Per entendre què és una característica d'un camp magnètic, s'han de definir molts fenòmens. Al mateix temps, cal recordar per endavant com i per què apareix. Descobriu quina és la potència característica d'un camp magnètic. També és important que aquest camp pugui ocórrer no només en imants. En aquest sentit, no està de més esmentar les característiques del camp magnètic terrestre.
Emergència de camp
Primer, hauríem de descriure l'aspecte del camp. Després d'això, podeu descriure el camp magnètic i les seves característiques. Apareix durant el moviment de partícules carregades. Pot afectar les càrregues elèctriques en moviment, especialment en conductors conductors. La interacció entre un camp magnètic i les càrregues en moviment, o conductors pels quals circula el corrent, es produeix a causa de forces anomenades electromagnètiques.
Intensitat o potència característica del camp magnètic dinsun determinat punt espacial es determinen mitjançant inducció magnètica. Aquest últim es denota amb el símbol B.
Representació gràfica del camp
El camp magnètic i les seves característiques es poden representar gràficament mitjançant línies d'inducció. Aquesta definició s'anomena rectes, les tangents a les quals coincidiran en qualsevol punt amb la direcció del vector y de la inducció magnètica.
Aquestes línies s'inclouen en les característiques del camp magnètic i s'utilitzen per determinar la seva direcció i intensitat. Com més gran sigui la intensitat del camp magnètic, més línies de dades es dibuixaran.
Què són les línies magnètiques
Les línies magnètiques en conductors rectes amb corrent tenen la forma d'un cercle concèntric, el centre del qual es troba en l'eix d'aquest conductor. La direcció de les línies magnètiques a prop dels conductors amb corrent està determinada per la regla del gimlet, que sona així: si el gimlet està situat de manera que es cargolarà al conductor en la direcció del corrent, llavors el sentit de gir del El mànec correspon a la direcció de les línies magnètiques.
Per a una bobina amb corrent, la direcció del camp magnètic també estarà determinada per la regla del gimlet. També cal fer girar el mànec en la direcció del corrent en les espires del solenoide. La direcció de les línies d'inducció magnètica correspondrà a la direcció del moviment de translació de l'armadura.
La definició d'uniformitat i deshomogeneïtat és la característica principal del camp magnètic.
Creat per un corrent, en igu altat de condicions, el campdiferirà en la seva intensitat en diferents medis a causa de les diferents propietats magnètiques d'aquestes substàncies. Les propietats magnètiques del medi es caracteritzen per una permeabilitat magnètica absoluta. Mesurat en henris per metre (g/m).
La característica del camp magnètic inclou la permeabilitat magnètica absoluta del buit, anomenada constant magnètica. El valor que determina quantes vegades la permeabilitat magnètica absoluta del medi diferirà de la constant s'anomena permeabilitat magnètica relativa.
Permeabilitat magnètica de les substàncies
Aquesta és una quantitat adimensional. Les substàncies amb un valor de permeabilitat inferior a un s'anomenen diamagnètiques. En aquestes substàncies, el camp serà més feble que al buit. Aquestes propietats estan presents en hidrogen, aigua, quars, plata, etc.
Els mitjans amb una permeabilitat magnètica superior a una s'anomenen paramagnètics. En aquestes substàncies, el camp serà més fort que al buit. Aquests mitjans i substàncies inclouen l'aire, l'alumini, l'oxigen i el platí.
En el cas de substàncies paramagnètiques i diamagnètiques, el valor de la permeabilitat magnètica no dependrà de la tensió del camp magnetitzant extern. Això vol dir que el valor és constant per a una substància concreta.
Els ferroimants pertanyen a un grup especial. Per a aquestes substàncies, la permeabilitat magnètica arribarà a diversos milers o més. Aquestes substàncies, que tenen la propietat de magnetitzar-se i amplificar el camp magnètic, s'utilitzen àmpliament en enginyeria elèctrica.
Força de camp
Per determinar les característiques del camp magnètic, juntament amb el vector d'inducció magnètica, es pot utilitzar un valor anomenat intensitat del camp magnètic. Aquest terme és una magnitud vectorial que determina la intensitat del camp magnètic extern. La direcció del camp magnètic en un medi amb les mateixes propietats en totes les direccions, el vector intensitat coincidirà amb el vector d'inducció magnètica en el punt del camp.
Les fortes propietats magnètiques dels ferroimants s'expliquen per la presència de petites peces magnetitzades aleatòriament en ells, que es poden representar com a petits imants.
Sense camp magnètic, és possible que una substància ferromagnètica no tingui propietats magnètiques pronunciades, ja que els camps de domini adquireixen orientacions diferents i el seu camp magnètic total és zero.
Segons les característiques principals del camp magnètic, si un ferroimant es col·loca en un camp magnètic extern, per exemple, en una bobina amb corrent, llavors sota la influència del camp extern, els dominis es giraran en el direcció del camp extern. A més, augmentarà el camp magnètic de la bobina i augmentarà la inducció magnètica. Si el camp extern és prou feble, només una part de tots els dominis els camps magnètics dels quals s'apropen a la direcció del camp extern es capgirà. A mesura que augmenta la força del camp extern, augmentarà el nombre de dominis girats i, a un determinat valor de la tensió del camp extern, gairebé totes les parts es giraran de manera que els camps magnètics es localitzin en la direcció del camp extern. Aquest estat s'anomena saturació magnètica.
Relació entre inducció magnètica i intensitat
La relació entre la inducció magnètica d'una substància ferromagnètica i la força d'un camp extern es pot representar mitjançant un gràfic anomenat corba de magnetització. A la corba del gràfic de la corba, la velocitat d'augment de la inducció magnètica disminueix. Després d'un revolt, on la tensió arriba a un cert nivell, es produeix la saturació, i la corba augmenta lleugerament, adquirint gradualment la forma d'una línia recta. En aquesta secció, la inducció segueix creixent, però força lentament i només a causa d'un augment de la força del camp extern.
La dependència gràfica de les dades de l'indicador no és directa, el que significa que la seva relació no és constant i la permeabilitat magnètica del material no és un indicador constant, sinó que depèn del camp extern.
Canvis en les propietats magnètiques dels materials
Quan augmenta el corrent fins a la saturació total en una bobina amb un nucli ferromagnètic i després es redueix, la corba de magnetització no coincidirà amb la corba de desmagnetització. Amb intensitat zero, la inducció magnètica no tindrà el mateix valor, però adquirirà algun indicador anomenat inducció magnètica residual. La situació amb el retard de la inducció magnètica de la força de magnetització s'anomena histèresi.
Per desmagnetitzar completament el nucli ferromagnètic de la bobina, cal donar un corrent invers, que crearà la tensió necessària. Per a diversos ferromagnèticssubstàncies, cal un segment de diverses longituds. Com més gran sigui, més energia es necessita per a la desmagnetització. El valor al qual el material es desmagnetitza completament s'anomena força coercitiva.
Amb un augment més del corrent a la bobina, la inducció tornarà a augmentar fins a l'índex de saturació, però amb una direcció diferent de les línies magnètiques. En desmagnetitzar en sentit contrari s'obtindrà inducció residual. El fenomen del magnetisme residual s'utilitza per crear imants permanents a partir de substàncies amb un elevat magnetisme residual. Els materials amb la capacitat de remagnetitzar s'utilitzen per crear nuclis per a màquines i dispositius elèctrics.
Regla de la mà esquerra
La força que afecta un conductor amb corrent té una direcció determinada per la regla de la mà esquerra: quan el palmell de la mà verge està situat de tal manera que hi entren les línies magnètiques, i s'estenen quatre dits. en la direcció del corrent al conductor, el polze doblegat indica la direcció de la força. Aquesta força és perpendicular al vector d'inducció i al corrent.
Un conductor de corrent que es mou en un camp magnètic es considera un prototip de motor elèctric que transforma l'energia elèctrica en energia mecànica.
Regla de la mà dreta
Durant el moviment del conductor en un camp magnètic s'indueix al seu interior una força electromotriu, que té un valor proporcional a la inducció magnètica, la longitud del conductor implicat i la velocitat del seu moviment. Aquesta dependència s'anomena inducció electromagnètica. A lesdeterminant la direcció de la EMF induïda al conductor, s'utilitza la regla de la mà dreta: quan la mà dreta es troba de la mateixa manera que a l'exemple de l'esquerra, les línies magnètiques entren al palmell i el polze indica la direcció de moviment del conductor, els dits estesos indiquen la direcció de la CEM induïda. Un conductor que es mou en un flux magnètic sota la influència d'una força mecànica externa és l'exemple més senzill d'un generador elèctric en què l'energia mecànica es converteix en energia elèctrica.
La llei de la inducció electromagnètica es pot formular de manera diferent: en un circuit tancat, s'indueix un EMF, amb qualsevol canvi en el flux magnètic cobert per aquest circuit, l'EFE en el circuit és numèricament igual a la velocitat de canvi. del flux magnètic que cobreix aquest circuit.
Aquest formulari proporciona un indicador de CEM mitjà i indica la dependència de l'EMF no del flux magnètic, sinó de la velocitat del seu canvi.
La llei de Lenz
També cal recordar la llei de Lenz: el corrent induït per un canvi en el camp magnètic que passa pel circuit, el seu camp magnètic impedeix aquest canvi. Si les espires de la bobina són travessades per fluxos magnètics de diferents magnituds, aleshores la FEM induïda a tota la bobina és igual a la suma de la CEM en diferents girs. La suma dels fluxos magnètics de diferents voltes de la bobina s'anomena enllaç de flux. La unitat de mesura d'aquesta magnitud, així com el flux magnètic, és weber.
Quan el corrent elèctric del circuit canvia, també canvia el flux magnètic creat per aquest. Al mateix temps, segons la llei de la inducció electromagnètica, a l'interiorconductor, s'indueix un EMF. Apareix en relació amb un canvi de corrent en el conductor, per tant, aquest fenomen s'anomena autoinducció, i la CEM induïda al conductor s'anomena FEM d'autoinducció.
L'enllaç del flux i el flux magnètic depenen no només de la força del corrent, sinó també de la mida i la forma d'un conductor determinat i de la permeabilitat magnètica de la substància circumdant.
Inductància del conductor
El coeficient de proporcionalitat s'anomena inductància del conductor. Es refereix a la capacitat d'un conductor de crear un enllaç de flux quan l'electricitat passa a través d'ell. Aquest és un dels principals paràmetres dels circuits elèctrics. Per a certs circuits, la inductància és una constant. Dependrà de la mida del contorn, de la seva configuració i de la permeabilitat magnètica del medi. En aquest cas, la intensitat actual del circuit i el flux magnètic no tindran importància.
Les definicions i fenòmens anteriors donen una explicació del que és un camp magnètic. També es donen les característiques principals del camp magnètic, amb l'ajuda del qual és possible definir aquest fenomen.
