Magnetické pole solenoidu. Elektromagnety

Bezpochyby všichni v dětství měli rádi magnet. Získání permanentního magnetu bylo velmi jednoduché: pro tento účel bylo nutné najít starý sloup, aby z něj byl reprodukován zvukový reproduktor a po jednoduchých "vandálních akcích" se z něho dostal kruhový magnet. Není divu, že mnozí provedli experiment s kovovými pilinami a list papíru. Piliny byly umístěny podél linií napětí pole.

V elektrotechnice nejsou častější, ale elektromagnety. Z fyziky je známo, že když proud protéká vodičem, vytváří se kolem něj magnetické pole, jehož hodnota přímo souvisí se současnou hodnotou proudu.

Pochybovači mohou opakovat nejjednodušší zážitek z Oersted, když je kompas umístěn vedle přímého vodiče s proudem. V tomto případě se šipka odkloní od zeměpisného severního pólu planety (kolmo k drátu). Směr odchylky lze určit pravidlem pravé ruky: umístěte pravou ruku rovnoběžně s dlaňou vodiče směrem dolů. 4 prsty by měly ukazovat směr proudu. Pak palec o 90 stupňů ohýbá paletu šipky. Kolem přímého drátu vypadá magnetické pole jako válce s drátem ve středu. Ale napínací linie tvoří kroužky.

V elektrotechnice tohle magnetických polí se primárně používají ve svitcích. Často lze slyšet výraz "magnetické pole solenoidu". Představte si obyčejný nehet a tenký vodič v izolaci. Rovnoměrně navíjení drátu na nehtu získáme solenoid. V tomto případě hřebík ovlivňuje magnetické pole solenoidu, ale toto je zcela jiné téma. Je důležité pochopit, co přesně znamená termín. Pokud nyní připojíte cívku k zdroj proudu, pak kolem něj vznikne magnetické pole.

Energie magnetického pole solenoidu je přímo úměrné hodnotě indukčnosti a čtverci proudu, který prochází otáčkami. Na druhou stranu indukčnost závisí na čtverci počtu otáček. V tomto případě je nutné vzít v úvahu návrh vinutí: může to být jednoduchý případ s jednou vrstvou závitů a rovněž vícevrstvá konstrukce, kde aktuální směr ve vinutí má korekční vliv na celkovou energii. Solenoidy se používají v schématech tramvají, řezných mechanismů, stykačů apod.

Magnetické pole solenoidu je prsten, který vychází z jednoho konce vinutí a vstupuje do druhého. Uvnitř cívky nejsou síly přerušovány, ale propagují se v dielektrickém médiu nebo podél vodivého jádra. Důsledek: pole solenoidu je polární. Linie opouští magnetický severní pól a vrátí se na jižní pól. Není těžké odhadnout, že magnetické pole solenoidu závisí na polaritě zdroje proudu připojeného ke koncům drátu. Magnetické vlastnosti solenoidu se prakticky shodují s permanentní magnet. To umožňuje použití solenoidu jako elektromagnetu. Ve výrobě můžete vidět jeřáby, které místo háku umístily elektromagnetový disk. To je "velký bratr" solenoidu - vinutí na jádru. Zvláštnost všech elektromagnetů spočívá v tom, že magnetické vlastnosti existují pouze tehdy, když protéká proud.

Kromě solenoidů se často používají toroidy. Jedná se o stejné zatáčky drátu, ale na kruhovém magnetickém obvodu. Proto je magnetické pole solenoidu a toroidu odlišné. Hlavním rysem je, že linie síly intenzita magnetického pole Propagují se podél magnetické jádrové základny uvnitř samotné cívky a nikoli mimo ni, jako v případě solenoidu. To vše naznačuje vyšší účinnost cívek na kroužku magneticky vodivého materiálu. Důsledky: toroidní transformátory spolehlivé a mají menší ztráty než jejich obvyklé protějšky.