Las dimensiones de un átomo son aproximadamente iguales en metros. Estructura atomica

Sin duda, a todos les encantaba jugar con un imán cuando eran niños. Consíguelo imán permanente Era muy sencillo: para ello había que buscar un altavoz viejo, quitarle el altavoz que reproduce el sonido y, tras simples “acciones vandálicas”, retirarlo. anillo magnético. No es de extrañar que muchos experimentaran con limaduras de metal y una hoja de papel. El aserrín estaba dispuesto en franjas a lo largo de las líneas de intensidad del campo.

En ingeniería eléctrica hay mucho mayor distribución No recibió permanentes, sino electroimanes. Del curso de física se sabe que cuando corriente eléctrica A lo largo del conductor se crea alrededor de este último un campo magnético cuya magnitud está directamente relacionada con el valor efectivo de la corriente.

Los que dudan pueden repetir experiencia más simple Oersted cuando al lado de conductor recto Se coloca una brújula con la corriente. En este caso, la flecha se desviará de la zona geográfica. Polo Norte planetas (perpendiculares al cable). La dirección de la desviación se puede determinar usando la regla de la mano derecha: lugar mano derecha paralelo a la guía, con la palma hacia abajo. 4 dedos deben apuntar y luego doblarse 90 grados. pulgar indicará la dirección de desviación de la flecha. Alrededor de un alambre recto, el campo magnético parece un cilindro con un alambre en el medio. Pero las líneas de tensión forman anillos.

En ingeniería eléctrica se utilizan principalmente en bobinas. A menudo se puede escuchar la expresión "campo magnético del solenoide". Imaginemos un clavo normal y un alambre fino aislado. Al enrollar uniformemente el cable alrededor del clavo, obtenemos un solenoide. EN en este caso el clavo afecta el campo magnético del solenoide, pero este es un tema para un artículo completamente diferente. Es importante comprender qué se entiende exactamente por el término. Si ahora conectas la bobina a un campo magnético aparecerá a su alrededor.

El campo del solenoide es directamente proporcional al valor de la inductancia y al cuadrado de la corriente que pasa por las espiras. A su vez, la inductancia depende del cuadrado del número de vueltas. En este caso, es necesario tener en cuenta el diseño del devanado: puede ser un caso simple con una sola capa de espiras, o una estructura multicapa, donde la dirección de la corriente en las espiras tiene un efecto correctivo. sobre la energía total. Los solenoides se utilizan en circuitos de tranvías, mecanismos de corte, contactores, etc.

El campo magnético del solenoide consta de anillos que se extienden desde un extremo del devanado y entran en el otro. Dentro de la bobina líneas eléctricas no se interrumpen, sino que se propagan en un medio dieléctrico o a lo largo de un núcleo conductor. Consecuencia: el campo del solenoide es polar. Las líneas salen del polo norte magnético y regresan al sur. No es difícil adivinar que el campo magnético del solenoide depende de la polaridad de la fuente de corriente conectada a los extremos del cable. Las propiedades magnéticas del solenoide prácticamente coinciden con esto. Esto permite utilizar el solenoide como electroimán. En producción se pueden ver grúas que tienen un disco electromagnético en lugar de un gancho. Este es el "hermano mayor" del solenoide: el devanado del núcleo. La peculiaridad de todos los electroimanes es que propiedades magnéticas existen sólo cuando la corriente fluye a través de las espiras.

Además de los solenoides, a menudo se utilizan toroides. Estas son las mismas vueltas de alambre, pero enrolladas en un núcleo magnético. forma redonda. En consecuencia, los campos magnéticos del solenoide y del toroide son diferentes. caracteristica principal es que las líneas eléctricas se propagan a lo largo del circuito magnético de base dentro de la propia bobina, y no fuera de ella, como en el caso de un solenoide. Todo esto indica una mayor eficiencia de las bobinas basadas en un material anular magnéticamente conductor. Consecuencia: son fiables y tienen menos pérdidas que sus homólogos convencionales.

El solenoide es un cable enrollado uniformemente en forma de espiral sobre un marco cilíndrico común (ver figura 12.14). El producto (IN) del número de vueltas de un devanado de una sola capa de un solenoide y la corriente que fluye alrededor de las vueltas se llama número amperios-vueltas.

Los solenoides están diseñados para crear un campo magnético bastante fuerte en un pequeño volumen de espacio. Cuando las espiras están fuertemente enrolladas, el campo del solenoide es equivalente al campo de un sistema de corrientes circulares paralelas con un eje común. Si el diámetro d de las vueltas del solenoide es muchas veces menor que su longitud (d  l), entonces el solenoide se considera infinitamente largo (o delgado). El campo magnético de dicho solenoide está casi completamente concentrado en el interior y el vector de inducción magnética. en el interior se dirige a lo largo del eje del solenoide y está conectado con la dirección de la corriente mediante la regla del tornillo derecho.

R es. 12.15

Considere un circuito cerrado imaginario dentro del solenoide (Fig. 12.15). Este circuito no cubre corrientes, por lo tanto, según el teorema de circulación.

Dividamos esta integral circular en cuatro integrales (a lo largo de los lados del contorno) y tengamos en cuenta que en los segmentos (1-2) y (3-4) el vector perpendicular
, Es por eso producto escalar (,
) aquí desaparece. La inducción de campo en todos los puntos del segmento (2-3) es la misma e igual a 23, y en el segmento (4-1)  41, con l 23 = l 41 = l.

Así, siguiendo el contorno en el sentido de las agujas del reloj, obtenemos

Porque yo 0, entonces EN 23 = EN 41 = EN adentro.

Dado que el circuito dentro del solenoide fue elegido arbitrariamente, el resultado obtenido es válido para cualquier puntos internos solenoide, es decir, el campo dentro del solenoide es uniforme:

dentro = constante

Para encontrar el valor de inducción de este campo, considere el circuito. l 2 (a –b –c –d –a), cubriendo norte gira con la corriente (figura 12.15). Según el teorema de la circulación (y con base en argumentos anteriores), obtenemos la relación

El campo fuera de un solenoide infinitamente largo es muy débil ( fuera = 0), se puede despreciar, por lo tanto,

(12.35)

Dónde n=N/l- número de vueltas por unidad

Longitud del solenoide.

Por lo tanto, la inducción del campo magnético dentro de un solenoide infinitamente largo es la misma en magnitud y dirección y es proporcional al número de amperios-vueltas por unidad de longitud del solenoide.

Las espiras ubicadas simétricamente contribuyen de la misma manera a la inducción magnética en el eje del solenoide, por lo tanto, en el extremo de un solenoide semiinfinito en su eje, la inducción magnética es igual a la mitad del valor dado por la fórmula (12.35), es decir

(12.36)

Prácticamente, si ( yo d), entonces la fórmula (12.35) es válida para puntos en la parte media del solenoide, y la fórmula (12.36) es válida para puntos en el eje cerca de sus extremos.

Aplicando la ley de Biot-Savart-Laplace, se puede encontrar la inducción magnética del campo de un solenoide de longitud finita (figura 12.16) en un punto arbitrario A sobre su eje:

(12.37)

GRAMO Delaware
- ángulos entre el eje del solenoide y el radio vector trazado desde el punto en cuestión hasta los extremos del solenoide.

El campo de dicho solenoide no es uniforme, la magnitud de la inducción depende de la posición del punto. A y longitud del solenoide. Para un solenoide infinitamente largo
,
, y la fórmula (12.37) pasa a la fórmula (12.35).



¿Te gustó el artículo? ¡Compartir con tus amigos!