Lors de la connexion à deux conducteurs parallèles courant électrique, ils s'attireront ou se repousseront, selon la direction (polarité) du courant connecté. Ceci s'explique par le phénomène d'émergence d'une matière particulière autour de ces conducteurs. Cette matière est appelée champ magnétique (MF). La force magnétique est la force avec laquelle les conducteurs agissent les uns sur les autres.
La théorie du magnétisme est née dans l'Antiquité, la civilisation ancienne Asie. Dans les montagnes de Magnésie, ils trouvèrent une roche spéciale dont les morceaux pouvaient être attirés les uns vers les autres. D’après le nom du lieu, cette roche était appelée « magnétique ». Un barreau magnétique contient deux pôles. Ses propriétés magnétiques sont particulièrement prononcées aux pôles.
Un aimant accroché à un fil montrera les côtés de l'horizon avec ses pôles. Ses pôles seront tournés vers le nord et le sud. Le dispositif boussole fonctionne sur ce principe. Les pôles opposés de deux aimants s’attirent et les pôles semblables se repoussent.
Les scientifiques ont découvert qu'une aiguille magnétisée située à proximité d'un conducteur est déviée lorsqu'un courant électrique la traverse. Cela indique qu'un député se forme autour de lui.
Le champ magnétique affecte :
En mouvement charges électriques.
Substances appelées ferromagnétiques : fer, fonte, leurs alliages.
Aimants permanents– des corps qui ont un moment magnétique commun de particules chargées (électrons).
1 - Pôle Sud de l'aimant
2 — pôle Nord aimant
3 - MP sur l'exemple de la limaille de métal
4 - Direction du champ magnétique
Des lignes de force apparaissent lorsqu'un aimant permanent s'approche d'une feuille de papier sur laquelle est coulée une couche limaille de fer. La figure montre clairement les emplacements des pôles avec des lignes de force orientées.
Sources de champ magnétique
- Champ électrique changeant avec le temps.
- Frais de téléphonie mobile.
- Aimants permanents.
Nous connaissons les aimants permanents depuis l’enfance. Ils étaient utilisés comme jouets attirant diverses pièces métalliques. Ils étaient attachés au réfrigérateur, ils étaient intégrés à divers jouets.
Les charges électriques en mouvement ont le plus souvent plus d’énergie magnétique que les aimants permanents.
Propriétés
- Principal poinçonner et la propriété du champ magnétique est la relativité. Si vous laissez un corps chargé immobile dans un certain référentiel et placez une aiguille magnétique à proximité, alors il pointera vers le nord et en même temps ne « sentira » pas de champ étranger, à l'exception du champ terrestre. . Et si vous commencez à déplacer un corps chargé près de la flèche, un MP apparaîtra autour du corps. En conséquence, il devient clair que le MF se forme uniquement lorsqu'une certaine charge se déplace.
- Un champ magnétique peut influencer et influencer le courant électrique. Il peut être détecté en surveillant le mouvement des électrons chargés. Dans un champ magnétique, les particules chargées seront déviées, les conducteurs parcourus par le courant se déplaceront. Le cadre auquel l'alimentation en courant est connectée commencera à tourner et les matériaux magnétisés se déplaceront sur une certaine distance. L'aiguille de la boussole est le plus souvent colorée Couleur bleue. C'est une bande d'acier magnétisée. La boussole pointe toujours vers le nord, car la Terre possède un champ magnétique. La planète entière est comme un grand aimant doté de ses propres pôles.
Le champ magnétique n'est pas perçu par les organes humains et ne peut être détecté que par des dispositifs et capteurs spéciaux. Cela peut être variable et type permanent. Le champ alternatif est généralement créé par des inducteurs spéciaux qui fonctionnent à partir de courant alternatif. Un champ constant est formé par un champ électrique constant.
Règles
Considérons les règles de base pour représenter le champ magnétique de divers conducteurs.
Règle de la vrille
La ligne de force est représentée dans un plan situé à un angle de 90 0 par rapport à la trajectoire du mouvement actuel, de sorte qu'en chaque point, la force est dirigée tangentiellement à la ligne.
Pour déterminer la direction des forces magnétiques, vous devez vous rappeler la règle d'une vrille avec un filetage à droite.
La vrille doit être positionnée le long du même axe que le vecteur actuel, la poignée doit être tournée pour que la vrille se déplace dans le sens de sa direction. Dans ce cas, l'orientation des lignes est déterminée en tournant la poignée de la vrille.
Règle de la vrille en anneau
Le mouvement de translation de la vrille dans un conducteur réalisé en forme d'anneau montre comment l'induction est orientée, la rotation coïncide avec la circulation du courant ;
Les lignes de force ont leur prolongement à l’intérieur de l’aimant et ne peuvent être ouvertes.
Un champ magnétique différentes sources se résument les uns aux autres. Ce faisant, ils créent un champ commun.
Les aimants ayant les mêmes pôles se repoussent et les aimants ayant des pôles différents s’attirent. La valeur de la force d’interaction dépend de la distance qui les sépare. À mesure que les pôles se rapprochent, la force augmente.
Paramètres du champ magnétique
- Couplage de débit ( Ψ ).
- Vecteur d'induction magnétique ( DANS).
- Flux magnétique ( F).
L'intensité du champ magnétique est calculée par la taille du vecteur induction magnétique, qui dépend de la force F, et est formé par le courant I le long d'un conducteur d'une longueur l : B = F / (I * l).
L'induction magnétique est mesurée en Tesla (T), en l'honneur du scientifique qui a étudié les phénomènes du magnétisme et travaillé sur leurs méthodes de calcul. 1 T est égal à l'induction Flux magnétique de force 1N longuement 1m conducteur droit, situé à un angle 90 0 dans la direction du champ, avec un courant circulant d'un ampère :
1 T = 1 x H / (A x m).
Règle de la main gauche
La règle trouve la direction du vecteur induction magnétique.
Si la paume de la main gauche est placée dans le champ de telle sorte que les lignes de champ magnétique entrent dans la paume depuis le pôle nord à 90 0, et que 4 doigts sont placés le long du flux de courant, pouce montrera la direction de la force magnétique.
Si le conducteur est sous un angle différent, alors la force dépendra directement du courant et de la projection du conducteur sur le plan à angle droit.
La force ne dépend pas du type de matériau conducteur ni de sa section. S'il n'y a pas de conducteur et que les charges se déplacent dans un milieu différent, la force ne changera pas.
Lorsque le vecteur champ magnétique est dirigé dans une direction d’une grandeur, le champ est dit uniforme. Divers environnements affecter la taille du vecteur d’induction.
Flux magnétique
L'induction magnétique traversant une certaine zone S et limitée par cette zone est un flux magnétique.
Si la zone est inclinée d'un certain angle α par rapport à la ligne d'induction, le flux magnétique est réduit de la taille du cosinus de cet angle. Sa plus grande valeur se forme lorsque la zone est perpendiculaire à l'induction magnétique :
F = B * S.
Le flux magnétique est mesuré dans une unité telle que "weber", qui est égal au flux d'induction de grandeur 1 T par zone dans 1 m2.
Liaison de flux
Ce concept est utilisé pour créer sens général flux magnétique, créé à partir d'un certain nombre de conducteurs situés entre les pôles magnétiques.
Dans le cas où le même courant je circule à travers un enroulement avec un nombre de spires n, le flux magnétique total formé par toutes les spires est la liaison de flux.
Liaison de flux Ψ mesuré en Webers, et est égal à : Ψ = n * F.
Propriétés magnétiques
La perméabilité magnétique détermine dans quelle mesure le champ magnétique dans un certain milieu est inférieur ou supérieur au champ d'induction dans le vide. Une substance est dite magnétisée si elle produit son propre champ magnétique. Lorsqu’une substance est placée dans un champ magnétique, elle devient magnétisée.
Les scientifiques ont déterminé la raison pour laquelle les corps acquièrent des propriétés magnétiques. Selon l'hypothèse des scientifiques, il existe des courants électriques microscopiques à l'intérieur des substances. L'électron a le sien moment magnétique, qui a nature quantique, se déplace le long d'une certaine orbite dans les atomes. Ce sont ces petits courants qui déterminent les propriétés magnétiques.
Si les courants se déplacent de manière aléatoire, les champs magnétiques qu’ils provoquent s’auto-compensent. Le champ externe ordonne les courants, donc un champ magnétique se forme. C'est la magnétisation de la substance.
Diverses substances peuvent être divisées selon les propriétés de leur interaction avec les champs magnétiques.
Ils sont répartis en groupes :
Para-aimants– substances qui ont des propriétés de magnétisation dans la direction champ externe, ayant un faible potentiel de magnétisme. Ils ont une intensité de champ positive. Ces substances comprennent le chlorure ferrique, le manganèse, le platine, etc.
Ferriaimants– substances avec des moments magnétiques déséquilibrés en direction et en valeur. Ils se caractérisent par la présence d'un antiferromagnétisme non compensé. L'intensité du champ et la température affectent leur susceptibilité magnétique (divers oxydes).
Ferromagnétiques– substances à susceptibilité positive accrue, en fonction de la tension et de la température (cristaux de cobalt, nickel, etc.).
Diamagnets– avoir la propriété de magnétisation en direction opposée champ externe, c'est-à-dire Sens négatif susceptibilité magnétique, indépendante de la tension. En l'absence de champ, cette substance n'aura pas Propriétés magnétiques. Ces substances comprennent : l'argent, le bismuth, l'azote, le zinc, l'hydrogène et d'autres substances.
Antiferromagnétiques
– avoir un moment magnétique équilibré, ce qui entraîne un faible degré de magnétisation de la substance. Lorsqu'ils sont chauffés, ils effectuent transition de phase une substance qui produit des propriétés paramagnétiques. Lorsque la température descend en dessous d'une certaine limite, de telles propriétés n'apparaîtront pas (chrome, manganèse).
Les aimants considérés sont également classés en deux autres catégories :
Matériaux magnétiques doux
. Ils ont une faible coercitivité. Dans les champs magnétiques de faible puissance, ils peuvent devenir saturés. Durant le processus d’inversion de la magnétisation, ils subissent des pertes mineures. De ce fait, ces matériaux sont utilisés pour la réalisation de noyaux d'appareils électriques fonctionnant à tension alternative (, générateur,).
Magnétique dur matériaux. Ils ont une force coercitive accrue. Pour les remagnétiser, un champ magnétique puissant est nécessaire. De tels matériaux sont utilisés dans la production d'aimants permanents.
Propriétés magnétiques diverses substances trouvent leur utilisation dans des projets techniques et des inventions.
Circuits magnétiques
Combiner plusieurs substances magnétiques appelé circuit magnétique. Ils sont similaires et sont déterminés par des lois mathématiques similaires.
Fonctionner sur la base de circuits magnétiques appareils électriques, inductance, . Dans un électro-aimant fonctionnel, le flux traverse un circuit magnétique composé d'un matériau ferromagnétique et d'air, qui n'est pas ferromagnétique. La combinaison de ces composants constitue un circuit magnétique. De nombreux appareils électriques contiennent dans leur conception circuits magnétiques.
Pour comprendre ce qu’est une caractéristique d’un champ magnétique, il faut définir de nombreux phénomènes. Dans le même temps, vous devez vous rappeler à l'avance comment et pourquoi cela apparaît. Découvrez quelle est la force caractéristique d’un champ magnétique. Il est important qu’un tel champ puisse se produire non seulement dans les aimants. À cet égard, il ne serait pas inutile de mentionner les caractéristiques du champ magnétique terrestre.
L'émergence du domaine
Il faut d’abord décrire l’émergence du domaine. Ensuite, vous pouvez décrire le champ magnétique et ses caractéristiques. Il apparaît lors du mouvement de particules chargées. Peut affecter en particulier les conducteurs sous tension. L'interaction entre un champ magnétique et des charges en mouvement, ou des conducteurs à travers lesquels circule le courant, se produit en raison de forces appelées électromagnétiques.
Intensité ou caractéristique de puissance champ magnétique dans un certain point spatial déterminé par induction magnétique. Ce dernier est désigné par le symbole B.
Représentation graphique du champ
Le champ magnétique et ses caractéristiques peuvent être présentés sous forme graphique en utilisant des lignes d'induction. Cette définition fait référence à des lignes dont les tangentes en tout point coïncideront avec la direction du vecteur induction magnétique.
Ces lignes entrent dans les caractéristiques du champ magnétique et servent à déterminer sa direction et son intensité. Plus l’intensité du champ magnétique est élevée, plus ces lignes seront tracées.
Que sont les lignes magnétiques
Lignes magnétiques conducteurs droits avec le courant ont la forme d'un cercle concentrique dont le centre est situé sur l'axe d'un conducteur donné. La direction des lignes magnétiques à proximité des conducteurs véhiculant le courant est déterminée par la règle de la vrille, qui ressemble à ceci : si la vrille est positionnée de manière à être vissée dans le conducteur dans le sens du courant, alors le sens de rotation de la poignée correspond à la direction des lignes magnétiques.
Dans une bobine avec courant, la direction du champ magnétique sera également déterminée par la règle de la vrille. Il est également nécessaire de faire tourner la poignée dans le sens du courant dans les tours du solénoïde. La direction des lignes d'induction magnétique correspondra à la direction mouvement vers l'avant vrille.
C'est la principale caractéristique d'un champ magnétique.
Créé par un courant, à conditions égales, le champ variera en intensité en environnements différents en raison des différentes propriétés magnétiques de ces substances. Les propriétés magnétiques du milieu sont caractérisées par une perméabilité magnétique absolue. Elle se mesure en Henry par mètre (g/m).
La caractéristique du champ magnétique comprend la perméabilité magnétique absolue du vide, appelée constante magnétique. La valeur qui détermine combien de fois la perméabilité magnétique absolue du milieu différera de la constante est appelée perméabilité magnétique relative.
Perméabilité magnétique des substances
Il s'agit d'une quantité sans dimension. Les substances dont la valeur de perméabilité est inférieure à un sont appelées diamagnétiques. Dans ces substances, le champ sera plus faible que dans le vide. Ces propriétés sont présentes dans l’hydrogène, l’eau, le quartz, l’argent, etc.
Les milieux dont la perméabilité magnétique dépasse l'unité sont appelés paramagnétiques. Dans ces substances, le champ sera plus fort que dans le vide. Ces milieux et substances comprennent l'air, l'aluminium, l'oxygène et le platine.
Dans le cas de substances paramagnétiques et diamagnétiques, la valeur de la perméabilité magnétique ne dépendra pas de la tension du champ magnétisant externe. Cela signifie que la quantité est constante pour une certaine substance.
Les ferromagnétiques appartiennent à un groupe spécial. Pour ces substances, la perméabilité magnétique atteindra plusieurs milliers ou plus. Ces substances, qui ont la propriété de s'aimanter et de renforcer un champ magnétique, sont largement utilisées en électrotechnique.
Intensité du champ
Pour déterminer les caractéristiques d'un champ magnétique, une valeur appelée intensité du champ magnétique peut être utilisée avec le vecteur d'induction magnétique. Ce terme détermine l’intensité du champ magnétique externe. La direction du champ magnétique dans un milieu avec propriétés identiques dans toutes les directions, le vecteur d'intensité coïncidera avec le vecteur d'induction magnétique au point du champ.
La force des ferromagnétiques s'explique par la présence en eux de petites pièces arbitrairement magnétisées, qui peuvent être représentées sous la forme de petits aimants.
Sans champ magnétique, une substance ferromagnétique peut ne pas avoir de propriétés magnétiques prononcées, car les champs des domaines acquièrent des orientations différentes et leur champ magnétique total est nul.
Selon la principale caractéristique du champ magnétique, si un ferromagnétique est placé dans un champ magnétique externe, par exemple dans une bobine avec du courant, alors sous l'influence du champ externe, les domaines tourneront dans la direction du champ externe. De plus, le champ magnétique au niveau de la bobine augmentera et l’induction magnétique augmentera. Si le champ externe est suffisamment faible, seule une partie de tous les domaines se retournera, dont les champs magnétiques sont proches de la direction du champ externe. À mesure que l'intensité du champ externe augmente, le nombre de domaines en rotation augmentera et, à une certaine valeur de la tension du champ externe, presque toutes les pièces tourneront de sorte que les champs magnétiques soient situés dans la direction du champ externe. Cette condition appelée saturation magnétique.
Relation entre l'induction magnétique et la tension
La relation entre l'induction magnétique d'une substance ferromagnétique et l'intensité du champ externe peut être représentée à l'aide d'un graphique appelé courbe de magnétisation. Au point où la courbe se courbe, le taux d’augmentation de l’induction magnétique diminue. Après la flexion, là où la tension atteint une certaine valeur, la saturation se produit et la courbe s'élève légèrement, prenant progressivement la forme d'une ligne droite. Dans cette zone, l'induction continue de croître, mais plutôt lentement et uniquement en raison d'une augmentation de l'intensité du champ externe.
La dépendance graphique des données de l'indicateur n'est pas directe, ce qui signifie que leur rapport n'est pas constant et que la perméabilité magnétique du matériau n'est pas un indicateur constant, mais dépend du champ externe.
Modifications des propriétés magnétiques des matériaux
Lorsque l'intensité du courant est augmentée jusqu'à saturation complète dans une bobine à noyau ferromagnétique puis diminuée, la courbe de magnétisation ne coïncidera pas avec la courbe de démagnétisation. Avec une intensité nulle, l'induction magnétique n'aura pas la même valeur, mais acquerra un certain indicateur appelé induction magnétique résiduelle. La situation dans laquelle l’induction magnétique est en retard sur la force magnétisante est appelée hystérésis.
Pour démagnétiser complètement le noyau ferromagnétique de la bobine, il est nécessaire de donner un courant inverse qui créera la tension nécessaire. Différentes substances ferromagnétiques nécessitent un morceau de différentes longueurs. Plus il est grand, plus la quantité d'énergie nécessaire à la démagnétisation est importante. La valeur à laquelle se produit une démagnétisation complète du matériau est appelée force coercitive.
Avec une nouvelle augmentation du courant dans la bobine, l'induction augmentera à nouveau jusqu'à saturation, mais avec une direction différente des lignes magnétiques. En démagnétisant dans le sens opposé, on obtiendra induction résiduelle. Le phénomène du magnétisme résiduel est utilisé lors de la création d'aimants permanents à partir de substances avec un grand indicateur magnétisme résiduel. Les noyaux des machines et appareils électriques sont créés à partir de substances capables de se remagnétiser.
Règle de la main gauche
La force influençant un conducteur porteur de courant a une direction déterminée par la règle de la main gauche : lorsque la paume de la main gauche est positionnée de telle manière que lignes magnétiques entrez-y, et quatre doigts sont étendus dans le sens du courant dans le conducteur, le pouce plié indiquera la direction de la force. Ce pouvoir perpendiculaire au vecteur induction et au courant.
Un conducteur porteur de courant se déplaçant dans un champ magnétique est considéré comme un prototype de moteur électrique qui change énergie électriqueà la mécanique.
Règle de la main droite
Lorsqu'un conducteur se déplace dans un champ magnétique, une force électromotrice est induite en son sein, qui a une valeur proportionnelle à l'induction magnétique, à la longueur du conducteur impliqué et à la vitesse de son déplacement. Cette dépendance est appelée induction électromagnétique. Lors de la détermination de la direction de la force électromotrice induite dans un conducteur, utilisez la règle main droite: lorsque la main droite est positionnée de la même manière que dans l'exemple avec la gauche, les lignes magnétiques entrent dans la paume, et le pouce indique la direction du mouvement du conducteur, les doigts étendus indiqueront la direction de la force électromotrice induite. Se déplaçant dans un flux magnétique sous l'influence d'un élément externe force mécanique le conducteur est l'exemple le plus simple générateur électrique, qui transforme énergie mécaniqueà l'électrique.
Cela peut être formulé différemment : dans une boucle fermée, une FEM est induite ; pour tout changement du flux magnétique couvert par cette boucle, la FEM dans la boucle est numériquement égale au taux de variation du flux magnétique qui couvre cette boucle.
Ce formulaire fournit un indicateur EMF moyen et indique la dépendance de l'EMF non pas au flux magnétique, mais au taux de son changement.
la loi de Lenz
Il faut aussi rappeler la loi de Lenz : le courant induit lorsque le champ magnétique traversant le circuit change, son champ magnétique empêche ce changement. Si les spires d'une bobine sont traversées par des flux magnétiques de différentes amplitudes, alors la FEM induite dans toute la bobine est égale à la somme des EDE dans les différentes spires. La somme des flux magnétiques des différentes spires de la bobine est appelée liaison de flux. L'unité de mesure de cette grandeur, ainsi que du flux magnétique, est Weber.
Lorsque le courant électrique dans le circuit change, le flux magnétique qu’il crée change également. En même temps, conformément à la loi induction électromagnétique, une CEM est induite à l'intérieur du conducteur. Cela apparaît dû à un changement de courant dans le conducteur, car Ce phénomène appelé auto-induction, et induit dans Conducteur EMF est appelée force électromotrice auto-induite.
La liaison de flux et le flux magnétique dépendent non seulement de l'intensité du courant, mais également de la taille et de la forme d'un conducteur donné, ainsi que de la perméabilité magnétique de la substance environnante.
Inductance du conducteur
Le facteur de proportionnalité est appelé inductance du conducteur. Il fait référence à la capacité d’un conducteur à créer une liaison de flux lorsque l’électricité le traverse. C'est l'un des principaux paramètres des circuits électriques. Pour certains circuits, l'inductance est une valeur constante. Cela dépendra de la taille du circuit, de sa configuration et de la perméabilité magnétique du milieu. Dans ce cas, l'intensité du courant dans le circuit et le flux magnétique n'auront pas d'importance.
Les définitions et phénomènes ci-dessus fournissent une explication de ce qu'est un champ magnétique. Les principales caractéristiques du champ magnétique sont également données, à l'aide desquelles ce phénomène peut être défini.
Le champ magnétique est forme spéciale matière créée par des aimants, conducteurs de courant (particules chargées en mouvement) et qui peut être détectée par l'interaction d'aimants, conducteurs de courant (particules chargées en mouvement).
L'expérience d'Oersted
Les premières expériences (réalisées en 1820) montrèrent qu'entre l'électricité et phénomènes magnétiques Il existe un lien profond ; il y a eu des expériences du physicien danois H. Oersted.
Une aiguille magnétique située à proximité d'un conducteur tourne d'un certain angle lorsque le courant dans le conducteur est activé. Lorsque le circuit est ouvert, la flèche revient à sa position initiale.
De l'expérience de G. Oersted il résulte qu'il existe un champ magnétique autour de ce conducteur.
L'expérience d'Ampère
Deux conducteurs parallèles, traversés par un courant électrique, interagissent les uns avec les autres : ils s'attirent si les courants sont dans le même sens, et se repoussent si les courants sont dans le sens opposé. Cela se produit en raison de l'interaction des champs magnétiques générés autour des conducteurs.
Propriétés du champ magnétique
1. Matériellement, c'est-à-dire existe indépendamment de nous et de nos connaissances à son sujet.
2. Créé par des aimants, conducteurs de courant (particules chargées en mouvement)
3. Détecté par l'interaction des aimants, des conducteurs avec le courant (particules chargées en mouvement)
4. Agit sur les aimants, les conducteurs porteurs de courant (particules chargées en mouvement) avec une certaine force
5. Aucun charges magnétiques n'existe pas dans la nature. Il est impossible de séparer le nord et le pôles sud et obtenez un corps avec un seul pôle.
6. La raison pour laquelle les corps ont des propriétés magnétiques a été découverte par le scientifique français Ampère. Ampère a avancé la conclusion que les propriétés magnétiques de tout corps sont déterminées par des courants électriques fermés à l'intérieur de celui-ci.
Ces courants représentent le mouvement des électrons autour des orbites d’un atome.
Si les plans dans lesquels circulent ces courants sont situés de manière aléatoire les uns par rapport aux autres en raison du mouvement thermique des molécules qui composent le corps, alors leurs interactions se compensent mutuellement et le corps ne présente aucune propriété magnétique.
Et vice versa : si les plans dans lesquels tournent les électrons sont parallèles les uns aux autres et que les directions des normales à ces plans coïncident, alors ces substances renforcent le champ magnétique externe.
7. Forces magnétiques agissent dans un champ magnétique dans certaines directions, appelées lignes de force magnétiques. Avec leur aide, vous pouvez afficher facilement et clairement le champ magnétique dans un cas particulier.
Afin de représenter plus précisément le champ magnétique, nous avons convenu de montrer aux endroits où le champ est plus fort les lignes électriques situé plus densément, c'est-à-dire plus proches les uns des autres. Et vice versa, aux endroits où le champ est plus faible, moins de lignes de champ sont affichées, c'est-à-dire moins fréquemment localisés.
8. Le champ magnétique est caractérisé par le vecteur induction magnétique.
Vecteur d'induction magnétique - quantité de vecteur, caractérisant le champ magnétique.
La direction du vecteur induction magnétique coïncide avec la direction du pôle nord de l'aiguille magnétique libre en un point donné.
La direction du vecteur d'induction de champ et l'intensité du courant I sont liées par la « règle de la vis droite (vrille) » :
si vous vissez une vrille dans le sens du courant dans le conducteur, alors la direction de la vitesse de déplacement de l'extrémité de son manche en un point donné coïncidera avec la direction du vecteur induction magnétique en ce point.
CHAMPS MAGNÉTIQUES CONSTANTS. Les sources de champs magnétiques permanents (CMP) sur les lieux de travail sont les aimants permanents, les électro-aimants et les systèmes à courant élevé. courant continu(Lignes de transmission CC, bains d'électrolyte et autres appareils électriques). Les aimants permanents et les électro-aimants sont largement utilisés dans la fabrication d'instruments, dans les rondelles magnétiques des grues et autres dispositifs de fixation, dans les séparateurs magnétiques, les dispositifs de traitement magnétique de l'eau, les générateurs magnétohydrodynamiques (MHD), la résonance magnétique nucléaire (RMN) et la résonance paramagnétique électronique (EPR). installations, ainsi que dans la pratique physiothérapeutique.
Basique paramètres physiques, caractérisant le PMP :
2,0 T (exposition à court terme du corps) ;
5,0 T (exposition à court terme des mains) ;
pour la population -
0,01 T (exposition continue).
Le contrôle des PMP sur les lieux de travail est effectué dans le cadre d'une surveillance sanitaire préventive et de routine en mesurant l'intensité du champ et l'induction magnétique (densité de flux magnétique). Les mesures sont effectuées sur des lieux de travail permanents où du personnel peut se trouver. S'il n'y a pas de lieu de travail permanent dans la zone de travail, plusieurs points sont sélectionnés, situés à différentes distances de la source. Lors d'opérations manuelles dans la zone d'influence du PMF et lors de travaux avec des matériaux magnétisés (poudres) et des aimants permanents, lorsque le contact avec le PMF est limité à une influence locale (mains, ceinture scapulaire), les mesures doivent être effectuées au niveau des phalanges finales des doigts des mains, du milieu de l'avant-bras, de l'épaule médiane
Les mesures d'induction magnétique des aimants permanents sont réalisées par contact direct du capteur de l'appareil avec la surface de l'aimant. Dans la pratique hygiénique, des appareils basés sur les lois de l'induction et de l'effet Hall sont utilisés. Les fluxmètres (Webermètres) ou galvanomètres balistiques mesurent directement les modifications du flux magnétique, qui sont connectés à une bobine de mesure calibrée ; Les plus couramment utilisés sont les galvanomètres balistiques de types M-197/1 et M-197/2, les fluxmètres de type M-119 et M-119t et les teslamètres.
Les compteurs Oersted peuvent être utilisés pour mesurer l'intensité du PMF par le degré de déviation de l'aiguille magnétisée, c'est-à-dire par l'ampleur du moment des forces faisant tourner l'aiguille en un certain point de l'espace.
Les zones de la zone de production dont les niveaux dépassent la limite maximale admissible doivent être signalées par des panneaux d'avertissement spéciaux avec une inscription explicative supplémentaire « Attention ! Un champ magnétique!". Il est nécessaire de réduire l'impact des PMF sur les travailleurs en choisissant un mode de travail et de repos rationnel, en réduisant le temps passé dans les conditions de PMF et en déterminant un itinéraire limitant le contact avec les PMF dans la zone de travail.
Prévention de l'exposition aux PMP. Lors de la conduite travaux de réparation Les systèmes de canalisations préfabriquées doivent être équipés de shuntage. Les personnes intervenant sur les installations technologiques à courant continu, les systèmes de jeux de barres ou en contact avec des sources PMP doivent subir des tests préliminaires et périodiques de la manière prescrite.
Dans les entreprises de l'industrie électronique, lors de l'assemblage de dispositifs semi-conducteurs, des cassettes technologiques de bout en bout sont utilisées, qui limitent le contact des mains avec le PMP. Dans les entreprises produisant des aimants permanents, le processus de mesure des paramètres magnétiques des produits est automatisé à l'aide de dispositifs excluant tout contact avec le PMP. Il est conseillé d'utiliser des dispositifs déportés (pinces en matériaux non magnétiques, pincettes, pinces), qui empêchent la possibilité d'une action locale du PMP sur le travailleur. Des dispositifs de blocage doivent être utilisés pour éteindre l'installation électromagnétique lorsque les mains pénètrent dans la zone de couverture du PMP.
Un aimant est un corps qui forme un champ magnétique autour de lui.
La force créée par un aimant va agir sur certains métaux : le fer, le nickel et le cobalt. Les objets constitués de ces métaux sont attirés par un aimant.
(l'allumette et le bouchon n'attirent pas, le clou seulement moitié droite aimant, trombone - n'importe où)
Il existe deux zones où la force d’attraction est maximale. On les appelle des pôles. Si vous accrochez un aimant à un fil fin, il se dépliera d'une certaine manière. Une extrémité pointe toujours vers le nord et l’autre vers le sud. Par conséquent, un pôle s’appelle le nord et l’autre le sud. 
Vous pouvez clairement voir l’effet du champ magnétique formé autour d’un aimant. Plaçons l'aimant sur une surface sur laquelle de la limaille aura été préalablement coulée. Sous l’influence d’un champ magnétique, la sciure se disposera sous la forme de courbes en forme d’ellipse. Par l’apparition de ces courbes, on peut imaginer comment se situent les lignes de champ magnétique dans l’espace. Leur direction est généralement désignée du nord au sud. 
Si nous prenons deux aimants identiques et essayons de rapprocher leurs pôles, nous découvrirons que des pôles différents s'attirent et que des pôles similaires se repoussent. 
Notre Terre possède également un champ magnétique appelé champ magnétique terrestre. L'extrémité nord de la flèche pointe toujours vers le nord. Par conséquent, le nord pôle géographique La terre est au sud pôle magnétique parce que les pôles magnétiques opposés s’attirent. De même, le pôle sud géographique est le pôle nord magnétique. 
L'extrémité nord de l'aiguille de la boussole pointe toujours vers le nord, car elle est attirée par le pôle magnétique sud de la Terre.
Si nous plaçons une boussole sous un fil tendu dans le sens du nord au sud et à travers lequel circule un courant, nous verrons que l'aiguille magnétique s'écartera. Cela prouve que le courant électrique crée un champ magnétique autour de lui. 
Si l’on place plusieurs compas sous un fil parcouru par un courant électrique, on verra que toutes les flèches s’écarteront du même angle. Cela signifie que le champ magnétique créé par le fil est le même dans différentes zones. Par conséquent, nous pouvons conclure que les lignes de champ magnétique de chaque conducteur ont la forme de cercles concentriques. 
La direction des lignes de champ magnétique peut être déterminée à l’aide de la règle de la main droite. Pour ce faire, vous devez saisir mentalement le conducteur avec le courant électrique avec votre main droite de manière à ce que le pouce étendu de votre main droite montre la direction du courant électrique, puis les doigts pliés montrent la direction des lignes de champ magnétique. 
Si nous tordons un fil métallique en spirale et y faisons passer un courant électrique, alors les champs magnétiques de chaque tour individuel sont résumés dans le champ total de la spirale. 
L’action du champ magnétique de la spirale est similaire à l’action du champ magnétique d’un aimant permanent. Ce principe a constitué la base de la création d’un électro-aimant. Comme un aimant permanent, il possède un pôle sud et un pôle nord. Le pôle Nord est l’endroit d’où proviennent les lignes de champ magnétique. 
La force d’un aimant permanent ne change pas avec le temps. Avec un électro-aimant, c'est différent. Il existe trois façons de modifier la force d’un électro-aimant.
Première façon. Plaçons un noyau métallique à l'intérieur de la spirale. Dans ce cas, les actions du champ magnétique du noyau et du champ magnétique de la spirale se résument.
Deuxième façon. Augmentons le nombre de tours de la spirale. Plus la spirale a de tours, plus plus d'action force du champ magnétique.
Troisième voie. Augmentons la force du courant électrique qui circule dans la spirale. Champs magnétiques les tours individuels augmenteront, par conséquent, le champ magnétique total de la spirale augmentera également. 
Conférencier
Le dispositif haut-parleur comprend un électro-aimant et un aimant permanent. L'électro-aimant, relié à la membrane du haut-parleur, est placé sur un aimant permanent fixé de manière rigide. En même temps, la membrane reste mobile. Faisons passer un courant électrique alternatif à travers un électro-aimant dont le type dépend de vibrations sonores. À mesure que le courant électrique change, l’action du champ magnétique dans l’électro-aimant change.
En conséquence, l'électro-aimant sera attiré ou repoussé par l'aimant permanent avec force différente. De plus, la membrane du haut-parleur effectuera exactement les mêmes vibrations que l’électro-aimant. Ainsi, ce qui a été dit dans le microphone sera entendu via le haut-parleur. 
Appel
Une sonnette électrique peut être classée comme relais électrique. La raison de l'intermittence signal sonore sont des courts-circuits périodiques et des circuits ouverts.
Lorsque le bouton de sonnerie est enfoncé, le circuit électrique est fermé. La languette de la cloche est attirée par un électro-aimant et frappe la cloche. Dans ce cas, la langue ouvre le circuit électrique. Le courant cesse de circuler, l'électro-aimant n'agit pas et la languette revient à sa position initiale. Circuit électrique se referme, la langue est à nouveau attirée par l'électro-aimant et frappe la cloche. Ce processus se poursuivra tant que nous appuierons sur le bouton d'appel. 
Moteur électrique
Installons une aiguille magnétique à rotation libre devant l'électro-aimant et faisons-la tourner. On peut maintenir ce mouvement si on allume l'électro-aimant au moment où l'aiguille magnétique tourne le même pôle vers l'électro-aimant.
La force d'attraction de l'électro-aimant est suffisante pour mouvement de rotation les flèches ne se sont pas arrêtées. 
(sur l'image, l'aimant reçoit une impulsion à chaque fois que la flèche rouge est proche et que le bouton est enfoncé. Si vous appuyez sur le bouton lorsque la flèche verte est proche, l'électro-aimant s'arrête)
Ce principe est à la base du moteur électrique. Seulement, ce n'est pas une aiguille magnétique qui y tourne, mais un électro-aimant, appelé induit, dans un aimant en forme de fer à cheval fixé statiquement, appelé stator. En raison des fermetures et ouvertures répétées du circuit, l'électro-aimant, c'est-à-dire l'ancre tournera continuellement. 
Le courant électrique pénètre dans l'armature par deux contacts, qui sont deux demi-anneaux isolés. Cela amène l’électro-aimant à changer constamment de polarité. Lorsque les pôles opposés sont opposés, le moteur commence à ralentir. Mais à ce moment-là, l'électro-aimant change de polarité, et maintenant les pôles identiques se font face. Ils repoussent et le moteur continue de tourner. 
Générateur
Connectons un voltmètre aux extrémités de la spirale et commençons à faire osciller un aimant permanent devant ses spires. Dans ce cas, le voltmètre indiquera la présence de tension. Nous pouvons en conclure que le conducteur électrique est affecté par un champ magnétique changeant.
De là découle la loi de l’induction électrique : une tension existera aux extrémités de la bobine d’induction tant que la bobine sera dans un champ magnétique changeant.
Plus une bobine d'induction a de tours, plus la tension apparaît à ses extrémités. La tension peut être augmentée en renforçant le champ magnétique ou en le faisant changer plus rapidement. Un noyau métallique inséré à l'intérieur de la bobine d'induction augmente la tension d'induction à mesure que le champ magnétique est amélioré en raison de la magnétisation du noyau. 
(l'aimant commence à être agité plus fortement devant la bobine, ce qui fait que l'aiguille du voltmètre dévie beaucoup plus)
Un générateur est l’opposé d’un moteur électrique. Ancre, c'est-à-dire Un électro-aimant tourne dans le champ magnétique d'un aimant permanent. En raison de la rotation de l'armature, le champ magnétique agissant sur celle-ci change constamment. En conséquence, la tension d’induction résultante change. Pendant tour complet La tension d'induit sera positive la moitié du temps et négative la moitié du temps. Un exemple de ceci est une éolienne qui produit une tension alternative. 
Transformateur
Selon la loi de l'induction, une tension apparaît si le champ magnétique change bobine d'induction. Mais le champ magnétique de la bobine ne changera que si une tension alternative y apparaît.
Le champ magnétique passe de zéro à une valeur finie. Si vous connectez la bobine à une source de tension, le champ magnétique alternatif résultant créera une tension d'induction à court terme qui contrecarrera la tension principale. Pour observer l’apparition d’une tension induite, il n’est pas nécessaire d’utiliser deux bobines. Cela peut être fait avec une seule bobine, mais ce processus est alors appelé auto-induction. La tension dans la bobine atteint son maximum après un certain temps, lorsque le champ magnétique cesse de changer et devient constant. 
Le champ magnétique change de la même manière si l’on déconnecte la bobine de la source de tension. Dans ce cas, il se produit également un phénomène d'auto-induction, qui neutralise la chute de tension. Par conséquent, la tension ne tombe pas à zéro instantanément, mais avec un certain retard. 
Si nous connectons et déconnectons constamment une source de tension à la bobine, le champ magnétique qui l'entoure changera constamment. Dans le même temps, une tension d'induction alternative apparaît également. Maintenant, connectons plutôt la bobine à une source de tension alternative. Après un certain temps, une tension d'induction alternative apparaît. 
Connectons la première bobine à une source de tension alternative. Grâce au noyau métallique, le champ magnétique alternatif résultant agira également sur la deuxième bobine. Cela signifie qu'une tension alternative peut être transférée d'un circuit électrique à un autre, même si ces circuits ne sont pas connectés entre eux. 
Si nous prenons deux bobines avec des paramètres identiques, alors dans la seconde, nous pouvons obtenir la même tension que celle qui agit sur la première bobine. Ce phénomène est utilisé dans les transformateurs. Le seul but du transformateur est de créer une tension différente dans la deuxième bobine, différente de la première. Pour ce faire, la deuxième bobine doit avoir un nombre de tours plus ou moins grand. 
Si la première bobine avait 1 000 tours et la seconde 10, alors la tension dans le deuxième circuit ne sera qu'un centième de la tension dans le premier. Mais la force actuelle est presque cent fois supérieure. Donc les transformateurs haute tension nécessaire de créer grande force actuel. 
