Qu’est-ce qui provoque la formation d’un champ magnétique ? Bases du champ magnétique

Par conséquent, le concept lui-même est apparu en électrodynamique en même temps que le concept de « champ électrique ». Il a été introduit d'abord par M. Faraday, et un peu plus tard par J. Maxwell, pour expliquer pourquoi les charges électriques ont une plage d'interaction si relativement courte.

À l'antenne

Les pères de l'électrodynamique croyaient que le champ était créé en déformant l'éther - un milieu spéculatif invisible qui remplit tout ce qui existe (Einstein, alors qu'il travaillait sur la théorie de la relativité, a aboli le concept d'éther). Bien que les gens modernes Cela peut paraître étrange, mais jusqu'au 20e siècle, les physiciens ne doutaient vraiment pas d'une certaine substance qui imprègne tout ce qui existe. Les physiciens ne pouvaient pas expliquer comment les champs magnétiques sont créés ni quelle est leur nature.

Lorsque la théorie de la relativité restreinte (SRT) est entrée en vigueur et que l’éther a été « officiellement supprimé », l’espace est devenu « vide », mais les champs ont continué à interagir même dans le vide, ce qui est impossible entre des objets immatériels (du moins selon à SRT), les physiciens ont donc jugé nécessaire d'attribuer certains attributs aux champs électriques et magnétiques. Des concepts tels que les champs de masse, de quantité de mouvement et d'énergie sont créés.

Propriétés du champ magnétique

Sa première propriété explique la nature de son origine : un champ magnétique ne peut apparaître que sous l'influence de charges en mouvement (électrons) d'un courant électrique. La force caractéristique d’un champ magnétique est appelée induction magnétique ; elle est présente en tout point du champ.

L'influence du champ s'applique uniquement aux charges en mouvement, aux aimants et aux conducteurs. Il peut être de deux types : variable et constant. Le champ magnétique ne peut être mesuré qu'à l'aide d'instruments spéciaux ; il n'est pas détecté par les sens humains (bien que les biologistes pensent que certains animaux peuvent en percevoir des changements). L’essence d’une autre propriété du champ magnétique est qu’il a une nature électrodynamique, non seulement parce qu’il ne peut influencer que des charges en mouvement, mais aussi parce qu’il est lui-même généré par le mouvement des charges.

Comment voir

Bien que les sens humains ne puissent pas détecter la présence d’un champ magnétique, sa direction peut être déterminée à l’aide d’une flèche magnétisée. Cependant, vous pouvez « voir » le champ magnétique à l’aide d’une feuille de papier et d’un simple limaille de fer. Vous devez placer une feuille de papier sur un aimant permanent et saupoudrer de sciure de bois dessus, après quoi la limaille de fer s'alignera de manière fermée et continue. lignes électriques.

La direction des lignes de champ est déterminée à l'aide de la règle main droite, également appelée « règle de la vrille ». Si vous prenez le conducteur dans votre main de telle manière que pouceétait dans le sens du courant (le courant passe du moins au plus), alors les doigts restants indiqueront la direction des lignes de force.

Géomagnétisme

Les champs magnétiques sont créés par des charges en mouvement, mais alors quelle est la nature du géomagnétisme ? Notre planète possède un champ magnétique qui la protège des substances nocives rayonnement solaire, et le diamètre du champ est plusieurs fois supérieur au diamètre de la Terre. Sa forme n'est pas uniforme ; du « côté ensoleillé », elle rétrécit sous l'influence de vent solaire, et du côté nuit, il s'étend sous la forme d'une queue longue et large.

On pense que sur notre planète, les champs magnétiques sont créés par le mouvement des courants dans le noyau, constitué de métal liquide. C'est ce qu'on appelle une « dynamo hydromagnétique ». Lorsqu’une substance atteint une température de plusieurs milliers de degrés Kelvin, sa conductivité devient suffisamment élevée pour que les mouvements, même dans un environnement faiblement magnétisé, commencent à créer des courants électriques, qui à leur tour créent des champs magnétiques.

Dans certaines zones locales, les champs magnétiques sont créés par des rochers depuis couches supérieures planètes qui forment la croûte terrestre.

Mouvement des pôles

Depuis 1885, l'enregistrement du mouvement des pôles magnétiques a commencé. Pour le siècle dernier pôle sud (pôle à Hémisphère Sud) s'est déplacé de 900 kilomètres et le pôle magnétique nord (Arctique) s'est déplacé de 120 km en 11 ans depuis 1973, et de 150 autres au cours des dix années suivantes. Selon les dernières données, le taux de déplacement du pôle arctique a augmenté de 1973 à 2007. 10 kilomètres par an à 60 .

Bien que les scientifiques sachent comment est créé le champ magnétique terrestre, ils ne peuvent pas influencer le mouvement des pôles et supposent qu’une autre inversion se produira très bientôt. Il s'agit d'un processus naturel, ce n'est pas la première fois sur la planète, mais on ne sait pas comment un tel processus se déroulera pour les gens.

L'utilisation généralisée des champs magnétiques dans la vie quotidienne, en production et dans recherche scientifique. Il suffit de nommer des appareils tels que des générateurs CA, moteurs électriques, relais, accélérateurs particules élémentaires et divers capteurs. Examinons de plus près ce qu'est un champ magnétique et comment il se forme.

Qu'est-ce qu'un champ magnétique - définition

Un champ magnétique est un champ de force qui agit sur des particules chargées en mouvement. La taille du champ magnétique dépend de la vitesse de sa variation. Selon cette caractéristique, on distingue deux types de champs magnétiques : dynamiques et gravitationnels.

Le champ magnétique gravitationnel apparaît uniquement à proximité des particules élémentaires et se forme en fonction des caractéristiques de leur structure. Les sources d'un champ magnétique dynamique sont des charges électriques en mouvement ou des corps chargés, des conducteurs porteurs de courant et des substances magnétisées.

Propriétés du champ magnétique

Le grand scientifique français André Ampère a réussi à découvrir deux propriétés fondamentales du champ magnétique :

1. La principale différence entre un champ magnétique et un champ électrique et sa principale propriété est qu'il transporte caractère relatif. Si vous prenez un corps chargé, laissez-le immobile dans un certain référentiel et placez une aiguille magnétique à proximité, alors il pointera, comme d'habitude, vers le nord. Autrement dit, il ne détectera aucun champ autre que celui de la Terre. Si vous commencez à déplacer ce corps chargé par rapport à la flèche, il commencera à tourner - cela indique que lorsque le corps chargé se déplace, un champ magnétique apparaît également, en plus du champ électrique. Ainsi, un champ magnétique apparaît si et seulement s’il y a une charge en mouvement.
2. Le champ magnétique agit sur un autre courant électrique. Ainsi, il peut être détecté en traçant le mouvement des particules chargées - dans un champ magnétique, elles s'écarteront, les conducteurs avec le courant se déplaceront, le cadre avec le courant tournera, les substances magnétisées se déplaceront. Rappelons ici l'aiguille du compas magnétique, généralement colorée bleu, - après tout, ce n'est qu'un morceau de fer magnétisé. Elle fait toujours face au nord car la Terre possède un champ magnétique. Notre planète entière est un énorme aimant : au pôle Nord se trouve la ceinture magnétique sud, et au pôle Sud pôle géographique le pôle magnétique nord est situé.

De plus, les propriétés du champ magnétique comprennent les caractéristiques suivantes :

1. La force d'un champ magnétique est décrite par l'induction magnétique - c'est quantité de vecteur, qui détermine la force avec laquelle le champ magnétique affecte les charges en mouvement.
2. Le champ magnétique peut être constant et type de variable. Le premier est généré par un champ électrique qui ne change pas dans le temps ; l'induction d'un tel champ est également constante. La seconde est le plus souvent générée à l’aide d’inductances alimentées en courant alternatif.
3. Le champ magnétique ne peut pas être perçu par les sens humains et n'est enregistré que par des capteurs spéciaux.

Champ magnétique c'est le problème qui se pose autour des sources de courant électrique, ainsi qu'autour aimants permanents. Dans l’espace, le champ magnétique se présente comme une combinaison de forces pouvant influencer les corps magnétisés. Cette action s'explique par la présence de décharges motrices au niveau moléculaire.

Un champ magnétique se forme uniquement autour de charges électriques en mouvement. C'est pourquoi les champs magnétiques et électriques font partie intégrante et forment ensemble champ électromagnétique. Les composants du champ magnétique sont interconnectés et s’influencent mutuellement, modifiant ainsi leurs propriétés.

Propriétés du champ magnétique :
1. Un champ magnétique apparaît sous l’influence de charges motrices de courant électrique.
2. En tout point, le champ magnétique est caractérisé par le vecteur grandeur physique appelé induction magnétique, ce qui est caractéristique de puissance champ magnétique.
3. Un champ magnétique ne peut affecter que les aimants, les conducteurs porteurs de courant et les charges en mouvement.
4. Le champ magnétique peut être de type constant ou alternatif
5. Le champ magnétique est mesuré uniquement par des instruments spéciaux et ne peut pas être perçu par les sens humains.
6. Le champ magnétique est électrodynamique, car il est généré uniquement par le mouvement de particules chargées et n'affecte que les charges en mouvement.
7. Les particules chargées se déplacent le long d’une trajectoire perpendiculaire.

La taille du champ magnétique dépend de la vitesse de variation du champ magnétique. Selon cette caractéristique, il existe deux types de champs magnétiques : champ magnétique dynamique Et champ magnétique gravitationnel. Champ magnétique gravitationnel se produit uniquement à proximité de particules élémentaires et se forme en fonction des caractéristiques structurelles de ces particules.

Moment magnétique se produit lorsqu'un champ magnétique agit sur un cadre conducteur. En d’autres termes, le moment magnétique est un vecteur situé sur la ligne perpendiculaire au repère.

Le champ magnétique peut être représenté graphiquement en utilisant forces magnétiques ov lignes. Ces lignes sont tracées dans une direction telle que la direction des forces de champ coïncide avec la direction de la ligne de champ elle-même. Les lignes de force magnétiques sont à la fois continues et fermées.

La direction du champ magnétique est déterminée à l'aide d'une aiguille magnétique. Les lignes de force déterminent également la polarité de l'aimant, la fin avec la sortie des lignes de force est le pôle nord et la fin avec l'entrée de ces lignes est le pôle sud.

Il est très pratique d'évaluer visuellement le champ magnétique à l'aide de limaille de fer ordinaire et d'un morceau de papier.
Si nous plaçons une feuille de papier sur un aimant permanent et saupoudrons de sciure de bois dessus, les particules de fer s'aligneront selon les lignes du champ magnétique.

La direction des lignes électriques d'un conducteur est commodément déterminée par le fameux règle de la vrille ou règle de la main droite. Si nous enroulons notre main autour du conducteur de manière à ce que le pouce pointe dans la direction du courant (du moins au plus), alors les 4 doigts restants nous montreront la direction des lignes de champ magnétique.

Et la direction de la force de Lorentz est la force avec laquelle le champ magnétique agit sur une particule chargée ou un conducteur avec du courant, selon règle de la main gauche.
Si on place main gauche dans un champ magnétique pour que 4 doigts regardent dans le sens du courant dans le conducteur, et que les lignes de force entrent dans la paume, alors le pouce indiquera la direction de la force de Lorentz, la force agissant sur un conducteur placé dans un champ magnétique champ.

C'est tout. Assurez-vous de poser toutes vos questions dans les commentaires.

Lorsqu'il est connecté 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, 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 :

Charges électriques en mouvement.
Substances appelées ferromagnétiques : fer, fonte, leurs alliages.

Les aimants permanents sont des corps qui ont un moment magnétique commun de particules chargées (électrons).

1 — pôle Sud aimant
2 - Pôle Nord de l'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 de 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 en bleu. 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 au 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.

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 la force d'induction du flux magnétique 1N longuement 1 m 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 sorte que les lignes du champ magnétique entrent dans la paume depuis pôle Nordà 90 0, et placez 4 doigts le long du flux de courant, le pouce indiquera 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 a une pente d'un certain angle α par rapport à la ligne d'induction, flux magnétique diminue 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.

Lien de flux

Ce concept est utilisé pour créer sens général flux magnétique, qui est créé à partir d'un certain nombre de conducteurs situés entre 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.

Lien 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. Un électron a son propre 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 une direction et une valeur déséquilibrées moments magnétiques. 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 valeur négative susceptibilité magnétique, indépendante de la tension. En l’absence de champ, cette substance n’aura pas de 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 matériels. 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.

Le terme « champ magnétique » désigne généralement un certain espace énergétique dans lequel les forces se manifestent. interaction magnétique. Ils affectent :

substances individuelles : ferrimagnétiques (métaux - principalement la fonte, le fer et leurs alliages) et leur classe de ferrites, quel que soit leur état ;

frais de déplacement de l'électricité.

Les corps physiques qui ont un moment magnétique total d'électrons ou d'autres particules sont appelés aimants permanents. Leur interaction est montrée dans l'image lignes de force magnétique.

Ils ont été formés après avoir amené un aimant permanent à face arrière feuille de carton avec une couche uniforme de limaille de fer. La photo montre un marquage clair des pôles nord (N) et sud (S) avec la direction des lignes de champ par rapport à leur orientation : sortie du pôle nord et entrée au sud.

Comment se crée un champ magnétique ?

Les sources du champ magnétique sont :

aimants permanents;

frais de déménagement ;

champ électrique variable dans le temps.

Chaque enfant de la maternelle connaît l’action des aimants permanents. Après tout, il devait déjà sculpter des images d'aimants sur le réfrigérateur, extraites d'emballages contenant toutes sortes de délices.

Les charges électriques en mouvement ont généralement une énergie de champ magnétique nettement supérieure à . Il est également désigné par des lignes de force. Regardons les règles pour les dessiner pour conducteur droit avec le courant I.

La ligne du champ magnétique est tracée dans un plan perpendiculaire au mouvement du courant de sorte qu'en chaque point la force agissant sur le pôle nord de l'aiguille magnétique soit dirigée tangentiellement à cette ligne. Cela crée des cercles concentriques autour de la charge en mouvement.

La direction de ces forces est déterminée par la règle bien connue de la vis ou de la vrille à enroulement fileté à droite.

Règle de la vrille

Il faut positionner la vrille coaxialement au vecteur courant et faire tourner la poignée pour que mouvement vers l'avant la vrille coïncidait avec sa direction. Alors l'orientation de la force lignes magnétiques sera affiché en tournant le bouton.

Dans un conducteur en anneau mouvement de rotation la poignée coïncide avec la direction du courant, et celle en translation indique l'orientation de l'induction.

Les lignes de force magnétiques quittent toujours le pôle nord et entrent dans le pôle sud. Ils continuent à l'intérieur de l'aimant et ne sont jamais ouverts.

Règles d'interaction des champs magnétiques

Les champs magnétiques provenant de différentes sources s’ajoutent les uns aux autres, formant un champ résultant.

Dans ce cas, les aimants de pôles opposés (N - S) s'attirent et ceux de pôles similaires (N - N, S - S) se repoussent. Les forces d'interaction entre les pôles dépendent de la distance qui les sépare. Plus les pôles sont rapprochés, plus la force générée est importante.

Caractéristiques de base du champ magnétique

Ceux-ci incluent :

vecteur d'induction magnétique (B) ;

flux magnétique (F);

liaison de flux (Ψ).

L'intensité ou la force de l'impact du champ est estimée par la valeur vecteur d'induction magnétique. Elle est déterminée par la valeur de la force « F » créée par le passage du courant « I » à travers un conducteur de longueur « l ». Â =F/(I∙l)

L'unité de mesure de l'induction magnétique dans le système SI est le Tesla (en mémoire du physicien qui a étudié ces phénomènes et les a décrits méthodes mathématiques). En russe littérature technique il est désigné « Tl » et dans la documentation internationale, le symbole « T » est adopté.

1 T est l'induction d'un tel flux magnétique uniforme, qui agit avec une force de 1 newton pour chaque mètre de longueur d'un conducteur droit perpendiculaire à la direction du champ, lorsqu'un courant de 1 ampère traverse ce conducteur.

1T=1∙N/(A∙m)

La direction du vecteur B est déterminée par règle de la main gauche.

Si vous placez la paume de votre main gauche dans un champ magnétique de manière à ce que les lignes de force du pôle nord pénètrent dans la paume à angle droit et que vous placez quatre doigts dans le sens du courant dans le conducteur, le pouce qui dépasse indiquer la direction de la force sur ce conducteur.

Dans le cas où le conducteur avec courant électrique n'est pas situé à angle droit par rapport aux lignes de force magnétiques, la force agissant sur lui sera proportionnelle à l'amplitude du courant circulant et à la composante de la projection de la longueur du conducteur avec courant sur un plan situé dans la direction perpendiculaire.

La force agissant sur un courant électrique ne dépend pas des matériaux à partir desquels le conducteur est fabriqué ni de sa section transversale. Même si ce conducteur n'existe pas du tout et que les charges en mouvement commencent à se déplacer dans un autre milieu entre les pôles magnétiques, cette force ne changera en rien.

Si à l'intérieur d'un champ magnétique en tous points le vecteur B a la même direction et la même amplitude, alors un tel champ est considéré comme uniforme.

Tout environnement qui a affecte la valeur du vecteur d'induction B .

Flux magnétique (F)

Si l’on considère le passage de l’induction magnétique à travers certaine zone S, alors l'induction limitée par ses limites sera appelée flux magnétique.

Lorsque la zone est inclinée d’un certain angle α par rapport à la direction de l’induction magnétique, le flux magnétique diminue du cosinus de l’angle d’inclinaison de la zone. Sa valeur maximale est créée lorsque emplacement perpendiculaire zone à son induction pénétrante. Ф=В·S

L'unité de mesure du flux magnétique est 1 weber, défini par le passage d'une induction de 1 tesla à travers une superficie de 1 mètre carré.

Lien de flux

Ce terme est utilisé pour obtenir la quantité totale de flux magnétique créé à partir d'un certain nombre de conducteurs porteurs de courant situés entre les pôles d'un aimant.

Dans le cas où le même courant I traverse l'enroulement d'une bobine avec un nombre de spires n, alors le flux magnétique total (lié) de toutes les spires est appelé liaison de flux Ψ.

Ψ=n·Ф . L'unité de liaison de flux est 1 weber.

Comment se forme un champ magnétique à partir d'un courant électrique alternatif

Champ électromagnétique interagissant avec charges électriques et les corps possédant des moments magnétiques, est une combinaison de deux champs :

électrique;

magnétique.

Ils sont interconnectés, représentent une combinaison les uns des autres, et lorsque l'un change au fil du temps, certains écarts se produisent dans l'autre. Par exemple, lors de la création d'une sinusoïdale alternative champ électrique dans un générateur triphasé, le même champ magnétique avec les caractéristiques d'harmoniques alternatives similaires est formé simultanément.

Propriétés magnétiques des substances

En ce qui concerne l'interaction avec un champ magnétique externe, les substances sont divisées en :

antiferromagnétiques avec des moments magnétiques équilibrés, grâce auxquels un très faible degré de magnétisation du corps est créé ;

matériaux diamagnétiques à propriété magnétisante champ interne contre toute action extérieure. Lorsqu’il n’y a pas de champ extérieur, leurs propriétés magnétiques n’apparaissent pas ;

matériaux paramagnétiques ayant des propriétés magnétisantes du champ interne en direction du champ externe, qui ont un faible degré ;

ferromagnétiques ayant propriétés magnétiques sans champ externe appliqué à des températures valeurs plus petites Points de Curie ;

ferrimagnétiques avec des moments magnétiques déséquilibrés en amplitude et en direction.

Toutes ces propriétés des substances ont trouvé diverses applications dans la technologie moderne.

Circuits magnétiques

Tous les transformateurs, inductances, machines électriques et bien d’autres appareils fonctionnent sur cette base.

Par exemple, dans un électroaimant en fonctionnement, le flux magnétique traverse un noyau magnétique composé d'acier ferromagnétique et d'air aux propriétés non ferromagnétiques prononcées. La combinaison de ces éléments constitue un circuit magnétique.

La plupart des appareils électriques comportent des circuits magnétiques dans leur conception. En savoir plus à ce sujet dans cet article -