
- •Найпростіші магнітні властивості речовини.
- •Магнітне поле.
- •Напрям магнітного поля.
- •Магнітна проникність речовини.
- •Парамагнетики й діамагнетики.
- •Феромагнетики.
- •Температура Кюрі.
- •Застосування феромагнетиків.
- •Гучномовець.
- •Узагальнена сила Лоренца.
- •Робота сили Лоренца.
- •Рух зарядженої частинки в магнітному полі.
- •Застосування сили Лоренца.
- •Гіпотеза Ампера.
Температура Кюрі.
За температури, що є більшою за деяку визначену для даного феромагнетика, феромагнітні властивості його зникають. Цю температуру називають температурою Кюрі. Наприклад, температура Кюрі для Феруму становить 753, для Ніколу — 365, для Кобальту — 1000 °С.
Легкі удари по торцю сталевого стрижня, розташованого вздовж ліній індукції магнітного поля Землі, полегшують намагнічення стрижня. Сильні удари по постійному магніту можуть привести до його розмагнічування.
Застосування феромагнетиків.
Застосуванню феромагнетиків у різноманітних технічних пристроях:
• постійні магніти;
• ферити;
• порошкові магніти;
• магнітні підсилювачі;
• магнітний звукозапис;
• магнітна дефектоскопія;
• магнітні сепаратори.
Дія магнітного поля на рамку зі струмом.
Вивчення дії магнітного поля на рамку зі струмом важливе з двох точок зору. По-перше, ця дія має якісно іншу природу — вона є орієнтуючою. Цей факт Дозволить надалі зрозуміти характер поведінки магнітів і частинок, наділених магнітним моментом, у зовнішньому магнітному полі. По-друге, рух рамки зі струмом у магнітному полі важливий і з точки зору практичного застосування, оскільки лежить в основі роботи електродвигунів.
Слід розглянути, які сили діють на протилежні сторони рамки зі струмом у магнітному полі. По них течуть струми, напрямлені в протилежні боки. Тому сили, діючі з боку магнітного поля на протилежні сторони рамки, будуть протилежно напрямлені. Ці сили обертатимуть рамку. Таким чином, магнітне поле чинить на рамку зі струмом орієнтуючу дію.
Визначимо
величину моменту сил, діючих на рамку
зі струмом (довжина рамки
,
ширина
—
),
коли
напрям перпендикуляра
до рамки становить кут
з напрямом вектора магнітної індукції
.
Обертаючий
рамку момент сил
,
де плече сил
, а сили
рівні
за модулем
Звідси
.
Необхідно
підкреслити, що відношення максимального
моменту Мmax
до
добутку сили струму в рамці I
на її площу S
(S
= Іb)
є
величиною, яка не залежить від розмірів
рамки й сили струму в ній і тому може
бути кількісною характеристикою самого
магнітного поля в даній точці:
З
урахуванням Мmax
=Fb
і
S=lb,
можна
записати:
Магнітне поле повністю характеризується вектором магнітної індукції . Таким чином, у кожній точці магнітного поля можуть бути визначені напрям вектора магнітної індукції та його модуль за допомогою вимірювання сили, діючої в ділянці провідника зі струмом.
Одиниця магнітної індукції.
За одиницю магнітної індукції можна прийняти магнітну індукцію однорідного поля, в якому в ділянці провідника завдовжки в 1 м за сили струму в ньому 1 А діє з боку поля максимальна сила 1 Н:
Одиниця магнітної індукції дістала назву тесла (Тл) на честь югославського вченого-електрика Н. Тесла.
Закон Ампера.
З таблиці аналогій між електростатичними й магнітними взаємодіями витікає, що сила, діюча на елемент струму її в магнітному полі з індукцією, у векторному вигляді:
Вираз для модуля сили F, діючої з боку магнітного поля з індукцією В на малий відрізок провідника, по якому тече струм , що складає з елементом струму кут , має вигляд:
називають
законом Ампера.
Напрям сили Ампера.
Напрям сили Ампера можна знайти або за допомогою векторного добутку, або за допомогою правила лівої руки:
якщо ліву руку розташувати так, щоб силові лінії магнітного поля входили в долоню, а чотири витягнуті пальці були напрямлені уздовж напряму струму, то відігнутий на 90° великий палець покаже напрям сили, діючої на провідник.
Принцип дії електровимірювальних приладів.
Орієнтуючу дію магнітного поля на контур зі струмом використовують в електровимірювальних приладах магнітоелектричної системи — амперметрах і вольтметрах.
Принцип дії приладів електромагнітної системи заснований на ефекті втягування залізного сердечника в котушку зі струмом. Такий прилад складається з нерухомої котушки зі струмом, залізної пластинки, що обертається на осі, на якій укріплена пружина, що утримує пластинку, й стрілки.
Під час проходження по котушці електричного струму залізна пластинка втягується в котушку, повертається на своїй осі й обертає стрілку.
Електромагнітні прилади менш точні, ніж магнітоелектричні, проте простіші за конструкцією й придатні для вимірювання як постійного, так і змінного струму.
Принцип дії приладів електродинамічної системи - це взаємодія провідників зі струмом. Такий прилад складається з двох котушок у вигляді рамок, підвішених на загальній осі, одна — нерухомо, інша — на підшипниках. Обидві рамки зв'язані двома пружинами, по яких до рамок підводиться струм. Під час проходження струму рухома рамка повертається на осі тим сильніше, чим більшою є сила струму, й прикріплена до осі стрілка дає показання на нерухомій шкалі.