12.2 Закони магнітних полів і магнітних кіл

До законів магнітних полів відносять: закон Ампера – за цим законом

обчислюється сила взаємодії між двома проводами, по яких протікає елек-тричний струм; закон Біо-Савара-Лапласа – встановлює зв’язок між напруженістю магнітного поля і струмом, який її утворює на певній відстані від провідника зі струмом. Згадані закони студенти вивчали в курсі фізики і бу-дуть використані при вивченні спеціальних дисциплін. Тут розглядатимемо за-кон повного струму, закон Ома для магнітних кіл і два закони Кірхгофа для магнітних кіл.

12.2.1. Закон повного струму

Закон повного струму є одним із фундаментальних законів, покладених в основу електродинаміки. Його математичний запис

(12.21)

де -повний струм , що протікає всередині замкненого контура (рис.12.6)

Рис.12.6

Повний струм має враховувати всі види струму, які пронизують контур: провідності, перенесення і зміщення. Але у випадках, які розглядатимемо, струми перенесення і зміщення практично дорівнюють нулю.

Закон повного струму формулюється так: циркуляція вектора напруженості магнітного поля по замкненому контуру дорівнює повному струму, що прони зує поверхню, обмежену цим контуром.

Рівняння (12.21) записують так:

, (12.22)

де -повний струм, що пронизує контур.

Якщо напруженість магнітного поля має однакове значення по всьому контуру, а вибраний контур збігається з лінією магнітної індукції, рівняння (12.22) набере вигляду

, (12.23)

де -постійний струм; а для котушок (рис.12.6.б)

. (12.24)

Якщо контур містить кілька ділянок з різними значеннями напруженості поля

(, ,…,), але в межах однієї ділянки напруженість не змінюється, то рівняння (12.22) записують так:

, (12.25)

де – кількість відповідно ділянок контура і котушок.

На рис.12.7 показано магнітне коло , яке має чотири ділянки і дві котушки. Закон повного струму для цього кола

або

.

Як уже згадувалось, добуток називається магніторушійною силою (МРС), або намагнічуючою силою (НС) , а добуток є не чим іншим, як магнітною напругою -ї ділянки кола .

Рис.12.7

Отже, (12.26)

Одиниця вимірювання магнітної напруги - ампер(А).

2. Визначення магнітного кола

Магнітним колом називається сукупність МРС ,феромагнітних та інших тіл і середовищ, по яких замикається магнітний потік.

Магнітні кола бувають нерозгалужені й розгалужені. Приклад нерозгалуженого магнітного кола показано на рис.12.8, розгалуженого – на рис.12.9.

Розгалужені магнітні кола поділяють на симетричні й несиметричні. У симетричному магнітному колі (рис.12.9) , якщо обидві частини кола розміщені ліворуч і праворуч від пунктирної лінії, однакові в геометричному відношенні, виготовлені з одного матеріалу і . Достатньо, щоб або замінити напрям струму в одній з обмоток, або зробити повітряний зазор в одному з крайніх стержнів магнітопроводу, і магнітне коло буде несиметричним. У несиметричному колі (рис.12.9), як правило, .

Рис.12.8

Рис.12.9