Bir solenoid, ortak bir çerçeve veya çekirdek etrafına eşit şekilde sarılmış, N adet özdeş yalıtılmış iletken tel dönüşünden oluşan bir koleksiyondur. Dönüşlerden aynı akım geçer. Her dönüşün yarattığı manyetik alanlar, süperpozisyon ilkesine göre ayrı ayrı toplanır. İndüksiyon manyetik alan solenoidin içinde büyük, dışında ise küçüktür. Sonsuza kadar uzun solenoid solenoidin dışındaki manyetik alan indüksiyonu sıfıra yönelir. Solenoidin uzunluğu, dönüşlerinin çapından birçok kez daha büyükse, o zaman solenoid pratik olarak düşünülebilir. sonsuz uzunlukta. Böyle bir solenoidin manyetik alanı tamamen onun içinde yoğunlaşmıştır ve tekdüzedir (Şekil 6).
Sonsuz uzun bir solenoidin içindeki manyetik alan indüksiyonunun büyüklüğü aşağıdaki formül kullanılarak belirlenebilir: vektör dolaşım teoremi
:vektör dolaşımı 
keyfi bir kapalı kontur boyunca eşittir cebirsel toplam devrenin kapsadığı akımların manyetik sabit μ ile çarpılması O :
,
(20)
burada μ 0 = 4π 10 -7 H/m.
Şekil 6. Solenoid manyetik alanı
Solenoidin içindeki manyetik indüksiyonun B büyüklüğünü belirlemek için dikdörtgen şeklinde bir ABCD kapalı devre seçiyoruz; 
- çapraz geçişin yönünü belirten kontur uzunluğunun bir elemanı (Şekil 6). Bu durumda AB ve CD uzunlukları sonsuz küçük kabul edilecektir.
Daha sonra vektörün dolaşımı 
N dönüşü kapsayan kapalı bir ABCD konturu boyunca şuna eşittir:
AB ve CD bölümlerinde ürün 
vektör olduğundan 
Ve 
karşılıklı dik. Bu yüzden
.
(22)
Solenoidin dışındaki DA bölümünde integral 
Çünkü devrenin dışındaki manyetik alan sıfırdır.
O halde formül (21) şu şekli alacaktır:
,
(23)
burada l BC bölümünün uzunluğudur. Devrenin kapsadığı akımların toplamı eşittir
,
(24)
burada ben c solenoid akımıdır; N, ABCD devresinin kapsadığı dönüş sayısıdır.
(23) ve (24)'ü (20)'de yerine koyarsak şunu elde ederiz:
. (25)
(25)'ten sonsuz uzunlukta bir solenoidin manyetik alan indüksiyonu için bir ifade elde ederiz:
.
(26)
Solenoid n'nin birim uzunluğu başına dönüş sayısı şuna eşit olduğundan:
(27)
sonra nihayet şunu elde ederiz:
.
(28)
Solenoidin içine bir çekirdek yerleştirilirse, B için formül (28) şu şekli alacaktır:
.
(29),
burada çekirdek malzemenin manyetik geçirgenliğidir.
Böylece, Solenoidin manyetik alanının indüksiyonu B, solenoid akımı tarafından belirlenir.BEN C , dönüş sayısıNSolenoidin birim uzunluğu başına ve çekirdek malzemenin manyetik geçirgenliği.
Silindirik magnetron
Magnetron Isıtılmış bir katot ve soğuk bir anot içeren ve harici bir manyetik alana yerleştirilen, iki elektrotlu elektron tüpü (diyot) olarak adlandırılır.
Diyot anodu yarıçaplı bir silindir şeklindedir 
. Katot yarıçaplı içi boş bir silindirdir 
ekseni boyunca genellikle tungstenden yapılmış bir filament bulunur (Şekil 7).
Termiyonik emisyon olgusunun bir sonucu olarak, sıcak bir katot, katodun etrafında bir elektron bulutu oluşturan termiyonik elektronlar yayar. Anot voltajı uygulanırken 
(Şekil 8), elektronlar yarıçaplar boyunca katottan anoda doğru hareket etmeye başlar, bu da bir anot akımının ortaya çıkmasına neden olur 
. Anot akımı bir miliammetre ile kaydedilir.
Şekil 7. Diyot devresi
Şekil 8. Devre şeması
Anot voltajının büyüklüğü R A potansiyometresi tarafından düzenlenir. Anot voltajı ne kadar büyük olursa, birim zaman başına anoda ulaşan elektron sayısı da o kadar fazla olur, dolayısıyla anot akımı da o kadar büyük olur.
Katot ve anot arasındaki elektrik alan kuvveti E, silindirik bir kapasitördekiyle aynıdır:
,
(30)
burada r, katot ekseninden katot ile anot arasındaki uzayda belirli bir noktaya kadar olan mesafedir.
Formül (30)'dan, alan kuvveti E'nin katot eksenine olan mesafe r ile ters orantılı olduğu sonucu çıkar. Sonuç olarak katotta alan kuvveti maksimumdur.
r ila< o zaman ln logaritmasının değeri Diyotun yerleştirildiği harici manyetik alan bir solenoid tarafından oluşturulur (Şekil 8). Solenoid l'nin uzunluğu, dönüşlerinin çapından çok daha büyüktür, dolayısıyla solenoidin içindeki alanın düzgün olduğu düşünülebilir. Solenoid devresindeki akım, bir potansiyometre R C (Şekil 8) kullanılarak değiştirilir ve bir ampermetre ile kaydedilir. Solenoid alanının gücüne bağlı olarak elektronların hareketinin doğası Şekil 9'da gösterilmektedir. Solenoid devresinde akım yoksa, manyetik alan indüksiyonu B = 0'dır. Daha sonra elektronlar neredeyse yarıçaplar boyunca katottan anoda doğru hareket eder. Solenoid devresindeki akımın artması V değerinin artmasına neden olur. Aynı zamanda elektron hareketinin yörüngeleri bükülmeye başlar ancak tüm elektronlar anoda ulaşır. Anot devresinde manyetik alanın yokluğunda olduğu gibi aynı akım akacaktır. Şekil 9. İdeal (1) ve gerçek (2) durumlarda anot akımı I A'nın solenoid akımının I c büyüklüğüne bağımlılığı ve ayrıca solenoid alanının büyüklüğüne bağlı olarak elektronların hareketinin doğası. Solenoiddeki belirli bir akım değerinde, elektronun hareket ettiği dairenin yarıçapı, katot ile anot arasındaki mesafenin yarısına eşit olur: Bu durumda elektronlar anoda dokunarak katoda giderler (Şekil 9). Bu diyot çalışma moduna denir kritik. Bu durumda, manyetik alan indüksiyonunun B = B cr kritik değerine karşılık gelen kritik bir akım I cr solenoidden akar. V = V'de anot akımı ideal olarak aniden sıfıra düşmelidir. B > B cr'de elektronlar anoda ulaşmaz (Şekil 9) ve anot akımı da sıfır olacaktır (Şekil 9, eğri 1). Ancak pratikte, elektron hızlarındaki bir miktar dağılım ve katot ile solenoidin yanlış hizalanması nedeniyle anot akımı aniden değil, düzgün bir şekilde azalır (Şekil 9, eğri 2). Bu durumda, eğri 2'deki bükülme noktasına karşılık gelen solenoid akımının değeri kritik I cr olarak kabul edilir. Solenoid akımının kritik değeri, aşağıdakilere eşit anot akımına karşılık gelir: – V = 0'da anot akımının maksimum değeri. Anot akımı I A'nın, sabit bir anot voltajında ve sabit ısıda manyetik alan indüksiyonunun B büyüklüğüne (veya solenoiddeki akıma) bağımlılığına denir. magnetronun karakteristiğini sıfırlayın. Solenoid içinden elektrik akımının geçtiği spiral şeklinde bükülmüş bir iletken denir (Şekil 1,). A Solenoidin dönüşlerini zihinsel olarak keserseniz, yukarıda belirtildiği gibi içlerindeki akımın yönünü belirlerseniz ve manyetik endüksiyon hatlarının yönünü "burgu kuralına" göre belirlerseniz, o zaman tüm solenoidin manyetik alanı Şekil 1'de gösterilen forma sahip,. B içinden elektrik akımının geçtiği spiral şeklinde bükülmüş bir iletken denir (Şekil 1,Şekil 1. Solenoid ( Solenoidin dönüşlerini zihinsel olarak keserseniz, yukarıda belirtildiği gibi içlerindeki akımın yönünü belirlerseniz ve manyetik endüksiyon hatlarının yönünü "burgu kuralına" göre belirlerseniz, o zaman tüm solenoidin manyetik alanı Şekil 1'de gösterilen forma sahip,) ) ve manyetik alanı ( Şekil 2. Solenoidin bilgisayar modeli N Sonsuz uzun bir solenoidin ekseni üzerinde, her bir uzunluk birimi üzerine sarılmış H = BEN × N 0 . 0 dönüşte, solenoidin içindeki manyetik alan gücü aşağıdaki formülle belirlenir: Manyetik çizgilerin solenoide girdiği noktada güney kutbu, çıktığı noktada ise kuzey kutbu oluşur. Solenoidin kutuplarını belirlemek için "burgu kuralı"nı kullanırlar ve bunu şu şekilde uygularlar: eğer jileti solenoidin ekseni boyunca yerleştirirseniz ve bunu solenoid bobinin dönüşlerindeki akım yönünde döndürürseniz, o zaman jiletin öteleme hareketi manyetik alanın yönünü gösterecektir (Şekil 3). İçinde çelik (demir) çekirdek bulunan solenoide denir elektromıknatıs(Şekil 4 ve 5). Bir elektromıknatısın manyetik alanı solenoidinkinden daha güçlüdür çünkü solenoidin içine yerleştirilen bir çelik parçası mıknatıslanır ve ortaya çıkan manyetik alan güçlendirilir. Bir elektromıknatısın kutupları, tıpkı solenoidin kutupları gibi, "gimlet kuralı" kullanılarak belirlenebilir. Şekil 5. Elektromıknatıs bobini Elektromıknatıslar teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektrik jeneratörleri ve motorlarında, elektrikli ölçüm aletlerinde, elektrikli cihazlarda ve benzerlerinde manyetik alan oluşturmak için kullanılırlar. Yüksek güçlü tesislerde devrenin hasarlı kısmının bağlantısını kesmek için sigortalar yerine otomatik, yağlı ve havalı devre kesiciler kullanılır. Devre kesicilerin açma bobinlerini harekete geçirmek için çeşitli röleler kullanılır. Röleler akım, voltaj, güç, frekans ve diğer parametrelerdeki değişikliklere yanıt veren cihaz veya makinelerdir. Amaçları, çalışma prensipleri ve tasarımları farklı olan çok sayıda röleden elektromanyetik rölelerin tasarımını kısaca ele alacağız. Şekil 6 bu rölelerin tasarımlarını göstermektedir. Rölenin çalışması, içinden akımın geçtiği sabit bir bobin tarafından oluşturulan manyetik alan ile bir elektromıknatısın hareketli çelik armatürünün etkileşimine dayanır. Ana akım devresindeki çalışma koşulları değiştiğinde, röle bobini heyecanlanır, çekirdeğin manyetik akısı, devrenin kontaklarını kapatan armatürü, yağ ve hava anahtarlarının tahrikinin tetikleme bobinini çeker (döndürür veya geri çeker) veya yardımcı röleler. Şekil 6. Elektromanyetik röle Röleler ayrıca otomasyon ve telemekanik alanlarında da uygulama alanı bulmuştur. Bir solenoidin (elektromıknatıs) manyetik akısı, içindeki dönüş sayısı ve akımla birlikte artar. Mıknatıslama kuvveti akımın çarpımına ve dönüş sayısına (amper-dönüş sayısı) bağlıdır. Örneğin, sargısı 5 A akım taşıyan ve dönüş sayısı 150 olan bir solenoid alırsak, amper-dönüş sayısı 5 × 150 = 750 olacaktır. Aynı manyetik akı şu şekilde elde edilecektir: 1500 tur atıyoruz ve bunlardan 0,5'lik bir akım geçiriyoruz Ah, çünkü 0,5 × 1500 = 750 amper-dönüş. Solenoidin manyetik akısı aşağıdaki yollarla artırılabilir: 1) solenoidin içine çelik bir çekirdek yerleştirin ve onu bir elektromıknatısa dönüştürün; 2) elektromıknatısın çelik çekirdeğinin kesitini arttırın (çünkü akım, manyetik alan kuvveti ve dolayısıyla manyetik indüksiyon göz önüne alındığında, kesitteki bir artış manyetik akıda bir artışa yol açar); 3) elektromıknatıs çekirdeğinin hava boşluğunu azaltın (çünkü manyetik çizgilerin havadaki yolu azaldığında manyetik direnç azalır). Elektromıknatıs hakkında video: Solenoid silindirik bir tel bobindir. Akım taşıyan çok sayıda yığılmış dairesel bobin düşünülebilir. Solenoiddeki elektrik akımının oluşturduğu manyetik alan çizgileri Şekil 2'de gösterilmektedir. 6.6. Bu şekilde görülebileceği gibi solenoidin içindeki kuvvet çizgileri neredeyse düzdür. Solenoid ne kadar uzun olursa, yani. uzunluğu yarıçapına göre ne kadar büyük olursa, solenoidin içindeki alan çizgilerinin eğriliği o kadar az olur. Bu durumda vektör İÇİNDE
Solenoidin içindeki manyetik indüksiyon alanı eksenine paralel olarak yönlendirilecektir. Üstelik yönü, sağ vida kuralına göre solenoiddeki akımın yönü ile ilgili olacaktır. Ekseni yönlendirelim X solenoidin ekseni boyunca. Bu durumda manyetik indüksiyon vektörünün eksene izdüşümü X modülüne eşit olacak ve diğer tüm projeksiyonları sıfıra eşit olacaktır: B x =B, B y =B z =0. Bu vektör projeksiyonlarını yerine koyalım İÇİNDE
(6.12) denklemine. Aldık Bu eşitlikten, solenoidin içindeki manyetik indüksiyon vektörünün sadece yönünü korumakla kalmayıp, büyüklüğünün de her yerde aynı olduğu sonucu çıkar. Böylece uzun bir solenoidin içindeki manyetik alanın düzgün olduğu sonucuna varıyoruz. Pirinç. 6.6. Solenoid manyetik alanı Bu vektörün dolaşımına ilişkin teoremi (6.8) kullanarak solenoid içindeki manyetik alan indüksiyon vektörünün büyüklüğünü bulalım. Manyetik indüksiyon vektörünün dolaşımını hesaplayacağımız C konturu olarak, Şekil 2'de noktalı çizgi olarak gösterilen kesikli çizgiyi seçeceğiz. 6.6. Bu l uzunluğundaki çizginin bir parçası solenoidin içinde bulunur ve manyetik alan çizgilerinden biriyle çakışır. Bu parçaya dik olan iki düz çizgi uçlarından başlayıp sonsuza kadar gider. Bu düz çizgilerin tüm noktalarında, manyetik indüksiyon vektörü ya bunlara diktir (solenoidin içinde) ya da sıfıra eşittir (solenoidin dışında). Bu nedenle skaler çarpım Вdl
bu noktalarda sıfıra eşittir. Böylece, söz konusu devre boyunca manyetik indüksiyonun dolaşımı İLE l uzunluğundaki alan çizgisinin bir parçası üzerindeki integrale eşit olacaktır. Manyetik indüksiyon vektörünün büyüklüğünün sabit bir değer olduğu gerçeğini hesaba katarsak, C devresinin kapsadığı solenoid dönüşlerinin sayısı şuna eşit olsun: N. Bu durumda devrenin kapsadığı akımların toplamı şuna eşit olacaktır: NI, Nerede BEN - Solenoidin bir dönüşündeki akım gücü. Teorem (6.8) eşitliğe yol açar Вl = μ o NI, buradan solenoiddeki manyetik alan indüksiyonunu buluyoruz: В = μ o nI n, solenoidin birim uzunluğu başına dönüş sayısıdır. Doğru akım manyetik alanı İnce, sonsuz uzunlukta bir telden akan elektrik akımının yarattığı manyetik alanı düşünün. Böyle bir sistem silindirik simetriye sahiptir. Sonuç olarak manyetik alanın aşağıdaki özelliklere sahip olması gerekir: 1) akım taşıyan tele paralel herhangi bir düz çizgide manyetik indüksiyon vektörü her yerde aynı olmalıdır; 2) Manyetik alanın tamamı telin etrafında döndürüldüğünde değişmez. Bu durumda, manyetik alanın kuvvet çizgileri, merkezleri akımla telin ekseni üzerinde bulunan daireler olmalıdır (Şekil 6.7) ve vektör İÇİNDE bu dairelerin herhangi birinde her yerde aynı modül vardır. Manyetik indüksiyon vektörünün dolaşımına ilişkin teoremi (6.8) kullanarak bu vektörün modülünü bulacağız. Bu amaçla, elektrik hatlarından biri boyunca manyetik indüksiyonun dolaşımını hesaplıyoruz. İLE, yarıçapı eşit olan A. vektör beri İÇİNDE alan çizgisine teğettir, vektör elemanına eşdoğrusaldır dl bu çizgi. Bu yüzden Nerede İÇİNDE söylendiği gibi çemberin her yerinde olan manyetik indüksiyon vektörünün büyüklüğüdür İLE bir ve aynı. Onu çıkaracağız İÇİNDE integral işareti için. Entegrasyondan sonra sahip olacağız = İÇİNDE 2p bir Pirinç. 6.7. Doğru akımların manyetik alan çizgileri Devreden beri İLE I akımına sahip yalnızca bir teli kapsar, teorem (6.8) eşitliğe yol açar 2p bir İÇİNDE= μ o ben Buradan bunu uzaktan buluyoruz içinden elektrik akımının geçtiği spiral şeklinde bükülmüş bir iletken denir (Şekil 1, akımlı sonsuz bir düz telden BEN yarattığı manyetik alanın indüksiyonu İÇİNDE= μ o ben/(2p a) (6.15) Şekil 2'den görülebileceği gibi. 6.7, vektör yönü İÇİNDE ve akımın yönü I sağ vida kuralıyla ilişkilidir. Biot-Savart-Laplace yasasını kullanarak durumun gerçekten böyle olduğunu doğrulamak zor değil. Akımların etkileşimi I 1 ve I 2 akımlarıyla birbirine paralel iki ince düz kabloyu ele alalım (Şekil 6.8.). Eğer mesafe R Teller arasındaki mesafe uzunluklarından çok daha azsa, bu durumda ilk telin bu mesafede yarattığı alanın manyetik indüksiyonu formül (6.15) kullanılarak bulunabilir: İÇİNDE= μ o ben 1 /(2p R) Pirinç. 6.8. Akımların etkileşimi Birinci akımın yarattığı manyetik alan ikinci tele bir Amper kuvvetiyle etki edecektir. F
21 ,
formül (5.8) ile belirlenir: F21 = ben 2[ben 2 B 1 ] Nerede benŞekil 2, uzunluğu söz konusu ikinci telin bölümünün l uzunluğuna eşit olan bir vektördür. Bu vektör tel boyunca akım yönünde yönlendirilir. Kuvvet modülü (6.17) şu şekilde olacaktır: F21 =
ben 2 l B 1 .
(6.18) (6.16) ifadesini formül (6.18)'e koyarsak, birinci telin l uzunluğundaki ikinci telin bir bölümüne uyguladığı kuvvet için aşağıdaki ifadeyi elde ederiz: F21 =
μ o ben 1 ben 2 l /
(2p R) Kuvvet yönü F
21
(6.17) formülünü kullanarak buluyoruz. I 1, I 2 akımları tek yönde aktığında bu kuvvet ilk tele doğru yönlendirilecektir. Kuvvet F
12
ikinci telin l uzunluğundaki birinci telin bir bölümüne etki ettiği kuvvetin büyüklüğü eşit ve kuvvetin yönüne zıttır F
21
. Böylece aynı yönde akım akan paralel tellerin birbirini çektiği tespit edilmiştir. Zıt yönlerde akan akımlara sahip tellerin birbirini ittiğini kanıtlamak zor değildir. Formül (6.19) kullanılarak SI'daki akım birimi belirlenir. Bildiğiniz gibi bu birimin adı amper. Tanım gereği, akımları bire eşit olan iki uzun ince tel amper, 1 mesafede paralel olarak yerleştirilmiş M biri diğerinden 1'e 2 10 -7 N'lik bir kuvvetle etkileşir M uzunluk. Bu değerleri formül (6.19)'da değiştirerek manyetik sabitin m0 = 4p10-7 N/m. SI yük birimi kolye- bir akım birimiyle ifade edilir: Cl = A*s.İki nokta yükü arasındaki etkileşim kuvvetinin 1'de ölçülmesi Cl anlama yol açtı f= 9 10 9 N yükler arasındaki mesafede R= 1 M. Bu değerleri kullanarak elektrik sabitini buluyoruz e 0 Coulomb yasasından F =|Ç 1 S 2 |
/(4pe 0 R 2
) değerin olduğunu belirtmek ilginçtir. 1/Öe 0 m 0 =3 10 8 m/s Sayısal olarak ışığın boşluktaki hızına eşittir. Elektrik akımının manyetik alanı Manyetik alan yalnızca doğal veya yapay olanlar tarafından değil, aynı zamanda içinden bir elektrik akımı geçtiğinde bir iletken tarafından da oluşturulur. Bu nedenle manyetik ve elektriksel olaylar arasında bir bağlantı vardır. İçinden akımın geçtiği bir iletkenin çevresinde manyetik alanın oluştuğunu doğrulamak zor değildir. Hareketli manyetik iğnenin üzerine ona paralel düz bir iletken yerleştirin ve içinden bir elektrik akımı geçirin. Ok iletkene dik bir konum alacaktır. Manyetik iğnenin dönmesini hangi kuvvetler sağlayabilir? Açıkçası, iletken çevresinde ortaya çıkan manyetik alanın gücü. Akımı kapatın ve manyetik iğne normal konumuna dönecektir. Bu, akım kesildiğinde iletkenin manyetik alanının da kaybolduğunu gösteriyor. Böylece bir iletkenden geçen elektrik akımı manyetik bir alan oluşturur. Manyetik iğnenin hangi yöne sapacağını bulmak için sağ el kuralını kullanın. Sağ elinizi iletkenin üzerine, avuç içi aşağı bakacak şekilde, akımın yönü parmakların yönüyle çakışacak şekilde koyarsanız, o zaman bükülmüş başparmak, iletkenin altına yerleştirilen manyetik iğnenin kuzey kutbunun sapma yönünü gösterecektir. . Bu kuralı kullanarak ve okun polaritesini bilerek iletkendeki akımın yönünü de belirleyebilirsiniz.
Düz bir iletkenin manyetik alanı eşmerkezli daire şekline sahiptir. Sağ elinizi iletkenin üzerine, avuç içi aşağı bakacak şekilde, akım parmaklardan çıkıyormuş gibi koyarsanız, o zaman bükülmüş başparmak manyetik iğnenin kuzey kutbunu gösterecektir.Böyle bir alana dairesel manyetik alan denir. Dairesel alan kuvvet çizgilerinin yönü iletkene bağlıdır ve sözde tarafından belirlenir. burgu kuralı. Eğer jileti zihinsel olarak akım yönünde vidalarsanız, sapının dönme yönü manyetik alan çizgilerinin yönü ile çakışacaktır. Bu kuralı uygulayarak, eğer bu akımın oluşturduğu alan çizgilerinin yönünü biliyorsanız, bir iletkendeki akımın yönünü öğrenebilirsiniz. Manyetik iğne ile yapılan deneye dönersek, onun her zaman kuzey ucunun manyetik alan çizgileri yönünde yer aldığına ikna olabiliriz. Bu yüzden, İçinden elektrik akımı geçen düz bir iletkenin çevresinde manyetik bir alan oluşur. Eşmerkezli daire şeklindedir ve dairesel manyetik alan olarak adlandırılır. Turşu d. Solenoidin manyetik alanı İletkenin içinden bir elektrik akımı geçmesi koşuluyla, şekli ne olursa olsun herhangi bir iletkenin etrafında bir manyetik alan oluşur. Elektrik mühendisliğinde birkaç dönüşten oluşanlarla ilgileniriz. Bizi ilgilendiren bobinin manyetik alanını incelemek için önce bir dönüşün manyetik alanının şekline bakalım.
Bir karton tabakayı delip geçen ve bir akım kaynağına bağlanan kalın bir tel bobini hayal edelim. Bir bobinden elektrik akımı geçtiğinde, bobinin her bir parçasının etrafında dairesel bir manyetik alan oluşur. “Gimlet” kuralına göre, bobin içindeki manyetik kuvvet çizgilerinin aynı yönde (bobindeki akımın yönüne bağlı olarak bize doğru veya bizden uzağa doğru) olduğunu ve çıktıklarını belirlemek zor değildir. bobinin bir tarafından diğer tarafına girin. Spiral şeklinde bir dizi dönüşe sözde denir. solenoid (bobin).
Solenoidin çevresinden akım geçtiğinde manyetik bir alan oluşur. Her dönüşün manyetik alanlarının eklenmesi sonucu elde edilir ve doğrusal bir mıknatısın manyetik alanı şeklindedir. Solenoidin manyetik alanının kuvvet çizgileri, doğrusal bir mıknatısta olduğu gibi, solenoidin bir ucundan çıkıp diğerine geri döner. Solenoidin içinde aynı yöne sahiptirler. Böylece solenoidin uçları polariteye sahip olur. Kuvvet çizgilerinin ortaya çıktığı son nokta kuzey kutbu solenoid ve güç hatlarının girdiği uç güney kutbudur. Solenoid Kutupları tarafından belirlenebilir sağ el kuralı ancak bunun için dönüşlerdeki akımın yönünü bilmeniz gerekir. Sağ elinizi solenoidin üzerine, avuç içi aşağı bakacak şekilde, akım parmaklardan çıkıyormuş gibi görünürse, o zaman bükülmüş başparmak solenoidin kuzey kutbunu gösterecektir.. Bu kuraldan, solenoidin polaritesinin içindeki akımın yönüne bağlı olduğu anlaşılmaktadır. Solenoidin kutuplarından birine manyetik bir iğne getirilerek ve ardından solenoiddeki akımın yönü değiştirilerek bunu pratik olarak doğrulamak zor değildir. Ok anında 180° dönecektir, yani solenoidin kutuplarının değiştiğini gösterecektir. Solenoid hafif demir nesneleri çekme özelliğine sahiptir. Solenoidin içine çelik bir çubuk yerleştirilirse, bir süre sonra solenoidin manyetik alanının etkisi altında çubuk mıknatıslanmaya başlayacaktır. Bu yöntem imalatta kullanılır.
Elektromıknatıslar İçinde demir çekirdek bulunan bir bobindir (solenoid). Elektromıknatısların şekilleri ve boyutları çeşitlidir ancak hepsinin genel yapısı aynıdır. Elektromıknatıs bobini, çoğunlukla preslenmiş ahşap veya elyaftan yapılmış ve elektromıknatısın amacına bağlı olarak çeşitli şekillere sahip bir çerçevedir. Çerçeveye birkaç katman halinde yalıtılmış bir bakır tel sarılır - bir elektromıknatısın sarımı. Elektromıknatısın amacına bağlı olarak farklı sayıda dönüşe sahiptir ve farklı çaplardaki tellerden yapılmıştır. Sargı yalıtımını mekanik hasardan korumak için, sarım bir veya birkaç kat kağıt veya başka bir yalıtım malzemesiyle kaplanır. Sargının başlangıcı ve sonu dışarı çıkarılır ve çerçeveye monte edilen çıkış terminallerine veya uçlarında pabuçlu esnek iletkenlere bağlanır.
Bir elektromıknatısın sargısından bir elektrik akımı geçirilirse, sargının etrafında çekirdeği mıknatıslayan bir manyetik alan oluşur. Çekirdek yumuşak demirden yapıldığından anında mıknatıslanacaktır. Daha sonra akımı kapatırsanız, çekirdeğin manyetik özellikleri de hızla kaybolacak ve mıknatıs olmaktan çıkacaktır. Solenoid gibi bir elektromıknatısın kutupları sağ el kuralına göre belirlenir. Bir elektromıknatısın sargısını değiştirirseniz elektromıknatısın polaritesi de buna göre değişecektir. Bir elektromıknatısın hareketi, kalıcı bir mıknatısın hareketine benzer. Ancak aralarında büyük bir fark var. Kalıcı bir mıknatıs her zaman manyetik özelliklere sahiptir ve bir elektromıknatıs yalnızca sargısından bir elektrik akımı geçtiğinde ortaya çıkar. Ayrıca kalıcı mıknatısın manyetik akısı sabit olduğundan kalıcı mıknatısın çekim kuvveti de sabittir. Elektromıknatısın çekim kuvveti sabit bir değer değildir. Aynı elektromıknatısın farklı çekim kuvvetleri olabilir. Herhangi bir mıknatısın çekim kuvveti, manyetik akısının büyüklüğüne bağlıdır.
Çekim kuvveti ve dolayısıyla manyetik akısı, bu elektromıknatısın sargısından geçen akımın büyüklüğüne bağlıdır. Akım ne kadar büyük olursa, elektromıknatısın çekici kuvveti de o kadar büyük olur ve tersine, elektromıknatısın sargısındaki akım ne kadar az olursa, manyetik cisimleri kendine çeken kuvvet o kadar az olur. Ancak yapı ve boyut bakımından farklı olan elektromıknatısların çekim gücü yalnızca sargıdaki akımın büyüklüğüne bağlı değildir. Örneğin, aynı tasarım ve boyutta, ancak biri az sayıda sarım dönüşüne sahip, diğeri ise çok daha büyük sayıda sarım dönüşüne sahip iki elektromıknatıs alırsak, o zaman aynı akımda çekme kuvvetinin olduğunu görmek kolaydır. ikincisi çok daha büyük olacaktır. Aslında, bir sarımın sarım sayısı ne kadar fazla olursa, belirli bir akımda bu sarımın etrafında oluşturulan manyetik alan da o kadar büyük olur, çünkü her sarımın manyetik alanlarından oluşur. Bu, sarımın dönüş sayısı arttıkça, elektromıknatısın manyetik akısının ve dolayısıyla çekim kuvvetinin de daha büyük olacağı anlamına gelir. Bir elektromıknatısın manyetik akısının büyüklüğünü etkileyen başka bir neden daha vardır. Bu onun manyetik devresinin kalitesidir. Manyetik devre, manyetik akının kapalı olduğu yoldur. Manyetik devrenin belirli bir özelliği vardır. manyetik direnç. Manyetik isteksizlik, manyetik akının geçtiği ortamın manyetik geçirgenliğine bağlıdır. Bu ortamın manyetik geçirgenliği ne kadar büyük olursa, manyetik direnci de o kadar düşük olur.
Örneğin 1200 dönüşlü bir elektromıknatısın sargısından 50 mA'lik bir akım geçer. M manyetomotor kuvveti böyle bir elektromıknatıs 0,05 x 1200 = 60 amper-dönüşe eşittir. Manyetomotor kuvvetin etkisi, bir elektrik devresindeki elektromotor kuvvetin etkisine benzer. Tıpkı EMF'nin elektrik akımına neden olması gibi, manyetomotor kuvvet de bir elektromıknatıs içinde manyetik akı yaratır. Tıpkı bir elektrik devresinde emk'deki artışla birlikte akım değeri arttığı gibi, manyetik devrede manyetomotor kuvvetteki artışla birlikte manyetik akı da artar. Aksiyon manyetik direnç bir devredeki elektriksel direncin etkisine benzer. Bir elektrik devresinin direnci arttıkça akımın azalması gibi, manyetik devredeki akım da artar. Manyetik dirençteki bir artış manyetik akıda bir azalmaya neden olur. Bir elektromıknatısın manyetik akısının manyetomotor kuvvete ve manyetik direncine bağımlılığı, Ohm yasası formülüne benzer bir formülle ifade edilebilir: manyetomotor kuvvet = (manyetik akı / manyetik direnç) Manyetik akı, manyetomotor kuvvetin manyetik isteksizliğe bölünmesine eşittir. Sargının dönüş sayısı ve her bir elektromıknatısın manyetik direnci sabit bir değerdir. Bu nedenle, belirli bir elektromıknatısın manyetik akısı yalnızca sarımdan geçen akımın değişmesiyle değişir. Bir elektromıknatısın çekim kuvveti, manyetik akısı tarafından belirlendiğinden, elektromıknatısın çekim kuvvetini artırmak (veya azaltmak) için, sargısındaki akımı buna uygun olarak artırmak (veya azaltmak) gerekir. Polarize elektromıknatıs Polarize bir elektromıknatıs, kalıcı bir mıknatıs ile bir elektromıknatıs arasındaki bağlantıdır. Bu şekilde tasarlandı. Yumuşak demir kutup uzantıları adı verilen kalıcı mıknatısın kutuplarına bağlanır. Her kutup uzantısı bir elektromıknatısın çekirdeği olarak görev yapar; üzerine sarımlı bir bobin monte edilmiştir. Her iki sargı birbirine seri olarak bağlanmıştır. Kutup uzantıları doğrudan bir kalıcı mıknatısın kutuplarına bağlı olduğundan, sargılarda akım olmadığında bile manyetik özelliklere sahiptirler; Aynı zamanda çekim kuvvetleri sabittir ve kalıcı bir mıknatısın manyetik akısı tarafından belirlenir. Polarize bir elektromıknatısın etkisi, sargılarından akım geçtiğinde, sargılardaki akımın büyüklüğüne ve yönüne bağlı olarak kutuplarının çekim kuvvetinin artması veya azalmasıdır. Diğer elektromıknatısların hareketi, polarize bir elektromıknatısın bu özelliğine dayanmaktadır. elektrikli cihazlar.
Manyetik alanın akım taşıyan bir iletken üzerindeki etkisi Bir iletkeni manyetik alan içerisine alan çizgilerine dik olacak şekilde yerleştirirseniz ve bu iletken üzerinden elektrik akımı geçirirseniz iletken hareket etmeye başlayacak ve manyetik alanın dışına itilecektir. Manyetik alanın elektrik akımıyla etkileşimi sonucunda iletken hareket etmeye başlar, yani elektrik enerjisi mekanik enerjiye dönüştürülür. Bir iletkenin manyetik alanın dışına itildiği kuvvet, mıknatısın manyetik akısının büyüklüğüne, iletkendeki akımın gücüne ve iletkenin alan çizgilerinin kesiştiği kısmının uzunluğuna bağlıdır. Bu kuvvetin etki yönü, yani iletkenin hareket yönü, iletkendeki akımın yönüne bağlıdır ve şu şekilde belirlenir: sol el kuralı. Sol elinizin avucunu manyetik alan çizgileri girecek şekilde tutarsanız ve uzatılmış dört parmak iletkendeki akımın yönüne bakarsa, o zaman bükülmüş başparmak iletkenin hareket yönünü gösterecektir.. Bu kuralı uygularken alan çizgilerinin mıknatısın kuzey kutbundan çıktığını unutmamalıyız. Cihazlar ve aksesuarlar: Solenoid, güç kaynağı, milivoltmetre, ampermetre ile laboratuvar kurulumu. Kısa teori magnetronun karakteristiğini sıfırlayın. içinden akımın aktığı çok sayıda tel dönüşü içeren silindirik bir bobin denir. Bobini oluşturan iletkenin sarmal çizgisinin eğimi küçükse, akımla her dönüş ayrı bir dairesel akım olarak düşünülebilir ve solenoid, aynı yarıçapa sahip, ortak bir yarıçapa sahip seri bağlı dairesel akımlardan oluşan bir sistem olarak düşünülebilir. eksen. Solenoidin içindeki manyetik alan, her dönüşün yarattığı manyetik alanların toplamı olarak düşünülebilir. Solenoidin içindeki manyetik alan indüksiyon vektörü dönüşlerin düzlemine diktir, yani. solenoidin ekseni boyunca yönlendirilir ve dönüşlerin halka akımlarının yönü ile sağ yönlü bir sistem oluşturur. Solenoidin manyetik alan çizgilerinin yaklaşık bir resmi Şekil 1'de gösterilmektedir. 1. Manyetik alan çizgileri kapalıdır. Şekil 2, uzunluğu L ve dönüş sayısı N ve kesit yarıçapı R olan bir solenoidin kesitini göstermektedir. Noktalı daireler, çizimden bize yönlendirilen, içinden I akımının aktığı bobin dönüşlerinin bölümlerini ve daireler gösterir. çarpı işaretleri, akımın çizimin arkasına yönlendirildiği dönüş bölümlerini gösterir. Solenoidin birim uzunluğu başına dönüş sayısını gösterelim. Solenoidin ekseni üzerinde bulunan A noktasındaki manyetik alan indüksiyonu, her bir dönüşün oluşturduğu manyetik alanların integrali alınarak belirlenir ve şuna eşittir: yarıçap vektörlerinin solenoidin ekseni ile oluşturduğu ve A noktasından solenoidin dış dönüşlerine çizilen açıların nerede ve ne olduğu, ortamın manyetik geçirgenliğidir, Dolayısıyla manyetik indüksiyon B, akım gücü, solenoidi dolduran ortamın manyetik geçirgenliği ve birim uzunluk başına sarım sayısı ile doğru orantılıdır. Manyetik indüksiyon aynı zamanda A noktasının solenoidin uçlarına göre konumuna da bağlıdır. Birkaç özel durumu ele alalım: 1. A noktası solenoidin merkezinde olsun, o zaman, 2. A noktasının en dıştaki dönüşün merkezinde olmasına izin verin, o zaman, Formül (2) ve (3)'ten, solenoidin kenarındaki manyetik indüksiyonunun merkezdeki değerinin yarısı kadar olduğu açıktır. 3. Solenoidin uzunluğu dönüş yarıçapından kat kat fazlaysa Manyetik alanın düzgünlüğü solenoidin kenarlarına yakın yerlerde bozulur. Bu durumda indüksiyon aşağıdaki formülle belirlenebilir: burada k, alanın homojenliğini hesaba katan bir katsayıdır. Bu çalışmada solenoidin manyetik alanının deneysel çalışması, özel bir prob - ölçek cetvelli bir çubuğun içine monte edilmiş küçük bir bobin kullanılarak gerçekleştirilir. Bobinin ekseni solenoidin ekseni ile çakışmaktadır; bobin, giriş direnci prob bobininin direncinden çok daha büyük olan bir alternatif akım milivoltmetresine bağlanmıştır. Solenoidden alternatif akım geçiyorsa Bu formüldeki manyetik indüksiyonun genliği, solenoidin içindeki noktanın konumuna bağlıdır. Solenoide bir prob bobini yerleştirirseniz, elektromanyetik indüksiyon yasasına uygun olarak içinde indüklenmiş bir emf belirir: burada N 1, bobindeki dönüş sayısıdır, S, bobinin kesit alanıdır, F, manyetik akıdır (bobin ekseni, solenoidin ekseni ve dolayısıyla manyetik ile çakıştığı için) indüksiyon vektörü bobinin kesit düzlemine diktir.). B indüksiyonunun büyüklüğü kanuna göre değiştiği için İfade (7)'den EMF'nin genliğinin bağlı olduğu açıktır. Böylece EMF'nin genliğini ölçerek şunları belirleyebiliriz: Solenoidin manyetik alanının kenarlardaki homojenliğini hesaba katan k katsayısı, formül kullanılarak belirlenebilir. (5), bilerek ve: solenoidden geçen alternatif akımın genliği nerede. Formüller (7) ve (9)'dan, indüklenen emf'nin genliğinin, alternatif akımın genliği ile doğrudan orantılı olduğu sonucu çıkar: Alternatif akım devresine bağlı bir ampermetre ve bir milivoltmetre, genlik ve oranlarla ilişkili akım ve emf'nin etkin değerlerini ölçer: Akım ve EMF'nin etkin değerleri için formül (10) şu şekildedir: Formül (11)'den, oranın, ölçümlerin alındığı solenoid noktasındaki manyetik alan indüksiyonunun homojensizliğinin K katsayısı ile orantılı olduğu sonucu çıkar. burada A orantılılık katsayısıdır. Bu çalışmada iki görev gereklidir: 1) belirli bir sabit akım değerinde solenoidin ekseni boyunca endüksiyonun dağılımını belirlemek; 2) k katsayısının değerini belirleyin. Güvenlik önlemleri: 1. Güç kaynağını ve milivoltmetreyi bağımsız olarak 220 V ağa bağlamayın. 2. Canlı devreleri değiştirmeyin. Devrelerin yalıtılmamış kısımlarına dokunmayın. 3. Açık devreyi gözetimsiz bırakmayın. İş emri Görev No.1. Solenoid ekseni boyunca manyetik alan indüksiyonunun dağılımının incelenmesi. 1. Ölçüm devresini Şekil 2'de gösterilen şemaya göre monte edin. 3. Bunu yapmak için, solenoid devresine bir güç kaynağı ve bir ampermetre ve prob bobininin terminallerine bir milivoltmetre bağlayın (ölçüm için). Bu kurulumda, prob bobini aşağıdaki parametrelere sahiptir: = 200 dönüş, S. = 2 * 10 -4 m 2, frekans AC = 50 Hz, Solenoidin birim uzunluğu başına sarım sayısı n = 2400 1/m 1- laboratuvar standı Z - çubuk " 2-prob bobini 3-solenoid 6 - çıkış voltajı (akım) regülatörlü güç kaynağı, 7 - milivoltmetre. 2. Çubuğu ölçek cetveliyle birlikte prob bobini solenoidin yaklaşık olarak ortasına gelecek şekilde takın. 3. Solenoid güç kaynağını açın ve solenoid akımını (ampermetreye göre) = 25 mA olarak ayarlayın. Milivoltmetreyi açın ve ısındıktan sonra (5 dakika) ölçümleri yapın. 4. Çubuğu doğrusal bir ölçekle hareket ettirerek ölçüm yapın. 
büyük bir değere ulaşma eğilimindedir. Daha sonra r mesafesinin artmasıyla katot ile anot arasındaki elektrik alan kuvveti sıfıra düşer. Bu nedenle, elektronların yalnızca katodun yakınındaki alanın etkisi altında hız kazandığını ve anoda doğru daha fazla hareketlerinin sabit bir hızda gerçekleştiğini varsayabiliriz.
..
(32)
,
(33)
Nerede
Solenoid hakkında video:
Vektör yönü İÇİNDE
1
akımın yönü ile ilgili ben 1 sağ vida kuralı. Bu vektör Şekil 2'de gösterilmektedir. 6.8. (6.17)
Elektromıknatıs bobini, yumuşak, tavlanmış demirden veya silikon, nikel vb. ile demir alaşımlarından yapılmış bir çekirdek üzerine monte edilir. Bu tür demir, en küçük kalıntıya sahiptir. Çekirdekler çoğunlukla birbirinden yalıtılmış kompozit ince tabakalardan yapılır. Elektromıknatısın amacına bağlı olarak çekirdeklerin şekilleri farklı olabilir.
m'den beri Ferromanyetik gövdelerin (demir, çelik) manyetik geçirgenliği, havanın manyetik geçirgenliğinden birçok kez daha fazladır, bu nedenle, manyetik devrelerinin hava bölümleri içermemesi için elektromıknatıslar yapmak daha karlı olur. Akım gücünün ve elektromıknatıs sargısının dönüş sayısının çarpımına denir. manyetomotor kuvvet. Manyetomotor kuvvet amper dönüş sayısıyla ölçülür.
, (1)
manyetik sabit.
Ve 
. Solenoid yeterince uzunsa, o zaman 
ve (2)Ve . Solenoid yeterince uzunsa, ve (3)
(“sonsuz” uzunlukta bir solenoid), o zaman içeride bulunan tüm noktalar için
Solenoid'i kendi eksenine koyabilirsiniz. Daha sonra
alan solenoidin orta kısmında tekdüze kabul edilebilir ve aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir
standart frekans ( = 50 Hz), daha sonra solenoidin içinde ve kenarlarında alternatif manyetik alanın indüksiyonu yasaya göre değişir (bkz. (5)):
, (6) 
, , sonra (6)'dan EMF'yi hesaplamak için formülü elde ederiz:
(9)
(11)
(12)
5 ampermetre
her birinden indüklenen emk'nin milivoltmetre etkin değeri
cetvel konumunun santimetresi. Formül (8)'i kullanarak hesaplayın.
Ölçümlerin ve hesaplamaların sonuçlarını Tablo 1'e girin (bunu unutmayın).
