Elektromagnet: magnetno polje, formula, vaje

Solenoidi so viri magnetnega polja, ki ga tvorijo navitne žice vodniki, enakomerno razporejeni, koncentrični in v obliki valja s konstantnim polmerom. Ko ga prečka a električni tok, začnejo delati kot elektromagneti, ki proizvaja a poljemagnetnokonstanten znotraj.

Intenzivnost magnetnega polja, ki nastaja v solenoidih, je neposredno sorazmerna z električnim tokom, ki teče skozi njih, in številu obratov, ki jih tvorijo.

Glej tudi: Magnetno polje - lastnosti, formule, vaje

Solenoidi so sklop velikega števila zavojev (navitij) prevodnega materiala.
Solenoidi so sklop velikega števila zavojev (navitij) prevodnega materiala.

Magnetno polje v solenoidu

ko a çtrenutnoelektrični prečka vodnik, se pojavi a magnetno polje. Na primer, v solenoidih je mogoče ustvariti koncentrirano magnetno polje znotraj navitja žic. Po navedbah dolžinaodelektromagnet, magnetno polje postaja več uniformo, torej indukcijskih vodov s tega polja ostanite vzporedno in enakorazmaknjeni znotraj. Na robovih solenoida pa magnetno polje zaradi videza magnetnega polja ni enakomerno robni učinki, ki izkrivljajo smer in smer magnetnega polja.

Na sliki lahko vidite črte magnetnega polja in robne učinke na elektromagnet.
Na sliki lahko vidite črte magnetnega polja in robne učinke na elektromagnet.

Polarnost magnetnega polja, ki nastane v solenoidih, je mogoče odkriti z uporabopravilo vijaka. Za njegovo uporabo zapremo prste desne roke v smeri, da tok teče vzdolž magnetnega ventila (v smeri urnega kazalca ali v nasprotni smeri urnega kazalca), tako da palec označuje smer severmagnetno. Oglejte si spodnjo sliko, saj je tako lažje razumeti, kako deluje pravilo vijaka.

V pravilu vijaka nam palec pove smer in smer vektorja magnetne indukcije.
V pravilu vijaka nam palec pove smer in smer vektorja magnetne indukcije.

Popravite električni tok, ki kroži v ravnini zaslona, ​​v nasprotni smeri urnega kazalca. V tem primeru z zapiranjem prstov desne roke v tej smeri palec kaže »z zaslona«, torej je to smer vektorja magnetnega polja, ki vedno kaže na magnetni sever.

Formula magnetnega polja v solenoidu

Formula, uporabljena za izračun intenzivnosti a magnetno polje B ki ga generira a N-obračalni magnet, ki ga prečka a električni tok i, od dolžina L, kot sledi:

μ - magnetna prepustnost medija (N / A²)

N - število navitij (zavojev)

L - dolžina solenoida (m)

i - električni tok (A)

Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)

V zgornji formuli element N / L predstavlja število obratov na enoto dolžine elektromagneta. Poleg tega je v vakuumu modul prepustnostmagnetno enako μ0 = 4π.10-7 AT-2.

Poglejtudi: Kaj je magnetizem?

Rešene vaje na magnetnem polju magnetnega polja

Vprašanje 1 - (Udesc) Razmislite o idealnem dolgem solenoidu, sestavljenem iz 10.000 obratov na meter, ki ga nosi neprekinjen tok 0,2 A. Linije modula in magnetnega polja znotraj idealnega elektromagneta so:

a) nična, neobstoječa.

b) 8π.10-4 T, koncentrični krogi.

c) 4π.10-4 T, cilindrični propelerji.

d) 8π.10-3 T, radiali, ki izvirajo iz osi magnetnega ventila.

e) 8π.10-4 T, ravne črte, vzporedne z osjo solenoida.

Resolucija:

Za izračun jakosti magnetnega polja, ki ga proizvaja ta elektromagnet, bomo uporabili formulo, ki povezuje število navitij na meter in jakost električnega toka.

Na podlagi izračuna, ki smo ga opravili zgoraj, najdemo jakost magnetnega polja, ki nastane v magnetnem polju. Tako je pravilna alternativa črka D.

Vprašanje 2 - (Enem) Elektromagnetni žerjav lahko dvigne tone odpadkov, odvisno od količine indukcije v njegovem elektromagnetu. Elektromagnet je naprava, ki običajno uporablja električni tok za ustvarjanje magnetnega polja izdelana z navijanjem prevodne žice okoli jedra feromagnetnega materiala (železo, jeklo, nikelj, kobalt).

Katere značilnosti elektromagneta je mogoče zmanjšati za povečanje nosilnosti žerjava?

a) Premer žice vodnika

b) Razdalja med zavoji

c) Linearna gostota zavojev

d) Tok, ki teče skozi žico

e) Relativna prepustnost jedra

Resolucija:

Da bi ustvarili večjo silo, mora biti magnetno polje, ki ga proizvaja elektromagnet, intenzivnejše. Tako je med prikazanimi alternativami edini način to, da zmanjšamo razdaljo med zavoji. Pravilna alternativa je črka B.

Avtor Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike

Periodični valovi. Značilnosti periodičnih valov

Periodični valovi. Značilnosti periodičnih valov

Recimo, da imamo vrv z enim koncem, pritrjenim na steno in raztegnjenim s strani osebe. Če gibamo...

read more
Količina gibanja: kaj je to, formula, vaje

Količina gibanja: kaj je to, formula, vaje

Količinavpremikanje je veličino vektorska fizika, ki je opredeljena z zmnožkom mase v kilogramih ...

read more
Prosti pad: kaj je to, primeri, formula, vaje

Prosti pad: kaj je to, primeri, formula, vaje

padecprost je navpično gibanje, ki je sestavljeno iz padajočih teles brez učinka sila trenja. Tu ...

read more