Если по проводнику пропустить электрический ток, то вокруг него возникнет магнитное поле.
Магнитное поле будет возбуждаться не только вокруг проводника с током, но и вокруг движения заряженных частиц, расположенных внутри атомов и молекул.
Атомы вещества, совершая беспорядочное тепловое движение, когда внешнее магнитное поле отсутствует, обычно ориентированы хаотически. В результате возбуждаемые магнитные поля компенсируют друг друга. И при наложении внешнего магнитного поля, атомы ориентируются в направлении этого поля, и когда компенсация нарушается, соответственно тела намагничиваются.
Способность вещества намагничиваться характеризуется относительной магнитной проницаемостью μ(мю).
Вещества, у которых μ меньше единицы, называют диамагнетиками, а у которых μ больше единицы, называют парамагнетиками.
Наибольший интерес, с точки зрения магнитных свойств, представляют ферромагнетики, магнитная проницаемость которых во много раз больше 1 и достигается до 100000. Магнитное поле изображают магнитными силовыми линиями. Эти линии не имеют ни начала, ни конца. То есть являются замкнутыми.
В пространстве, окружающем магнит, положительное направление силовых линий магнитного поля от северного к южному.
Чем сильнее магнитное поле, тем больше будет плотность линий магнитного поля. Это магнитное поле можно определить с помощью магнитной стрелки. Силовые линии магнитного проводника с током имеют вид окружности.
Направление магнитных силовых линий определяется правилом буравчика:
Если поступательное движение буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения его рукоятки совпадает с направлением магнитного поля.
Чтобы получить более сильное магнитное поле применяют катушки, это провод, намотанный на каркас. Тогда магнитное поле каждого витка катушки складывается и их силовые линии образуют общий магнитный поток.
Для катушки справедливо правило буравчика. Где направление вращения рукоятки, будет совпадать с направлением тока, а движение самого буравчика совпадает с направлением поля внутри катушки.
Буравчик: винт, имеет правую резьбу, то есть направление его вращения, при закручивании, по часовой стрелке
Магнитные линии внутри катушки направлены от южного полюса к северному, а снаружи от северного к южному. Сила, с которой магнитное поле воздействует на тело, внесённое в это поле, называется намагничивающей или магнитодвижущей силой(МДС).
Эта сила пропорциональна величине протекающей по проводнику тока. Чем больше витков в катушке, тем больше будет это сила.
Магнитодвижущая сила равна произведению силы тока на число витков F=Iw. Единица измерения: Ампер витки. Отношения МДС на длину магнитной силовой линии, это напряжённость магнитного поля H=Iw/l. Такая напряженность будет внутри катушки, а снаружи из-за рассеивания магнитного потока она будет меньше.
Если сердечник катушки замкнуть, то есть взять тороид, то магнитные силовые линии будут полностью замыкаться в сердечнике, рассеивание не будет и формула справедлива в любой точке поля.
Интенсивность магнитного поля характеризуется магнитной индукции.
Магнитная индукция - величина векторная и в каждой точке поля численно равна силе, действующей на единичный элемент тока, расположенный перпендикулярно магнитным силовым линиям.
Свойства магнитных материалов определяются намагниченностью. Связь между тремя характеристиками магнитного поля следующая:
Намагниченность - вектор, направление которого совпадает с направлением вектора напряженности в каждой точке поля. Для ферромагнетиков магнитная проницаемость зависит от напряженности магнитного поля.
Еще одной важной величиной магнитных цепей является магнитный поток. Магнитный поток - величина, определяемая произведением магнитной индукции на площадь сечения.
Подробнее о магнитном потоке и других величинах и характеристиках магнитного поля, мы говорим в следующих статьях.
Если понравилась статья, подписывайтесь на канал и не пропускайте новые публикации.