4.3. Основні параметри магнітних кіл

В – магнітна індукція (одиниця вимірювання - Тл);

Н – напруженість магнітного поля ( А / м) – силова характеристика;

Ф – магнітний потік (Вб);

l - середня довжина силової лінії ділянки магнітного кола;

w – кількість витків котушки;

μ - абсолютна магнітна проникність речовини, має розмірність μ₀ (μ = В / Н , де

μ = μ₀μ_в, μ_в – відносна магнітна проникність – безрозмірна величина, В = μ₀ μ_в Н);

U_м – магнітна напруга (Ампер) – енергетична характеристика;

R_м – магнітний опір.

Магнітний опір виникає внаслідок того, що середовище, що оточує провідник зі струмом чинять опір утворенню магнітного поля. Якби його не було, то при незначному струмі утворювався б нескінченно великий магнітний потік, що на практиці, ми знаємо, неможливо. Магнітний опір знаходиться за формулою: , де S – площа перерізу осердя, вздовж якого розповсюджується магнітний потік.

Зв’язок між напруженістю та напругою магнітного кола: Н = U_м / l ( l – відстань між двома точками однорідного магнітного поля, U_м – магнітна напруга між цими ж точками). Ця формула подібна до формули E = U / d для електричного поля, і F = A / l в механіці.

Магнітний потік визначається формулою: Ф=ВS, якщо магнітне поле через переріз неоднорідне, то повний потік знаходиться як: .

По аналогії з електричними магнітні кола бувають:

-простими ;

-складними.

Просте магнітне коло являє собою послідовне з’єднання ділянок магнітного кола, тобто не містить розгалужень та вузлів. По ділянкам такого магнітного кола протікає однаковий магнітний потік.

П рикладом простого магнітного кола є котушка на осерді замкненого вигляду (рис. 4.3, а), яка підключена до джерела живлення змінного струму; 1,2,3,4 – ділянки магнітного кола.

При появі струму в обмотці електрична енергія перетворюється в енергію магнітного поля, більша частина якого у вигляді магнітного потоку Ф₀ передається по осердю - магнітопроводу ( за аналогією зі струмом в замкненому контурі, ми будемо називати замкнене осердя магнітопроводом). Незначна частина загального магнітного потоку розсіюється у повітрі - Ф_р. Тому загальний магнітний потік Ф = Ф₀ + Ф_р.

Проведемо аналогію між магнітним колом і електричним колом (рис. 4.3,б). Аналогом струму І в магнітному колі є магнітний потік Ф.

Аналогом ЕРС є магніторушійна сила (МРС) F (одиниця вимірювання - Ампер), яка характеризує властивість струмів створювати в оточуючому їх середовищі магнітний потік. Напрямок МРС співпадає з напрямком ліній магнітної індукції і розглядується вздовж замкнених контурів.

МРС вздовж замкненого контуру дорівнює повному струму, що проходить крізь поверхню, обмежену цим контуром (закон повного струму):

F = ∑ I ,

для магнітного кола, яке утримує w витків: F = I w.

Магнітна напруга протидіє МРС, яка її утворює (подібно електричній напрузі, що протидіє ЕРС), обумовлючи цим магнітний опір середовища (магнітопровода).

Треба звернути увагу на те, що МРС є не зосередженою величиною, як у випадку ЕРС джерела живлення, а розосередженою вздовж всього магнітного кола, тобто вздовж всього магнітопроводу.

Складне магнітне коло – коло, що має вузли або розгалужені магнітні ділянки і контури (рис. 4.4).

Порівнюючи магнітне і електричне коло можна зробити наступні висновки:

1).В магнітному колі, як і в електричному, є

• джерело магнітного потоку – МРС ( як ЕРС є джерелом струму І);

• магнітопровід (в електричному колі – проводи);

• аналогом струму є магнітний потік (магнітний потік є носієм енергії магнітного поля, подібно до струму І;

• приймач магнітної енергії (в електричному колі – споживач R_н, в магнітному колі, наприклад, в колі трансформатора, приймачем є вторинна обмотка трансформатора).

2).Магнітне поле, подібно електричному полю, є матеріальним “посередником” в енергетичних перетвореннях, що відбуваються в магнітному колі;

3).Джерелом магнітного потоку є магніторушійна сила (МРС) F, подібна до ЕРС в електричному колі.

5). Магнітний потік Ф викликає на ділянках магнітного кола магнітні напруги U_м, що чинять протидію магнітному потоку.