Elektromagnit hodisalar

Elektromagnit hodisalar elektr tokining magnit maydon bilan bog'liqligini aks ettiradi. Ularning barcha jismoniy qonunlari yaxshi ma'lum va biz ularni tuzatishga harakat qilmaymiz; maqsadimiz boshqacha: bu hodisalarning fizik mohiyatini tushuntirish.

Bizga bir narsa allaqachon aniq: na elektr, na magnitlanish elektronlarsiz mavjud bo'lishi mumkin; va bu erda elektromagnetizm o'ynaydi. Biz ham gaplashdik Oqimli bobin magnit maydon hosil qiladi. Keling, oxirgi hodisaga to'xtalib o'tamiz va uning qanday sodir bo'lishini aniqlaymiz.

Biz lasanni oxiridan ko'rib chiqamiz va elektr tokini soat miliga teskari yo'nalishda o'tkazamiz. Oqim o'tkazgichning yuzasi bo'ylab siljiydigan elektronlar oqimidir (faqat sirtda - ochiq assimilyatsiya oluklari). Elektronlar oqimi u bilan birga qo'shni efirni sudrab boradi va u ham soat miliga teskari harakatlana boshlaydi. O'tkazgichga ulashgan efir tezligi o'tkazgichdagi elektronlarning tezligi bilan belgilanadi va u o'z navbatida efir bosimining farqiga (lasandagi elektr kuchlanishiga) va oqim maydoniga bog'liq bo'ladi. dirijyorning. Oqim tomonidan olib ketilgan efir qo'shni qatlamlarga ta'sir qiladi va ular aylana bo'ylab g'altakning ichida va tashqarisida harakatlanadi. Aylanayotgan efir tezligi quyidagicha taqsimlanadi: uning eng katta qiymati, albatta, burilishlar hududida; markazga o'tkazilganda, u chiziqli qonunga muvofiq kamayadi, shuning uchun u markazda nolga teng bo'ladi; burilishlardan chetga o'tayotganda tezlik ham pasayadi, lekin chiziqli emas, balki murakkabroq qonun bo'yicha.

Oqim bilan buralgan efir makrovorteksi elektronlarni shunday yo'naltira boshlaydiki, ularning barchasi aylanish o'qlari g'altakning o'qiga parallel bo'lguncha aylanadi; bobin ichida ular soat miliga teskari, tashqarida esa soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi; bir vaqtning o'zida elektronlar koaksiyal joylashishga moyil bo'ladi, ya'ni ular magnit kordonlarda to'planadi. Elektronni yo'naltirish jarayoni biroz vaqt talab etadi va u tugagandan so'ng, shimol qutbi biz tomon yo'nalgan bo'lak ichida magnit nur paydo bo'ladi va g'altakning tashqarisida, aksincha, shimoliy qutb bizdan olib tashlanadi. Shunday qilib, biz elektrotexnika sohasidagi taniqli vint yoki gimlet qoidasining to'g'riligini isbotladik, bu oqim yo'nalishi va u tomonidan yaratilgan magnit maydon yo'nalishi o'rtasidagi bog'liqlikni o'rnatadi.

Magnit maydonning har bir nuqtasidagi magnit kuch (kuch) bu nuqtadagi efir tezligining o'zgarishi, ya'ni bobinning burilishlarigacha bo'lgan masofaga nisbatan tezlikning hosilasi bilan aniqlanadi.: Tezlikning o'zgarishi qanchalik keskin bo'lsa, kuchlanish kuchayadi. Agar g'altakning magnit kuchini uning elektr va geometrik parametrlari bilan bog'laydigan bo'lsak, u holda tokning kattaligiga to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlik va g'altakning diametriga teskari bog'liqlik mavjud. Oqim qanchalik katta bo'lsa va diametri qanchalik kichik bo'lsa, ma'lum bir aylanish yo'nalishidagi shnurlarda elektronlarni yig'ish imkoniyati shunchalik ko'p bo'ladi va bobinning magnit kuchi shunchalik katta bo'ladi. Magnit maydonning kuchini muhit tomonidan kuchaytirishi yoki zaiflashtirishi mumkinligi allaqachon aytib o'tilgan.

DC elektrni magnitlanishga aylantirish jarayoni qaytarilmaydi: agar magnit lasanga joylashtirilsa, unda oqim paydo bo'lmaydi. Magnit atrofida mavjud bo'lgan makrovorteksning energiyasi shunchalik kichikki, u elektronlarni ular uchun eng kichik qarshilikda burilishlar bo'ylab harakatlanishga majbur qila olmaydi. Yana bir bor eslatib o'tamizki, teskari jarayonda efir makrovorteksi vositachi bo'lib, faqat elektronlarni yo'naltirgan va boshqa hech narsa yo'q, ya'ni u faqat magnit maydonni boshqargan va maydon kuchi bir yo'nalishli soni bilan aniqlangan. magnit simlar.

Sim yaqinidagi magnit maydonni aniqlash orqali Amper qonunidan qanday foydalanishni ko'rsatishingiz mumkin. Biz savol beramiz: silindrsimon kesmaning uzun tekis simidan tashqaridagi maydon nima? Biz bitta taxmin qilamiz, ehtimol unchalik ravshan emas, lekin shunga qaramay to'g'ri: maydon chiziqlari simni aylana bo'ylab aylantiradi. Agar biz bu taxminni qilsak, u holda Amper qonuni [tenglama (13.16)] bizga maydonning kattaligi nima ekanligini aytadi. Muammoning simmetriyasi tufayli maydon sim bilan konsentrik doiraning barcha nuqtalarida bir xil qiymatga ega (13.7-rasm). Shunda ning chiziqli integralini osongina olish mumkin. Bu shunchaki aylana bilan ko'paytirilgan qiymatga teng. Agar aylana radiusi bo'lsa, u holda

.

Loop orqali umumiy oqim faqat simdagi oqimdir, shuning uchun

. (13.17)

Magnit maydon kuchi sim o'qidan masofaga teskari ravishda kamayadi. Agar so'ralsa, (13.17) tenglama vektor ko'rinishida yozilishi mumkin. Yo'nalish ikkalasiga ham perpendikulyar ekanligini eslab, va , biz bor

(13.18)

13.7-rasm. Uzun oqim o'tkazuvchi simdan tashqaridagi magnit maydon.

13.8-rasm. Uzun solenoidning magnit maydoni.

Biz multiplikatorni ta'kidladik, chunki u tez-tez paydo bo'ladi. Shuni esda tutish kerakki, u to'liq teng (SI birliklar tizimida), chunki oqim birligini, amperni aniqlash uchun (13.17) ko'rinishdagi tenglama qo'llaniladi. Masofadagi oqim ga teng magnit maydon hosil qiladi .

Oqim magnit maydon hosil qilganligi sababli, u qo'shni simga qandaydir kuch bilan ta'sir qiladi, u orqali oqim ham o'tadi. ch.da. 1da biz oqim o'tkazuvchi ikkita sim o'rtasidagi kuchlarni ko'rsatadigan oddiy tajribani tasvirlab berdik. Agar simlar parallel bo'lsa, u holda har biri boshqa simning maydoniga perpendikulyar; keyin simlar bir-biriga qaytariladi yoki tortiladi. Oqim bir yo'nalishda oqsa, simlar o'ziga tortadi, qarama-qarshi yo'nalishda oqim esa qaytariladi.

Yana bir misol keltiramiz, uni Amper qonuni yordamida ham tahlil qilish mumkin, agar maydonning tabiati haqida ma'lumot qo'shsak. Qattiq spiralga o'ralgan uzun sim bo'lsin, uning qismi rasmda ko'rsatilgan. 13.8. Bunday lasan solenoid deb ataladi. Biz eksperimental ravishda kuzatamizki, solenoidning uzunligi uning diametriga nisbatan juda katta bo'lsa, uning tashqarisidagi maydon ichidagi maydonga nisbatan juda kichik bo'ladi. Faqat shu fakt va Amper qonunidan foydalanib, ichki maydonning kattaligini topish mumkin.

Maydon ichkarida qolganligi sababli (va nol farqlanishga ega), uning chiziqlari 2-rasmda ko'rsatilganidek, o'qga parallel bo'lishi kerak. 13.8. Agar shunday bo'lsa, rasmdagi to'rtburchak "egri" uchun Amper qonunidan foydalanishimiz mumkin. Bu egri chiziq solenoid ichida maydon bo'lgan masofani bosib o'tadi, so'ngra maydonga to'g'ri burchak ostida o'tadi va maydonni e'tiborsiz qoldirish mumkin bo'lgan tashqi hududga qaytib keladi. Ushbu egri chiziq bo'ylab chiziqli integrali to'liq bo'ladi va bu ichki oqimning umumiy soniga teng bo'lishi kerak, ya'ni. ustida (bu erda uzunlik bo'ylab solenoidning burilish soni). Bizda ... bor

Yoki, joriy etish orqali - solenoidning birlik uzunligiga burilishlar soni (shunday ), biz olamiz

13.9-rasm. Solenoid tashqarisidagi magnit maydon.

Chiziqlar solenoidning oxiriga yetganda nima bo'ladi? Ko'rinib turibdiki, ular qandaydir tarzda ajralib chiqadi va boshqa uchidan solenoidga qaytadi (13.9-rasm). Aynan shu maydon magnit tayoqchadan tashqarida kuzatiladi. Xo'sh, magnit nima? Bizning tenglamalarimiz shuni aytadiki, maydon oqimlarning mavjudligidan kelib chiqadi. Va biz bilamizki, oddiy temir panjaralar (batareyalar yoki generatorlar emas) ham magnit maydonlarni yaratadi. (13.12) yoki (13.13) ning o'ng tomonida "magnitlangan temirning zichligi" yoki shunga o'xshash miqdorni ifodalovchi boshqa atamalar bo'lishini kutishingiz mumkin. Ammo bunday a'zo yo'q. Bizning nazariyamizga ko'ra, temirning magnit ta'siri bu atama tomonidan allaqachon hisobga olingan ichki oqimlardan kelib chiqadi.

Chuqur nuqtai nazardan qaralganda materiya juda murakkab; Biz dielektriklarni tushunishga harakat qilganimizda buni allaqachon ko'rganmiz. Taqdimotimizni to'xtatmaslik uchun biz temir kabi magnit materiallarning ichki mexanizmini batafsil muhokama qilishni kechiktiramiz. Hozircha har qanday magnitlanish oqimlar tufayli paydo bo'lishini va doimiy magnitda doimiy ichki oqimlar mavjudligini qabul qilish kerak bo'ladi. Temir holatida bu oqimlar o'z o'qlari atrofida aylanadigan elektronlar tomonidan yaratiladi. Har bir elektron kichik aylanma oqimga mos keladigan spinga ega. Bitta elektron, albatta, katta magnit maydon bermaydi, lekin oddiy moddada milliardlab va milliardlab elektronlar mavjud. Odatda ular har qanday tarzda aylanadi, shuning uchun umumiy ta'sir yo'qoladi. Ajablanarlisi shundaki, temir kabi bir nechta moddalarda elektronlarning aksariyati bir tomonga yo'naltirilgan o'qlar atrofida aylanadi - temirda bu qo'shma harakatda har bir atomdan ikkita elektron ishtirok etadi. Magnitda bir xil yo'nalishda aylanadigan ko'p sonli elektronlar mavjud va biz ko'rib turganimizdek, ularning birgalikdagi ta'siri magnit yuzasida aylanayotgan oqimga ekvivalentdir. (Bu biz dielektriklarda topilgan narsaga juda o'xshaydi - bir tekis qutblangan dielektrik uning yuzasida zaryadlarning taqsimlanishiga teng.) Demak, magnit tayoqcha solenoidga ekvivalent bo'lishi bejiz emas.

Magnit ignani keltiring, keyin u o'tkazgichning o'qi va o'qning aylanish markazidan o'tadigan tekislikka perpendikulyar bo'ladi. Bu maxsus kuchlar chaqirilgan o'qda harakat qilishini ko'rsatadi magnit kuchlar. Magnit ignaga ta'sir qilishdan tashqari, magnit maydon magnit maydonda bo'lgan harakatlanuvchi zaryadlangan zarralar va oqim o'tkazuvchi o'tkazgichlarga ta'sir qiladi. Magnit maydonda harakatlanuvchi o'tkazgichlarda yoki o'zgaruvchan magnit maydondagi statsionar o'tkazgichlarda induktiv elektromotor kuch (EMF) paydo bo'ladi.

Magnit maydon

Yuqoridagilarga muvofiq magnit maydonga quyidagi ta'rifni berishimiz mumkin.

Magnit maydon elektromagnit maydonning ikki tomonidan biri bo'lib, harakatlanuvchi zarralarning elektr zaryadlari va elektr maydonining o'zgarishi bilan qo'zg'atiladi va harakatlanuvchi infektsiyalangan zarrachalarga, shuning uchun elektr toklariga kuch ta'siri bilan tavsiflanadi.

Agar siz kartondan qalin o'tkazgichni o'tkazsangiz va u orqali elektr tokini o'tkazsangiz, kartonga sepilgan po'lat plitalar konsentrik doiralarda o'tkazgich atrofida joylashgan bo'ladi, bu holda ular magnit induksiya chiziqlari deb ataladi (1-rasm). ). Biz kartonni o'tkazgichni yuqoriga yoki pastga siljitishimiz mumkin, ammo po'latdan yasalgan qatlamlarning joylashuvi o'zgarmaydi. Shuning uchun o'tkazgich atrofida butun uzunligi bo'ylab magnit maydon paydo bo'ladi.

Agar siz kartonga kichik magnit o'qlarni qo'ysangiz, u holda o'tkazgichdagi oqim yo'nalishini o'zgartirib, magnit o'qlar aylanishini ko'rishingiz mumkin (2-rasm). Bu shuni ko'rsatadiki, magnit induksiya chiziqlarining yo'nalishi o'tkazgichdagi oqim yo'nalishi bilan o'zgaradi.

Oqimli o'tkazgich atrofidagi magnit induksiya chiziqlari quyidagi xususiyatlarga ega: 1) to'g'ri chiziqli o'tkazgichning magnit induksiya chiziqlari konsentrik doiralar shaklida; 2) o'tkazgichga qanchalik yaqin bo'lsa, magnit induksiya chiziqlari zichroq bo'ladi; 3) magnit induktsiya (maydon intensivligi) o'tkazgichdagi tokning kattaligiga bog'liq; 4) magnit induksiya chiziqlarining yo'nalishi o'tkazgichdagi oqim yo'nalishiga bog'liq.

Bo'limda ko'rsatilgan o'tkazgichdagi oqim yo'nalishini ko'rsatish uchun belgi qabul qilinadi, biz kelajakda foydalanamiz. Agar biz o'qni oqim yo'nalishi bo'yicha o'tkazgichga aqliy ravishda joylashtirsak (3-rasm), u holda oqim bizdan uzoqqa yo'naltirilgan o'tkazgichda biz o'qning dumini (xoch) ko'ramiz; agar oqim biz tomon yo'naltirilgan bo'lsa, biz o'qning uchini (nuqta) ko'ramiz.

Shakl 3. Supero'tkazuvchilardagi oqim yo'nalishining belgisi

Gimlet qoidasi oqim o'tkazuvchi o'tkazgich atrofida magnit induksiya chiziqlari yo'nalishini aniqlash imkonini beradi. Agar o'ng qo'lda ipga ega bo'lgan gimlet (protokol) oqim yo'nalishi bo'yicha oldinga harakat qilsa, u holda tutqichning aylanish yo'nalishi o'tkazgich atrofidagi magnit induksiya chiziqlari yo'nalishiga to'g'ri keladi (4-rasm).

Oqim o'tkazuvchi o'tkazgichning magnit maydoniga kiritilgan magnit igna magnit induksiya chiziqlari bo'ylab joylashgan. Shuning uchun, uning joylashgan joyini aniqlash uchun siz "gimlet qoidasi" dan ham foydalanishingiz mumkin (5-rasm). Magnit maydon elektr tokining eng muhim ko'rinishlaridan biri bo'lib, uni mustaqil ravishda va oqimdan alohida olish mumkin emas.

Shakl 4. "Gimlet qoidasi" bo'yicha tok o'tkazuvchi o'tkazgich atrofidagi magnit induksiya chiziqlari yo'nalishini aniqlash.	Shakl 5. "Gimlet qoidasi" bo'yicha tok o'tkazgichga olib kelingan magnit ignaning og'ish yo'nalishini aniqlash.

Magnit induktsiya

Magnit maydon magnit induksiya vektori bilan tavsiflanadi, shuning uchun u kosmosda ma'lum bir kattalikka va ma'lum bir yo'nalishga ega.

Eksperimental ma'lumotlarni umumlashtirish natijasida magnit induksiyaning miqdoriy ifodasi Biot va Savart tomonidan o'rnatildi (6-rasm). Har xil o'lchamdagi va shakldagi elektr toklarining magnit maydonlarini magnit ignaning og'ishi bilan o'lchab, ikkala olim ham har bir oqim elementi o'zidan ma'lum masofada magnit maydon hosil qiladi, magnit induksiyasi D ga teng degan xulosaga keldi. B uzunligi D ga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir l bu element, oqayotgan oqim miqdori I, oqim yo'nalishi va bizni qiziqtirgan maydon nuqtasini berilgan tok elementi bilan bog'laydigan radius vektori orasidagi a burchakning sinusi va bu radius vektor uzunligi kvadratiga teskari proportsionaldir. r:

qayerda K muhitning magnit xususiyatlariga va tanlangan birliklar tizimiga bog'liq bo'lgan koeffitsientdir.

MKSA birliklarining mutlaq amaliy ratsionallashtirilgan tizimida

qaerda m 0 - vakuum magnit o'tkazuvchanligi yoki ISS tizimidagi magnit doimiy:

µ 0 \u003d 4 × p × 10 -7 (Genri / metr);

Genri (Janob) induktivlik birligidir; bitta Janob = 1 ohm × sek.

µ – nisbiy magnit o'tkazuvchanligi ma'lum bir materialning magnit o'tkazuvchanligi vakuumning magnit o'tkazuvchanligidan necha marta katta ekanligini ko'rsatadigan o'lchovsiz koeffitsientdir.

Magnit induksiyaning o'lchamini formula bo'yicha topish mumkin

Volt-soniya sifatida ham tanilgan veber (wb):

Amalda, magnit induksiyaning kichikroq birligi mavjud - gauss (gs):

Biot Savart qonuni cheksiz uzun to'g'ri o'tkazgichning magnit induksiyasini hisoblash imkonini beradi:

qayerda a- o'tkazgichdan magnit induksiya aniqlanadigan nuqtagacha bo'lgan masofa.

Magnit maydon kuchi

Magnit induksiyaning magnit o'tkazuvchanlik ko'paytmasiga nisbati µ × µ 0 deyiladi. magnit maydon kuchi va harf bilan belgilanadi H:

B = H × µ × µ 0 .

Oxirgi tenglama ikkita magnit miqdorga tegishli: induksiya va magnit maydon kuchi.

Keling, o'lchamni topamiz H:

Ba'zan ular magnit maydon kuchini o'lchashning boshqa birligidan foydalanadilar - oersted (er):

1 er = 79,6 a/m ≈ 80 a/m ≈ 0,8 a/sm .

Magnit maydon kuchi H, shuningdek, magnit induksiya B, vektor kattalikdir.

Har bir nuqtaga magnit induksiya vektorining yo'nalishiga to'g'ri keladigan teginish chiziq deyiladi magnit induktsiya chizig'i yoki magnit induksiya chizig'i.

magnit oqimi

Magnit induksiya va maydon yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan maydon o'lchami (magnit induksiya vektori) hosilasi deyiladi. magnit induksiya vektor oqimi yoki oddiygina magnit oqimi va F harfi bilan belgilanadi:

F = B × S .

Magnit oqim o'lchami:

ya'ni magnit oqim volt-sekundlarda yoki veberlarda o'lchanadi.

Magnit oqimning eng nozik birligi Maksvell (Xonim):

1 wb = 108 Xonim.
1Xonim = 1 gs× 1 sm 2.

Video 1. Amper gipotezasi

Video 1. Amper gipotezasi

Video 2. Magnitizm va elektromagnetizm

Agar magnit igna tok kuchi bo'lgan to'g'ri chiziqli o'tkazgichga keltirilsa, u holda u o'tkazgichning o'qi va o'qning aylanish markazidan o'tadigan tekislikka perpendikulyar bo'lishga moyil bo'ladi (67-rasm). Bu magnit deb ataladigan maxsus kuchlar igna ustida harakat qilishini ko'rsatadi. Boshqacha qilib aytganda, agar o'tkazgich orqali elektr toki o'tsa, u holda o'tkazgich atrofida magnit maydon paydo bo'ladi. Magnit maydonni oqim bilan o'tkazgichlarni o'rab turgan fazoning maxsus holati deb hisoblash mumkin.

Agar siz qalin o'tkazgichni kartadan o'tkazsangiz va u orqali elektr tokini o'tkazsangiz, u holda kartonga sepilgan po'lat plitalar konsentrik doiralarda o'tkazgich atrofida joylashgan bo'ladi, bu holda ular magnit chiziqlar deb ataladi (68-rasm). Biz kartonni o'tkazgichni yuqoriga yoki pastga siljitishimiz mumkin, ammo po'latdan yasalgan qatlamlarning joylashuvi o'zgarmaydi. Shuning uchun o'tkazgich atrofida butun uzunligi bo'ylab magnit maydon paydo bo'ladi.

Agar siz kartonga kichik magnit o'qlarni qo'ysangiz, u holda o'tkazgichdagi oqim yo'nalishini o'zgartirib, magnit o'qlar aylanishini ko'rishingiz mumkin (69-rasm). Bu shuni ko'rsatadiki, magnit chiziqlar yo'nalishi o'tkazgichdagi oqim yo'nalishi bilan o'zgaradi.

Oqimli o'tkazgich atrofidagi magnit maydon quyidagi xususiyatlarga ega: to'g'ri chiziqli o'tkazgichning magnit chiziqlari konsentrik doiralar shaklida; o'tkazgichga qanchalik yaqin bo'lsa, magnit chiziqlar qanchalik zichroq bo'lsa, magnit induktsiya shunchalik katta bo'ladi; magnit induksiya (maydon intensivligi) o'tkazgichdagi oqimning kattaligiga bog'liq; magnit chiziqlarning yo'nalishi o'tkazgichdagi oqim yo'nalishiga bog'liq.

Bo'limda ko'rsatilgan o'tkazgichdagi oqim yo'nalishini ko'rsatish uchun belgi qabul qilinadi, biz kelajakda foydalanamiz. Agar biz o'qni oqim yo'nalishi bo'yicha o'tkazgichga aqliy ravishda joylashtirsak (70-rasm), u holda oqim bizdan uzoqqa yo'naltirilgan o'tkazgichda biz o'qning dumini (xoch) ko'ramiz; agar oqim biz tomon yo'naltirilgan bo'lsa, biz o'qning uchini (nuqta) ko'ramiz.

Oqimli o'tkazgich atrofidagi magnit chiziqlar yo'nalishini "gimlet qoidasi" bilan aniqlash mumkin. Agar o'ng qo'lda ipga ega bo'lgan gimlet (protokol) oqim yo'nalishi bo'yicha oldinga harakat qilsa, u holda tutqichning aylanish yo'nalishi o'tkazgich atrofidagi magnit chiziqlar yo'nalishiga to'g'ri keladi (71-rasm).

Guruch. 71. "Gimlet qoidasi" bo'yicha tok o'tkazgich atrofida magnit chiziqlar yo'nalishini aniqlash.

Tok o'tkazuvchi o'tkazgichning maydoniga kiritilgan magnit igna magnit chiziqlar bo'ylab joylashgan. Shuning uchun, uning joylashgan joyini aniqlash uchun siz "Gimlet qoidasi" dan ham foydalanishingiz mumkin (72-rasm).

Guruch. 72. "Gimlet qoidasi" bo'yicha tok o'tkazgichga olib kelingan magnit ignaning og'ish yo'nalishini aniqlash.

Magnit maydon elektr tokining eng muhim ko'rinishlaridan biri bo'lib, uni mustaqil ravishda va oqimdan alohida olish mumkin emas.

Doimiy magnitlarda magnit maydon magnitning atomlari va molekulalarini tashkil etuvchi elektronlarning harakatidan ham kelib chiqadi.

Magnit maydonning intensivligi uning har bir nuqtasida magnit induksiyaning kattaligi bilan belgilanadi, bu odatda B harfi bilan belgilanadi. Magnit induksiya vektor kattalikdir, ya'ni u faqat ma'lum bir qiymat bilan emas, balki xarakterlanadi. balki magnit maydonning har bir nuqtasida ma'lum bir yo'nalish bo'yicha. Magnit induksiya vektorining yo'nalishi maydonning ma'lum nuqtasida magnit chiziqqa teginish bilan mos keladi (73-rasm).

Eksperimental ma'lumotlarni umumlashtirish natijasida fransuz olimlari Biot va Savard cheksiz uzunlikdagi to'g'ri chiziqli tok o'tkazuvchi o'tkazgichdan r masofada magnit induksiyasi B (magnit maydon intensivligi) ifoda bilan aniqlanishini aniqladilar.

bu erda r - maydonning ko'rib chiqilayotgan nuqtasi orqali o'tkaziladigan aylananing radiusi; aylananing markazi o'tkazgichning o'qida (2pr - aylana);

I - o'tkazgichdan o'tadigan oqim miqdori.

Muhitning magnit xossalarini xarakterlovchi m a ning qiymati muhitning mutlaq magnit o'tkazuvchanligi deyiladi.

Bo'shliq uchun mutlaq magnit o'tkazuvchanlik minimal qiymatga ega va uni m 0 deb belgilash va uni bo'shliqning mutlaq magnit o'tkazuvchanligi deb atash odatiy holdir.

1 soat = 1 ohm⋅sek.

Berilgan muhitning mutlaq magnit o'tkazuvchanligi bo'shliqning mutlaq magnit o'tkazuvchanligidan necha marta katta ekanligini ko'rsatadigan m a / m 0 nisbati nisbiy magnit o'tkazuvchanlik deb ataladi va m harfi bilan belgilanadi.

Xalqaro birliklar tizimida (SI) magnit induksiya B o'lchov birliklari qabul qilinadi - kvadrat metr uchun tesla yoki veber (t, wb / m 2).

Muhandislik amaliyotida magnit induktsiya odatda gauss (gauss) bilan o'lchanadi: 1 t = 10 4 gauss.

Agar magnit maydonning barcha nuqtalarida magnit induksiya vektorlari kattaligi bo'yicha teng va bir-biriga parallel bo'lsa, unda bunday maydon bir jinsli deb ataladi.

Magnit induktsiya B mahsuloti va maydon yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan S maydonining o'lchami (magnit induksiya vektori) magnit induksiya vektorining oqimi yoki oddiygina magnit oqim deb ataladi va PH harfi bilan belgilanadi. 74-rasm):

Xalqaro tizimda magnit oqimining o'lchov birligi weber (wb) hisoblanadi.

Muhandislik hisoblarida magnit oqim maksvelllarda (mks) o'lchanadi:

1 Vb \u003d 10 8 mks.

Magnit maydonlarni hisoblashda magnit maydon kuchi (H bilan belgilanadi) deb ataladigan kattalik ham qo'llaniladi. Magnit induksiya B va magnit maydon kuchi H nisbati bilan bog'liq

Magnit maydon kuchi H uchun o'lchov birligi metrga amper (a/m).

Bir hil muhitdagi magnit maydonning kuchi, shuningdek, magnit induktsiya, oqimning kattaligiga, oqim o'tadigan o'tkazgichlarning soni va shakliga bog'liq. Ammo magnit induksiyadan farqli o'laroq, magnit maydon kuchi muhitning magnit xususiyatlarining ta'sirini hisobga olmaydi.

Supero'tkazuvchilardagi elektr toki o'tkazgich atrofida magnit maydon hosil qiladi. Elektr toki va magnit maydon bitta jismoniy jarayonning ikkita ajralmas qismidir. Doimiy magnitlarning magnit maydoni oxir-oqibat elektronlarning orbitalarda harakati va ularning o'qlari atrofida aylanishi natijasida hosil bo'lgan molekulyar elektr oqimlari tomonidan ham hosil bo'ladi.

O'tkazgichning magnit maydoni va uning kuch chiziqlari yo'nalishini magnit igna yordamida aniqlash mumkin. To'g'ri chiziqli o'tkazgichning magnit chiziqlari o'tkazgichga perpendikulyar tekislikda joylashgan konsentrik doiralar shaklida bo'ladi. Magnit maydon chiziqlarining yo'nalishi o'tkazgichdagi oqim yo'nalishiga bog'liq. Agar o'tkazgichdagi oqim kuzatuvchidan kelsa, u holda kuch chiziqlari soat yo'nalishi bo'yicha yo'naltiriladi.

Maydon yo'nalishining oqim yo'nalishiga bog'liqligi gimlet qoidasi bilan belgilanadi: agar gimletning tarjima harakati o'tkazgichdagi oqim yo'nalishiga to'g'ri kelsa, tutqichning aylanish yo'nalishi yo'nalishga to'g'ri keladi. magnit chiziqlardan.

Gimlet qoidasi bobindagi magnit maydon yo'nalishini aniqlash uchun ham ishlatilishi mumkin, ammo quyidagi formulada: agar gimlet tutqichining aylanish yo'nalishi g'altakning burilishlaridagi oqim yo'nalishi bilan birlashtirilgan bo'lsa, u holda gimletning translyatsion harakati bobin ichidagi kuch maydon chiziqlari yo'nalishini ko'rsatadi (4.4-rasm). ).

Bobin ichida bu chiziqlar janubiy qutbdan shimolga, uning tashqarisida esa shimoldan janubga o'tadi.

Gimlet qoidasidan, agar magnit maydon chiziqlarining yo'nalishi ma'lum bo'lsa, oqim yo'nalishini aniqlashda ham foydalanish mumkin.

Magnit maydondagi oqim o'tkazuvchi o'tkazgichga teng kuch ta'sir qiladi

F = I L B sin

I - o'tkazgichdagi oqim kuchi; B - magnit maydon induksiya vektorining moduli; L - magnit maydondagi o'tkazgichning uzunligi;  - magnit maydon vektori va o'tkazgichdagi oqim yo'nalishi orasidagi burchak.

Magnit maydonda tok o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuch Amper kuchi deb ataladi.

Amperning maksimal kuchi:

F = I L B

Amper kuchining yo'nalishi chap qo'l qoidasi bilan belgilanadi: agar chap qo'l magnit induksiya vektorining B perpendikulyar komponenti kaftga kirsa va to'rtta cho'zilgan barmoq oqim yo'nalishiga yo'naltirilgan bo'lsa, keyin 90 gradus egilgan bosh barmog'i oqim bilan segment o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuchning yo'nalishini, ya'ni Amper kuchini ko'rsatadi.

Agar va bir xil tekislikda yotsa, va orasidagi burchak to'g'ri chiziq bo'ladi. Keyin joriy elementga ta'sir qiluvchi kuch,

(albatta, birinchi o'tkazgich tomondan ikkinchi o'tkazgichga aynan bir xil kuch ta'sir qiladi).

Olingan kuch shu kuchlardan biriga teng. Agar bu ikki o'tkazgich uchinchisida harakat qilsa, ularning magnit maydonlarini vektor sifatida qo'shish kerak.

Magnit maydondagi oqim bilan o'chirish

Oqimli ramka bir xil magnit maydonga joylashtirilsin (4.13-rasm). Keyin ramkaning yon tomonlariga ta'sir qiluvchi Amper kuchlari momentni hosil qiladi, uning kattaligi magnit induksiyaga, ramkadagi oqim kuchiga, uning maydoniga proportsionaldir. S va vektor va normal maydon orasidagi burchakka bog'liq:

Oddiy yo'nalish shunday tanlanadiki, to'g'ri vint ramkadagi oqim yo'nalishi bo'yicha aylanayotganda normal yo'nalishda harakat qiladi.

Momentning maksimal qiymati ramka magnit kuch chiziqlariga perpendikulyar o'rnatilganda hisoblanadi:

Ushbu ifoda magnit maydon induksiyasini aniqlash uchun ham ishlatilishi mumkin:

Mahsulotga teng qiymat zanjirning magnit momenti deb ataladi R t. Magnit moment - bu vektor, uning yo'nalishi konturga normal yo'nalishga to'g'ri keladi. Keyin momentni yozish mumkin

a = 0 burchak ostida moment nolga teng. Momentning qiymati kontur maydoniga bog'liq, lekin uning shakliga bog'liq emas. Shuning uchun, to'g'ridan-to'g'ri oqim o'tadigan har qanday yopiq kontaktlarning zanglashiga olib kelishi momentga ta'sir qiladi M, bu magnit moment vektori magnit maydon induksiya vektoriga parallel bo'lishi uchun uni aylantiradi.