переменное магнитное поле это

Переменное магнитное поле

Магнитное поле всегда возникает вокруг движущихся электрических зарядов, или при взаимодействии тел, обладающих магнитным моментом. Поскольку современные электрические сети используют в основном переменный электрический ток, то магнитное поле изменяет своё значение и направление периодически. Таким образом, можно сказать, что большинство электрических сетей являются источниками переменного магнитного поля.

Величина магнитного поля характеризуется векторной величиной — магнитной индукцией (B).

Движущиеся в магнитном поле частицы, движутся под действией силы Лоренца. Именно этой силой часто характеризуют магнитную составляющую в электромагнитном поле. Она характеризует напрваление движенися конкретных частиц. Под действием электромагнитного поля на проводник, в нём возникает ток, величина которого определяется законом Ампера.

Переменное магнитное поле используется в промышленности для различных технологических и производственных целей, а также нашло широкое применение в медицине, биологии и других областях.

Для размагничивания ферромагнетиков используется затухающее переменное магнитное поле. При этом необходимо учитывать, что чем больше частота переменного магнитного поля, тем меньше глубина его проникновения в материал. Так, в сплошную сталь переменное магнитное поле частотой 10-ти герц проникает примерно на 10 миллиметров. Для размагничивания объёмных сплошных деталей используются переменные магнитные поля с небольшой частотой в единицы герц, но большой мощности. Скорость затухания частоты в таких устройствах регулируется контроллером.

Применение магнитных полей в промышленности

Сепарация взвешенных жидкостей

В нефтедобывающей промышленности применяются переменные магнитные поля. С их помощью выполняется обработка тонкодисперсной эмульсии. Эта эмульсия является продуктом смешения нефти с водой, что входит в технологический цикл нефтедобычи. При отстаивании эмульсии происходит разделение слоёв воды и нефти, но это достаточно длительный и, следовательно, дорогостоящий процесс. Воздействие переменным магнитным полем на эмульсию позволяет существенно ускорить процесс разделения сред.

Переменные магнитные поля способны отказывать влияние на клетки и микроорганизмы, которые являются устойчивыми к другим типам воздействия (УФ-облучению, антибиотикам, вирусам, фагам и т.д.). Таким образом удаётся бороться с некоторыми враждебными человеку микроорганизмами.

В основе работы многих физиотерапевтических аппаратов лежит переменное магнитное поле, особенно СВЧ-диапазона. Такие устройства сейчас разделяют на две категории в зависимости от используемой длины волны: «ДЦВ-терапия» и «микроволновая терапия». Наиболее разработана на сегодняшний день теория о тепловом влиянии СВЧ-полей на организмы.

Под воздействием переменного магнитного поля высоких частот происходит периодическая переориентация электрических диполей в организме, что вызывает нагрев тканей. При этом ткани, на которые будет оказываться наибольшее влияние можно выбрать в зависимости от используемой частоты переменного магнитного поля.

Источник

Магнитное поле

Магнитное поле — это векторное поле вблизи магнита, электрический ток или изменяющееся электрическое поле, в котором наблюдаются магнитные силы. Возникает всякий раз, когда заряд находится в движении. Чем больше заряда приводится в большее движение, тем больше увеличивается сила магнитного поля.

В чем измеряется сила

Поскольку магнитное поле является векторной величиной, для его измерения используется сила (измеряется напряжение при помощи магнитометров и других приборов) и направление (определяется с помощью компаса).

Величина индукции измеряется в Теслах (Тл, Т). В системе сантиметр-грамм-секунда измерение происходит в Гауссах (Гс, G). Напряженность определяется в Амперах на метр (А/м) и в Эрстедах (Э, Oe).

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Магнитное поле измеряется в:

Гауссметры используют для измерения, к примеру, поля магнитов и соленоидов. Миллигауссметры требуются для выяснения малых постоянных магнитных полей в узких областях, переменного тока AC.

Для точного и быстрого вычисления постоянных и переменных полей нужен магниторметр. Для измерения индукции требуется тесламетр-веберметр, а чтобы измерить поля Земли, берут такой прибор как миллитесламетр.

Свойства линий магнитной индукции

Магнитные области представлены силовыми линиями, которые движутся от северного полюса магнита, возвращаясь назад к южному полюсу. Каждая линия представляет собой замкнутую непрерывную кривую.

Линии — это инструмент, используемый для описания вида магнетизма. Сами по себе они невидимы, потому что не являются материальными объектами. Л инии нигде не начинаются и не останавливаются.

Их плотность уменьшается по мере удаления от полюсов. Например, на полюсах магнита линии смещены друг к другу или более плотные. Дальше, где поле слабое, они разветвляются, становясь менее плотными.

Источники магнитного поля

У магнетизма есть свои основные источники. Земля является самым большим из них. Магнитное поле воздействует на частицы за счет силы Лоренца. Движение электрически заряженных частиц и способствует возникновению магнетизма.

Источники магнитного поля:

Все эти материалы провоцируют магнетизм. Например, постоянные магниты, сделанные из таких материалов, как железо, испытывают сильнейшее воздействие, известное как ферромагнетизм.

Известен также диамагнетизм, который вызван орбитальным действием электронов, создающих крошечные токовые петли. Диамагнетизм демонстрирует такой компонент, как пиролитический углерод, вещество, похожее на графит и висмут.

Еще одно явление — парамагнетизм — возникает, когда материал временно становится магнитным при очень низких температурах. Другие, более сложные формы включают антиферромагнетизм, при котором магнитные поля атомов или молекул выстраиваются рядом друг с другом; и поведение спинового стекла, в котором участвуют как ферромагнитные, так и антиферромагнитные взаимодействия.

Характеристики магнитного поля:

Все состоит из атомов, и у каждого атома есть ядро, состоящее из нейтронов и протонов с электронами, которые вращаются вокруг него. Сила, действующая на электрические токи в проводах в магнитном поле, лежит в основе работы всех электродвигателей. Использование магнетизма при изготовлении телефонов, телевизоров и других электронных приборов осуществляется повсеместно.

Определение постоянного и переменного магнитного поля

Постоянное магнитное поле — область, где значение вектора магнитной индукции в каждой точке не изменяется со временем.

Постоянное магнитное поле представляет собой притяжение железных предметов в течение длительного периода времени. Если взять дощечку и поместить на нее постоянный магнит, он повернется в определенном направлении. Это можно использовать для ориентации в пространстве.

Когда замыкаешь электрическую цепь и по проводнику течет ток, стрелка компаса отклоняется. Таким образом, была доказана взаимосвязь между током и магнитной стрелкой (опыт Эрстеда).

Источником постоянного магнитного поля являются постоянные электрические токи. Формируется поле вокруг неподвижного магнита или неподвижного проводника с постоянным током.

Переменное поле — всегда связано с порождаемым им электрическим полем, а то в свою очередь связано с ним. Вместе они образуют электромагнитное поле.

Переменное магнитное поле — область, которая получается при движении магнита или проводника с постоянным током относительно наблюдателя.

Соответственно в пространстве, окружающем неподвижный проводник с изменяющимся током, магнитное поле по условиям тоже изменяется.

Источник

Лекция 10 Постоянное и переменное магнитное поле. Действие магнитных полей на биологические объекты

ПОСТОЯННОЕ И ПЕРЕМЕННОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.

ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

10.1 Магнитное поле и его характеристики.

10.1. Магнитные свойства вещества.

10.1. Действие постоянного магнитного поля на биологические объекты

10.4. Действие переменного магнитного поля на биологические объекты

Магнитное поле – особый вид материи, создаваемый только движущимися электрическими зарядами или переменным электрическим полем и действующий только на движущиеся заряды (намагниченные тела).

Сила, с которой магнитное поле действует на движущийся заряд, называется силой Лоренца

. (9.1)

Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера

. (9.2)

Количественной характеристикой магнитного поля служит магнитная индукция – векторная физическая величина, численно равная отношению максимального значения модуля силы Ампера, действующей на проводник с током, к величине тока в проводнике и его длине:

. (9.3)

Направление вектора магнитной индукции определяют по правилу буравчика (правого винта), а так же по правилу левой руки:

если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор магнитной индукции, а четыре вытянутых пальца расположить по направлению тока в проводнике, то отогнутый на 900 большой палец покажет направление силы Ампера.

Основной единицей измерения магнитной индукции в СИ является тесла (Тл).

Для изображения магнитного поля применяют линии магнитной индукции – линии, касательные к которым в любой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции в этой же точке. В отличие от линий напряженности электрического поля линии магнитной индукции всегда замкнуты.

Магнитное поле проводника с током произвольной формы находят как векторную сумму магнитных полей отдельных элементов:

. (9.4)

Если в какой – то части пространства вектор магнитной индукции во всех точках имеет одинаковое значение по модулю и направлению, то магнитное поле в этой части пространства называют однородным.

Магнитное поле постоянно, если значение вектора магнитной индукции в каждой его точке не изменяется со временем. Такое поле существует вокруг неподвижного проводника с постоянным током или вокруг неподвижного магнита.

Переменное магнитное поле получается при движении магнита или проводника с постоянным током относительно наблюдателя, а также, если меняется величина тока в проводнике (направление тока).

Тело, находящееся в магнитном поле, намагничивается – создает собственное магнитное поле.

Для характеристики способности вещества изменять силу магнитного взаимодействия используют физическую величину , называемую относительной магнитной проницаемостью среды, показывающей во сколько раз сила взаимодействия токов в данной среде больше, чем в вакууме.

Таким образом, магнитная индукция зависит от свойств среды, в которой создается магнитное поле. Чтобы охарактеризовать само магнитное поле в какой – либо точке пространства независимо от влияния среды, используют векторную физическую величину, называемую напряженностью магнитного поля, модуль которой численно равен

. (9.5)

где = Н/А2 магнитная постоянная – магнитная проницаемость вакуума.

Основной единицей измерения напряженности магнитного поля в СИ является А/м.

В зависимости от значения м все вещества по магнитным свойствам разделяют на ферромагнетики (), диамагнетики () и парамагнетики ().

Магнитные свойства различных тел обусловлены орбитальным движением электронов вокруг ядер атомов, а также спином электронов. Поэтому атомы электронов можно рассматривать как микроконтуры с микротоками, образующие собственные магнитные микрополя. Микрополя характеризуются собственными магнитными моментами. В атомах и молекулах магнитные моменты отдельных электронов, складываясь геометрически, образуют общий магнитный момент атома или молекулы. Векторная сумма магнитных моментов атомов или молекул в единице объема вещества характеризуется вектором намагниченности, модуль которого численно равен

, (9.6)

где — магнитная восприимчивость вещества – величина, численно равная намагниченности единицы объема вещества.

У диамагнетиков взаимная ориентация орбит электронов в атомах или молекулах приводит к их полной взаимной компенсации, а все электроны являются спаренными (спины противоположны по знаку), в результате чего полный магнитный момент равен нулю.

При наложении внешнего магнитного поля на диамагнетики, электронные магнитные моменты молекул изменяют свою ориентацию и, складываясь, образуют собственное магнитное поле, ослабляющее внешнее магнитное поле. Поэтому диамагнитное тело выталкивается из магнитного поля. К диамагнитным веществам относятся: висмут, серебро, медь, фосфор, сера, углерод, вода, углеводы, белки и многие органические соединения организма.

У парамагнетиков полной компенсации магнитных моментов электронной атомов не происходит – они больше нуля. Однако благодаря хаотичной ориентации в пространстве магнитных моментов в отсутствии внешнего поля намагниченность парамагнетиков отсутствует, то есть они не образуют собственного магнитного поля.

У парамагнетиков под действием внешнего поля происходит ориентирование собственных магнитных моментов атомов или молекул вдоль силовых линий внешнего поля так, что внешнее поле усиливается собственным полем парамагнитного тела. Парамагнитное тело втягивается в магнитное поле. К парамагнитным телам относятся воздух, алюминий, платина, щелочные и щелочноземельные металлы и элементы группы железа.

Особое место среди парамагнетиков занимают ферромагнетики. Необычные свойства ферромагнетиков обусловлены тем, что в их структуре имеются зоны, где магнитные моменты атомов или молекул имеют одинаковую ориентацию. Это явление называется спонтанным намагничением, а зоны – доменами. При наложении внешнего поля происходит ориентирование в соответствии с полем магнитных моментов доменов. В результате возникает собственное магнитное поле вещества большой силы, которое сохраняется и после прекращения действия внешнего поля. Последнее явление называют остаточным намагничиванием и используют для образования искусственных и естественных постоянных магнитов. К ферромагнетикам относятся железо, никель, кобальт, стали и другие сплавы.

Тепловое движение разрушает ориентировку доменов у ферромагнетиков, но в гораздо меньшей степени, чем у парамагнетиков. Температурная точка, при которой конкретный ферромагнетик теряет свои магнитные свойства, называется точкой Кюри (для железа точка Кюри 7000С).

Ткани организма в значительной степени диамагнитны, подобно воде. Однако в организме имеются и парамагнитные вещества, молекулы и ионы. Ферромагнитных частиц в организме нет. Биотоки, возникающие в организме, являются источником слабых магнитных полей. В некоторых случаях индукцию таких полей удается измерить. Так, например, на основании регистрации временной зависимости индукции магнитного поля сердца (биотоков сердца) создан диагностический метод – магнитокардиография. Так как магнитная индукция пропорциональна силе тока, а сила тока (биоток) согласно закону Ома пропорциональна напряжению (биопотенциал), то магнитокардиограмма аналогична электрокардиограмме. Однако, магнитокардиография, в отличие от электрокардиографии, является бесконтактным методом, ибо магнитное поле может регистрироваться и на некотором расстоянии от биологического объекта – источника поля.

Какие – либо физиологические эффекты можно получить только при превышении уровня напряженности геомагнитного поля в тысячу раз. Пороговая чувствительность организма к постоянному магнитному полю составляет 8 мТл.

Постоянное магнитное поле оказывает воздействие на биологические системы, которые в нем находятся. В научной литературе имеются сведения о морфологических изменениях у животных и растений после пребывания в постоянном магнитном поле, влиянии на нервную систему, изменении характеристик крови. В настоящее время физическая природа воздействия постоянного магнитного поля на живые объекты активно изучается.

Первичными физическим процессами при действии постоянного магнитного поля на организм могут являться:

1) магнитогидродинамическое торможение циркуляции крови и других жидкостей. В биологических жидкостях, представляющих собой проводники, при движении в магнитном поле возникают индукционные токи, которые тормозят движение проводника;

2) при прохождении электрических импульсов по нервному волокну на них действует сила Ампера, под влиянием которой волокно смещается и изгибается, появляется ток самоиндукции, тормозящий распределение импульса по волокну, вследствие чего искажается форма импульса;

3) многие молекулы обладают магнитным моментом. В магнитном поле на молекулу с магнитным моментом будет действовать механический момент, ориентирующий молекулу в определенном направлении. Изменение ориентации биологически активных молекул в растворах отражается на кинетике биохимических реакций и проницаемости клеточных мембран;

4) на каждый движущийся электрон в проводнике с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Лоренца, вызывающая смещение электрона. В результате поток электронов прижмется к одной грани проводника и зарядит ее отрицательно, одновременно другая грань зарядится положительно и возникнет разность потенциалов. Это явление называется эффектом Холла и наблюдается в кровеносных сосудах;

5) внешнее магнитное поле меняет собственное магнитное поле живого организма.

Практическое применение. Магнитотерапия – использование постоянных магнитов для длительного локального воздействия на пораженную зону пациента. Конкретных сведений о первичном механизме действия в литературе нет. Имеются лишь сведения о различных лечебных эффектах. Относительно достоверными можно считать сведения о растворении различных солевых отложений в зонах подвижного или полуподвижного соединения костей.

В настоящее время с лечебной целью используют устройства разных типов.

1. Магнитоэласты, изготовленные из смеси полимерного вещества с порошкообразным ферромагнитным наполнителем. Наборы эластичных магнитов в корсете создают основу всевозможных радикулитных поясов. Магнитная индукция 8-16 мТл.

1. Магниты кольцевые, пластинчатые, дисковые. Магнитная индукция 60-130 мТл.

1. Микромагниты – намагниченные иглы, шарики, клипсы (для магнитопунктуры). Магнитная индукция 60-100 мТл.

4. Пластинчатые магниты используют в виде браслетов, носимых на запястье пациента. Магнитная индукция 20-70 мТл.

Кроме того, различные сильные постоянные магниты применяются в клинической, особенно хирургической практике для извлечения магнитных инородных тел.

Переменное магнитное поле обязательно порождает переменное электрическое поле.

Если проводящее тело оказывается в переменном магнитном поле, то в нем индуцируются вихревые токи. Если таким телом является организм млекопитающего или часть организма, то возникновение вихревых токов, индуцированных переменным магнитным полем, вызовет нагрев тела.

Количество теплоты, выделяющееся в биологической ткани, находящейся в переменном магнитном поле, пропорционально квадратам частоты и индукции переменного магнитного поля и обратно пропорционально удельному сопротивлению:

, (9.7)

где k – коэффициент, зависящий от конкретных условий облучения.

Импульсная магнитотерапия – лечебное использование импульсов магнитного поля низкой частоты 0,125 – 1000 имп/с магнитная индукция не более 100 мТл. Высокая эффективность данного метода обусловлена пороговой чувствительностью организма 0,1 Тл.

Высокочастотная магнитотерапия (индуктотермия – наведение тепла). Магнитное поле с частотами 10-15 МГц создается с помощью катушки с током, внутрь которой помещают часть тела. Прогрев тканей при индуктометрии различен в зависимости от глубины рассматриваемой точки из-за неоднородности магнитного поля. В результате выделения тепла происходит равномерный локальный нагрев облучаемой ткани на 2-4 градуса на глубину 8-12 см, а также повышение температуры тела пациента на 0,3-0,9 градуса.

При индуктометрии сильнее нагреваются ткани с интенсивным кровоснабжением, например мышцы, то есть ткани, обладающие относительно высокой электропроводностью. Напротив, такие ткани, как жировая, будут нагреваться относительно слабо.

Необходимо отметить, что применение в ветеринарной практике индуктометрии ограничено вследствие сложности проведения дозиметрии. Величину магнитной связи индуктора с тканями обрабатываемого животного определить трудно, поэтому невозможно определить энергию колебаний, поглощенную тканями. В медицине для этого используют субъективный показатель – ощущения пациента.

Вопросы для самоконтроля.

1. Дайте определение магнитного поля.

1. Дайте определение вектора магнитной индукции.

1. Сформулируйте правило для определения направления вектора

4. Дайте определение линиям магнитной индукции и укажите их

отличие от линий напряженности электрического поля.

6. Дайте определение относительной магнитной проницаемости.

7. Дайте определение напряженности магнитного поля.

8. Дайте определение вектора намагниченности вещества.

9. Расскажите о диамагнетиках.

10. Расскажите о парамагнетиках.

11. Расскажите о ферромагнетиках.

11. Расскажите о магнитных свойствах тканей организма.

11. Что такое магнитокардиография?

14. Расскажите о первичных физических процессах при действии

постоянного магнитного поля на организм.

15. Что такое магнитотерапия?

16. Расскажите о действии переменного магнитного поля на организм.

17. Расскажите об импульсной магнитотерапии.

18. Расскажите о высокочастотной магнитотерапии.

Источник

Магнитное поле

Магнитное поле играет очень большую роль в электротехнике и электронике. Без магнитного поля не функционировали бы герконы, электромагнитные реле, соленоиды, катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы, двигатели, динамики, генераторы электрической энергии да и вообще много чего.

Природа магнетизма

Согласно одной из легенд, когда-то давным-давно жил в Греции пастух по имени Магнес. И вот шел он как-то со своим стадом овец, присел на камень и обнаружил, что конец его посоха, сделанный из железа, стал притягиваться к этому камню. С тех пор стали называть этот камень магнетит в честь Магнеса. Этот камень представляет из себя оксид железа.

Если такой камень положить на деревянную доску на воду или подвесить на нитке, то он всегда выстраивался в определенном положении. Один его конец всегда показывал на СЕВЕР, а другой — на ЮГ.

Этим свойством камня пользовались древние цивилизации. Поэтому, это был своего рода первый компас. Потом уже стали обтачивать такой камень и делать из разные фигурки. Например, так выглядел китайский древний компас, ложка которого была сделана из того самого магнетита. Ручка у этой ложки всегда показывала на ЮГ.

Ну а далее дело шло за практичностью и маленькими габаритами. Из магнетита вытачивали маленькие стрелки, которые подвешивали на тонкую иглу посередине. Так стали появляться первые малогабаритные компасы.

Древние цивилизации, конечно, не знали еще что такое север и юг. Поэтому, одну сторону магнетита они назвали северным полюсом (North), а противоположный конец — южным (South). Названия на английском очень легко запомнить, если кто смотрел американский мультфильм «Южный парк», он же Сауз (South) парк).

Магнитные линии и магнитный поток

Вокруг магнита экспериментальным путем были обнаружены магнитные силовые линии. Эти магнитные линии создают так называемое магнитное поле.

Как вы могли заметить на рисунке, концентрация магнитных силовых линий на самых краях магнита намного больше, чем в его середине. Это говорит о том, что магнитное поле является более сильным именно на краях магнита, а в его середине практически равна нулю. Направлением магнитных силовых линий считается направление от севера к югу.

Ошибочно считать, что магнитные силовые линии начинают свое движение от северного полюса и заканчивают свой век на южном. Это не так. Магнитные линии — они замкнуты и непрерывны. В магните это будет выглядеть примерно так.

Если приблизить два разноименных полюса, то произойдет притягивание магнитов

Если же приблизить одноименными полюсами, то произойдет их отталкивание

Итак, ниже важные свойства магнитных силовых линий.

Магнитные силовые линии, которые образуют магнитное поле, называют также магнитным потоком.

Итак, давайте рассмотрим два рисунка и ответим себе на вопрос, где плотность магнитного потока будет больше? На рисунке «а» или на рисунке «б»?

Видим, что на рисунке «а» мало силовых магнитных линий, а на рисунке «б» их концентрация намного больше. Отсюда можно сделать вывод, что плотность магнитного потока на рисунке «б» больше, чем на рисунке «а».

В физике формула магнитного потока записывается как

Ф — магнитный поток, Вебер

В — плотность магнитного потока, Тесла

а — угол между перпендикуляром n (чаще его зовут нормалью) и плоскостью S, в градусах

S — площадь, через которую проходит магнитный поток, м 2

Что же такое 1 Вебер? Один вебер — это магнитный поток, который создается полем индукцией 1 Тесла через площадку 1м 2 расположенной перпендикулярно направлению магнитного поля.

Напряженность магнитного поля

Формула напряженности

Слышали ли вы когда-нибудь такое выражение: «напряженность между ними все росла и росла». То есть по сути напряженность — это что-то невидимое, какая-то сдерживающая сила, энергия. Здесь почти все то же самое. Напряженностью магнитного поля также часто называют силой магнитного поля. Напряженность магнитного поля напрямую зависит от плотности магнитного потока и выражается формулой

H — напряженность магнитного поля, Ампер/метр

B — плотность магнитного потока, Тесла

Эта формула работает только тогда, когда между витками катушки находится воздух, либо вакуум. Более крутая формула выглядит вот так.

μ — это относительная магнитная проницаемость.

У разных веществ она разная

Напряженность магнитного поля проводника с током

Итак, имеем какой-либо проводник, по которому течет электрический ток.

Для того, чтобы вычислить напряженность магнитного поля на каком-то расстоянии от проводника при условии, что проводник находится в воздушном пространстве либо в вакууме, достаточно воспользоваться формулой

H — напряженность магнитного поля, Ампер/метр

I — сила тока, текущая через проводник, Ампер

r — расстояние до точки, в которой измеряется напряженность, метр

Магнитное поле проводника с током

Оказывается, если через какой-либо проводник пропустить электрический ток, то вокруг проводника образуется магнитное поле.

Здесь можно вспомнить знаменитое правило буравчика, но для наглядности я лучше буду использовать правило самореза, так как почти все хоть раз в жизни ввинчивали либо болт, либо саморез.

Ввинчиваем по часовой стрелке — саморез идет вниз. В нашем случае он показывает направление электрического тока. Движение наших рук показывает направление линий магнитного поля. Все то же самое, когда мы начинаем откручивать саморез. Он начинает вылазить вверх, то есть в нашем случае показывает направление электрического тока, а наша рука в этом время рисует в воздухе направление линий магнитного поля.

Также часто в учебниках физики можно увидеть, что направление электрического тока от нас рисуют кружочком с крестиком, а к нам — кружочком с точкой. В этом случае опять представляем себе саморез и уже в голове увидим направление магнитного поля.

Как думаете, что будет если мы сделаем вот такую петельку из провода? Что изменится в этом случае?

Давайте же рассмотрим этот случай более подробно. Так в этой плоскости оба проводника создают магнитное поле, то по идее они должны отталкиваться друг от друга. Но если они хорошо закреплены, то начинается самое интересное. Давайте рассмотрим вид сверху, как это выглядит.

Как вы можете заметить, в области, где суммируются магнитные силовые линии плотность магнитного потока прям зашкаливает.

Соленоид

А что если сделать много-много таких петелек? Взять какую-нибудь круглую бобину, намотать на нее провод и потом убрать бобину. У нас должно получится что-то типа этого.

Если подать постоянное напряжение на такую катушку, магнитные силовые линии будут выглядеть вот так.

Вы только посмотрите, какая бешеная плотность магнитного потока внутри такой катушки! Получается, что от каждой петельки магнитное поле суммируется, что в итоге дает такую плотность магнитного потока. Такую катушку также называют катушкой индуктивности или соленоидом.

Вот также схема, показывающая как магнитные силовые линии складываются в соленоиде.

Плотность магнитного потока зависит от того, какая сила тока проходит через соленоид. Чтобы увеличить плотность магнитного потока, достаточно поверх витков намотать еще больше витков и вставить сердечник из специального материала — феррита.

Если в электрических цепях есть такое понятие, как ЭДС — электродвижущая сила, то и в магнитных цепях есть свой аналог — МДС — магнитодвижущая сила. Магнитодвижущая сила выражается в виде тока, протекающего через катушку из N витков и выражается в Амперах-витках.

I — это сила тока в катушке, Амперы

N — количество витков катушки, штуки)

Также советую посмотреть очень простое и интересное видео про магнитное поле.

Похожие статьи по теме «магнитное поле»

Источник