Magnetfeld in einem geraden Leiter. Magnete und das Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters

Magnete sind Körper, die die Eigenschaft haben, Eisengegenstände anzuziehen. Die anziehende Eigenschaft von Magneten wird Magnetismus genannt. Magnete können natürlich oder künstlich sein. Abgebaute Eisenerze mit attraktiven Eigenschaften werden als natürliche Magnete bezeichnet, magnetisierte Metallstücke werden als künstliche Magnete bezeichnet, oft auch als Permanentmagnete.

Die Eigenschaften eines Magneten, Eisenobjekte anzuziehen, sind an seinen Enden am ausgeprägtesten, die Magnetpole und oder einfach Pole genannt werden. Jeder Magnet hat zwei Pole: Nord (N – Nord) und Süd (S – Süd). Die Linie, die durch die Mitte des Magneten verläuft, wird Neutrallinie oder neutral genannt, da entlang dieser Linie keine magnetischen Eigenschaften erfasst werden.

Permanentmagnete bilden ein Magnetfeld, in dem magnetische Kräfte in bestimmte Richtungen, sogenannte Kraftlinien, wirken. Die Stromleitungen verlassen den Nordpol und treten in den Südpol ein.

Elektrischer Strom, der durch einen Leiter fließt, erzeugt auch ein Magnetfeld um den Leiter. Es wurde festgestellt, dass magnetische Phänomene untrennbar mit elektrischem Strom verbunden sind.

Magnetische Kraftlinien befinden sich um einen Leiter mit Strom in einem Kreis, dessen Mittelpunkt der Leiter selbst ist, während sie näher am Leiter dichter und weiter vom Leiter entfernt liegen – seltener. Die Lage magnetischer Feldlinien um einen stromdurchflossenen Leiter hängt von der Form seines Querschnitts ab.

Um die Richtung der Feldlinien zu bestimmen, verwenden Sie die Gimlet-Regel, die wie folgt formuliert ist: Wenn Sie den Bohrer in Richtung des Stroms im Leiter schrauben, erfolgt die Drehung des Bohrergriffs zeigt die Richtung der magnetischen Feldlinien an.

Das Magnetfeld eines geraden Leiters besteht aus einer Reihe konzentrischer Kreise (Abb. 157, A). Um das Magnetfeld im Leiter zu verstärken, ist dieser in Form einer Spule ausgeführt (Abb. 157, B).

Wenn die Drehrichtung des Bohrergriffs mit der Richtung des elektrischen Stroms in den Windungen der Spule übereinstimmt, ist die Vorwärtsbewegung des Bohrers in Richtung Nordpol gerichtet.


Das Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule ähnelt dem Feld eines Permanentmagneten, sodass die stromdurchflossene Spule (Solenoid) alle Eigenschaften eines Magneten besitzt.

Auch hier wird die Richtung der magnetischen Feldlinien um jede Windung der Spule durch die Gimlet-Regel bestimmt. Die Feldlinien benachbarter Windungen addieren sich und verstärken das gesamte Magnetfeld der Spule. Wie aus Abb. 158, die magnetischen Feldlinien der Spule treten an einem Ende aus und treten am anderen Ende ein und schließen sich im Inneren der Spule. Die Spule hat wie Permanentmagnete eine Polarität (Süd- und Nordpol), die auch durch die Gimlet-Regel bestimmt wird, wenn sie wie folgt angegeben wird: Wenn die Drehrichtung des Bohrergriffs mit der Richtung des elektrischen Stroms in den Windungen der Spule übereinstimmt, ist die Vorwärtsbewegung des Bohrers in Richtung Nordpol gerichtet.

Um das Magnetfeld quantitativ zu charakterisieren, wurde das Konzept der magnetischen Induktion eingeführt.

Die magnetische Induktion ist die Anzahl der magnetischen Kraftlinien pro 1 cm 2 (oder 1 m 2) Oberfläche senkrecht zur Richtung der Kraftlinien. Im SI-System wird die magnetische Induktion in Tesla (abgekürzt als T) gemessen und mit dem Buchstaben bezeichnet IN(Tesla = Weber/m2 = Voltsekunde/m2

Weber ist eine Maßeinheit für den magnetischen Fluss.

Das Magnetfeld kann verstärkt werden, indem ein Eisenstab (Kern) in die Spule eingeführt wird. Das Vorhandensein eines Eisenkerns verstärkt das Feld, da der Eisenkern im Magnetfeld der Spule magnetisiert wird und ein eigenes Feld erzeugt, das sich zum ursprünglichen Feld addiert und verstärkt. Ein solches Gerät wird Elektromagnet genannt.

Die Gesamtzahl der durch den Kernquerschnitt verlaufenden Kraftlinien wird als magnetischer Fluss bezeichnet. Die Größe des magnetischen Flusses eines Elektromagneten hängt vom Strom durch die Spule (Wicklung), der Anzahl der Windungen und dem Widerstand des Magnetkreises ab.

Ein magnetischer Kreis oder magnetischer Kreis ist der Weg, entlang dem magnetische Kraftlinien geschlossen sind. Der magnetische Widerstand des Magnetkerns hängt von der magnetischen Permeabilität des Mediums, durch das die Stromleitungen verlaufen, der Länge dieser Leitungen und dem Querschnitt des Kerns ab.

Das Produkt aus dem Strom, der durch die Wicklung fließt, und der Anzahl ihrer Windungen wird als magnetomotorische Kraft (mf s) bezeichnet. Der magnetische Fluss ist gleich der magnetomotorischen Kraft geteilt durch den magnetischen Widerstand des Stromkreises- So wird das Ohmsche Gesetz für einen Magnetkreis formuliert. Da die Anzahl der Windungen und der magnetische Widerstand für einen bestimmten Elektromagneten konstante Werte sind, kann der magnetische Fluss eines Elektromagneten durch Anpassen des Stroms in seiner Wicklung geändert werden.

Elektromagnete finden die weiteste Anwendung in verschiedenen Maschinen und Geräten (elektrische Maschinen, elektrische Klingeln, Telefone, Messgeräte usw.).

Wenn Sie eine Magnetnadel an einen geraden Leiter bringen, der von elektrischem Strom durchflossen wird, tendiert sie dazu, senkrecht zu der Ebene zu stehen, die durch die Achse des Leiters und den Drehpunkt der Nadel verläuft. Dies weist darauf hin, dass die Nadel besonderen Kräften ausgesetzt ist, die als magnetische Kräfte bezeichnet werden. Zusätzlich zur Wirkung auf die Magnetnadel beeinflusst das Magnetfeld bewegte geladene Teilchen und stromführende Leiter, die sich im Magnetfeld befinden. In Leitern, die sich in einem Magnetfeld bewegen, oder in stationären Leitern, die sich in einem magnetischen Wechselfeld befinden, kommt es zu einer induktiven Emission. d.s.

In Übereinstimmung mit dem oben Gesagten können wir die folgende Definition eines Magnetfelds geben.

Ein Magnetfeld ist eine der beiden Seiten eines elektromagnetischen Feldes, das durch elektrische Ladungen bewegter Teilchen und Änderungen im elektrischen Feld angeregt wird und durch eine Kraftwirkung auf bewegte geladene Teilchen und damit auf elektrische Ströme gekennzeichnet ist.

Wenn Sie einen dicken Leiter durch Pappe führen und elektrischen Strom durch diesen leiten, liegen die auf die Pappe gegossenen Stahlspäne in konzentrischen Kreisen um den Leiter herum, in diesem Fall die sogenannten magnetischen Induktionslinien (Abb. 78). ). Wir können den Karton entlang des Leiters nach oben oder unten bewegen, aber die Position der Stahlspäne ändert sich nicht. Dadurch entsteht um den Leiter über seine gesamte Länge ein Magnetfeld.

Wenn Sie kleine Magnetpfeile auf den Karton legen, können Sie durch Ändern der Stromrichtung im Leiter sehen, dass sich die Magnetpfeile drehen (Abb. 79). Dies zeigt, dass sich die Richtung der magnetischen Induktionslinien mit der Stromrichtung im Leiter ändert.

Magnetische Induktionslinien um einen stromdurchflossenen Leiter haben die folgenden Eigenschaften: 1) Magnetische Induktionslinien eines geraden Leiters haben die Form konzentrischer Kreise; 2) Je näher am Leiter, desto dichter liegen die magnetischen Induktionslinien; 3) Die magnetische Induktion (Feldstärke) hängt von der Stärke des Stroms im Leiter ab. 4) Die Richtung der magnetischen Induktionslinien hängt von der Richtung des Stroms im Leiter ab.

Die Richtung magnetischer Induktionslinien um einen stromdurchflossenen Leiter lässt sich mit der „Gimlet-Regel“ bestimmen. Bewegt sich ein Bohrer (Korkenzieher) mit Rechtsgewinde translatorisch in Stromrichtung, dann stimmt die Drehrichtung des Griffs mit der Richtung der magnetischen Induktionslinien um den Leiter überein (Abb. 81),

Entlang der magnetischen Induktionslinien befindet sich eine in das Feld eines stromdurchflossenen Leiters eingeführte Magnetnadel. Um den Standort zu bestimmen, können Sie daher auch die „Gimlet-Regel“ verwenden (Abb. 82). Das Magnetfeld ist eine der wichtigsten Erscheinungsformen des elektrischen Stroms und kann es nicht sein

Unabhängig und getrennt vom Strom bezogen. Ein Magnetfeld ist durch einen magnetischen Induktionsvektor gekennzeichnet, der daher eine bestimmte Größe und eine bestimmte Richtung im Raum hat.

Ein quantitativer Ausdruck für die magnetische Induktion als Ergebnis einer Verallgemeinerung experimenteller Daten wurde von Biot und Savart erstellt (Abb. 83). Durch die Messung der Magnetfelder elektrischer Ströme unterschiedlicher Größe und Form durch die Ablenkung der Magnetnadel kamen beide Wissenschaftler zu dem Schluss, dass jedes Stromelement in einiger Entfernung von sich selbst ein Magnetfeld erzeugt, dessen magnetische Induktion AB direkt proportional zu ist die Länge A1 dieses Elements, die Größe des fließenden Stroms I, der Sinuswinkel a zwischen der Richtung des Stroms und dem Radiusvektor, der den für uns interessierenden Feldpunkt mit einem gegebenen Stromelement verbindet, und ist umgekehrt proportional zum Quadrat von die Länge dieses Radiusvektors r:

Henry (h) ist eine Einheit der Induktivität; 1 gn = 1 Ohm Sek.

- relative magnetische Permeabilität – ein dimensionsloser Koeffizient, der angibt, wie oft die magnetische Permeabilität eines bestimmten Materials größer ist als die magnetische Permeabilität des Hohlraums. Die Größe der magnetischen Induktion lässt sich mit der Formel ermitteln

Voltsekunde wird auch Weber (vb) genannt:

In der Praxis gibt es eine kleinere Einheit der magnetischen Induktion – Gauß (gs):

Das Gesetz von Biot und Savart ermöglicht es uns, die magnetische Induktion eines unendlich langen geraden Leiters zu berechnen:

Wo ist der Abstand vom Leiter zu dem Punkt, an dem er bestimmt wird?

Magnetische Induktion. Das Verhältnis der magnetischen Induktion zum Produkt der magnetischen Permeabilitäten wird als magnetische Feldstärke bezeichnet und mit dem Buchstaben H bezeichnet:

Die letzte Gleichung verbindet zwei magnetische Größen: Induktion und magnetische Feldstärke. Finden wir die Dimension H:

Manchmal verwenden sie eine andere Spannungseinheit – das Oersted (er):

1 er = 79,6 a/m = 0,796 a/cm.

Die magnetische Feldstärke H ist wie die magnetische Induktion B eine Vektorgröße.

Eine Tangente an jeden Punkt, deren Richtung mit der Richtung des magnetischen Induktionsvektors übereinstimmt, wird magnetische Induktionslinie oder magnetische Induktionslinie genannt.

Das Produkt aus magnetischer Induktion und der Größe der Fläche senkrecht zur Feldrichtung (magnetischer Induktionsvektor) wird als Fluss des magnetischen Induktionsvektors oder einfach magnetischer Fluss bezeichnet und mit dem Buchstaben F bezeichnet:

Magnetische Flussdimension:

d. h. der magnetische Fluss wird in Voltsekunden oder Weber gemessen. Eine kleinere Einheit des magnetischen Flusses ist Maxwell (µs):

1 wb = 108 µs. 1 μs = 1 gf cm2.

Wenn eine Magnetnadel in die Nähe eines geraden, stromdurchflossenen Leiters gebracht wird, neigt sie dazu, senkrecht zu der Ebene zu stehen, die durch die Achse des Leiters und den Drehpunkt der Nadel verläuft (Abb. 67). Dies weist darauf hin, dass die Nadel besonderen Kräften ausgesetzt ist, die als magnetische Kräfte bezeichnet werden. Mit anderen Worten: Wenn ein elektrischer Strom durch einen Leiter fließt, entsteht um den Leiter herum ein Magnetfeld. Ein Magnetfeld kann als ein besonderer Zustand des Raumes betrachtet werden, der stromdurchflossene Leiter umgibt.

Wenn Sie einen dicken Leiter durch eine Karte führen und einen elektrischen Strom durch ihn leiten, werden auf den Karton gegossene Stahlspäne in konzentrischen Kreisen um den Leiter herum angeordnet, die in diesem Fall die sogenannten magnetischen Linien darstellen (Abb. 68). . Wir können den Karton entlang des Leiters nach oben oder unten bewegen, aber die Position der Stahlspäne ändert sich nicht. Dadurch entsteht um den Leiter über seine gesamte Länge ein Magnetfeld.

Wenn Sie kleine Magnetpfeile auf den Karton legen, können Sie durch Ändern der Stromrichtung im Leiter sehen, dass sich die Magnetpfeile drehen (Abb. 69). Dies zeigt, dass sich die Richtung der magnetischen Linien mit der Änderung der Stromrichtung im Leiter ändert.

Das Magnetfeld um einen stromdurchflossenen Leiter weist folgende Merkmale auf: Die magnetischen Linien eines geraden Leiters haben die Form konzentrischer Kreise; je näher am Leiter, je dichter die magnetischen Linien liegen, desto größer ist die magnetische Induktion; Die magnetische Induktion (Feldstärke) hängt von der Stärke des Stroms im Leiter ab. Die Richtung der magnetischen Linien hängt von der Richtung des Stroms im Leiter ab.

Um die Richtung des Stroms im im Abschnitt gezeigten Leiter anzuzeigen, wurde ein Symbol übernommen, das wir in Zukunft verwenden werden. Wenn Sie gedanklich einen Pfeil in einen Leiter in Richtung des Stroms legen (Abb. 70), dann sehen wir in einem Leiter, in dem der Strom von uns weg gerichtet ist, den Schwanz der Pfeilfedern (ein Kreuz); Wenn der Strom auf uns gerichtet ist, sehen wir die Spitze eines Pfeils (Punkt).

Die Richtung magnetischer Linien um einen stromdurchflossenen Leiter kann mit der „Gimlet-Regel“ bestimmt werden. Bewegt sich ein Bohrer (Korkenzieher) mit Rechtsgewinde in Stromrichtung vorwärts, dann stimmt die Drehrichtung des Griffs mit der Richtung der Magnetlinien um den Leiter überein (Abb. 71).


Reis. 71. Bestimmung der Richtung magnetischer Linien um einen stromdurchflossenen Leiter mit der „Gimlet-Regel“

Entlang der magnetischen Linien befindet sich eine in das Feld eines stromdurchflossenen Leiters eingeführte Magnetnadel. Um den Standort zu bestimmen, können Sie daher auch die „Gimlet-Regel“ verwenden (Abb. 72).


Reis. 72. Bestimmung der Auslenkungsrichtung einer mit Strom an einen Leiter geführten Magnetnadel nach der „Gimlet-Regel“

Das Magnetfeld ist eine der wichtigsten Erscheinungsformen des elektrischen Stroms und kann nicht unabhängig und getrennt vom Strom gewonnen werden.

Bei Permanentmagneten wird das Magnetfeld auch durch die Bewegung von Elektronen verursacht, aus denen die Atome und Moleküle des Magneten bestehen.

Die Intensität des Magnetfelds an jedem Punkt wird durch die Größe der magnetischen Induktion bestimmt, die üblicherweise mit dem Buchstaben B bezeichnet wird. Die magnetische Induktion ist eine Vektorgröße, das heißt, sie wird nicht nur durch einen bestimmten Wert, sondern auch durch charakterisiert eine bestimmte Richtung an jedem Punkt des Magnetfeldes. Die Richtung des magnetischen Induktionsvektors stimmt mit der Tangente an die magnetische Linie an einem bestimmten Punkt im Feld überein (Abb. 73).

Als Ergebnis der Verallgemeinerung experimenteller Daten stellten die französischen Wissenschaftler Biot und Savard fest, dass die magnetische Induktion B (magnetische Feldstärke) im Abstand r von einem unendlich langen geraden Leiter mit Strom durch den Ausdruck bestimmt wird


wobei r der Radius des Kreises ist, der durch den betrachteten Feldpunkt gezogen wird; der Mittelpunkt des Kreises liegt auf der Achse des Leiters (2πr ist der Umfang);

I ist die Strommenge, die durch den Leiter fließt.

Der Wert μ a, der die magnetischen Eigenschaften des Mediums charakterisiert, wird als absolute magnetische Permeabilität des Mediums bezeichnet.

Für die Leere hat die absolute magnetische Permeabilität einen Mindestwert und wird üblicherweise mit μ 0 bezeichnet und als absolute magnetische Permeabilität der Leere bezeichnet.


1 H = 1 Ohm⋅Sek.

Das Verhältnis μ a / μ 0, das angibt, wie oft die absolute magnetische Permeabilität eines bestimmten Mediums größer ist als die absolute magnetische Permeabilität der Leere, wird als relative magnetische Permeabilität bezeichnet und mit dem Buchstaben μ bezeichnet.

Das Internationale Einheitensystem (SI) verwendet die Maßeinheiten der magnetischen Induktion B – Tesla oder Weber pro Quadratmeter (tl, wb/m2).

In der technischen Praxis wird die magnetische Induktion üblicherweise in Gauss (gs) gemessen: 1 t = 10 4 gs.

Wenn an allen Punkten des Magnetfelds die magnetischen Induktionsvektoren gleich groß und parallel zueinander sind, wird ein solches Feld als gleichmäßig bezeichnet.

Das Produkt der magnetischen Induktion B und der Fläche S senkrecht zur Feldrichtung (magnetischer Induktionsvektor) wird als Fluss des magnetischen Induktionsvektors oder einfach magnetischer Fluss bezeichnet und mit dem Buchstaben Φ bezeichnet (Abb. 74):

Das Internationale System verwendet Weber (wb) als Maßeinheit für den magnetischen Fluss.

In technischen Berechnungen wird der magnetische Fluss in Maxwells (μs) gemessen:

1 vb = 10 8 μs.

Bei der Berechnung von Magnetfeldern wird auch eine Größe namens Magnetfeldstärke (bezeichnet mit H) verwendet. Die magnetische Induktion B und die magnetische Feldstärke H hängen durch die Beziehung zusammen

Die Maßeinheit für die magnetische Feldstärke ist N – Ampere pro Meter (a/m).

Die magnetische Feldstärke in einem homogenen Medium sowie die magnetische Induktion hängen von der Stärke des Stroms, der Anzahl und Form der Leiter ab, durch die der Strom fließt. Im Gegensatz zur magnetischen Induktion berücksichtigt die magnetische Feldstärke jedoch nicht den Einfluss der magnetischen Eigenschaften des Mediums.

Wenn Strom durch einen geraden Leiter fließt, entsteht um ihn herum ein Magnetfeld (Abb. 26). Die magnetischen Kraftlinien dieses Feldes liegen in konzentrischen Kreisen, in deren Mitte sich ein stromdurchflossener Leiter befindet.

N
Die Richtung magnetischer Feldlinien kann mit der Gimlet-Regel bestimmt werden. Wenn die Vorwärtsbewegung des Bohrers (Abb. 27) Ausrichtung auf die Richtung des Stroms im Leiter, dann zeigt die Drehung seines Griffs die Richtung der magnetischen Feldlinien um den Leiter an. Je größer der Strom ist, der durch den Leiter fließt, desto stärker ist das Magnetfeld, das um ihn herum entsteht. Wenn sich die Richtung des Stroms ändert, ändert auch das Magnetfeld seine Richtung.

Je weiter man sich vom Leiter entfernt, desto seltener werden die magnetischen Feldlinien.

Methoden zur Verstärkung magnetischer Felder. Um starke Magnetfelder bei niedrigen Strömen zu erhalten, erhöhen sie normalerweise die Anzahl der stromführenden Leiter und machen sie in Form einer Reihe von Windungen; Ein solches Gerät wird Spule genannt.

Bei einem in Form einer Spule gebogenen Leiter (Abb. 28, a) haben die von allen Abschnitten dieses Leiters gebildeten Magnetfelder innerhalb der Spule die gleiche Richtung. Daher ist die Intensität des Magnetfelds innerhalb der Spule größer als um einen geraden Leiter. Beim Zusammenfügen zu einer Spule werden Magnetfelder erzeugt
durch einzelne Windungen erzeugt, addieren sich (Abb. 28, b) und ihre Kraftlinien werden zu einem gemeinsamen magnetischen Fluss verbunden. In diesem Fall nimmt die Konzentration der Feldlinien im Inneren der Spule zu, d. h. das Magnetfeld im Inneren verstärkt sich. Je größer der Strom ist, der durch die Spule fließt, und je mehr Windungen sie hat, desto stärker ist das von der Spule erzeugte Magnetfeld.

Eine vom Strom durchflossene Spule ist ein künstlicher Elektromagnet. Um das Magnetfeld zu verstärken, wird in die Spule ein Stahlkern eingesetzt; Ein solches Gerät wird Elektromagnet genannt.

UM

Sie können die Richtung des von einer Windung oder Spule erzeugten Magnetfelds auch mit der rechten Hand (Abb. 29) und einem Bohrer (Abb. 30) bestimmen.

18. Magnetische Eigenschaften verschiedener Stoffe.

Alle Stoffe werden je nach ihren magnetischen Eigenschaften in drei Gruppen eingeteilt: ferromagnetisch, paramagnetisch und diamagnetisch.

Zu den ferromagnetischen Materialien zählen Eisen, Kobalt, Nickel und deren Legierungen. Sie haben eine hohe magnetische Permeabilität µ Und werden gut von Magneten und Elektromagneten angezogen.

Paramagnetische Materialien umfassen Aluminium, Zinn, Chrom, Mangan, Platin, Wolfram, Lösungen von Eisensalzen usw. Paramagnetische Materialien werden von Magneten und Elektromagneten um ein Vielfaches schwächer angezogen als ferromagnetische Materialien.

Diamagnetische Materialien werden von Magneten nicht angezogen, sondern im Gegenteil abgestoßen. Dazu gehören Kupfer, Silber, Gold, Blei, Zink, Harz, Wasser, die meisten Gase, Luft usw.

Magnetische Eigenschaften ferromagnetischer Materialien. Ferromagnetische Materialien werden aufgrund ihrer Magnetisierungsfähigkeit häufig bei der Herstellung elektrischer Maschinen, Geräte und anderer elektrischer Anlagen verwendet.

Magnetisierungskurve. Der Magnetisierungsprozess eines ferromagnetischen Materials lässt sich in Form einer Magnetisierungskurve (Abb. 31) darstellen, die die Abhängigkeit der Induktion darstellt IN vor Spannung N Magnetfeld (vom Magnetisierungsstrom). ICH ).

Die Magnetisierungskurve lässt sich in drei Abschnitte unterteilen: Oh , bei dem die magnetische Induktion nahezu proportional zum Magnetisierungsstrom zunimmt; a-b , bei dem sich das Wachstum der magnetischen Induktion verlangsamt, und der Bereich der magnetischen Sättigung jenseits des Punktes B , wo ist Sucht IN aus N wird wieder linear, zeichnet sich jedoch durch einen langsamen Anstieg der magnetischen Induktion mit zunehmender Feldstärke aus.

P
Ummagnetisierung ferromagnetischer Materialien, Hystereseschleife. Von großer praktischer Bedeutung, insbesondere in elektrischen Maschinen und Wechselstromanlagen, ist der Vorgang der Ummagnetisierung ferromagnetischer Materialien. In Abb. Abbildung 32 zeigt ein Diagramm der Induktionsänderungen während der Magnetisierung und Entmagnetisierung eines ferromagnetischen Materials (mit einer Änderung des Magnetisierungsstroms). ICH . Wie aus dieser Grafik ersichtlich ist, ist bei gleichen Werten der magnetischen Feldstärke die magnetische Induktion, die durch die Entmagnetisierung eines ferromagnetischen Körpers erhalten wird (Abschnitt ein B C ), wird bei der Magnetisierung eine stärkere Induktion erzielt (Abschnitte Oh Und Ja ). Wenn der Magnetisierungsstrom auf Null gebracht wird, sinkt die Induktion im ferromagnetischen Material nicht auf Null, sondern behält einen bestimmten Wert bei IN R , entsprechend dem Segment Um . Dieser Wert wird aufgerufen Restinduktion.

Das Phänomen der Verzögerung oder Verzögerung von Änderungen der magnetischen Induktion aufgrund entsprechender Änderungen der Magnetfeldstärke wird magnetische Hysterese genannt, und die Aufrechterhaltung eines Magnetfelds in einem ferromagnetischen Material, nachdem der Magnetisierungsstrom aufgehört hat zu fließen, wird magnetische Hysterese genannt. Restmagnetismus.

P
Durch Ändern der Richtung des Magnetisierungsstroms können Sie den ferromagnetischen Körper vollständig entmagnetisieren und die magnetische Induktion darin auf Null bringen. Umgekehrte Spannung N Mit , bei dem die Induktion in einem ferromagnetischen Material auf Null abnimmt, heißt Zwangsgewalt. Kurve Oh , die unter der Bedingung erhalten wird, dass die ferromagnetische Substanz zuvor entmagnetisiert wurde, wird als Anfangsmagnetisierungskurve bezeichnet. Die Induktionsänderungskurve heißt Hystereseschleife.

Der Einfluss ferromagnetischer Materialien auf die Magnetfeldverteilung. Wenn Sie einen Körper aus ferromagnetischem Material in ein Magnetfeld bringen, treten die magnetischen Kraftlinien im rechten Winkel in den Körper ein und aus. Im Körper selbst und in dessen Nähe kommt es zu einer Verdichtung der Feldlinien, d. h. die magnetische Feldinduktion im Inneren und in der Nähe des Körpers nimmt zu. Wenn Sie einen ferromagnetischen Körper in Form eines Rings herstellen, dringen magnetische Feldlinien praktisch nicht in seinen inneren Hohlraum ein (Abb. 33) und der Ring dient als magnetische Abschirmung, die den inneren Hohlraum vor dem Einfluss des Magnetfelds schützt . Diese Eigenschaft ferromagnetischer Materialien ist die Grundlage für die Wirkung verschiedener Abschirmungen, die elektrische Messgeräte, elektrische Kabel und andere elektrische Geräte vor den schädlichen Auswirkungen äußerer Magnetfelder schützen.

Vorlesung: Oersteds Erfahrung. Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters. Bild der Feldlinien eines langen geraden Leiters und eines geschlossenen Ringleiters, einer Spule mit Strom


Oersteds Erfahrung


Die magnetischen Eigenschaften mancher Stoffe sind den Menschen schon seit längerem bekannt. Eine neuere Entdeckung ergab jedoch, dass die magnetischen und elektrischen Eigenschaften von Substanzen miteinander verbunden sind. Dieser Zusammenhang wurde aufgezeigt Örsted, der Experimente mit elektrischem Strom durchführte. Ganz zufällig befindet sich neben dem Leiter, durch den der Strom floss, ein Magnet. Es änderte seine Richtung ziemlich abrupt, während der Strom durch die Drähte floss, und kehrte in seine ursprüngliche Position zurück, als der Stromkreisschlüssel geöffnet war.


Aus diesem Experiment wurde geschlossen, dass sich um den Leiter, durch den Strom fließt, ein Magnetfeld bildet. Das heißt, Sie können es tun Abschluss: Das elektrische Feld wird von allen Ladungen verursacht, und das magnetische Feld wird nur um Ladungen herum erzeugt, die eine gerichtete Bewegung aufweisen.


Magnetfeld eines Leiters


Wenn wir den Querschnitt eines stromdurchflossenen Leiters betrachten, werden seine magnetischen Linien Kreise mit unterschiedlichen Durchmessern um den Leiter herum haben.


Um die Richtung von Strom- oder Magnetfeldlinien um einen Leiter herum zu bestimmen, sollten Sie die Regel verwenden rechte Schraube:

Wenn Sie mit der rechten Hand den Leiter greifen und mit dem Daumen in Stromrichtung darauf zeigen, zeigen die gebogenen Finger die Richtung der Magnetfeldlinien an.


Die Stärke eines Magnetfeldes ist die magnetische Induktion. Manchmal werden magnetische Feldlinien als Induktionslinien bezeichnet.

Die Induktion wird wie folgt bezeichnet und gemessen: [V] = 1 T.


Wie Sie sich vielleicht erinnern, galt das Superpositionsprinzip für die Kraftcharakteristik des elektrischen Feldes, und das Gleiche gilt auch für das magnetische Feld. Das heißt, die resultierende Feldinduktion ist gleich der Summe der Induktionsvektoren an jedem Punkt.


Aktuelle Spule


Wie Sie wissen, können Leiter unterschiedliche Formen haben, darunter auch mehrere Windungen. Auch um einen solchen Leiter bildet sich ein Magnetfeld. Um es zu bestimmen, sollten Sie verwenden Gimlets Regel:


Wenn Sie die Spulen mit Ihrer Hand umfassen, so dass vier angewinkelte Finger sie umfassen, zeigt Ihr Daumen die Richtung des Magnetfelds an.



 

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