Закони Кірхгофа. Електричні кола постійного струму. Магнітні кола, страница 8

Таким чином, феромагнітні осердя посилюють магнітне поле, виконують роль його провідників і концентраторів, а у випадку постійних магнітів - і його джерел.

Рис. 8.15

У залежності від конфігурації осердь, магнітні кола ділять на наступні типи:

- нерозгалужені і розгалужені - перші мають один явно вира­жений контур замикання переважної частини магнітного потоку (приклади на рис. 8.3, 8.7 і 8.11); другі - два і більше таких кон­турів (приклад – на рис. 8.15, причому, а - симетричне, б - несиметричне магнітні кола);

- однорідні і неодно­рідні - у перших на всій довжині сило­вих ліній значення індукції і напруже­ності магнітного поля незмінні, тобто В = const і H = const, а це можливо, якщо: 1) на цій довжині магнітопровід однорід­ний (із одного матеріалу); 2) має постійну площу поперечного перерізу S = const; 3) не має відгалужень магнітного потоку, тобто Ф = const (приклад однорідного магнітного кола на рис. 8.7); у неоднорідних магнітних кіл вказані умови (всі або хоча б одне) не витримуються (приклади на рис. 8.3 і рис. 8.11). У залежності від кількості обмоток, які збуджують магнітне поле, бувають одно- і багатообмоткові магнітні кола (приклади перших - на рис. 8.3, 8.7, 8.11, других - на рис. 8.15, б).

Осердя можуть виготовляться наступних типів: а) масивними, тобто з суцільним заповненням об'єму, наприклад, лити, із тов­стого листа, у вигляді поковки; б) шихтованими, тобто набраними зі сталевих листів або навитими зі сталевої стрічки, товщина яких може бути порядку 0,1...0,5 мм; в) пресованими із порошку феро­магнітного матеріалу з яким-небудь зв'язуючим наповнювачем.

Масивні осердя застосовують при постійному магнітному потоці, інші - при змінному, причому шихтовані осердя - на низьких частотах (до тисяч Гц), пресовані - на більш високих частотах.

Зрозуміло, що різні варіанти ознак можуть бути властиві одному і тому ж магнітному колу. Так, наприклад, магнітне коло на рис. 8.7 - однорідне, нерозгалужене, однообмоткове; на рис. 8.15, б - неоднорідне, розгалужене, двохобмоткове.

10. Прояви магнітного поля

Силові лінії магнітного поля і магнітні величини – це поняття, введені вченими-дослідниками, і вони є значною мірою абстрактними. Проте саме магнітне поле є матеріальною субстанцією і має цілком конкретні матеріально відчутні прояви, до основних із яких належать наступні.

1. Індукуюча дія магнітного поля полягає в тому, що змінне магнітне поле утворює ЕРС, що знайшло своє відображення в законі електромагнітної індукції.

а) для нерухомого контура або котушки, що пронизуються змінювальним магнітним потоком, ЕРС дорівнює швидкості зміни їхніх магнітних потокозчеплень ψ:

де , ω – кількість витків котушки; Ф_к - магнітний потік, який пронизує її k-ий виток.

Так на рис. 8.16 магнітне поле збу­джується однією з котушок, яка живиться змінним струмом і від генера­тора G. У другій котушці змінне магнітне поле індукує ЕРС е, яка створює напругу и на затискачах котушки. Ця напруга, а значить і ЕРС, може наочно вимірюва­тися, наприклад, мілівольтметром mV.

Рис. 8.16

б) для провідника, який переміщу­ється в однорідному магнітному полі (рис. 8.17), ЕРС визначається форму­лою:

Е=VВsinα,

де V, І - швидкість руху провідника і його довжина;

    В - індукція магніт­ного поля.

Рис. 8.17

ЕРС створює на кінцях провідника різницю потенціалів: + і -. Напруга U, що виникає, може також наочно вимірюватися мілівольтметром mV.

2. Силова дія магнітного поля полягає у виникненні механіч­них сил, що діють на провідники зі струмом, а також на феромаг­нітні осердя, а саме:

а) закон Ампера виражає силу, що діє на провідник довжиною І зі струмом І, який розміщений у магнітному полі з індукцією В:

FA = IBlsinα

(напрямок сили Ампера визначається за правилом лівої руки - рис. В.14).

Так на рис. 8.18 від генератора G постійний струм іде по про­відниковій рамці, що знаходиться в магнітному полі постійного магніту або електромагніту. Сили Е_А, які діють на боки рамки, створюють електромагнітний момент М_ЕМ. Цей момент і, таким чином, сили можуть бути наочно визначені через обертальний момент опору М_с від вантажу Р, який пов'я­заний зі шківом на осі рамці, б) електромагнітна сила: