- •Лекция №4 Магнитные цепи
- •Слайды № 2, № 3
- •Слайд № 4
- •Слайд № 5
- •1. Основные величины, характеризующие магнитное поле:
- •Слайд № 6
- •1.3. Напряженность магнитного поля (Слайд №6)
- •2. Свойства ферромагнитных материалов
- •Слайд № 7
- •Слайд № 12
- •Слайд № 13
- •3. Магнитные цепи
- •Слайд № 14, 15, 16
- •Слайд № 17
- •Слайд № 18
- •Слайд № 19
- •4. Основные законы магнитной цепи
- •4.1. Закон полного тока Слайд № 20
- •4.2. Закон Ома для магнитной цепи Слайд № 21
- •4.3. Первое правило Кирхгофа для магнитной цепи Слайд № 22
- •4.4. Второе правило Кирхгофа для магнитной цепи Слайд № 23
- •Слайд № 25
- •Вихревые токи (токи Фуко)
- •Слайд № 26
- •Слайд № 27
- •Слайд № 28
- •Электромеханические взаимодействия. Закон Ампера
- •Слайд № 29
- •Слайд № 30
- •6. Катушка с магнитопроводом в цепи переменного тока Слайд № 3
- •Слайд № 32
- •Слайд № 33
- •Слайд № 34
- •Слайд № 35
- •Слайд № 36
Слайды № 2, № 3
За положительное направление поля, а значит и силовых линий, принято считать направление от северного полюса N к южному S. То место, из которого силовые линии выходят, называется северным или положительным полюсом. То место, в которое силовые линии входят, называется южным полюсом. Внутри магнита силовые линии направлены от южного полюса к северному. На слайде № 2 показаны силовые линии на плоскости, а на слайде № 3 – в пространстве.
Таким образом, силовые линии магнитного поля – замкнутые линии, они не имеют ни начала, ни конца. Этим они отличаются от силовых линий электрического поля, которые начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных, то есть являются разомкнутыми.
Слайд № 4
Силовые линии прямолинейного проводника с током представляют собой концентрические окружности с общим центром, который находится в центре проводника с током.
Крестик и точка указывают направление тока в проводнике: крестик – от нас, точка – к нам.
Слайд № 5
Направление действия магнитного поля можно определить с помощью правила буравчика, или правого винта, которое гласит: если буравчик вворачивать так, чтобы жало двигалось в направлении тока, то вращающаяся ручка при этом укажет направление силовых линий магнитного поля.
1. Основные величины, характеризующие магнитное поле:
1.1. Вектор магнитной индукции (Слайд №5) характеризует силу и направление магнитного поля в любой его точке. Вектор магнитной индукции направлен по касательной к силовой линии. Обозначается , единица измерения – тесла (Тл) или вебер на квадратный метр (вб/м2). Величину магнитной индукции можно определить по закону Био-Савара-Лапласа.
В векторном виде ,
где – вектор, по модулю равный длине элемента длины проводника и совпадающий по направлению с током, – радиус-вектор, проведенный из элемента проводника в точку А поля, r – модуль радиуса-вектора .
Модуль вектора , то есть его численное значение, определяется по формуле:
,
где α – угол между векторами и .
Если магнитная индукция во всех точках поля имеет одинаковую величину и направление, то такое поле называют равномерным или однородным.
1.2. Магнитный поток
Слайд № 6
Магнитным потоком Ф сквозь поверхность S называют количество линий вектора магнитной индукции В, проходящих через поверхность S:
Если магнитное поле равномерно, а поверхность S представляет собой плоскость, то
Ф = ВScosα
Если плоскость S расположена перпендикулярно к направлению вектора , то угол α = 0 и магнитный поток Ф = BS.
Магнитный поток Ф – скалярная величина. Единица измерения магнитного потока – вебер (вб).
1.3. Напряженность магнитного поля (Слайд №6)
При исследовании магнитных полей и расчете магнитных устройств пользуются также расчетной величиной – напряженностью магнитного поля Н. Обозначается Н, единица измерения Ампер на метр (A/м). Напряженность магнитного поля – векторная величина.
Напряженность магнитного поля связана с магнитной индукцией соотношением:
В = μ μ0Н, Н =
где μ0= 4π∙10–7– абсолютная магнитная проницаемость, или магнитная постоянная (Гн/м), величина, характеризующая магнитные свойства вакуума;
μ –относительная магнитная проницаемость вещества, или просто магнитная проницаемость, величина безразмерная.
В векторном виде: