§ 21.19. Опытное исследование картины магнитного поля. Опытноеисследование картины магнитного поля производят различными ме­тодами.

Первый метод основан на явлении электромагнитной индукции и состоит в следующем. Плоскую очень малых размеров рамку с намо­танной на нее обмоткойпомещают в исследуемую область поля и соединяют с баллистическим гальва­нометром. При коммутации тока в обмотках аппарата (или машины), поле в воз­душном зазоре которого исследуется, или при быст­ром удалении рамки в об­ласть, где магнитное поле заведомо слабое (в послед­нем случае ток в обмотках не переключается), изме­ряют количество электри­чества, протекшее по баллистическому гальванометру, и по нему судят о среднем значении индукции в рамке. Затем рамку помещают в другую точку поля и снова определяют индук­цию и т. д. Этот метод дает возможность исследовать магнитные поля практически любой конфигурации в пространстве вне ферромагнетиков.

Второй метод исследования безвихревого поля — метод модели­рования полями тока в проводящей среде — основан на аналогии . между полем в проводящей среде и магнитным безвихревым полем. Он состоит в следующем. Для снятия картины плоскопараллельного поля в воздушном зазоре какого-либо аппарата или машины из листа металла (например, из стального листа) изготовляют увеличенную модель исследуемого участка поля. Так, на рис. 21.12 изображена модель для исследования поля рассеяния между полюсами машины постоянного тока. Так как м. д. с. распределена вдоль полюса, то подвод тока к краю полюса производится от нескольких припаянных

98

к листу проводов. Токи в них могут регулироваться и этим может

задаваться закон распределения м. д. с. по высоте полюса. Отвод тока от линии тп, являющейся эквипотенциальной, производится с помо­щи массивной проводящей колодки.

Щуп и индикатор И служат для построения эквипотенциален в поле проводящей среды.

Третий метод — применение датчиков Холла.

Качественное исследование магнитного поля часто производят с помощью стальных опилок, которые насыпают на плоский лист из не­ферромагнитного материала, помещают в магнитное поле и слегка по листу постукивают. Опилки расположатся вдоль силовых линий. По густоте силовых линий можно качественно судить об интенсивности

магнитного поля.

Вместо опилок нередко используют мельчайшие порошки окислов: железа, находящихся во взвешенном состоянии в какой-либо жид­кости, например керосине. Этот способ широко применяют при маг­нитной дефектоскопии изделий из ферромагнитных материалов.

§ 21.20. Графическое построение картины поля и определение по ней магнитного сопротивления. Рассмотрим: методику графического построения картины плоскопараллельного магнитного поля на кон­кретном примере.

На рис. 21.11 изображены полюс и якорь машины постоянного тока. Размер, перпендикулярный рисунку,, принят достаточно большим — только при этом условии поле можно считать плоскопараллельным

Так как магнитная проницаемость стали много больше магнитной проницаемости воздуха, то магнитные силовые линии практически перпендикулярны поверхности полюса и якоря. Следовательно, их поверхности являются эквипотенциальными. Построение семейства силовых и эквипотенциальных линий производят «на глаз», руковод- ствуясь следующим: силовые линии должны быть перпендикулярны., поверхностям полюса и якоря и так расположены по отношению друг к другу, чтобы после проведения эквипотенциалей образовались кри- волинейные прямоугольники, для которых отношение средней ши- рины b к средней длине а было приблизительно одинаково для всех прямоугольников. При первом построении это, возможно, не удастся сделать достаточно хорошо, но после нескольких попыток, особенно при наличии некоторого навыка и с учетом симметрии в поле (если она имеется), удается построить сетку поля так, что b₁/a_t = b_a/a₂ =b₃/a₃ = ...

При этом потоки во всех силовых трубках одинаковы. Это облег­чает подсчет магнитного сопротивления. Пусть число криволинейных прямоугольников в силовой трубке равно п, а число трубок — т (для рис. 21.11 п = 2 и т = 11). Магнитное напряжение между полюсом и якорем:

Графический метод построения картины поля применяют не только для расчета магнитных полей, но и для других безвихревых полей: для расчета электростатического поля и поля постоянного тока в про­водящей среде. Так, электрическую проводимость G между двумя телами определяют по формуле (21:30), которую получают из формулы (21.29), заменив μ_а на у:

Емкость между двумя телами в плоскопараллельном поле (см. §19.44):

100