Бүгдэд нь энэ өдрийн мэнд. IN сүүлийн нийтлэлБи соронзон орны тухай ярьж, түүний параметрүүдийн талаар бага зэрэг ярьлаа. Энэ нийтлэл нь сэдвийг үргэлжлүүлж байна соронзон оронсоронзон индукц гэх мэт параметрт зориулагдсан. Сэдвийг хялбарчлахын тулд би вакуум дахь соронзон орны тухай ярих болно янз бүрийн бодисуудөөр өөр соронзон шинж чанартай байдаг бөгөөд үүний үр дүнд тэдгээрийн шинж чанарыг харгалзан үзэх шаардлагатай.
Биот-Саварт-Лапласын хууль
Цахилгаан гүйдлийн улмаас үүссэн соронзон орныг судалсны үр дүнд судлаачид дараах дүгнэлтэд хүрсэн байна.
- цахилгаан гүйдлийн улмаас үүссэн соронзон индукц нь гүйдлийн хүч чадалтай пропорциональ байна;
- соронзон индукц нь цахилгаан гүйдэл дамжих дамжуулагчийн хэлбэр, хэмжээнээс хамаарна;
- соронзон орны аль ч цэг дэх соронзон индукц нь гүйдэл дамжуулагчтай харьцуулахад энэ цэгийн байршлаас хамаарна.
Ийм дүгнэлтэд хүрсэн Францын эрдэмтэн Био, Савард нар соронзон индукцийн үндсэн хуулийг нэгтгэн гаргаж авахын тулд агуу математикч П.Лапласт ханджээ. Тэрээр гүйдэл дамжуулагчийн үүсгэсэн соронзон орны аль ч цэг дэх индукцийг нийлбэрээр илэрхийлж болно гэж таамаглаж байв. соронзон индукцгүйдэл дамжуулах дамжуулагчийн элементар огтлолоор үүсгэгддэг энгийн соронзон орон. Энэхүү таамаглал нь соронзон индукцийн хууль болсон Био-Саварт-Лапласын хууль. Энэ хуулийг авч үзэхийн тулд гүйдэл дамжуулагч ба түүний үүсгэсэн соронзон индукцийг дүрсэлцгээе.
Дамжуулагчийн анхан шатны хэсгээс үүсгэсэн соронзон индукц dB dl.
Дараа нь соронзон индукц дБдамжуулагчийн хэсгээс үүсгэгддэг энгийн соронзон орон dl, гүйдэлтэй IВ дурын цэг Рдараах илэрхийллээр тодорхойлогдоно
I нь дамжуулагчаар урсах гүйдэл,
r нь дамжуулагч элементээс соронзон орны цэг хүртэл татсан радиус вектор,
dl нь индукцийн дБ үүсгэдэг хамгийн бага дамжуулагч элемент,
k – SI-д жишиг системээс хамаарч пропорциональ байдлын коэффициент k = μ 0 /(4π)
Учир нь нь вектор бүтээгдэхүүн юм, тэгвэл үндсэн соронзон индукцийн эцсийн илэрхийлэл нь иймэрхүү харагдах болно
Тиймээс, энэ илэрхийлэлгүйдэл дамжуулагчийн үүсгэсэн соронзон орны соронзон индукцийг олох боломжийг танд олгоно. чөлөөт хэлбэрилэрхийллийн баруун талыг нэгтгэх замаар хэмжээ
Энд l тэмдэг нь дамжуулагчийн бүхэл бүтэн уртын дагуу интеграцчлал явагдаж байгааг харуулж байна.
Шулуун дамжуулагчийн соронзон индукц
Таны мэдэж байгаагаар хамгийн энгийн соронзон орон шууд үүсдэг шугаман дамжуулагчтүүгээр цахилгаан гүйдэл урсдаг. Өмнөх нийтлэлд би аль хэдийн хэлсэнчлэн өгөгдсөн соронзон орны хүчний шугамууд нь дамжуулагчийн эргэн тойронд байрладаг төвлөрсөн тойрог юм.
Соронзон индукцийг тодорхойлох INнэг цэг дээр шулуун утас РЗарим тэмдэглэгээг танилцуулъя. Гол цэгээс хойш Рзайд байдаг бутаснаас, дараа нь утсан дээрх дурын цэгээс цэг хүртэлх зай Р r = b/sinα гэж тодорхойлогддог. Дараа нь дамжуулагчийн хамгийн богино урт dlдараах илэрхийллээр тооцоолж болно
Үүний үр дүнд хязгааргүй урттай шулуун утсанд зориулсан Биот-Саварт-Лапласын хууль ийм хэлбэртэй болно.
Би бол утсаар урсах гүйдэл,
b - утасны төвөөс соронзон индукцийг тооцоолох цэг хүртэлх зай.
Одоо бид үүссэн илэрхийлэлийг зүгээр л нэгтгэж байна дα 0-ээс π хооронд хэлбэлздэг.
Ийнхүү хязгааргүй урттай шулуун утасны соронзон индукцийн эцсийн илэрхийлэл нь хэлбэртэй байх болно
I - утсаар урсах гүйдэл,
b - дамжуулагчийн төвөөс индукцийг хэмжих цэг хүртэлх зай.
Бөгжний соронзон индукц
Шулуун утасны индукц нь бага утгатай бөгөөд дамжуулагчаас холдох тусам буурдаг тул практик төхөөрөмжид бараг ашиглагддаггүй. Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг соронзон орон нь хүрээний эргэн тойронд утас ороосон соронзон орон юм. Тиймээс ийм талбайг дугуй гүйдлийн соронзон орон гэж нэрлэдэг. Хамгийн энгийн ийм соронзон орон нь R радиустай тойрог хэлбэртэй дамжуулагчаар урсах цахилгаан гүйдэл юм.
IN энэ тохиолдолдТойргийн төвд байрлах соронзон орон ба тойргийн тэнхлэг дээр байрлах Р цэг дээрх соронзон орон гэсэн хоёр тохиолдол практик сонирхолтой байдаг. Эхний тохиолдлыг авч үзье.
Энэ тохиолдолд dl гүйдлийн элемент бүр тойргийн төв хэсэгт контурын хавтгайд перпендикуляр энгийн соронзон индукц дБ үүсгэдэг бол Био-Саварт-Лапласын хууль хэлбэртэй болно.
Үлдсэн зүйл бол үүссэн илэрхийлэлийг тойргийн бүх уртад нэгтгэх явдал юм
Энд μ 0 нь соронзон тогтмол, μ 0 = 4π 10 -7 H/m,
I - дамжуулагч дахь гүйдлийн хүч,
R нь дамжуулагч өнхрөх тойргийн радиус юм.
Соронзон индукцийг тооцоолох цэг нь шулуун дээр байрлах хоёр дахь тохиолдлыг авч үзье. X, энэ нь дугуй гүйдлээр хязгаарлагдсан хавтгайд перпендикуляр байна.
Энэ тохиолдолд цэг дэх индукц Рэнгийн индукцийн нийлбэр байх болно дБ X, энэ нь эргээд тэнхлэг дээрх проекцийг илэрхийлнэ Xанхан шатны индукц дБ
Био-Саварт-Лаплас хуулийг хэрэглэснээр бид соронзон индукцийн утгыг тооцоолно
Одоо энэ илэрхийллийг тойргийн бүхэл бүтэн уртад нэгтгэж үзье
Энд μ 0 нь соронзон тогтмол, μ 0 = 4π 10 -7 H/m,
I - дамжуулагч дахь гүйдлийн хүч,
R нь дамжуулагч өнхрөх тойргийн радиус,
x нь соронзон индукцийг тооцоолох цэгээс тойргийн төв хүртэлх зай юм.
x = 0-ийн томъёоноос харахад үүссэн илэрхийлэл нь дугуй гүйдлийн төвд соронзон индукцийн томъёо болж хувирдаг.
Соронзон индукцийн векторын эргэлт
Энгийн соронзон орны соронзон индукцийг тооцоолоход Биот-Саварт-Лапласын хууль хангалттай. Гэсэн хэдий ч илүү төвөгтэй соронзон оронтой, жишээлбэл, соленоид эсвэл торойд соронзон орны хувьд тооцооллын тоо, томьёоны төвөгтэй байдал ихээхэн нэмэгдэх болно. Тооцооллыг хялбарчлахын тулд соронзон индукцийн векторын эргэлтийн тухай ойлголтыг нэвтрүүлсэн.
Зарим контурыг төсөөлөөд үз дээ л, энэ нь гүйдэлд перпендикуляр байна I. Хаана ч Рэнэ хэлхээний соронзон индукц INэнэ контур руу тангенциал чиглүүлсэн. Дараа нь векторуудын үржвэр dlТэгээд INдараах илэрхийллээр тодорхойлогдоно
Өнцөгөөс хойш dφхангалттай жижиг, дараа нь векторууд dl B нумын урт гэж тодорхойлсон
Тиймээс соронзон индукцийг мэддэг шулуун дамжуулагчөгөгдсөн цэг дээр бид соронзон индукцийн векторын эргэлтийн илэрхийлэлийг гаргаж болно
Одоо үлдсэн бүх зүйл бол үүссэн илэрхийлэлийг контурын бүх уртад нэгтгэх явдал юм
Манай тохиолдолд соронзон индукцийн вектор нь нэг гүйдлийн эргэн тойронд эргэлддэг боловч хэд хэдэн гүйдлийн хувьд соронзон индукцийн эргэлтийн илэрхийлэл нь нийт гүйдлийн хууль болж хувирдаг бөгөөд энэ нь:
Битүү гогцоонд соронзон индукцийн векторын эргэлт нь пропорциональ байна алгебрийн нийлбэрэнэ хэлхээг хамарсан гүйдэл.
Соленоид ба торойд соронзон орон
Соронзон индукцийн векторын нийт гүйдэл ба эргэлтийн хуулийг ашиглан соленоид ба торойд гэх мэт нарийн төвөгтэй соронзон орны соронзон индукцийг тодорхойлоход хялбар байдаг.
Соленоид нь цилиндр хэлбэртэй ороомог бөгөөд цилиндр хүрээг асаах дамжуулагчийн олон эргэлтээс бүрддэг. Соленоидын соронзон орон нь дугуй гүйдэл бүрийн хавтгайд перпендикуляр нийтлэг тэнхлэг бүхий олон тооны соронзон оронуудаас бүрддэг.
Соронзон индукцийн векторын эргэлтийг ашиглаж, тэгш өнцөгт контурын дагуух эргэлтийг төсөөлье. 1-2-3-4 . Дараа нь өгөгдсөн хэлхээний соронзон индукцийн векторын эргэлт нь хэлбэртэй болно
Учир нь бүс нутгуудад 2-3 Тэгээд 4-1 соронзон индукцийн вектор нь хэлхээнд перпендикуляр байвал эргэлт тэг болно. Сайт дээр 3-4 , энэ нь соленоидоос ихээхэн хасагдсан бол үүнийг бас үл тоомсорлож болно. Дараа нь нийт гүйдлийн хуулийг харгалзан үзэхэд соленоид дахь соронзон индукц хангалттай байна урт уртшиг харагдах болно
Энд n нь нэгж урт дахь соленоид дамжуулагчийн эргэлтийн тоо,
I - соленоидоор урсах гүйдэл.
Тороид нь дамжуулагчийг цагираган хүрээний эргэн тойронд ороох замаар үүсдэг. Энэхүү загвар нь олон тооны ижил дугуй гүйдлийн системтэй тэнцэх бөгөөд тэдгээрийн төвүүд нь тойрог дээр байрладаг.
Жишээ болгон радиустай тороидыг авч үзье Р, дээр нь шархадсан Нутасны эргэлт. Утасны эргэлт бүрийн эргэн тойронд бид радиусын контурыг авдаг r, энэ контурын төв нь торойд төвтэй давхцдаг. Соронзон индукцийн вектороос хойш Бконтурын цэг бүр дээр контур руу тангенциал чиглүүлсэн бол соронзон индукцийн векторын эргэлт дараах хэлбэртэй болно.
Энд r нь соронзон индукцийн гогцооны радиус юм.
Торойд дотор дамждаг хэлхээ нь I гүйдэлтэй N эргэлтийн утсыг хамардаг бөгөөд дараа нь toroid-ийн нийт гүйдлийн хууль хэлбэртэй болно.
Энд n нь нэгж урт дахь дамжуулагчийн эргэлтийн тоо,
r – соронзон индукцийн гогцооны радиус,
R нь торойд радиус юм.
Тиймээс нийт гүйдлийн хууль ба соронзон индукцийн векторын эргэлтийг ашиглан дурын нарийн төвөгтэй соронзон орныг тооцоолох боломжтой болно. Гэсэн хэдий ч нийт гүйдлийн хууль нь зөвхөн вакуумд зөв үр дүнг өгдөг. Бодис дахь соронзон индукцийг тооцоолохдоо молекулын гүйдэл гэж нэрлэгддэг зүйлийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Үүнийг дараагийн өгүүллээр хэлэлцэх болно.
Онол сайн, гэхдээ үгүй практик хэрэглэээдгээр нь зүгээр л үг юм.
Гүйдэл дамжуулагчийн соронзон орон.Шулуун дамжуулагчаар гүйдэл өнгөрөхөд түүний эргэн тойронд соронзон орон гарч ирнэ (Зураг 38). Энэ талбайн соронзон шугамууд нь төвлөрсөн тойрогт байрладаг бөгөөд тэдгээрийн төвд гүйдэл дамжуулагч байдаг.
Гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойрон дахь соронзон орны чиглэл нь дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх гүйдлийн чиглэлтэй үргэлж хатуу нийцдэг. Соронзон орны шугамын чиглэлийг гимлет дүрмийг ашиглан тодорхойлж болно. Үүнийг дараах байдлаар томъёолсон болно. Хэрэв урагшлах хөдөлгөөн Gimlet 1 (Зураг 39, а) 3-р дамжуулагчийн гүйдлийн 2-ын чиглэлтэй зэрэгцүүлэн бариулыг эргүүлснээр дамжуулагчийн эргэн тойронд соронзон орны шугам 4-ийн чиглэлийг заана. Жишээлбэл, хэрэв гүйдэл нь номын хуудасны хавтгайгаас цааш (Зураг 39, б) биднээс хол чиглэлд дамжуулагчаар дамждаг бол энэ дамжуулагчийн эргэн тойронд үүсэх соронзон орон цагийн зүүний дагуу чиглэнэ. Хэрэв дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх гүйдэл нь номын хуудасны хавтгайгаас бидэн рүү чиглэж байвал дамжуулагчийн эргэн тойрон дахь соронзон орон цагийн зүүний эсрэг чиглэнэ. Дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх гүйдэл их байх тусам түүний эргэн тойронд үүсэх соронзон орон улам хүчтэй болно. Гүйдлийн чиглэл өөрчлөгдөхөд соронзон орон мөн чиглэлээ өөрчилдөг.
Дамжуулагчаас холдох тусам соронзон орны шугамууд багасдаг. Үүний үр дүнд соронзон орны индукц ба түүний хүч буурдаг. Дамжуулагчийг тойрсон орон зай дахь соронзон орны хүч чадал нь
H = I/(2?r) (44)
Хамгийн их хурцадмал байдал Hmax үед тохиолддог гадна гадаргуудамжуулагч 1 (Зураг 40). Кондуктор дотор бас
соронзон орон үүсэх боловч түүний эрчим нь гаднах гадаргуугаас тэнхлэг хүртэлх чиглэлд шугаман буурдаг (муруй 2). Дамжуулагчийн эргэн тойронд болон доторх талбайн соронзон индукц нь хүчдэлтэй адил өөрчлөгддөг.
Соронзон орныг бэхжүүлэх арга.Бага гүйдлийн үед хүчтэй соронзон орныг олж авахын тулд тэдгээр нь ихэвчлэн гүйдэл дамжуулагч дамжуулагчийн тоог нэмэгдүүлж, тэдгээрийг цуврал эргэлт хэлбэрээр хийдэг; ийм төхөөрөмжийг ороомог буюу ороомог гэж нэрлэдэг.
Ороомог хэлбэрээр нугалсан дамжуулагчтай (Зураг 41, а) энэ дамжуулагчийн бүх хэсгүүдээс үүссэн соронзон орон нь ороомгийн дотор ижил чиглэлтэй байх болно. Тиймээс ороомгийн доторх соронзон орны эрчим нь шулуун дамжуулагчийн эргэн тойронд байхаас их байх болно. Эргэлтүүдийг ороомог болгон нэгтгэх үед тус тусын эргэлтээс үүссэн соронзон орон нэмэгдэж (Зураг 41, б) ба тэдгээрийн талбайн шугамууд нь нийтлэг соронзон урсгалд холбогддог. Энэ тохиолдолд ороомог доторх талбайн шугамын концентраци нэмэгдэж, өөрөөр хэлбэл түүний доторх соронзон орон эрчимжиж байна. Ороомогоор дамжин өнгөрөх гүйдэл их байх тусам түүний дотор эргэлт их байх тусам ороомогоор үүсгэгдсэн соронзон орон улам хүчтэй болно. Ороомгийн гаднах соронзон орон нь бие даасан эргэлтүүдийн соронзон оронуудаас бүрддэг боловч соронзон орны шугамууд тийм ч нягт байрладаггүй тул соронзон орны эрч хүч ороомог доторх шиг тийм ч их биш байдаг. Гүйдлийн эргэн тойронд эргэлдэж буй ороомгийн соронзон орон нь шулуун шугаман байнгын соронзны талбайтай ижил хэлбэртэй байна (35-р зургийг үз, а): хүч соронзон шугамуудороомгийн нэг үзүүрээс гарч, нөгөө үзүүрт нь оруулна. Тиймээс гүйдлийн эргэн тойронд урсах ороомог нь хиймэл юм цахилгаан соронз. Ихэвчлэн соронзон орныг нэмэгдүүлэхийн тулд ороомог дотор ган голыг оруулдаг; ийм төхөөрөмжийг цахилгаан соронзон гэж нэрлэдэг.
Цахилгаан соронзон нь технологид маш өргөн хэрэглэгддэг. Тэд цахилгаан машиныг ажиллуулахад шаардлагатай соронзон орон, мөн шаардлагатай электродинамик хүчийг бий болгодог. Төрөл бүрийн цахилгаан хэмжих хэрэгсэл, цахилгаан хэрэгслийг ажиллуулах зориулалттай.
Цахилгаан соронзон нь нээлттэй эсвэл хаалттай соронзон хэлхээтэй байж болно (Зураг 42). Цахилгаан соронзон ороомгийн төгсгөлийн туйлшралыг байнгын соронзны туйлтай адил соронзон зүү ашиглан тодорхойлж болно. Энэ нь өмнөд үзүүрээрээ хойд туйл руу эргэдэг. Эргэлт эсвэл ороомогоос үүссэн соронзон орны чиглэлийг тодорхойлохын тулд та гимлет дүрмийг ашиглаж болно. Хэрэв та бариулын эргэлтийн чиглэлийг ороомог эсвэл ороомог дахь гүйдлийн чиглэлтэй хослуулсан бол гимлетийн урагшлах хөдөлгөөн нь соронзон орны чиглэлийг заана. Цахилгаан соронзонгийн туйлшралыг мөн ашиглан тодорхойлж болно баруун гар. Үүнийг хийхийн тулд та гараа ороомог дээр тавиад (зураг 43) дөрвөн хуруугаа гүйдлийн чиглэлтэй зэрэгцүүлэн нугалах хэрэгтэй. эрхий хуруусоронзон орны чиглэлийг харуулах болно.
Хязгааргүй урттай нимгэн шулуун утсаар урсах гүйдлийн улмаас үүссэн талбайг тооцоолъё.
Дурын цэг дээрх соронзон орны индукц А(Зураг 6.12) дамжуулагч элементээр үүсгэгдсэн г л , тэнцүү байх болно
Цагаан будаа. 6.12. Шулуун дамжуулагчийн соронзон орон
Талбарууд янз бүрийн элементүүдижил чиглэлтэй (радиустай тойрогтой шүргэгч Р, дамжуулагч руу ортогональ хавтгайд хэвтэж байна). Энэ нь бид үнэмлэхүй утгыг нэмж (нэгтгэх) боломжтой гэсэн үг юм
|
|
илэрхийлье rмөн нүгэл үйлдэх интеграцийн хувьсагч л
|
|
Дараа нь (6.7) гэж дахин бичиж болно
Тиймээс,
Гүйдэл дамжуулах хязгааргүй урт шулуун дамжуулагчийн соронзон орны шугамын зургийг Зураг дээр үзүүлэв. 6.13.
Цагаан будаа. 6.13. Гүйдэлтэй шулуун дамжуулагчийн соронзон орны шугамууд:
1 - хажуугийн харагдах байдал; 2, 3 - дамжуулагчийн перпендикуляр хавтгайгаар дамжуулагчийн хэсэг
Цагаан будаа. 6.14. Дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэлийн тэмдэглэгээ
Дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэлийг зааж өгөхийн тулд хавтгайд перпендикулярЗураг дээр бид дараах тэмдэглэгээг ашиглана (Зураг 6.14):
Шугаман цэнэгийн нягтаар цэнэглэгдсэн нимгэн утаснуудын цахилгаан талбайн хүчийг илэрхийлэх илэрхийллийг эргэн санацгаая.
Илэрхийллийн ижил төстэй байдал нь тодорхой байна: бид утас хүртэлх зайнаас (одоогийн) ижил хамааралтай, шугаман цэнэгийн нягтыг одоогийн хүчээр сольсон. Гэхдээ талбайн чиглэл өөр байна. Утасны хувьд цахилгаан орон нь радиусын дагуу чиглэгддэг. Гүйдэл дамжуулах хязгааргүй шулуун дамжуулагчийн соронзон орны шугамууд нь дамжуулагчийг тойрсон төвлөрсөн тойргийн системийг бүрдүүлдэг. Цахилгаан шугамын чиглэлүүд нь гүйдлийн чиглэлтэй баруун гар талын системийг бүрдүүлдэг.
Зураг дээр. Зураг 6.15-д гүйдэл дамжуулах шулуун дамжуулагчийн эргэн тойрон дахь соронзон орны шугамын тархалтыг судлах туршилтыг үзүүлэв. Зузаан зэс дамжуулагчийг төмрийн үртэс цутгадаг тунгалаг хавтангийн нүхээр дамжуулдаг. Асаасны дараа DC 25 А хүчээр, хавтан дээр тогших үед модны үртэс нь соронзон орны шугамын хэлбэрийг давтдаг гинж үүсгэдэг.
Хавтантай перпендикуляр шулуун утасны эргэн тойронд утасны ойролцоо хамгийн нягт байрладаг цагираган хүчний шугамууд ажиглагддаг. Түүнээс холдох тусам талбай багасна.
Цагаан будаа. 6.15. Шулуун дамжуулагчийн эргэн тойрон дахь соронзон орны шугамын дүрслэл
Зураг дээр. Зураг 6.16-д картон хавтанг гаталж буй утаснуудын эргэн тойронд соронзон орны шугамын тархалтыг судлах туршилтуудыг үзүүлэв. Төмрийн үртэс, хавтан дээр цутгаж, соронзон орны шугамын дагуу эгнээ.
Цагаан будаа. 6.16. Соронзон орны шугамын тархалт
хавтантай нэг, хоёр эсвэл хэд хэдэн утаснуудын уулзварын ойролцоо
Хэрэв та соронзон зүүг ойртуулах юм бол энэ нь дамжуулагчийн тэнхлэг ба зүүний эргэлтийн төвөөр дамжин өнгөрөх хавтгайд перпендикуляр болох хандлагатай болно. Энэ нь тусгай хүчнийхэн гэж нэрлэгддэг суманд ажилладаг болохыг харуулж байна соронзон хүч . Соронзон зүүнд үзүүлэх нөлөөнөөс гадна соронзон орон нь хөдөлж буй цэнэгтэй хэсгүүд болон соронзон орон дотор байрлах гүйдэл дамжуулагч дамжуулагчдад нөлөөлдөг. Соронзон талбарт хөдөлж буй дамжуулагчид эсвэл хувьсах соронзон оронд байрлах хөдөлгөөнгүй дамжуулагчид индуктив цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) үүсдэг.
Соронзон орон
Дээр дурдсанчлан бид өгч болно дараах тодорхойлолтсоронзон орон.
Соронзон орон нь хоёр талын нэг юм цахилгаан соронзон орон, сэтгэл хөдөлсөн цахилгаан цэнэгхөдөлж буй тоосонцор болон цахилгаан талбайн өөрчлөлт нь халдвар авсан тоосонцорыг хөдөлгөх, улмаар цахилгаан гүйдэлд үзүүлэх хүчний нөлөөгөөр тодорхойлогддог.
Хэрэв та зузаан дамжуулагчийг картоноор дамжуулж, цахилгаан гүйдэл дамжуулвал картон дээр цутгасан ган үртэс нь дамжуулагчийн эргэн тойронд төвлөрсөн тойрог хэлбэрээр байрлах бөгөөд энэ тохиолдолд соронзон индукцийн шугам гэж нэрлэгддэг (Зураг 1). . Бид картоныг дамжуулагчаар дээш эсвэл доош хөдөлгөж болох боловч ган үртэсний байршил өөрчлөгдөхгүй. Үүний үр дүнд дамжуулагчийн эргэн тойронд бүхэл бүтэн уртын дагуу соронзон орон үүсдэг.
Хэрэв та жижиг хэсгүүдийг картон дээр тавь соронзон зүү, дараа нь дамжуулагчийн гүйдлийн чиглэлийг өөрчилснөөр соронзон зүү эргэлдэж байгааг харж болно (Зураг 2). Энэ нь соронзон индукцийн шугамын чиглэл нь дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэлээс хамаарч өөрчлөгдөж байгааг харуулж байна.
Гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойронд соронзон индукцийн шугамууд байдаг дараах шинж чанарууд: 1) шулуун дамжуулагчийн соронзон индукцийн шугамууд нь төвлөрсөн тойрог хэлбэртэй; 2) дамжуулагч руу ойртох тусам соронзон индукцийн шугамууд илүү нягт байрладаг; 3) соронзон индукц (талбайн эрчим) нь дамжуулагч дахь гүйдлийн хэмжээнээс хамаарна; 4) соронзон индукцийн шугамын чиглэл нь дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэлээс хамаарна.
Хэсэгт үзүүлсэн дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэлийг харуулахын тулд бид ирээдүйд ашиглах тэмдгийг баталсан. Хэрэв та гүйдлийн дагуу дамжуулагч руу сум байрлуулбал (Зураг 3), гүйдэл нь биднээс холддог дамжуулагч дээр бид сумны өдний сүүлийг (загалмай) харах болно; хэрэв гүйдэл бидэн рүү чиглүүлбэл бид сумны үзүүрийг (цэг) харах болно.
Зураг 3. Тэмдэгдамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэл
Гимлетийн дүрэм нь гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойронд соронзон индукцийн шугамын чиглэлийг тодорхойлох боломжийг олгодог. Хэрэв баруун гар утастай гимлет (шөөгүүр) гүйдлийн чиглэлд урагш хөдөлж байвал бариулын эргэлтийн чиглэл нь дамжуулагчийн эргэн тойрон дахь соронзон индукцийн шугамын чиглэлтэй давхцах болно (Зураг 4).
Гүйдэл дамжуулагчийн соронзон орон руу нэвтрүүлсэн соронзон зүү нь соронзон индукцийн шугамын дагуу байрладаг. Тиймээс түүний байршлыг тодорхойлохын тулд та "гимлет дүрэм" -ийг ашиглаж болно (Зураг 5). Соронзон орон бол хамгийн чухал илрэлүүдийн нэг юм цахилгаан гүйдэлгүйдэлээс бие даан, тусад нь авах боломжгүй.
 |   |
| Зураг 4. Гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойрон дахь соронзон индукцийн шугамын чиглэлийг “гимлет дүрэм”-ээр тодорхойлох. | Зураг 5. “Гимлет дүрэм”-ийн дагуу гүйдэл бүхий дамжуулагч руу авчирсан соронзон зүүний хазайлтын чиглэлийг тодорхойлох. |
Соронзон индукц
Соронзон орон нь соронзон индукцийн вектороор тодорхойлогддог тул орон зайд тодорхой хэмжээстэй, тодорхой чиглэлтэй байдаг.
Туршилтын өгөгдлийг нэгтгэсний үр дүнд соронзон индукцийн тоон илэрхийлэлийг Биот, Саварт нар тогтоосон (Зураг 6). Соронзон зүүний хазайлтаар цахилгаан гүйдлийн соронзон орныг хэмжих янз бүрийн хэмжээтэйболон хэлбэрийн хувьд хоёр эрдэмтэн хоёулаа одоогийн элемент бүр өөрөөсөө тодорхой зайд соронзон орон үүсгэдэг бөгөөд соронзон индукц нь Δ гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. БΔ урттай шууд пропорциональ байна лэнэ элемент нь урсах гүйдлийн хэмжээ I, өгөгдсөн гүйдлийн элементтэй бидний сонирхож буй талбайн цэгийг холбосон гүйдлийн чиглэл ба радиус векторын хоорондох α өнцгийн синус ба энэ радиус векторын уртын квадраттай урвуу пропорциональ байна. r:
Хаана К– хамааралтай коэффициент соронзон шинж чанарорчин болон сонгосон нэгжийн систем дээр.
ICSA-ийн нэгжийн үнэмлэхүй практик оновчтой системд
хаана μ 0 - вакуум соронзон нэвчилтэсвэл MCSA систем дэх соронзон тогтмол:
μ 0 = 4 × π × 10 -7 (henry/meter);
Генри (гн) – индукцийн нэгж; 1 гн = 1 ом × сек.
µ – харьцангуй соронзон нэвчилт– тухайн материалын соронзон нэвчилт нь вакуум соронзон нэвчилтээс хэд дахин их байгааг харуулсан хэмжээсгүй коэффициент.
Соронзон индукцийн хэмжээг томъёог ашиглан олж болно
Вольт секундийг бас нэрлэдэг Вебер (wb):
Практикт соронзон индукцийн жижиг нэгж байдаг - гаусс (gs):
Биот-Савартын хууль нь хязгааргүй урт шулуун дамжуулагчийн соронзон индукцийг тооцоолох боломжийг бидэнд олгодог.
Хаана А– дамжуулагчаас соронзон индукцийг тодорхойлох цэг хүртэлх зай.
Соронзон орны хүч
Соронзон индукцийн бүтээгдэхүүнд харьцуулсан харьцаа соронзон нэвчилтµ × µ 0 гэж нэрлэдэг соронзон орны хүчмөн үсгээр тодорхойлогддог Х:
Б = Х × µ × µ 0 .
Сүүлийн тэгшитгэл нь энэ хоёрыг холбодог соронзон хэмжигдэхүүнүүд: индукц ба соронзон орны хүч.
Хэмжээг нь олцгооё Х:
Заримдаа соронзон орны хүчийг хэмжих өөр нэгжийг ашигладаг. Эрстед (э):
1 э = 79,6 А/м ≈ 80 А/м ≈ 0,8 А/см .
Соронзон орны хүч Х, соронзон индукц шиг Б, нь вектор хэмжигдэхүүн юм.
Соронзон индукцийн векторын чиглэлтэй давхцаж буй цэг тус бүрт шүргэгч шулууныг гэнэ соронзон индукцийн шугамэсвэл соронзон индукцийн шугам.
Соронзон урсгал
Соронзон индукцийн бүтээгдэхүүн ба талбайн хэмжээ, чиглэлд перпендикулярталбар (соронзон индукцийн вектор) гэж нэрлэдэг соронзон индукцийн векторын урсгалэсвэл зүгээр л соронзон урсгалба F үсгээр тэмдэглэгдсэн:
F = Б × С .
Хэмжээ соронзон урсгал:
өөрөөр хэлбэл соронзон урсгалыг вольт-секунд эсвэл веберээр хэмждэг.
Соронзон урсгалын хамгийн бага нэгж нь Максвелл (mks):
1 wb = 108 mks.
1mks = 1 gs× 1 см 2.
Видео 1. Амперын таамаглал
Видео 1. Амперын таамаглал
Видео 2. Соронзон ба цахилгаан соронзон
Тэнхлэгийн дагуу явуул О.З хүчээр гүйдэл гүйдэг хязгааргүй урт дамжуулагч байдаг. Одоогийн хүч чадал юу вэ? 
,
- цаг хугацааны хувьд S гадаргууг гатлах цэнэг 
. Систем нь тэнхлэгийн тэгш хэмтэй байдаг. Хэрэв бид цилиндр координатыг танилцуулбал r,
,
z, дараа нь цилиндр тэгш хэм нь гэсэн үг 
мөн үүнээс гадна, 
, тэнхлэгийн дагуу шилжсэн үед О.З, бид ижил зүйлийг харж байна. Энэ бол эх сурвалж юм. Соронзон орон нь эдгээр нөхцлийг хангасан байх ёстой 
Тэгээд 
. Энэ нь: соронзон орны шугамууд нь дамжуулагч руу ортогональ хавтгайд байрлах тойрог юм. Энэ нь соронзон орныг нэн даруй олох боломжийг танд олгоно.
П 
Энэ бол бидний хөтөч юм.
Энд ортогональ хавтгай байна.
энд радиус тойрог байна r,
Би энд шүргэгч векторыг, дагуу чиглэсэн векторыг авна , тойрог руу шүргэгч вектор.
Дараа нь, 
,
Хаана 
.
Хаалттай контурын хувьд радиустай тойргийг сонгоно r=
const. Дараа нь бид бүх тойргийн дагуух уртын нийлбэр (мөн интеграл нь нийлбэрээс өөр зүйл биш) тойрог юм., энд нь дамжуулагчийн гүйдлийн хүч юм. Баруун талд нэгж хугацаанд гадаргууг гатлах цэнэг байна. Тиймээс ёс суртахуун: 
. Энэ нь шулуун дамжуулагч нь дамжуулагчийг тойрсон тойрог хэлбэрээр хүчний шугам бүхий соронзон орон үүсгэдэг гэсэн үг бөгөөд энэ утга INдамжуулагчаас холдох тусам багасч, хэлхээ нь дамжуулагчийн дотор орох үед дамжуулагч руу ойртоход хязгааргүй болох хандлагатай байдаг.
Э 
Энэ үр дүн нь зөвхөн хэлхээ нь гүйдэл дамжуулах тохиолдолд л хамаарна. Хязгааргүй дамжуулагчийг хэрэгжүүлэх боломжгүй гэдэг нь ойлгомжтой. Дамжуулагчийн урт нь ажиглагдаж болох хэмжигдэхүүн бөгөөд хэмжигдэхүйц хэмжигдэхүүн биш харин ажиглагдах хэмжигдэхүүн хязгааргүй утгыг авч чадахгүй. хязгааргүй урт. Энэ бол биелэх боломжгүй зүйл, тэгвэл энэ томьёоны хэрэг юу вэ? Зурвас нь энгийн. Аливаа дамжуулагчийн хувьд дараахь зүйл үнэн байх болно: соронзон орны шугамууд нь дамжуулагчтай хангалттай ойрхон байдаг - эдгээр нь дамжуулагчийг бүрхсэн хаалттай тойрог бөгөөд хол зайд байрладаг. 
(Р– дамжуулагчийн муруйлтын радиус), энэ томъёо хүчинтэй байх болно.
Дурын гүйдэл дамжуулагчаас үүссэн соронзон орон.
Биот-Савартын хууль.
П 
Бидэнд гүйдэл дамжуулах дурын дамжуулагч байгаа гэж бодъё, бид өгөгдсөн цэг дээр энэ дамжуулагчийн хэсэгээс үүссэн соронзон орныг сонирхож байна. Дашрамд хэлэхэд, цахилгаан статикт бид ямар нэгэн цэнэгийн хуваарилалтаас үүссэн цахилгаан талбайг хэрхэн олсон бэ? Тархалтыг жижиг элементүүдэд хувааж, элемент бүрийн талбарыг цэг бүр дээр (Куломын хуулийн дагуу) тооцоолж, нэгтгэн дүгнэв. Үүнтэй ижил програм энд байна. Соронзон талбайн бүтэц нь электростатикаас илүү төвөгтэй, энэ нь скаляр функцийн градиент хэлбэрээр илэрхийлэгдэх боломжгүй, гэхдээ санаа нь ижил; . Бид дамжуулагчийг жижиг элементүүдэд хуваадаг. Энд би жижиг элемент авсан 
, энэ элементийн байрлалыг радиус вектороор тодорхойлно 
, мөн ажиглалтын цэгийг радиус вектороор тодорхойлно 
. Энэ үед дамжуулагчийн энэ элемент нь индукц үүсгэх болно гэж заасан байдаг 
Энэ жорын дагуу: 
. Энэ жор хаанаас ирсэн бэ? Энэ нь нэг удаа туршилтаар олдсон, дашрамд хэлэхэд, яаж ийм хангалттай олдсоныг төсөөлөхөд бэрх юм нарийн төвөгтэй томъёовектор бүтээгдэхүүнтэй. Энэ нь үнэндээ Максвеллийн дөрөв дэх тэгшитгэлийн үр дагавар юм 
. Дараа нь бүхэл бүтэн дамжуулагчийн үүсгэсэн талбар: 
, эсвэл, бид одоо интегралыг бичиж болно: 
. Дурын дамжуулагчийн хувьд ийм интегралыг тооцоолох нь тийм ч таатай ажил биш нь ойлгомжтой, гэхдээ нийлбэр хэлбэрээр энэ нь компьютерийн хувьд ердийн ажил юм.
Жишээ.Соронзон орон дугуй эргэлтгүйдэлтэй.
П 
онгоцонд байх YZ R радиустай утсан ороомог байдаг бөгөөд түүгээр хүчний гүйдэл урсдаг. Бид гүйдэл үүсгэдэг соронзон орныг сонирхож байна. Эргэлтийн ойролцоох хүчний шугамууд нь:
Хүчний шугамын ерөнхий дүр зураг бас харагдаж байна ( Зураг 7.10).
П 
санааны талаар, бид энэ салбарыг сонирхож байх болно 
, гэхдээ дотор үндсэн функцуудТа энэ эргэлтийн талбарыг зааж өгөх боломжгүй. Үүнийг зөвхөн тэгш хэмийн тэнхлэгээс олж болно. Бид цэгүүд дээр талбар хайж байна ( X,0,0).
Вектор чиглэл 
вектор бүтээгдэхүүнээр тодорхойлогддог 
. Вектор 
хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй: 
Тэгээд 
. Эдгээр векторуудыг нэгтгэж эхлэхэд бүх перпендикуляр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нийлбэр нь тэг болно. 
. Тэгээд одоо бид бичнэ: 
,
=, а 
.
, эцэст нь 1) , 
.
Бид дараах үр дүнд хүрсэн.
Одоо шалгалтын хувьд эргэлтийн төв хэсэгт байгаа талбар нь дараахтай тэнцүү байна. 
.
Талбай урт соленоид.
Соленоид нь дамжуулагч ороосон ороомог юм.
М 
эргэлтээс соронзон орон нэмэгдэж, талбайн шугамын бүтэц нь дараах байдалтай байгааг таахад хэцүү биш юм: тэдгээр нь дотроо нягт, дараа нь сийрэг гүйдэг. Өөрөөр хэлбэл, гадна талын урт соленоидын хувьд бид таамаглах болно 
=0, мөн ороомог дотор 
=const. Дотор нь урт соленоид, сайн, ойр орчимд. Түүний дунд соронзон орон бараг жигд, соленоидын гадна талд энэ талбар бага байна гэж үзье. Дараа нь бид энэ соронзон орныг дараах байдлаар олж болно: энд би ийм контурыг авдаг ( Зураг 7.13), одоо бид бичнэ: 
1) 
.
- Энэ бол бүрэн төлбөр юм. Энэ гадаргуу нь эргэлтээр цоолж байна
(бүрэн цэнэглэгдсэн) = 
(энэ гадаргууг цоолох эргэлтүүдийн тоо).
Бид хуулиасаа ийм тэгш байдлыг олж авдаг. 
, эсвэл
.
Талбай дээр хол зайхязгаарлагдмал гүйдлийн тархалтаас.
Соронзон мөч
Энэ нь гүйдэл нь орон зайн хязгаарлагдмал бүсэд урсдаг гэсэн үг юм, тэгвэл энэ хязгаарлагдмал тархалтыг бий болгодог соронзон орныг олох энгийн жор байдаг. Дашрамд хэлэхэд, ямар ч эх сурвалж хязгаарлагдмал орон зай гэсэн ойлголтод багтдаг тул энд нарийссан зүйл байхгүй.
Хэрэв системийн шинж чанарын хэмжээ 
, Тэр 
. Хязгаарлагдмал цэнэгийн хуваарилалтаас үүссэн цахилгаан талбайн хувьд ижил төстэй асуудлыг шийдэж, диполь момент ба түүнээс дээш эрэмбийн моментуудын тухай ойлголт гарч ирснийг танд сануулъя. Би энд энэ асуудлыг шийдэхгүй.
П 
Аналогиар (электростатик дээр хийсэн шиг) том зайд хязгаарлагдмал тархалтаас үүсэх соронзон орон нь диполийн цахилгаан оронтой төстэй болохыг харуулж болно. Өөрөөр хэлбэл, энэ талбайн бүтэц нь дараах байдалтай байна.
Тархалт нь соронзон моментоор тодорхойлогддог 
.Соронзон мөч
, Хаана 
– гүйдлийн нягт буюу хэрэв бид хөдөлж буй цэнэгтэй бөөмстэй харьцаж байгааг харгалзан үзвэл бид тасралтгүй орчны энэ томъёог бөөмийн цэнэгийн хувьд дараах байдлаар илэрхийлж болно. 
. Энэ хэмжээ юуг илэрхийлж байна вэ? Би давтан хэлье, одоогийн хуваарилалт нь эдгээр цэнэглэгдсэн хэсгүүд хөдөлж байгаагаас үүсдэг. Радиус вектор би--р бөөмийг хурдаар вектороор үржүүлнэ би--р бөөм ба энэ бүгдийг үүний цэнэгээр үржүүлнэ би--р бөөмс.
Дашрамд хэлэхэд, бид механикийн хувьд ийм загвартай байсан. Хэрэв үржүүлэгчгүй цэнэгийн оронд 
бөөмийн массыг бичвэл энэ нь юуг илэрхийлэх вэ? Системийн момент.
Хэрэв бид ижил төрлийн бөөмстэй бол ( 
, жишээ нь, электронууд), тэгвэл бид бичиж болно 
. Энэ нь хэрэв гүйдэл нь ижил төрлийн бөөмсөөр үүсгэгддэг бол соронзон момент нь энэ бөөмсийн системийн өнцгийн импульстэй шууд хамааралтай гэсэн үг юм.
Соронзон оронЭнэ соронзон моментоор үүсгэгдсэн , дараахтай тэнцүү байна.
(8.1
)
Гүйдэлтэй эргэлтийн соронзон момент
П 
Бид ороомогтой, түүгээр хүчний гүйдэл урсдаг гэж хэлье. Вектор 
эргэлт дотор тэгээс ялгаатай. Энэ эргэлтийн нэг элементийг авч үзье 
,
, Хаана С
– хөндлөн огтлолэргэх, ба 
- нэгж тангенс вектор. Дараа нь соронзон моментийг дараах байдлаар тодорхойлно. 
. Юу вэ 
? Энэ нь хэвийн векторын дагуу ороомгийн хавтгайд чиглэсэн вектор юм 
. А вектор бүтээгдэхүүнхоёр вектор нь эдгээр векторууд дээр баригдсан гурвалжны талбайгаас хоёр дахин их байна. Хэрэв dS- векторууд дээр баригдсан гурвалжны талбай 
Тэгээд 
, Тэр 
. Дараа нь бид соронзон моментийг тэнцүү гэж бичнэ. гэсэн үг,
(
Гүйдэлтэй ороомгийн соронзон момент) = (гүйдлийн хүч) 
(эргэлтийн талбай) 
(эргэх нь хэвийн) 1) .
Одоо бидэнд томъёо байна ( 8.1 ) нь гүйдэл бүхий ороомогт хамаарах бөгөөд бидний олж авсантай харьцуулах боломжтой сүүлчийн удаа, Би энэ томьёог аналогиар үүсгэсэн тул томьёог шалгахын тулд л.
Координатын эхэнд хүчний гүйдэл урсах дурын хэлбэрийн ороомог, дараа нь алслагдсан цэг дэх орон байцгаая. Xтэнцүү: ( 
). Дугуй эргэхийн тулд 
,
. Сүүлийн лекцээр бид гүйдэл бүхий дугуй ороомгийн соронзон оронг олсон 
Эдгээр томъёо нь ижил байна.
Аливаа гүйдлийн тархалтаас хол зайд соронзон орон нь томъёоны дагуу олддог. 8.1 ), энэ бүх тархалт нь нэг вектороор тодорхойлогддог бөгөөд үүнийг соронзон момент гэж нэрлэдэг. Дашрамд хэлэхэд соронзон орны хамгийн энгийн эх үүсвэр нь соронзон момент юм. Цахилгаан талбайн хувьд хамгийн энгийн эх үүсвэр нь монополь, цахилгаан орны хувьд дараагийн хамгийн төвөгтэй нь цахилгаан диполь, соронзон орны хувьд бүх зүйл энэ диполь эсвэл үүсгүүрээс эхэлдэг. соронзон момент. Энэ нь ижил монополууд байдаггүй учраас би та бүхний анхаарлыг дахин татаж байна. Хэрэв монополь байсан бол бүх зүйл цахилгаан оронтой адил байх болно. Тиймээс бид соронзон орны хамгийн энгийн эх үүсвэр нь соронзон момент, ижил төстэй байдаг цахилгаан диполь. Соронзон моментийн тод жишээ бол байнгын соронз юм. Байнгын соронзнь соронзон моменттэй бөгөөд хол зайд түүний талбай нь дараах бүтэцтэй байна.
Соронзон орон дахь гүйдэл дамжуулагч дээр үйлчлэх хүч
Цэнэглэгдсэн бөөм нь тэнцүү хүчийг мэдэрдэг болохыг бид харсан 
. Дамжуулагч дахь гүйдэл нь биеийн цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн хөдөлгөөний үр дүн юм, өөрөөр хэлбэл орон зайд жигд тархсан цэнэг байхгүй, бөөм бүрт цэнэг нь нутагшдаг. Одоогийн нягтрал 
. Асаалттай би-р бөөм нь хүчээр үйлчилдэг 
.
IN 
эзлэхүүний элементийг сонгоно уу 
мөн энэ эзэлхүүний элементийн бүх хэсгүүдэд үйлчлэх хүчийг нэгтгэн гарга 
. Өгөгдсөн эзэлхүүний элементийн бүх хэсгүүдэд үйлчлэх хүчийг соронзон орон дээрх гүйдлийн нягт ба эзэлхүүний элементийн хэмжээгээр тодорхойлно. Одоо үүнийг дифференциал хэлбэрээр дахин бичье: 
, эндээс 
- Энэ хүчний нягт, нэгж эзлэхүүнд үйлчлэх хүч. Дараа нь бид авах болно ерөнхий томъёохүч чадлын хувьд: 
.
ТУХАЙ 
Ихэвчлэн гүйдэл нь шугаман дамжуулагчаар дамждаг; Хэдийгээр дэлхий соронзон оронтой боловч энэ талбар юунаас гаралтай вэ? Талбайн эх үүсвэр нь соронзон момент бөгөөд энэ нь Дэлхий соронзон моменттэй гэсэн үг юм. Энэ нь соронзон моментийн жор нь дэлхийн дотор зарим гүйдэл байх ёстойг харуулж байна, тэдгээр нь заавал хаалттай байх ёстой, учир нь хөдөлгөөнгүй нээлттэй талбар байж болохгүй. Эдгээр урсгалууд хаанаас ирдэг вэ, тэдгээрийг юу дэмждэг вэ? Би хуурай газрын соронзон судлалын мэргэжилтэн биш. Хэсэг хугацааны өмнө эдгээр урсгалуудын тодорхой загвар байгаагүй. Тэд хэзээ нэгэн цагт тэнд өдөөгдөж болох байсан бөгөөд тэнд хараахан үхээгүй байсан. Үнэн хэрэгтээ гүйдэл нь дамжуулагчийн дотор өдөөгдөх боломжтой бөгөөд дараа нь энерги шингээх, дулаан ялгаруулах болон бусад зүйлсээс болж хурдан дуусдаг. Гэхдээ бид дэлхий шиг хэмжээнүүдтэй харьцаж байгаа бол эдгээр урсгалуудын задралын хугацаа нь ямар нэгэн механизмаар өдөөгдөж байсан бол энэ задралын хугацаа нь маш урт бөгөөд сүүлчийн геологийн эрин үе байж болно. Магадгүй ийм л байх. За, сар шиг жижиг биет нь маш сул соронзон оронтой гэж бодъё, энэ нь тэнд аль хэдийн үхсэн гэсэн үг юм, Ангараг гаригийн соронзон орон нь бас дэлхийн талбайгаас хамаагүй сул байна, учир нь Ангараг жижиг Дэлхийгээс илүү. Би юу яриад байгаа юм бэ? Мэдээжийн хэрэг, гүйдэл их хэмжээгээр урсах тохиолдол байдаг, гэхдээ бид дэлхий дээр ихэвчлэн шугаман дамжуулагчид байдаг тул бид одоо энэ томъёог шугаман дамжуулагчтай холбож хувиргах болно.
П 
Шугаман дамжуулагч байвал гүйдэл хүчээр урсдаг. Дамжуулагч элементийг сонгоно уу 
, энэ элементийн эзэлхүүн dV,
,
. Дамжуулагч элемент дээр ажиллах хүч 
векторууд дээр баригдсан гурвалжны хавтгайд перпендикуляр 
Тэгээд 
, өөрөөр хэлбэл дамжуулагчтай перпендикуляр чиглэсэн, ба бүрэн хүч чадалнийлбэрээр олно. Энд хоёр томъёогоор энэ асуудлыг шийднэ.
Гадаад орон дахь соронзон момент
Соронзон момент нь өөрөө талбарыг үүсгэдэг; Соронзон момент нь тэнцүү хүчний моментоор үйлчилдэг 
. Хүчний момент нь самбарт перпендикуляр чиглэх бөгөөд энэ мөч нь соронзон моментийг эргүүлэх хандлагатай байна. цахилгаан шугам. Луужингийн зүү яагаад чиглүүлдэг вэ? Хойд туйл? Тэр мэдээжийн хэрэг дэлхийн газарзүйн туйлыг үл тоомсорлодог бөгөөд луужингийн зүү нь санамсаргүй шалтгааны улмаас ойролцоогоор меридианы дагуу чиглүүлдэг соронзон орны шугамын дагуу байрладаг. Юунаас болж? Мөн тэр мөч түүнд үйлчилдэг. Сумтай чиглэлтэй давхцаж буй соронзон момент нь хүчний шугамтай давхцахгүй бол энэ шугамын дагуу эргүүлэх мөч гарч ирнэ. Луужингийн зүүний соронзон момент хаанаас ирдэг вэ гэдгийг бид дараа нь хэлэлцэх болно.
TO 
Үүнээс гадна соронзон момент нь хүчээр үйлчилдэг 
, тэнцүү 
. Хэрэв соронзон момент нь дагуу чиглүүлсэн бол 
, дараа нь хүч нь соронзон моментийг илүү өндөр индукцтэй бүс рүү татна. Эдгээр томьёо нь цахилгаан орон хэрхэн ажилладагтай төстэй юм диполь момент, тэнд ч диполь момент нь талбайн дагуу чиглүүлж, илүү их эрчимтэй бүс рүү татагддаг. Одоо бид материйн соронзон орны тухай асуудлыг авч үзэж болно.
Матери дахь соронзон орон
А 
Томууд соронзон агшинтай байж болно. Атомын соронзон моментууд нь электронуудын өнцгийн импульстэй холбоотой байдаг. Томъёог аль хэдийн авсан 
, Хаана 
– гүйдэл үүсгэж буй бөөмийн өнцгийн импульс. Атомд бид эерэг цөм ба электронтой байдаг д, тойрог замд эргэлддэг, үнэн хэрэгтээ энэ зураг нь бодит байдалтай ямар ч холбоогүй болохыг бид цаг хугацаа өнгөрөхөд харах болно, бид эргэдэг электроныг ингэж төсөөлж чадахгүй, харин атом дахь электрон нь өнцгийн импульстэй байх явдал юм. , мөн энэ өнцгийн импульс нь ийм соронзон моменттэй тохирно: 
. Харааны хувьд тойрог хэлбэрээр эргэлдэж буй цэнэг нь дугуй гүйдэлтэй тэнцүү, өөрөөр хэлбэл энэ нь гүйдэл бүхий энгийн ороомог юм. Атом дахь электроны өнцгийн импульс нь квантлагдсан, өөрөөр хэлбэл энэ жорын дагуу зөвхөн тодорхой утгыг авах боломжтой. 
,
, энэ үнэ цэнэ хаана байна 
нь Планкийн тогтмол юм. Атом дахь электроны өнцгийн импульс нь зөвхөн тодорхой утгыг авах боломжтой. Үүний үр дүнд атомын соронзон момент тодорхой утгыг авч болно. Эдгээр нарийн ширийн зүйл нь одоо бидэнд хамаагүй, гэхдээ ядаж бид атом нь соронзон моментгүй атомууд байдаг гэж төсөөлөх болно. Дараа нь гадаад талбарт байрлуулсан бодис соронзлогддог бөгөөд энэ нь атомуудын соронзон моментууд талбайн дагуу голчлон чиглэгддэг тул тодорхой соронзон моментийг олж авдаг гэсэн үг юм.
Эзлэхүүн элемент dVсоронзон моментийг олж авдаг 
, вектор ямар холбоотой вэ 
соронзон моментийн нягтын утгатай бөгөөд соронзлолтын вектор гэнэ. гэж нэрлэгддэг бодисуудын ангилал байдаг парамагнетууд, үүний төлөө 
, соронзон момент нь соронзон орны чиглэлтэй давхцаж байхаар соронзлогддог. Боломжтой диамагнит материал, "мөхлөгийн эсрэг" соронзлогддог, өөрөөр хэлбэл соронзон момент нь векторын эсрэг параллель байна. 
, гэсэн үг, 
. Энэ бол илүү нарийн нэр томъёо юм. Вектор гэж юу вэ 
вектортой параллель 
Атомын соронзон момент нь соронзон орны дагуу чиглэдэг нь тодорхой байна. Диамагнетизм нь өөр зүйлтэй холбоотой: хэрэв атом нь соронзон моментгүй бол гадаад соронзон оронд соронзон моментийг олж авдаг бөгөөд соронзон момент нь эсрэг параллель байна. 
. Энэ бол маш нарийн нөлөөЭнэ нь соронзон орон нь электрон тойрог замын хавтгайд нөлөөлдөг, өөрөөр хэлбэл өнцгийн импульсийн төлөв байдалд нөлөөлдөгтэй холбоотой юм. Парамагнитыг соронзон орон руу татаж, диамагнитыг гадагшлуулна. Одоо энэ нь утгагүй биш байхын тулд зэс нь диамагнит, хөнгөн цагаан нь парамагнит юм, хэрэв та соронз авбал хөнгөн цагааны бялуу соронзоор татагдаж, дараа нь зэс бялууг түлхэх болно.
Бодисыг соронзон орон руу оруулахад үүссэн талбар нь тухайн бодисын соронзон моментийн нөлөөгөөр үүссэн гадаад орон ба талбайн нийлбэр болох нь тодорхой байна. Одоо тэгшитгэлийг харцгаая 
, эсвэл дифференциал хэлбэрээр 
. Одоо энэ мэдэгдэл: Бодисын соронзлол нь түүний доторх гүйдлийг өдөөхтэй тэнцүү юм
. Дараа нь бид энэ тэгшитгэлийг хэлбэрээр бичнэ 
.
Хэмжээг шалгацгаая: Мнь нэгж эзэлхүүн дэх соронзон момент юм 
, хэмжээс 
. Та ямар нэгэн томьёо бичихдээ хэмжээсийг шалгах нь үргэлж хэрэгтэй байдаг, ялангуяа томьёо нь таных бол, өөрөөр хэлбэл та үүнийг хуулж аваагүй, санахгүй байсан ч хүлээн авсан бол.
Н 
amagnetization нь вектороор тодорхойлогддог 
, үүнийг соронзлолын вектор гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь соронзон моментийн нягтрал буюу нэгж цаг дахь соронзон момент юм. Соронзлол нь гүйдлийн харагдах байдалтай тэнцэнэ гэж би хэлсэн 
, гэж нэрлэгддэг молекулын гүйдэл, мөн энэ тэгшитгэл нь үүнтэй тэнцүү байна: 
, өөрөөр хэлбэл, бид соронзлол байхгүй гэж үзэж болно, гэхдээ ийм гүйдэл байдаг. Дараах тэгшитгэлийг өөрсдөө тогтооцгооё. 
,
- эдгээр нь тодорхой цэнэгийн тээвэрлэгчтэй холбоотой бодит гүйдэл юм 
Эдгээр нь соронзлолтой холбоотой гүйдэл юм. Атом дахь электрон бол дугуй гүйдэл, доторх талбайг авч үзье, дээжийн дотор эдгээр бүх гүйдэл устсан боловч ийм дугуй гүйдэл байгаа нь гадаргуугийн дагуу энэ дамжуулагчийн эргэн тойронд урсдаг нийт нэг гүйдэлтэй тэнцэнэ, иймээс энэ томъёо . Энэ тэгшитгэлийг дараах байдлаар дахин бичье. 
,
. Энэ 
Үүнийг мөн зүүн тийш илгээж, тэмдэглэе 
, вектор 
дуудсан соронзон орны хүч, тэгвэл тэгшитгэл хэлбэрийг авна 
. (хаалттай хэлхээний дагуу соронзон орны хүч чадлын эргэлт) = (энэ хэлхээний гадаргуугаар дамжин өнгөрөх гүйдлийн хүч).
За, эцэст нь хамгийн сүүлчийн зүйл. Бидэнд ийм томъёо байна: 
. Олон мэдээллийн хэрэгслийн хувьд соронзлол нь талбайн хүчнээс хамаардаг. 
, Хаана 
–соронзон мэдрэмтгий байдал, нь бодисын соронзлох хандлагыг тодорхойлдог коэффициент юм. Дараа нь энэ томъёог маягтаар дахин бичих болно 
,
–соронзон нэвчилт, мөн бид дараах томъёог авна. 
.
Хэрэв 
, тэгвэл эдгээр нь парамагнетууд, 
- Эдгээр нь диамагнит материалууд бөгөөд эцэст нь үүнд зориулагдсан бодисууд байдаг 
хүлээн зөвшөөрдөг том үнэ цэнэ(ойролцоогоор 10 3), 
- эдгээр нь ферромагнет (төмөр, кобальт, никель) юм. Энэ шалтгааны улмаас ферромагнет нь гайхалтай юм. Тэдгээр нь зөвхөн соронзон оронд соронзлогддоггүй, гэхдээ тэдгээр нь үлдэгдэл соронзлолоор тодорхойлогддог бөгөөд хэрэв энэ нь аль хэдийн нэг удаа соронзлогдсон бол гадаад талбарыг арилгавал диа- болон парамагнетээс ялгаатай нь соронзон хэвээр байх болно. Байнгын соронз гэдэг нь гадны оронгүйгээр өөрөө соронзлогддог ферромагнет юм. Дашрамд хэлэхэд, цахилгаан эрчим хүчний хувьд энэ асуудлын аналогууд байдаг: ямар ч гадаад талбаргүйгээр өөрөө туйлширдаг диэлектрикүүд байдаг. Матери байгаа үед бидний үндсэн тэгшитгэл дараах хэлбэрийг авна.
,
,
.
А 
энд илүү байна жишээферромагнит, өдөр тутмын жишээхэвлэл мэдээллийн соронзон орон, нэгдүгээрт, байнгын соронз, илүү нарийн зүйл бол соронзон хальс юм. Соронзон хальсанд бичлэг хийх зарчим юу вэ? Соронзон хальс нь ферросоронзон давхаргаар бүрсэн нимгэн соронзон хальс юм АС, завсарт хувьсах соронзон орон үүсч, гүйдэл нь дуут дохио, тодорхой давтамжтай хэлбэлзлийг дагаж мөрддөг. Үүний дагуу соронзон хэлхээнд хувьсах соронзон орон байдаг бөгөөд энэ нь ижил гүйдэлтэй хамт өөрчлөгддөг. Ферромагнет нь хувьсах гүйдлээр соронзлогддог. Энэ соронзон хальсыг ийм төрлийн төхөөрөмжөөр татах үед ээлжит соронзон орон нь ээлжит emf үүсгэдэг. мөн цахилгаан дохио дахин тоглогдоно. Эдгээр нь өрхийн түвшний ферромагнет юм.
