Një solenoid është një koleksion N rrotullimesh identike të telit përçues të izoluar, të mbështjellë në mënyrë uniforme rreth një kornize ose bërthame të përbashkët. E njëjta rrymë kalon nëpër kthesat. Fushat magnetike të krijuara nga çdo kthesë mblidhen veçmas sipas parimit të mbivendosjes. Induksioni fushë magnetike brenda solenoidit është i madh, kurse jashtë tij është i vogël. Për pafundësi solenoid i gjatë induksioni i fushës magnetike jashtë solenoidit tenton në zero. Nëse gjatësia e solenoidit është shumë herë më e madhe se diametri i kthesave të tij, atëherë solenoidi praktikisht mund të konsiderohet pafundësisht e gjatë. Fusha magnetike e një solenoidi të tillë është tërësisht e përqendruar brenda saj dhe është uniforme (Fig. 6).
Madhësia e induksionit të fushës magnetike brenda një solenoidi pafundësisht të gjatë mund të përcaktohet duke përdorur teorema e qarkullimit të vektorit
:qarkullimi vektorial 
përgjatë një konture arbitrare të mbyllur është e barabartë me shuma algjebrike rrymat e mbuluara nga qarku, të shumëzuara me konstanten magnetike μ O :
,
(20)
ku μ 0 = 4π 10 -7 H/m.
Fig.6. Fusha magnetike solenoid
Për të përcaktuar madhësinë e induksionit magnetik B brenda solenoidit, ne zgjedhim një qark të mbyllur ABCD në formë drejtkëndore, ku 
- një element i gjatësisë së konturit që specifikon drejtimin e kalimit (Fig. 6). Në këtë rast, gjatësitë AB dhe CD do të konsiderohen pafundësisht të vogla.
Pastaj qarkullimi i vektorit 
përgjatë një konture të mbyllur ABCD që mbulon kthesat N është e barabartë me:
Në seksionet AB dhe CD produkti 
, që nga vektori 
Dhe 
reciprokisht pingul. Kjo është arsyeja pse
.
(22)
Në seksionin DA jashtë solenoidit, integrali 
, meqenëse fusha magnetike jashtë qarkut është zero.
Atëherë formula (21) do të marrë formën:
,
(23)
ku l është gjatësia e seksionit BC. Shuma e rrymave të mbuluara nga qarku është e barabartë me
,
(24)
ku I c është rryma e solenoidit; N është numri i rrotullimeve të mbuluara nga qarku ABCD.
Duke zëvendësuar (23) dhe (24) në (20), marrim:
. (25)
Nga (25) marrim një shprehje për induksionin e fushës magnetike të një solenoidi pafundësisht të gjatë:
.
(26)
Meqenëse numri i rrotullimeve për njësi të gjatësisë së solenoidit n është i barabartë me:
(27)
atëherë më në fund marrim:
.
(28)
Nëse një bërthamë vendoset brenda solenoidit, atëherë formula (28) për B do të marrë formën:
.
(29),
ku është përshkueshmëria magnetike e materialit bërthamë.
Kështu, induksioni B i fushës magnetike të solenoidit përcaktohet nga rryma e solenoiditI c , numri i kthesavenpër njësi gjatësi të solenoidit dhe përshkueshmërinë magnetike të materialit bërthamor.
Magnetron cilindrike
Magnetron quhet një tub elektronik me dy elektroda (diodë), që përmban një katodë të nxehtë dhe një anodë të ftohtë dhe të vendosur në një fushë magnetike të jashtme.
Anoda e diodës ka formën e një cilindri me rreze 
. Katoda është një cilindër i zbrazët me një rreze 
, përgjatë boshtit të të cilit ka një filament, zakonisht prej tungsteni (Fig. 7).
Si rezultat i fenomenit të emetimit termionik, një katodë e nxehtë lëshon elektrone termionike, të cilat formojnë një re elektronike rreth katodës. Gjatë aplikimit të tensionit të anodës 
(Fig. 8), elektronet fillojnë të lëvizin nga katoda në anodë përgjatë rrezeve, gjë që çon në shfaqjen e një rryme anode 
. Rryma e anodës regjistrohet me një miliammetër.
Fig.7. Qarku i diodës
Fig.8. Diagrami i qarkut
Madhësia e tensionit të anodës rregullohet nga potenciometri R A. Sa më i madh të jetë voltazhi i anodës, aq më i madh është numri i elektroneve për njësi të kohës që arrijnë në anodë, prandaj, aq më e madhe është rryma e anodës.
Forca e fushës elektrike E midis katodës dhe anodës është e njëjtë si në një kondensator cilindrik:
,
(30)
ku r është distanca nga boshti i katodës në një pikë të caktuar në hapësirën midis katodës dhe anodës.
Nga formula (30) rezulton se forca e fushës E është në përpjesëtim të zhdrejtë me distancën r në boshtin e katodës. Rrjedhimisht, forca e fushës është maksimale në katodë.
r te< atëherë vlera e logaritmit ln Fusha magnetike e jashtme në të cilën vendoset dioda krijohet nga një solenoid (Fig. 8). Gjatësia e solenoidit l është shumë më e madhe se diametri i kthesave të tij, kështu që fusha brenda solenoidit mund të konsiderohet uniforme. Rryma në qarkun solenoid ndryshohet duke përdorur një potenciometër R C (Fig. 8) dhe regjistrohet me një ampermetër. Natyra e lëvizjes së elektroneve në varësi të fuqisë së fushës solenoide është paraqitur në figurën 9. Nëse nuk ka rrymë në qarkun solenoid, atëherë induksioni i fushës magnetike B = 0. Pastaj elektronet lëvizin nga katoda në anodë pothuajse përgjatë rrezeve. Një rritje e rrymës në qarkun solenoid çon në një rritje të vlerës së V. Në të njëjtën kohë, trajektoret e lëvizjes së elektroneve fillojnë të përkulen, por të gjitha elektronet arrijnë në anodë. E njëjta rrymë do të rrjedhë në qarkun e anodës si në mungesë të një fushe magnetike. Fig.9. Varësia e rrymës së anodës I A nga madhësia e rrymës solenoide I c në rastet ideale (1) dhe reale (2), si dhe natyra e lëvizjes së elektroneve në varësi të madhësisë së fushës solenoide. Në një vlerë të caktuar të rrymës në solenoid, rrezja e rrethit përgjatë të cilit lëviz elektroni bëhet e barabartë me gjysmën e distancës midis katodës dhe anodës: Në këtë rast, elektronet prekin anodën dhe shkojnë në katodë (Fig. 9). Kjo mënyrë e funksionimit të diodës quhet kritike. Në këtë rast, një rrymë kritike I cr rrjedh nëpër solenoid, e cila korrespondon me vlerën kritike të induksionit të fushës magnetike B = B cr. Në V = V, rryma e anodës në mënyrë ideale duhet të ulet papritur në zero. Në B> B cr, elektronet nuk arrijnë në anodë (Fig. 9), dhe rryma e anodës do të jetë gjithashtu zero (Fig. 9, kurba 1). Megjithatë, në praktikë, për shkak të një shpërndarjeje të shpejtësive të elektroneve dhe mospërputhjes së katodës dhe solenoidit, rryma e anodës zvogëlohet jo papritur, por pa probleme (Fig. 9, kurba 2). Në këtë rast, vlera e rrymës solenoid që korrespondon me pikën e lakimit në kurbën 2 konsiderohet kritike I kr. Vlera kritike e rrymës solenoide korrespondon me rrymën e anodës e barabartë me: – vlera maksimale e rrymës së anodës në V = 0. Varësia e rrymës së anodës I A nga madhësia e induksionit të fushës magnetike B (ose nga rryma në solenoid) në një tension konstant të anodës dhe nxehtësi konstante quhet karakteristikë e rivendosjes së magnetronit. Solenoid quhet një përcjellës i përdredhur në një spirale përmes së cilës kalon një rrymë elektrike (Figura 1,). A Nëse i preni mendërisht kthesat e solenoidit, caktoni drejtimin e rrymës në to, siç tregohet më lart, dhe përcaktoni drejtimin e linjave të induksionit magnetik sipas "rregullit gimlet", atëherë fusha magnetike e të gjithë solenoidit do të kanë formën siç tregohet në figurën 1,. b quhet një përcjellës i përdredhur në një spirale përmes së cilës kalon një rrymë elektrike (Figura 1, Figura 1. Solenoid ( Nëse i preni mendërisht kthesat e solenoidit, caktoni drejtimin e rrymës në to, siç tregohet më lart, dhe përcaktoni drejtimin e linjave të induksionit magnetik sipas "rregullit gimlet", atëherë fusha magnetike e të gjithë solenoidit do të kanë formën siç tregohet në figurën 1,) ) dhe fusha e saj magnetike ( Figura 2. Modeli kompjuterik i solenoidit n Në boshtin e një solenoidi pafundësisht të gjatë, në secilën njësi të gjatësisë së të cilit është mbështjellë 0 kthesa, forca e fushës magnetike brenda solenoidit përcaktohet nga formula: = I × n 0 . H Në pikën ku vijat magnetike hyjnë në solenoid, formohet një pol jugor dhe ku dalin, formohet një poli verior. Për të përcaktuar polet e solenoidit, ata përdorin "rregullin gimlet", duke e zbatuar atë si më poshtë: nëse e vendosni gimletin përgjatë boshtit të solenoidit dhe e rrotulloni atë në drejtim të rrymës në kthesat e spirales solenoid, atëherë Lëvizja përkthimore e gjilpërës do të tregojë drejtimin e fushës magnetike (Figura 3). Një solenoid me një bërthamë çeliku (hekuri) brenda quhet elektromagnet(Figura 4 dhe 5). Fusha magnetike e një elektromagneti është më e fortë se ajo e një solenoid, sepse një copë çeliku e futur në solenoid magnetizohet dhe fusha magnetike që rezulton forcohet. Polet e një elektromagneti mund të përcaktohen, ashtu si ato të një solenoid, duke përdorur "rregullin e gimletit". Figura 5. Bobina elektromagnetike Elektromagnetët përdoren gjerësisht në teknologji. Ato përdoren për të krijuar një fushë magnetike në gjeneratorët dhe motorët elektrikë, në instrumentet matëse elektrike, pajisjet elektrike dhe të ngjashme. Në instalimet me fuqi të lartë, në vend të siguresave, përdoren ndërprerës automatikë, vaj dhe ajër për të shkëputur seksionin e dëmtuar të qarkut. Reletë të ndryshme përdoren për të aktivizuar mbështjelljet e fiksimit të ndërprerësve. Reletë janë pajisje ose makina që i përgjigjen ndryshimeve në rrymë, tension, fuqi, frekuencë dhe parametra të tjerë. Nga numri i madh i releve, të ndryshëm për nga qëllimi, parimi i funksionimit dhe dizajni, do të shqyrtojmë shkurtimisht projektimin e releve elektromagnetike. Figura 6 tregon dizajnet e këtyre releve. Funksionimi i stafetës bazohet në bashkëveprimin e fushës magnetike të krijuar nga një spirale e palëvizshme përmes së cilës kalon rryma dhe armatura e lëvizshme e çelikut të një elektromagneti. Kur kushtet e funksionimit në qarkun kryesor të rrymës ndryshojnë, spiralja e stafetës ngacmohet, fluksi magnetik i bërthamës tërheq (kthehet ose tërheq) armaturën, e cila mbyll kontaktet e qarkut, spiralen e fikjes së ngasjes së çelsave të vajit dhe ajrit. ose reletë ndihmëse. Figura 6. Rele elektromagnetike Reletë kanë gjetur aplikim edhe në automatizim dhe telemekanikë. Fluksi magnetik i një solenoidi (elektromagneti) rritet me numrin e rrotullimeve dhe rrymës në të. Forca magnetizuese varet nga produkti i rrymës dhe numri i rrotullimeve (numri i rrotullimeve të amperit). Nëse, për shembull, marrim një solenoid, mbështjellja e të cilit bartë një rrymë prej 5 A dhe numri i rrotullimeve të të cilit është 150, atëherë numri i rrotullimeve të amperit do të jetë 5 × 150 = 750. I njëjti fluks magnetik do të fitohet nëse ne marrim 1500 kthesa dhe kalojmë një rrymë prej 0.5 përmes tyre Ah, pasi 0.5 × 1500 = 750 amper-kthesa. Fluksi magnetik i solenoidit mund të rritet në mënyrat e mëposhtme: 1) futni një bërthamë çeliku në solenoid, duke e kthyer atë në një elektromagnet; 2) rritni seksionin kryq të bërthamës së çelikut të elektromagnetit (pasi, duke pasur parasysh rrymën, forcën e fushës magnetike, dhe rrjedhimisht induksionin magnetik, një rritje në seksionin kryq çon në një rritje të fluksit magnetik); 3) zvogëloni hendekun e ajrit të bërthamës së elektromagnetit (pasi kur rruga e linjave magnetike nëpër ajër zvogëlohet, rezistenca magnetike zvogëlohet). Video rreth elektromagnetit: Solenoidi është një spirale teli cilindrike. Mund të mendohet si shumë mbështjellje rrethore të grumbulluara që mbajnë rrymë. Linjat e fushës magnetike të krijuara nga rryma elektrike në solenoid janë paraqitur në Fig. 6.6. Siç mund të shihet nga kjo figurë, linjat e forcës brenda solenoidit janë pothuajse të drejta. Sa më i gjatë të jetë solenoidi, d.m.th. sa më e madhe gjatësia e saj në krahasim me rrezen e saj, aq më pak lakim i vijave të fushës brenda solenoidit. Në këtë rast, vektori NË
Fusha e induksionit magnetik brenda solenoidit do të drejtohet paralelisht me boshtin e tij. Për më tepër, drejtimi i tij do të lidhet me drejtimin e rrymës në solenoid nga rregulli i vidës së djathtë. Le të drejtojmë boshtin X përgjatë boshtit të solenoidit. Në këtë rast, projeksioni i vektorit të induksionit magnetik mbi bosht X do të jetë i barabartë me modulin e tij, dhe të gjitha parashikimet e tjera të tij do të jenë të barabarta me zero: B x =B, B y =B z =0. Le t'i zëvendësojmë këto projeksione vektoriale NË
në ekuacionin (6.12). marrim Nga kjo barazi rezulton se brenda solenoidit vektori i induksionit magnetik jo vetëm që ruan drejtimin e tij, por madhësia e tij është e njëjtë kudo. Kështu, arrijmë në përfundimin se brenda një solenoidi të gjatë fusha magnetike është uniforme. Oriz. 6.6. Fusha magnetike solenoid Le të gjejmë madhësinë e vektorit të induksionit të fushës magnetike brenda solenoidit duke përdorur teoremën (6.8) në qarkullimin e këtij vektori. Si kontur C, përgjatë së cilës do të llogarisim qarkullimin e vektorit të induksionit magnetik, do të zgjedhim vijën e thyer të treguar si vijë me pika në Fig. 6.6. Një segment i kësaj linje me gjatësi l ndodhet brenda solenoidit dhe përkon me një nga linjat e fushës magnetike. Dy vija të drejta pingul me këtë segment fillojnë në skajet e tij dhe shkojnë në pafundësi. Në të gjitha pikat e këtyre vijave të drejta, vektori i induksionit magnetik është ose pingul me to (brenda solenoidit) ose i barabartë me zero (jashtë solenoidit). Prandaj produkti skalar Вdl
në këto pika është e barabartë me zero. Kështu, qarkullimi i induksionit magnetik përgjatë qarkut në shqyrtim ME do të jetë i barabartë me integralin mbi një segment të vijës së fushës me gjatësi l. Duke marrë parasysh faktin se madhësia e vektorit të induksionit magnetik është një vlerë konstante, do të kemi Le të jetë i barabartë numri i rrotullimeve të solenoidit të mbuluara nga qarku C N. Në këtë rast, shuma e rrymave të mbuluara nga qarku do të jetë e barabartë me NI, Ku une - forca e rrymës në një rrotullim të solenoidit. Teorema (6.8) çon në barazi Вl = μ o NI, nga e cila gjejmë induksionin e fushës magnetike në solenoid: В = μ o nI n është numri i rrotullimeve për njësi të gjatësisë së solenoidit. Fusha magnetike e rrymës së drejtpërdrejtë Konsideroni fushën magnetike të krijuar nga një rrymë elektrike që rrjedh nëpër një tel të hollë, pafundësisht të gjatë. Një sistem i tillë ka simetri cilindrike. Si rezultat, fusha magnetike duhet të ketë vetitë e mëposhtme: 1) në çdo vijë të drejtë paralele me telin e rrymës, vektori i induksionit magnetik duhet të jetë i njëjtë kudo; 2) kur e gjithë fusha magnetike rrotullohet tërësisht rreth telit, ajo nuk ndryshon. Në këtë rast, linjat e forcës së fushës magnetike duhet të jenë rrathë, qendrat e të cilave shtrihen në boshtin e telit me rrymë (Fig. 6.7), dhe vektori NË në cilindo prej këtyre rrathëve ka të njëjtin modul kudo. Duke përdorur teoremën (6.8) mbi qarkullimin e vektorit të induksionit magnetik, do të gjejmë modulin e këtij vektori. Për këtë qëllim, ne llogarisim qarkullimin e induksionit magnetik përgjatë njërës prej linjave të energjisë ME, rrezja e të cilit është e barabartë me A. Që nga vektori NËështë tangjente me vijën e fushës, është kolinear me elementin vektor dl këtë linjë. Kjo është arsyeja pse Ku NË- madhësia e vektorit të induksionit magnetik, i cili, siç u tha, është kudo në rreth ME një dhe e njëjta. Do ta nxjerrim NË për shenjën integrale. Pas integrimit do të kemi = NË 2p a Oriz. 6.7. Linjat e fushës magnetike të rrymave të drejtpërdrejta Që nga qarku ME mbulon vetëm një tel me rrymë I, teorema (6.8) çon në barazi 2p a NË= μ o I Nga këtu ne e gjejmë atë në një distancë quhet një përcjellës i përdredhur në një spirale përmes së cilës kalon një rrymë elektrike (Figura 1, nga një tel i drejtë pafund me rrymë I induksioni i fushës magnetike të krijuar prej tij do të jetë NË= m o I/(2p a) (6.15) Siç mund të shihet nga Fig. 6.7, drejtimi i vektorit NË dhe drejtimi i rrymës I lidhen me rregullën e vidës së djathtë. Nuk është e vështirë të verifikohet se ky është me të vërtetë rasti duke përdorur ligjin Biot-Savart-Laplace. Ndërveprimi i rrymave Le të shqyrtojmë dy tela të hollë të drejtë paralel me njëri-tjetrin me rrymat I 1 dhe I 2 (Fig. 6.8.). Nëse distanca R midis telave është shumë më pak se gjatësia e tyre, atëherë induksioni magnetik i fushës së krijuar nga teli i parë në këtë distancë mund të gjendet duke përdorur formulën (6.15): NË= μ o I 1 /(2p R) Oriz. 6.8. Ndërveprimi i rrymave Fusha magnetike e krijuar nga rryma e parë do të veprojë në telin e dytë me forcën e një Amperi F
21 ,
e cila përcaktohet me formulën (5.8): F21 = I 2[l 2 B 1 ] Ku l 2 është një vektor, gjatësia e të cilit është e barabartë me gjatësinë l të seksionit të telit të dytë në shqyrtim. Ky vektor drejtohet përgjatë telit në drejtim të rrymës. Moduli i forcës (6.17) do të jetë F 21 =
I 2 l B 1 .
(6.18) Duke zëvendësuar shprehjen (6.16) në formulën (6.18), marrim shprehjen e mëposhtme për forcën me të cilën teli i parë vepron në një seksion të telit të dytë me gjatësi l: F 21 =
μ o I 1 I 2 l /
(2p R) Drejtimi i forcës F
21
gjejmë duke përdorur formulën (6.17). Kur rrymat I 1, I 2 rrjedhin në një drejtim, kjo forcë do të drejtohet drejt telit të parë. Forca F
12
, me të cilin teli i dytë vepron në një seksion të telit të parë me gjatësi l, është i barabartë në madhësi dhe i kundërt në drejtim me forcën F
21
. Pra, është vërtetuar se telat paralelë me rryma që rrjedhin në të njëjtin drejtim tërheqin njëri-tjetrin. Nuk është e vështirë të vërtetohet se telat me rryma që rrjedhin në drejtime të kundërta sprapsin njëri-tjetrin. Duke përdorur formulën (6.19), përcaktohet njësia e rrymës në SI. Siç e dini, kjo njësi quhet amper. Sipas përkufizimit, dy tela të gjatë të hollë që mbajnë rryma të barabarta me një amper, të vendosura paralelisht në një distancë prej 1 m njëri nga tjetri, bashkëveproni me një forcë prej 2 10 -7 N për 1 m gjatësia. Duke i zëvendësuar këto vlera në formulën (6.19), gjejmë se konstanta magnetike m 0 = 4p 10 -7 N/m. Njësia e ngarkesës SI është varëse- shprehur përmes një njësie të rrymës: Cl = A*s. Matja e forcës së bashkëveprimit ndërmjet dy ngarkesave pika në 1 Clçoi në kuptimin F= 9 10 9 N në distancë ndërmjet ngarkesave R= 1 m. Duke përdorur këto vlera, gjejmë konstantën elektrike e 0 nga ligji i Kulombit F =| Q 1 Q 2 |
/(4pe 0 R 2
) Është interesante të theksohet se vlera 1/Öe 0 m 0 =3 10 8 m/s numerikisht e barabartë me shpejtësinë e dritës në vakum. Fusha magnetike e rrymës elektrike Një fushë magnetike krijohet jo vetëm nga ato natyrore ose artificiale, por edhe nga një përcjellës nëse një rrymë elektrike kalon nëpër të. Prandaj, ekziston një lidhje midis dukurive magnetike dhe elektrike. Nuk është e vështirë të verifikohet që një fushë magnetike është formuar rreth një përcjellësi përmes të cilit rrjedh rryma. Vendosni një përcjellës të drejtë sipër gjilpërës magnetike lëvizëse, paralel me të, dhe kaloni një rrymë elektrike përmes saj. Shigjeta do të marrë një pozicion pingul me përcjellësin. Cilat forca mund ta bëjnë gjilpërën magnetike të rrotullohet? Natyrisht, forca e fushës magnetike që lind rreth përcjellësit. Fikni rrymën dhe gjilpëra magnetike do të kthehet në pozicionin e saj normal. Kjo sugjeron që kur rryma ishte fikur, fusha magnetike e përcjellësit gjithashtu u zhduk. Kështu, një rrymë elektrike që kalon përmes një përcjellësi krijon një fushë magnetike. Për të zbuluar se në cilin drejtim do të devijojë gjilpëra magnetike, përdorni rregullin e dorës së djathtë. Nëse vendosni dorën tuaj të djathtë mbi përcjellës, pëllëmbën poshtë, në mënyrë që drejtimi i rrymës të përputhet me drejtimin e gishtërinjve, atëherë gishti i madh i përkulur do të tregojë drejtimin e devijimit të polit verior të gjilpërës magnetike të vendosur nën përcjellës. . Duke përdorur këtë rregull dhe duke ditur polaritetin e shigjetës, mund të përcaktoni edhe drejtimin e rrymës në përcjellës.
Fusha magnetike e një përcjellësi të drejtë ka formën e rrathëve koncentrikë. Nëse vendosni dorën tuaj të djathtë mbi përcjellësin, me pëllëmbën poshtë, në mënyrë që rryma të duket se del nga gishtat, atëherë gishti i madh i përkulur do të tregojë në polin verior të gjilpërës magnetike.Një fushë e tillë quhet fushë magnetike rrethore. Drejtimi i vijave të forcës së fushës rrethore varet nga përcjellësi dhe përcaktohet nga të ashtuquajturat rregull gimlet. Nëse e vidhosni mendërisht gjilpërën në drejtim të rrymës, atëherë drejtimi i rrotullimit të dorezës së tij do të përkojë me drejtimin e linjave të fushës magnetike. Duke zbatuar këtë rregull, ju mund të zbuloni drejtimin e rrymës në një përcjellës nëse e dini drejtimin e linjave të fushës të krijuara nga kjo rrymë. Duke iu rikthyer eksperimentit me gjilpërën magnetike, mund të bindemi se ajo ndodhet gjithmonë me skajin verior në drejtim të vijave të fushës magnetike. Pra, Një fushë magnetike lind rreth një përcjellësi të drejtë përmes të cilit kalon rryma elektrike. Ajo ka formën e rrathëve koncentrikë dhe quhet fushë magnetike rrethore. Turshitë d. Fusha magnetike e solenoidit Një fushë magnetike lind rreth çdo përcjellësi, pavarësisht nga forma e tij, me kusht që një rrymë elektrike të kalojë nëpër përcjellës. Në inxhinierinë elektrike kemi të bëjmë me ato që përbëhen nga një numër kthesash. Për të studiuar fushën magnetike të spirales që na intereson, së pari le të shqyrtojmë se çfarë forme ka fusha magnetike e një kthese.
Le të imagjinojmë një spirale me tela të trashë që shpon një fletë kartoni dhe lidhet me një burim rrymë. Kur një rrymë elektrike kalon nëpër një spirale, një fushë magnetike rrethore formohet rreth çdo pjese individuale të spirales. Sipas rregullit "gimlet", nuk është e vështirë të përcaktohet se linjat magnetike të forcës brenda spirales kanë të njëjtin drejtim (drejt nesh ose larg nesh, në varësi të drejtimit të rrymës në spirale) dhe ato dalin. nga njëra anë e spirales dhe futeni në anën tjetër. Një seri kthesash të tilla, të formuara si një spirale, janë të ashtuquajturat solenoid (spiralja).
Rreth solenoidit, kur rryma kalon nëpër të, formohet një fushë magnetike. Përftohet si rezultat i shtimit të fushave magnetike të çdo kthese dhe ka formë si fusha magnetike e një magneti drejtvizor. Vijat e forcës së fushës magnetike të solenoidit, si në një magnet drejtvizor, largohen nga një skaj i solenoidit dhe kthehen në tjetrin. Brenda solenoidit kanë të njëjtin drejtim. Kështu, skajet e solenoidit kanë polaritet. Fundi nga i cili dalin linjat e forcës është poli verior solenoid, dhe fundi në të cilin hyjnë linjat e energjisë elektrike është poli i tij jugor. Shtyllat solenoid mund të përcaktohet nga rregulli i dorës së djathtë, por për këtë ju duhet të dini drejtimin e rrymës në kthesat e saj. Nëse vendosni dorën tuaj të djathtë në solenoid, pëllëmbën poshtë, në mënyrë që rryma të duket se del nga gishtat, atëherë gishti i madh i përkulur do të tregojë në polin verior të solenoidit.. Nga ky rregull del se polariteti i solenoidit varet nga drejtimi i rrymës në të. Nuk është e vështirë ta verifikosh këtë praktikisht duke sjellë një gjilpërë magnetike në një nga polet e solenoidit dhe më pas duke ndryshuar drejtimin e rrymës në solenoid. Shigjeta do të rrotullohet menjëherë 180°, domethënë do të tregojë se polet e solenoidit kanë ndryshuar. Solenoidi ka vetinë e tërheqjes së objekteve të lehta prej hekuri. Nëse një shufër çeliku vendoset brenda solenoidit, atëherë pas njëfarë kohe, nën ndikimin e fushës magnetike të solenoidit, shufra do të magnetizohet. Kjo metodë përdoret në prodhim.
Elektromagnetët Është një spirale (solenoid) me një bërthamë hekuri të vendosur brenda saj. Format dhe madhësitë e elektromagnetëve janë të ndryshme, por struktura e përgjithshme e të gjithëve është e njëjtë. Bobina e elektromagnetit është një kornizë, më së shpeshti e bërë nga druri i shtypur ose fibra dhe ka forma të ndryshme në varësi të qëllimit të elektromagnetit. Një tel bakri i izoluar është plagosur në kornizë në disa shtresa - dredha-dredha e një elektromagneti. Ka një numër të ndryshëm kthesash dhe është bërë nga tela me diametra të ndryshëm, në varësi të qëllimit të elektromagnetit. Për të mbrojtur izolimin e mbështjelljes nga dëmtimet mekanike, mbështjellja mbulohet me një ose më shumë shtresa letre ose ndonjë material tjetër izolues. Fillimi dhe fundi i mbështjelljes nxirren jashtë dhe lidhen me terminalet dalëse të montuara në kornizë ose me përçues fleksibël me priza në skajet.
Nëse një rrymë elektrike kalon nëpër mbështjelljen e një elektromagneti, rreth mbështjelljes formohet një fushë magnetike, e cila magnetizon bërthamën. Meqenëse bërthama është prej hekuri të butë, ajo do të magnetizohet menjëherë. Nëse më pas fikni rrymën, vetitë magnetike të bërthamës gjithashtu do të zhduken shpejt dhe ajo do të pushojë së qeni një magnet. Polet e një elektromagneti, si një solenoid, përcaktohen nga rregulli i dorës së djathtë. Nëse ndryshoni në mbështjelljen e një elektromagneti, atëherë polariteti i elektromagnetit do të ndryshojë në përputhje me këtë. Veprimi i një elektromagneti është i ngjashëm me veprimin e një magneti të përhershëm. Megjithatë, ka një dallim të madh mes tyre. Një magnet i përhershëm ka gjithmonë veti magnetike, dhe një elektromagnet vetëm kur një rrymë elektrike kalon nëpër mbështjelljen e tij. Për më tepër, forca tërheqëse e një magneti të përhershëm është konstante, pasi fluksi magnetik i një magneti të përhershëm është konstant. Forca e tërheqjes së një elektromagneti nuk është një vlerë konstante. I njëjti elektromagnet mund të ketë forca të ndryshme tërheqëse. Forca tërheqëse e çdo magneti varet nga madhësia e fluksit të tij magnetik.
Forca e tërheqjes, dhe rrjedhimisht fluksi i tij magnetik, varet nga madhësia e rrymës që kalon nëpër mbështjelljen e këtij elektromagneti. Sa më e madhe të jetë rryma, aq më e madhe është forca tërheqëse e elektromagnetit dhe, anasjelltas, sa më pak rrymë në mbështjelljen e elektromagnetit, aq më pak forcë tërheq trupat magnetikë në vetvete. Por për elektromagnetët që janë të ndryshëm në strukturë dhe madhësi, forca e tyre tërheqëse varet jo vetëm nga madhësia e rrymës në dredha-dredha. Nëse, për shembull, marrim dy elektromagnetë të të njëjtit dizajn dhe madhësi, por njëri me një numër të vogël kthesash dredha-dredha dhe tjetri me një numër shumë më të madh, atëherë është e lehtë të shihet se në të njëjtën rrymë forca e tërheqjes nga kjo e fundit do të jetë shumë më e madhe. Në të vërtetë, sa më i madh të jetë numri i rrotullimeve të një dredha-dredha, aq më e madhe është fusha magnetike e krijuar rreth kësaj dredha-dredha në një rrymë të caktuar, pasi ajo përbëhet nga fushat magnetike të çdo kthese. Kjo do të thotë se fluksi magnetik i elektromagnetit, dhe për rrjedhojë forca e tërheqjes së tij, do të jetë më i madh, aq më i madh është numri i kthesave që ka mbështjellja. Ekziston një arsye tjetër që ndikon në madhësinë e fluksit magnetik të një elektromagneti. Kjo është cilësia e qarkut të tij magnetik. Një qark magnetik është rruga përgjatë së cilës mbyllet fluksi magnetik. Qarku magnetik ka një të caktuar rezistencë magnetike. Rezitimi magnetik varet nga përshkueshmëria magnetike e mediumit nëpër të cilin kalon fluksi magnetik. Sa më e madhe të jetë përshkueshmëria magnetike e këtij mediumi, aq më e ulët është rezistenca e tij magnetike.
Për shembull, një rrymë prej 50 mA kalon nëpër mbështjelljen e një elektromagneti me 1200 kthesa. M forcë magnetomotore një elektromagnet i tillëështë e barabartë me 0,05 x 1200 = 60 rrotullime amper. Veprimi i forcës magnetomotore është i ngjashëm me veprimin e forcës elektromotore në një qark elektrik. Ashtu si EMF shkakton rrymë elektrike, forca magnetomotive krijon fluks magnetik në një elektromagnet. Ashtu si në një qark elektrik, me një rritje të emf, rritet vlera e rrymës, ashtu edhe në një qark magnetik, me një rritje të forcës magnetomotore, rritet fluksi magnetik. Veprimi rezistencë magnetike i ngjashëm me veprimin e rezistencës elektrike në një qark. Ashtu si rryma zvogëlohet me rritjen e rezistencës së një qarku elektrik, po ashtu zvogëlohet rryma në një qark magnetik. Një rritje në rezistencën magnetike shkakton një ulje të fluksit magnetik. Varësia e fluksit magnetik të një elektromagneti nga forca magnetomotore dhe rezistenca e tij magnetike mund të shprehet me një formulë të ngjashme me formulën e ligjit të Ohmit: forca magnetomotore = (fluksi magnetik / rezistenca magnetike) Fluksi magnetik është i barabartë me forcën magnetomotore të ndarë me ngurrimin magnetik. Numri i kthesave të mbështjelljes dhe rezistenca magnetike për çdo elektromagnet është një vlerë konstante. Prandaj, fluksi magnetik i një elektromagneti të caktuar ndryshon vetëm me një ndryshim në rrymën që kalon nëpër dredha-dredha. Meqenëse forca e tërheqjes së një elektromagneti përcaktohet nga fluksi i tij magnetik, për të rritur (ose ulur) forcën e tërheqjes së elektromagnetit, është e nevojshme që përkatësisht të rritet (ose ulet) rryma në mbështjelljen e tij. Elektrmagnet i polarizuar Një elektromagnet i polarizuar është një lidhje midis një magneti të përhershëm dhe një elektromagneti. Është projektuar në këtë mënyrë. Të ashtuquajturat zgjatime të shtyllave të buta prej hekuri janë ngjitur në polet e një magneti të përhershëm. Çdo shtrirje shtylle shërben si bërthama e një elektromagneti një spirale me një dredha-dredha. Të dy mbështjelljet janë të lidhura me njëra-tjetrën në seri. Meqenëse zgjatimet e poleve janë të lidhura drejtpërdrejt me polet e një magneti të përhershëm, ato kanë veti magnetike edhe në mungesë të rrymës në mbështjellje; Në të njëjtën kohë, forca e tyre tërheqëse është konstante dhe përcaktohet nga fluksi magnetik i një magneti të përhershëm. Veprimi i një elektromagneti të polarizuar është që kur rryma kalon nëpër mbështjelljet e tij, forca tërheqëse e poleve të tij rritet ose zvogëlohet në varësi të madhësisë dhe drejtimit të rrymës në mbështjellje. Veprimi i elektromagnetëve të tjerë bazohet në këtë veti të një elektromagneti të polarizuar. pajisje elektrike.
Efekti i një fushe magnetike në një përcjellës me rrymë Nëse vendosni një përcjellës në një fushë magnetike në mënyrë që të vendoset pingul me vijat e fushës dhe kaloni një rrymë elektrike përmes këtij përcjellësi, përcjellësi do të fillojë të lëvizë dhe do të shtyhet nga fusha magnetike. Si rezultat i bashkëveprimit të një fushe magnetike me një rrymë elektrike, përcjellësi fillon të lëvizë, d.m.th., energjia elektrike shndërrohet në energji mekanike. Forca me të cilën shtyhet një përcjellës nga një fushë magnetike varet nga madhësia e fluksit magnetik të magnetit, fuqia e rrymës në përcjellës dhe gjatësia e pjesës së përcjellësit që kryqëzojnë vijat e fushës. Drejtimi i veprimit të kësaj force, pra drejtimi i lëvizjes së përcjellësit, varet nga drejtimi i rrymës në përcjellës dhe përcaktohet nga rregulli i dorës së majtë. Nëse e mbani pëllëmbën e dorës së majtë në mënyrë që linjat e fushës magnetike të hyjnë në të dhe katër gishtat e zgjatur të jenë përballë drejtimit të rrymës në përcjellës, atëherë gishti i madh i përkulur do të tregojë drejtimin e lëvizjes së përcjellësit.. Kur zbatojmë këtë rregull, duhet të kujtojmë se linjat e fushës dalin nga poli verior i magnetit. Pajisjet dhe aksesorët: instalim laboratori me solenoid, furnizim me energji elektrike, milivoltmetër, ampermetër. Teori e shkurtër karakteristikë e rivendosjes së magnetronit. quhet bobina cilindrike që përmban një numër të madh kthesash teli nëpër të cilat rrjedh rryma. Nëse hapi i vijës spirale të përcjellësit që formon spiralen është i vogël, atëherë çdo kthesë me rrymë mund të konsiderohet si një rrymë rrethore e veçantë, dhe solenoidi si një sistem rrymash rrethore të lidhura në seri të së njëjtës rreze, që ka një të përbashkët boshti. Fusha magnetike brenda solenoidit mund të mendohet si shuma e fushave magnetike të krijuara nga çdo kthesë. Vektori i induksionit të fushës magnetike brenda solenoidit është pingul me rrafshin e kthesave, d.m.th. drejtohet përgjatë boshtit të solenoidit dhe formon një sistem të djathtë me drejtimin e rrymave unazore të kthesave. Një pamje e përafërt e linjave të fushës magnetike të solenoidit është paraqitur në Fig. 1. Vijat e fushës magnetike janë të mbyllura. Figura 2 tregon një prerje tërthore të një solenoidi me gjatësi L dhe një numër kthesash N dhe një rreze prerjeje tërthore R. Rrathët me pika tregojnë seksionet e rrotullimeve të spirales nëpër të cilat rrjedh rryma I, e drejtuar nga vizatimi tek ne dhe rrathët me kryqe tregojnë seksionet e kthesave në të cilat rryma drejtohet prapa vizatimit. Shënojmë numrin e rrotullimeve për njësi të gjatësisë së solenoidit. Induksioni i fushës magnetike në pikën A, i vendosur në boshtin e solenoidit, përcaktohet duke integruar fushat magnetike të krijuara nga çdo kthesë dhe është e barabartë me ku dhe janë këndet e formuara me boshtin e solenoidit nga vektorët e rrezes dhe të tërhequra nga pika A në kthesat e jashtme të solenoidit, është përshkueshmëria magnetike e mediumit, Kështu, induksioni magnetik B është drejtpërdrejt proporcional me forcën aktuale, përshkueshmërinë magnetike të mediumit që mbush solenoidin dhe numrin e rrotullimeve për njësi gjatësi. Induksioni magnetik varet gjithashtu nga pozicioni i pikës A në lidhje me skajet e solenoidit. Le të shqyrtojmë disa raste të veçanta: 1. Le të jetë pika A në qendër të solenoidit, atëherë , 2. Le të jetë pika A në qendër të kthesës më të jashtme, pastaj , Nga formula (2) dhe (3) është e qartë se induksioni magnetik i solenoidit në skajin e tij është gjysma e vlerës së tij në qendër. 3. Nëse gjatësia e solenoidit është shumë herë më e madhe se rrezja e rrotullimeve të tij Uniformiteti i fushës magnetike prishet pranë skajeve të solenoidit. Në këtë rast, induksioni mund të përcaktohet me formulë ku k është një koeficient duke marrë parasysh johomogjenitetin e fushës. Studimi eksperimental i fushës magnetike të solenoidit në këtë punë kryhet duke përdorur një sondë speciale - një spirale e vogël e montuar brenda një shufre me një sundimtar shkallësh. Boshti i spirales përkon me boshtin e solenoidit, spiralja është e lidhur me një milivoltmetër të rrymës alternative, rezistenca e hyrjes së të cilit është shumë më e madhe se rezistenca e spirales së sondës. Nëse ka rrymë alternative që rrjedh nëpër solenoid Amplituda e induksionit magnetik në këtë formulë varet nga pozicioni i pikës brenda solenoidit. Nëse vendosni një spirale sondë në solenoid, atëherë, në përputhje me ligjin e induksionit elektromagnetik, shfaqet një emf i induktuar në të: ku N 1 është numri i kthesave në spirale, S është zona e seksionit kryq të spirales, F është fluksi magnetik (pasi boshti i spirales përkon me boshtin e solenoidit dhe, rrjedhimisht, magnetik vektori i induksionit është pingul me rrafshin e prerjes tërthore të bobinës.). Meqenëse madhësia e induksionit B ndryshon sipas ligjit Nga shprehja (7) është e qartë se amplituda e EMF varet nga . Kështu, duke matur amplituda e EMF, ne mund të përcaktojmë: Koeficienti k, i cili merr parasysh johomogjenitetin e fushës magnetike të solenoidit në skajet, mund të përcaktohet duke përdorur formulën. (5), duke ditur dhe: ku është amplituda e rrymës alternative që kalon nëpër solenoid. Nga formula (7) dhe (9) rrjedh se amplituda e emf-së së induktuar është drejtpërdrejt proporcionale me amplituda e rrymës alternative: Një ampermetër dhe një milivoltmetër i lidhur me një qark të rrymës alternative matin vlerat efektive të rrymës dhe emf, të cilat shoqërohen me amplituda dhe raporte: Për vlerat efektive të rrymës dhe EMF, formula (10) ka formën Nga formula (11) rezulton se raporti është proporcional me koeficientin K të inhomogjenitetit të induksionit të fushës magnetike në pikën e solenoidit ku janë marrë matjet. ku A është koeficienti i proporcionalitetit. Në këtë punë kërkohen dy detyra: 1) përcaktimi i shpërndarjes së induksionit përgjatë boshtit të solenoidit në një vlerë të caktuar të rrymës konstante; 2) përcaktoni vlerën e koeficientit k. Masat paraprake të sigurisë: 1. Mos lidhni në mënyrë të pavarur burimin e energjisë dhe milivoltmetrin me rrjetin 220 V. 2. Mos ndërroni qarqet e drejtpërdrejta. Mos prekni pjesët e paizoluara të qarqeve. 3. Mos e lini qarkun e ndezur pa mbikëqyrje. Urdhri i punës Detyra nr. 1. Studimi i shpërndarjes së induksionit të fushës magnetike përgjatë boshtit të solenoidit. 1. Montoni qarkun matës sipas diagramit të paraqitur në Fig. 3. Për ta bërë këtë, lidhni një burim energjie dhe një ampermetër në qarkun solenoid, dhe një milivoltmetër në terminalet e spirales së sondës (për matje, spiralja e sondës ka parametrat e mëposhtëm: = 200 rrotullime, S). = 2 * 10 -4 m 2, frekuenca AC = 50 Hz, Numri i rrotullimeve për njësi gjatësi të solenoidit n = 2400 1/m 1- stendë laboratorike Z - shufër " 2- spiralja e sondës 3- solenoid 6 - furnizimi me energji elektrike me rregullator të tensionit të daljes (rrymës), 7 - milivoltmetër. 2. Instaloni shufrën me vizoren e shkallës në mënyrë që spiralja e sondës të jetë afërsisht në mes të solenoidit. 3. Ndizni furnizimin me energji të solenoidit dhe vendosni rrymën e solenoidit (sipas ampermetrit) të barabartë me = 25 mA. Ndizni milivoltmetrin dhe pas ngrohjes (5 minuta) bëni lexime. 4. Lëvizja e shufrës me një shkallë lineare, matni duke përdorur 
priret në një vlerë të madhe. Pastaj, me rritjen e distancës r, forca e fushës elektrike midis katodës dhe anodës zvogëlohet në zero. Prandaj, mund të supozojmë se elektronet fitojnë shpejtësi nën ndikimin e fushës vetëm afër katodës, dhe lëvizja e tyre e mëtejshme drejt anodës ndodh me një shpejtësi konstante.
..
(32)
,
(33)
Ku
Video rreth solenoidit:
Drejtimi i vektorit NË
1
lidhur me drejtimin e rrymës Unë 1 rregulli i vidës së djathtë. Ky vektor është paraqitur në Fig. 6.8. (6.17)
Bobina e elektromagnetit është montuar në një bërthamë prej hekuri të butë, të pjekur ose lidhje hekuri me silikon, nikel etj. Hekuri i tillë ka mbetjen më të vogël. Bërthamat janë bërë më shpesh nga fletë të holla të përbëra të izoluara nga njëra-tjetra. Format e bërthamave mund të jenë të ndryshme, në varësi të qëllimit të elektromagnetit.
Që nga m Përshkueshmëria magnetike e trupave feromagnetikë (hekuri, çeliku) është shumë herë më e madhe se përshkueshmëria magnetike e ajrit, kështu që është më e dobishme të bëhen elektromagnet në mënyrë që qarku i tyre magnetik të mos përmbajë seksione ajri. Produkti i fuqisë aktuale dhe numri i rrotullimeve të mbështjelljes së elektromagnetit quhet forca magnetomotore. Forca magnetomotore matet në numrin e rrotullimeve të amperit.
, (1)
konstante magnetike.
Dhe 
. Nëse solenoidi është mjaft i gjatë, atëherë 
dhe (2)Dhe . Nëse solenoidi është mjaft i gjatë, atëherë , dhe (3)
(një solenoid "pafundësisht" i gjatë), pastaj për të gjitha pikat që shtrihen brenda
solenoid në boshtin e tij, mund të vendosni . Pastaj
fusha mund të konsiderohet uniforme në pjesën qendrore të solenoidit dhe të llogaritet duke përdorur formulën
frekuenca standarde ( = 50 Hz), pastaj brenda solenoidit dhe në skajet e tij, induksioni i fushës magnetike alternative ndryshon sipas ligjit (shih (5)):
, (6) 
, , pastaj nga (6) marrim formulën për llogaritjen e EMF:
(9)
(11)
(12)
5 ampermetër
Vlera efektive e milivoltmetrit të emf-së së induktuar përmes secilit
centimetër i pozicionit të sundimtarit. Duke përdorur formulën (8) llogaritni .
Futni rezultatet e matjeve dhe llogaritjeve në Tabelën 1 (vini re se ).
