike, vlera e përshkueshmërisë magnetike nuk do të varet nga voltazhi i fushës së jashtme magnetizuese. Kjo do të thotë se vlera është konstante për një substancë të caktuar.
Ferromagnetët i përkasin një grupi të veçantë. Për këto substanca, përshkueshmëria magnetike do të arrijë disa mijëra ose më shumë. Këto substanca, të cilat kanë vetinë të magnetizohen dhe të përforcojnë fushën magnetike, përdoren gjerësisht në inxhinierinë elektrike.
Forca e fushës
Për të përcaktuar karakteristikat e fushës magnetike, së bashku me vektorin e induksionit magnetik, mund të përdoret një vlerë e quajtur forca e fushës magnetike. Ky term është një sasi vektoriale që përcakton intensitetin e fushës magnetike të jashtme. Drejtimi i fushës magnetike në një mjedis me veti të njëjta në të gjitha drejtimet, vektori i intensitetit do të përkojë me vektorin e induksionit magnetik në pikën e fushës.
Vetitë e forta magnetike të ferromagneteve shpjegohen me praninë e pjesëve të vogla të magnetizuara rastësisht në to, të cilat mund të përfaqësohen si magnet të vegjël.
Pa fushë magnetike, një substancë ferromagnetike mund të mos ketë veti magnetike të theksuara, pasi fushat e domenit marrin orientime të ndryshme dhe fusha e tyre magnetike totale është zero.
Sipas karakteristikave kryesore të fushës magnetike, nëse një ferromagnet vendoset në një fushë magnetike të jashtme, për shembull, në një spirale me rrymë, atëherë nën ndikimin e fushës së jashtme, domenet do të kthehen në drejtimi i fushës së jashtme. Për më tepër, fusha magnetike në spirale do të rritet, dhe induksioni magnetik do të rritet. Nëse fusha e jashtme është mjaft e dobët, atëherë vetëm një pjesë e të gjitha domeneve, fushat magnetike të të cilave i afrohen drejtimit të fushës së jashtme do të rrokulliset. Me rritjen e fuqisë së fushës së jashtme, numri i domeneve të rrotulluara do të rritet, dhe në një vlerë të caktuar të tensionit të fushës së jashtme, pothuajse të gjitha pjesët do të rrotullohen në mënyrë që fushat magnetike të vendosen në drejtim të fushës së jashtme. Kjo gjendje quhet ngopje magnetike.
Marrëdhënia midis induksionit magnetik dhe intensitetit
Marrëdhënia midis induksionit magnetik të një substance ferromagnetike dhe fuqisë së një fushe të jashtme mund të përshkruhet duke përdorur një grafik të quajtur kurba e magnetizimit. Në kthesën e grafikut të kurbës, shpejtësia e rritjes së induksionit magnetik zvogëlohet. Pas një kthese, ku tensioni arrin një nivel të caktuar, ndodh ngopja dhe kurba ngrihet pak, duke marrë gradualisht formën e një vije të drejtë. Në këtë seksion, induksioni është ende në rritje, por ngadalë dhe vetëm për shkak të rritjes së fuqisë së fushës së jashtme.
Varësia grafike e të dhënave të treguesit nuk është e drejtpërdrejtë, që do të thotë se raporti i tyre nuk është konstant dhe përshkueshmëria magnetike e materialit nuk është një tregues konstant, por varet nga fusha e jashtme.
Ndryshimet në vetitë magnetike të materialeve
Kur rritet rryma në ngopje të plotë në një spirale me një bërthamë ferromagnetike dhe më pas e zvogëlohet, kurba e magnetizimit nuk do të përkojë me kurbën e demagnetizimit. Me intensitet zero, induksioni magnetik nuk do të ketë të njëjtën vlerë, por do të fitojë një tregues të quajtur induksioni magnetik i mbetur. Situata me vonesën e induksionit magnetik nga forca magnetizuese quhet histerezë.
Për të demagnetizuar plotësisht bërthamën ferromagnetike në spirale, kërkohet të jepet një rrymë e kundërt, e cila do të krijojë tensionin e nevojshëm. Për ferromagnetike të ndryshmesubstancave, nevojitet një segment me gjatësi të ndryshme. Sa më i madh të jetë, aq më shumë energji nevojitet për demagnetizim. Vlera në të cilën materiali është plotësisht i demagnetizuar quhet forca shtrënguese.
Me një rritje të mëtejshme të rrymës në spirale, induksioni do të rritet përsëri në indeksin e ngopjes, por me një drejtim të ndryshëm të linjave magnetike. Kur demagnetizohet në drejtim të kundërt, do të merret induksioni i mbetur. Fenomeni i magnetizmit të mbetur përdoret për të krijuar magnet të përhershëm nga substanca me magnetizëm të lartë të mbetur. Materialet me aftësinë për t'u rimagnetizuar përdoren për të krijuar bërthama për makinat dhe pajisjet elektrike.
Rregulli i dorës së majtë
Forca që prek një përcjellës me rrymë ka një drejtim të përcaktuar nga rregulli i dorës së majtë: kur pëllëmba e dorës së virgjër është e vendosur në atë mënyrë që linjat magnetike të hyjnë në të dhe katër gishta janë të zgjatur. në drejtim të rrymës në përcjellës, gishti i madh i përkulur tregon drejtimin e forcës. Kjo forcë është pingul me vektorin e induksionit dhe rrymën.
Një përcjellës me rrymë që lëviz në një fushë magnetike konsiderohet si një prototip i një motori elektrik që e ndryshon energjinë elektrike në energji mekanike.
Rregulli i dorës së djathtë
Gjatë lëvizjes së përcjellësit në një fushë magnetike, brenda saj induktohet një forcë elektromotore, e cila ka një vlerë proporcionale me induksionin magnetik, gjatësinë e përcjellësit të përfshirë dhe shpejtësinë e lëvizjes së tij. Kjo varësi quhet induksion elektromagnetik. Nëduke përcaktuar drejtimin e EMF të induktuar në përcjellës, përdoret rregulli i dorës së djathtë: kur dora e djathtë ndodhet në të njëjtën mënyrë si në shembullin nga e majta, linjat magnetike hyjnë në pëllëmbë dhe gishti i madh tregon drejtimin e lëvizja e përcjellësit, gishtat e shtrirë tregojnë drejtimin e EMF-së së induktuar. Një përcjellës që lëviz në një fluks magnetik nën ndikimin e një force të jashtme mekanike është shembulli më i thjeshtë i një gjeneratori elektrik në të cilin energjia mekanike shndërrohet në energji elektrike.
Ligji i induksionit elektromagnetik mund të formulohet ndryshe: në një qark të mbyllur, induktohet një EMF, me çdo ndryshim në fluksin magnetik të mbuluar nga ky qark, EFE në qark është numerikisht i barabartë me shpejtësinë e ndryshimit. të fluksit magnetik që mbulon këtë qark.
Kjo formë siguron një tregues mesatar EMF dhe tregon varësinë e EMF jo nga fluksi magnetik, por nga shpejtësia e ndryshimit të tij.
Ligji i Lenz
Duhet gjithashtu të mbani mend ligjin e Lenz-it: rryma e shkaktuar nga një ndryshim në fushën magnetike që kalon nëpër qark, fusha e saj magnetike e pengon këtë ndryshim. Nëse kthesat e spirales shpohen nga flukse magnetike me madhësi të ndryshme, atëherë EMF e induktuar në të gjithë spiralen është e barabartë me shumën e EMF në kthesa të ndryshme. Shuma e flukseve magnetike të kthesave të ndryshme të spirales quhet lidhja e fluksit. Njësia matëse e kësaj sasie, si dhe fluksi magnetik, është weber.
Kur ndryshon rryma elektrike në qark, ndryshon edhe fluksi magnetik i krijuar prej tij. Në të njëjtën kohë, sipas ligjit të induksionit elektromagnetik, brendapërcjellës, induktohet një EMF. Shfaqet në lidhje me një ndryshim të rrymës në përcjellës, prandaj ky fenomen quhet vetë-induksion, dhe EMF i induktuar në përcjellës quhet EMF vetë-induksion.
Lidhja e fluksit dhe fluksi magnetik varen jo vetëm nga forca e rrymës, por edhe nga madhësia dhe forma e një përcjellësi të caktuar dhe nga përshkueshmëria magnetike e substancës përreth.
Induktiviteti i përcjellësit
Koeficienti i proporcionalitetit quhet induktiviteti i përcjellësit. Ai i referohet aftësisë së një përcjellësi për të krijuar lidhje fluksi kur energjia elektrike kalon nëpër të. Ky është një nga parametrat kryesorë të qarqeve elektrike. Për qarqe të caktuara, induktanca është një konstante. Do të varet nga madhësia e konturit, konfigurimi i tij dhe përshkueshmëria magnetike e mediumit. Në këtë rast, forca aktuale në qark dhe fluksi magnetik nuk do të kenë rëndësi.
Përkufizimet dhe dukuritë e mësipërme japin një shpjegim se çfarë është një fushë magnetike. Janë dhënë edhe karakteristikat kryesore të fushës magnetike, me ndihmën e të cilave është e mundur të përkufizohet kjo dukuri.
