Magnetické pole. Základy riadenia ferorord
Žijeme v magnetickom poli zeme. prejav magnetické pole Je to, že stroj magnetického kompasu neustále ukazuje smer na sever. Rovnaký výsledok možno získať umiestnením šípky magnetického kompasu medzi pólmi permanentný magnet (Obrázok 34).
Obrázok 34 - Orientácia magnetickej šípky v blízkosti magnetických pólov
Zvyčajne jeden z pólov magnetu (južný) je označený listom S., Ostatné - (severné) - list N.. Obrázok 34 zobrazuje dve polohy magnetickej šípky. V každej polohe sú multi-dňové póly šípky a magnet priťahujú. Preto sa smer šípky kompasu zmenil, akonáhle sme ho presunuli mimo pozície 1 V nariadení 2 . Dôvod príťažlivosti magnetu a otočte šípku je magnetické pole. Rotácia šípky, keď je posunutá hore a vpravo ukazuje, že smer magnetického poľa v rôznych bodoch priestoru nezmení.
Obrázok 35 ukazuje výsledok skúseností s magnetickým práškom, baleným na pevnom papieri, ktorý sa nachádza nad pólmi magnetu. Je možné vidieť, že práškové častice tvoria čiary.
Práškové častice, padajúce do magnetického poľa, magnetizované. Každá častica sa javí ako sever a južné póly. Nachádza sa vedľa práškových častíc nielen otáčajú v poli magnetu, ale tiež sa držia navzájom, stojaci v rade. Tieto riadky sú obvyklé nazývané magnetické poľa.
Obrázok 35 Umiestnenie magnetických práškov na hárku papiera umiestneného nad magnetickými pólmi
Umiestnením magnetickej šípky v blízkosti takej čiary môžete vidieť, že šípka sa nachádza na Tangent. Čísla 1 , 2 , 3 Obrázok 35 ukazuje orientáciu magnetickej šípky v zodpovedajúcich bodoch. V blízkosti pólov je hustota magnetického prášku väčšia ako v iných bodoch listu. To znamená, že veľkosť magnetického poľa má maximálnu hodnotu. Magnetické pole v každom bode je teda určené hodnotou rozsahu charakterizujúceho magnetické pole a jeho smer. Takéto hodnoty sa nazývajú vektory.
Máme oceľovú položku medzi pólmi magnetu (obrázok 36). Smer výkonových vedení v detailoch je zobrazený šípkami. Podrobnosti tiež vzniknú elektrické vedenie Magnetické pole, len ich budú oveľa väčšie ako vo vzduchu.
Obrázok 36 Magnetizácia detailu jednoduchej formy
Faktom je, že oceľová časť obsahuje železo pozostávajúce z mikromagnetov, ktoré sa nazývajú domény. Aplikácia na detaily magnetizačnej oblasti vedie k tomu, že sa začínajú navigovať v smere tohto poľa a mnohokrát zvyšujú. Je možné vidieť, že elektrické vedenia v detailoch sú navzájom rovnobežné, zatiaľ čo magnetické pole je neustále. Magnetické pole, ktoré je charakterizované rovnými paralelnými vedeniami vykonávanými s rovnakou hustotou, sa nazýva homogénna.
10.2 Magnetické množstvá
Najdôležitejšia fyzická veľkosť charakterizujúca magnetické pole je vektor magnetickej indukcie, ktorý je obvyklý Na. Pre každú fyzickú veľkosť je potrebné uviesť jeho rozmer. Jednotkou súčasnej sily je teda ampere (A), jednotka magnetickej indukcie - Tesla (TL). Magnetická indukcia v magnetizovaných detailoch sa zvyčajne leží v rozsahu od 0,1 do 2,0 T.
Magnetická šípka umiestnená v homogénnom magnetickom poli sa otáča. Moment síl, ktoré ho otáča okolo osi, je úmerná magnetickou indukciou. Magnetická indukcia tiež charakterizuje stupeň magnetizácie materiálu. Výkonové vedenia zobrazené na obrázkoch 34, 35 charakterizujú zmenu magnetickej indukcie vo vzduchu a materiálu (časti).
Magnetická indukcia určuje magnetické pole v každom mieste priestoru. Aby sa charakterizovalo magnetické pole na určitom povrchu (napríklad v priečnom úseku časti), použije sa ďalší. fyzické množstvoktorý sa nazýva magnetický tok a je indikovaný Φ.
Nechajte homogénnu magnetizovanú časť (obrázok 36) charakterizovaná magnetickou indukčnou hodnotou Na adrese, prierezové časti rovnaké S., potom sa magnetický tok určí vzorcom:
Magnetická prietoková jednotka - Weber (WB).
Príkladom. Magnetická indukcia v časti je 0,2 T., plocha prierezu je 0,01 m2. Potom magnetický tok je 0,002 WB.
Dlhú valcovú železnú tyč umiestnime do homogénneho magnetického poľa. Nech je os symetrie tyče zhodujú so smerom elektrického vedenia. Potom bude tyč takmer všade muggy pre homogénne. Magnetická indukcia v tyči bude oveľa viac ako vo vzduchu. Pomer magnetickej indukcie v materiáli B M.na magnetickú indukciu vo vzduchu V B.nazýva sa magnetická permeabilita:
μ \u003d b m / b V. (10.2)
Magnetická permeabilita je bezrozmerná hodnota. Pre rôzne značky ocele leží magnetická priepustnosť v rozsahu od 200 do 5000.
Magnetická indukcia závisí od vlastností materiálu, čo sťažuje technické výpočty magnetických procesov. Preto bola zavedená pomocná hodnota, ktorá nezávisí od magnetických vlastností materiálu. Nazýva sa magnetickým terénnym vektorom a je indikovaný. H. Jednotka napätia magnetického poľa - amp / meter (A / M). S nedeštruktívnymi magnetickými kontrolnými dielmi sa sila magnetického poľa líši od 100 do 100 000 áut.
Medzi magnetickou indukciou V B.a pevnosť magnetického poľa N.vo vzduchu je jednoduchá závislosť:
V b \u003d μ 0 h, (10.3)
kde μ 0 \u003d 4π10 -7 Henry / Meter - Magnetická konštanta.
Sila magnetického poľa a magnetická indukcia v materiáli sú prepojené pomerom:
B \u003d μμ 0 h (10,4)
Magnetické pole napätie N. - vektor. V kontrole ferorord je potrebné určiť komponenty tohto vektora na povrchu časti. Tieto komponenty sa môžu stanoviť pomocou obrázku 37. Tu je povrch časti prijatý pre rovinu. xy.AXIS z.kolmé na túto rovinu.
Obrázok 1.4 z vrcholu vektora H. Vynechané kolmo na lietadlo x, Y.. V mieste križovatky kolmého a roviny od začiatku súradnice vektor H. ey nazýval tangenciálnu zložku magnetického poľa vektora H. . Zníženie kolmých z vrcholu vektora H Tupý x.a Y., Určiť prognózy H x.a H y.vektor H. Premietanie H. na osi z. Nazýva sa normálna zložka sily magnetického poľa H N. . Keď sa najčastejšie merajú magnetické ovládanie, tangenciálne a normálne zložky sily magnetického poľa.
Obrázok 37 Vektorové napätie magnetického poľa a jeho projekcia na povrchu časti
10.3 Magnetizačná krivka a hysterézia Loop
Zvážte zmenu magnetickej indukcie pôvodne modifikovaného feromagnetického materiálu s postupným nárastom napätia vonkajšieho magnetického poľa. Graf odrážajúci túto závislosť je znázornený na obrázku 38 a nazýva sa počiatočná magnetizačná krivka. V oblasti slabých magnetických polí je sklon tejto krivky relatívne malý a potom sa začne zvyšovať, dosiahnuť maximálnu hodnotu. Ďalšie veľké hodnoty Napätie svahu magnetického poľa sa znižuje tak, že zmena magnetickej indukcie s rastom poľa sa stane nevýznamným - nastane magnetická saturácia, ktorá sa vyznačuje veľkosťou B S.. Obrázok 39 ukazuje závislosť magnetickej permeability z pevnosti magnetického poľa. Túto závislosť sú charakteristické dve hodnoty: počiatočné μ N a maximálnu magnetickú permeabilitu u M. V regióne silných magnetických polí, priepustnosť kvapká s rastúcimi poliami. S ďalším zvýšením vonkajšieho magnetického poľa sa magnetizácia vzorky prakticky nezmení a magnetická indukcia sa zvyšuje len v dôsledku vonkajšieho poľa .
Obrázok 38 Počiatočná magnetizácia krivky
Obrázok 39 Závislosť permeability z pevnosti magnetického poľa
Sýtosť magnetickej fúzie B S.hlavný princíp chemické zloženie Materiál a konštrukčné a elektrické ocele je 1,6-2.1 t .. Magnetická permeabilita závisí nielen na chemickom zložení, ale aj na tepelnom a mechanickom spracovaní.
.
Obrázok 40 limit (1) a súkromné \u200b\u200b(2) hysterézie slučky
Veľkosťou donucovacej sily magnetické materiály rozdelené na magnetické (h c< 5 000 А/м) и магнитотвердые (H c > 5 000 A / m).
Pre magnetické materiály sú potrebné relatívne malé polia na získanie nasýtenia. Magneticky pevné materiály sú ťažké magnetizovať a zväčšiť.
Väčšina konštrukčných ocelí sú magnetizované materiály. Pre elektrické oceľové a špeciálne zliatiny, donucovacie ochorenia 1-100 áut, pre stavebné ocele - nie viac ako 5000 áut. V ponorených zariadeniach s permanentnými magnetmi sa používajú magnetuálne materiály.
Pri rekultivácii je materiál opäť nasýtený, ale hodnota indukcie má iné znamenie (- B S.) zodpovedajúce negatívnemu pevnosti magnetického poľa. S následným zvýšením napätia magnetického poľa stranou pozitívne hodnoty Indukcia sa zmení na inej krivke, nazývanej vzostupnú vetvu slučky. Obe vetvy: zostupne a vzostupne, tvoria uzavretú krivku, nazývanú okrajovú slučku magnetickej generázy. Limit slučky má symetrický tvar a zodpovedá maximálna hodnota Magnetická indukcia rovná B S.. So symetrickou zmenou sily magnetického poľa v menších limitoch sa indukcia zmení pozdĺž novej slučky. Táto slučka je plne umiestnená vo vnútri limitu a nazýva sa symetrická súkromná slučka (obrázok 40).
Parametre limitnej slučky magnetickej hysterézie zohrávajú dôležitú úlohu v riadení ferosond. Pre vysoké hodnoty Zvyšková indukčná a donucovacia sila je možné vykonávať kontrolu pred-magnetizáciou materiálu časti pred nasýtením, po ktorom nasleduje vypnutie zdroja poľa. Magnetizácia časti bude dostatočná na detekciu chýb.
Zároveň fenomén hysterézie vedie k potrebe kontrolovať magnetický stav. V neprítomnosti demagnetizácie môže byť materiál časti v stave zodpovedajúcej indukcii - B r. Potom zapnite magnetické pole pozitívnej polarity, napríklad rovnocenné Hnoj, Môžete dokonca odbytovať položku, hoci sa predpokladá, že to máme magnetizovať.
Dôležitá je aj magnetická permeabilita. Väčší μ Čím menšia je potrebná pevnosť magnetického poľa na magnetizáciu časti. Preto technické parametre magnetizačného zariadenia musia byť koordinované s magnetickými parametrami kontrolného objektu.
10.4 Defekty rozptylu magnetického poľa
Magnetické pole chybnej časti má vlastné vlastnosti. Vezmite magnetizovaný oceľový krúžok (časť) s úzkou štrbinou. Táto medzera je možné považovať za chybu časti. Ak sa papier zakryjete s listom papiera s plným magnetickým práškom, môžete vidieť obraz podobný obrázku znázorneným na obrázku 3. Papierový list je umiestnený mimo krúžku a medzitým sú práškové častice postavené pozdĺž určitých riadkov . Napájacie vedenia magnetického poľa sú teda čiastočne odovzdávajúca časť, tečúca defekcia. Táto časť magnetického poľa sa nazýva pole rozptyľovania defektov.
Obrázok 41 zobrazuje dlhú trhlinu v časti, ktorá sa nachádza kolmo na elektrické vedenia magnetického poľa a vzor elektrických vedení v blízkosti defektu.
Obrázok 41 zaplavený v povrchových praskloch
Je možné vidieť, že elektrické vedenia magnetického poľa prúdia okolo trhliny vo vnútri časti a mimo neho. Tvorba magnetického poľa rozptylu podsúčetou chybou môže byť vysvetlená pomocou obrázku 42, kde je znázornená plocha magnetizovanej časti. Powerové vedenia magnetickej indukcie patria do jednej z troch častí prierezu: nad vadu, v zóne defektu a pri defekcii. Produkt magnetickej indukcie na ploche prierezu určuje magnetický tok. Zložky celkového magnetického toku v týchto oblastiach sú uvedené ako Φ 1, ..,Časť magnetického toku F 2.bude prúdiť vyššie a pod prierez S2.. Preto magnetické toky v sekciách S 1 a S 3. Bude viac ako v detaile bez dna. To isté možno povedať o magnetickej indukcii. Iný dôležitou funkciou Elektrické vedenia magnetickej indukcie sú ich zakrivením nad a pod poruchou. V dôsledku toho sa časť elektrického vedenia vychádza z časti, vytvára magnetické pole rozptylu defektu.
3 .
Obrázok 42 Povrchové rozptyl poľa
Kvantifikácia magnetického poľa rozptylu sa môže odhadnúť magnetickým tokom, odchádzajúci z časti, ktorý sa nazýva prúd rozptylu. Magnetická niť rozptylu je väčšia, tým väčší je magnetický tok Φ 2. V priereze S2.. Prierezová oblasť S2.úmerné kosínus uhlu , znázornené na obrázku 42. pri \u003d 90 °, táto oblasť je nula, s =0° má najväčší význam.
Na identifikáciu defektov je teda potrebné, aby sa výkonové vedenia magnetickej indukcie v kontrolnej zóne boli kolmé na rovinu zamýšľaného defektu.
Distribúcia magnetického toku v priereze chybnej časti je podobná distribúcii prietoku vody v súlade s prekážkou. Výška vlny v zóne plne ponornej prekážky bude väčšia, čím bližšie je hrebeň otvorený na povrch vody. Podobne ako táto podpovrchová defekcia, detaily sú ľahšie detekovať, tým menšia je hĺbka jeho umiestnenia.
10.5 Detekcia chýb
Ak chcete zistiť chyby, je potrebné zariadenie na určenie charakteristík poľa rozptylu defektu. Toto magnetické pole môže byť určené komponentom H x, n y, n z.
Avšak, rozptylové polia môžu byť spôsobené nielen chybou, ale aj inými faktormi: konštrukčná heterogenita kovu, prudká zmena v úseku (v detailoch komplexnej formy), mechanické spracovanie, údery, drsnosť povrchu atď. , Z tohto dôvodu analýzu závislosti aj jednej projekcie (napríklad, \\ t H.) z priestorovej súradnice ( x.alebo Y.) Môže to byť ťažká úloha.
Zvážte magnetické pole rozptylu v blízkosti defektu (obrázok 43). Tu je idealizovaná nekonečne dlhá trhlina s hladkými hranami. Je natiahnutý pozdĺž osi y.ktorý je nasmerovaný na obrázku. Čísla 1, 2, 3, 4 ukazujú, ako sa zmení rozsah a smer pevnosti magnetického poľa, keď sa trhlina približuje doľava.
Obrázok 43 Magnetické rozptylové pole blízko defektu
Meranie magnetického poľa sa vyskytuje v určitej vzdialenosti od povrchu časti. Trajektória, na ktorej sa merania uskutočňujú, sú znázornené bodkovanou čiarou. Hodnoty a smer vektorov vpravo od trhliny môžu byť postavené podobným spôsobom (alebo použite symetriu vzorov). Právo vzoru rozptylového poľa zobrazuje príklad priestorovej polohy vektora. H. a dve zložky H x. a H. . Grafy závislostí projekcií H x.a H. Rozptylové polia z súradnice x. Nižšie.
Zdá sa, že hľadá extrémne h x alebo nula h z, môžete nájsť chybu. Ako však bolo uvedené vyššie, polia rozptylu sú vytvorené nielen na vady, ale aj na konštrukčných heterogénnosti kovu, od stopov mechanických účinkov atď.
Zvážte zjednodušený obraz o tvorbe rozptylových polí na jednoduchú časť (obrázok 44) podobný tomu, ktorý bol znázornený na obrázku 41 a grafiku závislosti projekcie H Z, H x z koordinácie x. (defekt natiahnutie pozdĺž osi y.).
Podľa grafov závislostí H x. a H. z x. Detekovať chybu je veľmi ťažká, pretože hodnoty extrémov H x. a H. Nad vadu a overheomogeities sú úmerné.
Výstup sa zistil, keď zistili, že v oblasti defektu, maximálna rýchlosť zmeny (strmosť) magnetického poľa magnetického poľa určitej súradnice je väčšia ako iná maxima.
Obrázok 44 ukazuje, že maximálna strmosť grafu H z (x) Medzi bodmi x 1a x 2(t.j. v polohovej zóne vady) oveľa viac ako na iných miestach.
Zariadenie by teda malo merať projekciu sily poľa, a "rýchlosť" jej zmeny, t.j. Pomer rozdielu v prognózach v dvoch susedných bodoch nad povrchom časti na vzdialenosť medzi týmito bodmi:
(10.5)
kde H Z (x 1), H Z (x 2) - Výpisové projekčné hodnoty H. na osi z. V bodoch x 1, x 2 (ľavá a oprávnená chyba), G z (x)zväčšenie gradientu napätia magnetického poľa.
Závislosť G z (x) Ukazuje na obrázku 44. Vzdialenosť DX \u003d X 2 - X 1medzi bodmi, v ktorých sa merajú projekcie vektorov H. na osi z,vybrané s prihliadnutím na veľkosť rozptylového poľa chyby.
Ako vyplýva z obr. 44, a to je v súlade s praxou, hodnota gradientu nad vadou je významne väčšia ako jeho hodnota nad časťou heterogénnosti kovu. To je to, čo umožňuje spoľahlivo zaregistrovať chybu na prekročenie gradientu prahov (obrázok 44).
Pri výbere požadovanej prahovej hodnoty môžete znížiť chyby kontroly na minimálne hodnoty.
Obrázok 44 Elektrické vedenia magnetického poľa defektov a kovových nehomogénnych detailov.
10.6 Ferrorsord Metóda
Metóda Ferorord je založená na meraní magnetického poľa rozptylu magnetického poľa rozptylu, vytvoreného vadou magnetizovaného produktu a porovnanie výsledku merania s prahom.
Mimo kontrolovanej časti existuje špecifické magnetické pole, ktoré je vytvorené pre svoju magnetizáciu. Použitie chybného detektora - Gradáteter zaisťuje uvoľňovanie signálu spôsobeného defektom, na pozadí pomerne veľké pomaly meniace sa v priestorovej zložke sily magnetického poľa.
Ferorsorond defektoskop používa konvertor reagujúci na zložku normálnej zložky sily magnetického poľa na povrchu časti. Konvertor detektora dychového detektora obsahuje dva paralelné tyče zo špeciálnej magnetickej zliatiny. Pri regulácii tyčí kolmo na povrch časti, t.j. Rovnobežne s normálnou zložkou sily magnetického poľa. Tyče majú rovnaké vinutia, ktorými striedavo prúdi. Tieto vinutia sú spojené postupne. Variabilný prúd vytvára v tukoch premenných zložiek sily magnetického poľa. Tieto komponenty sa zhodujú s najväčším a smerom. Okrem toho existuje konštantná zložka intenzity magnetického poľa časti pri umiestnení každej tyče. Hodnota Δx.ktorá je súčasťou vzorca (10,5) sa rovná vzdialenosti medzi tyčovými osami a nazýva sa základňa konvertora. Výstupné napätie meniča je určené rozdielom v napätiach na vinutiach.
Umiestnite konvertor chyby detektora na časť sekcie bez poruchy, kde sa hodnoty pevnosti magnetického poľa v bodoch x 1; x 2(pozri vzorca (10.5)) Rovnaký. To znamená, že gradient napätia magnetického poľa je nula. Potom rovnaké konštantné a variabilné zložky sily magnetického poľa budú pôsobiť na každej tyči konvertora. Tieto komponenty budú rovnaké, takže napätie na vinutiach sú rovnaké. Rozdiel napätia, ktorý určuje výstupný signál, je nula. Konvertor detektora sa teda nereaguje na magnetické pole, ak nie je gradient.
Ak sa gradient pevnosti magnetického poľa nie je rovný nule, potom sú tyče v rovnakom striedavickom magnetickom poli, ale konštantné komponenty budú odlišné. Každá tyč je zapojená striedavým prúdom vinutia zo štátu s magnetickou indukciou - V S. Až +. V S. Podľa zákona elektromagnetická indukcia Napätie na vinutí sa môže zobraziť len vtedy, keď sa zmení magnetické indukčné zmeny. Preto môže byť variabilné prúdenie oscilácie obdobia rozbité v intervaloch, keď je tyč v nasýtení, a preto napätie na vinutí je nula a počas intervalov, keď sa nasýtenia nie je, a to znamená, že napätie sa líši od nuly . V týchto intervaloch, keď obidve tyče nie sú obsadené k nasýteniu, na vinutiach sa objavujú rovnaké napätie. V tomto čase je výstupný signál nula. To isté bude s simultánnou sýtosťou oboch tyčí, keď nie je napätie na vinutiach. Výstupné napätie sa zobrazí, keď je jedno jadro v nasýtenom stave a druhý je v nenasýtenom.
Súčasný vplyv konštantnej a variabilnej zložky sily magnetického poľa vedie k tomu, že každé jadro je v jednom nasýtenom stave viac dlhý časako v inom. Dlhšia sýtosť zodpovedá pridaniu konštantných a variabilných zložiek pevnosti magnetického poľa, kratšie - odčítanie. Rozdiel medzi časovými intervalmi, ktoré zodpovedajú hodnotám magnetických indukčných hodnôt + V S. a - V S.závisí od pevnosti konštantného magnetického poľa. Zvážte stav s magnetickou indukciou + V S. V dvoch konvertorových tyčích. Nerovné hodnoty sily magnetického poľa v bodoch x 1a x 2 Rôzne trvanie magnetickej sýtosti tyčí bude zodpovedať. Čím väčší je rozdiel medzi týmito hodnotami pevnosti magnetického poľa, tým viac časových intervalov sa líšia. V týchto intervaloch, keď je jedna tyč nasýtená, a druhý nenasýtený, výstupné napätie konvertora sa vyskytuje. Toto napätie závisí od gradientu sily magnetického poľa.
Teda indukcia magnetického poľa na osi kruhového chladiča so súčasným prúdom sa neustále znižuje v pomere k treťom stupni vzdialenosti od stredu otočenia k bodu na osi. Vektorová magnetická indukcia na osi povlakovej rovnobežnej osi. Jeho smer je možné určiť pomocou pravej skrutky: ak pošlete pravú skrutku rovnobežnú s osou otáčania a otočte ho do smeru prúdu na otočení, potom smer pohybu skrutky ukáže smer magnetický indukčný vektor.
3.5 Magnetické poľa Power Lines
Magnetické pole, ako aj elektrostatické, je vhodné reprezentovať v grafickej forme - pomocou výkonových vedení magnetického poľa.
Napájací riadok magnetického poľa je riadok dotyčnica, ku ktorému sa v každom bode zhoduje so smerom magnetického indukčného vektora.
Napájacie vedenia magnetického poľa sa vykonáva tak, že ich hrúbka je úmerná veľkosti magnetickej indukcie: čím väčšia je magnetická indukcia v určitom bode, tým väčšia je hrúbka elektrického vedenia.
Napájacie vedenia magnetického poľa sú teda podobné výkonovým vedením elektrostatického poľa.
Sú však tiež osobitné pre niektoré funkcie.
Zvážte magnetické pole vytvorené priamym vodičom s prúdom I.
Nechajte tento vodič kolmého na rovinu vzoru.
V rôznych bodoch umiestnených na rovnakých vzdialenostiach z vodiča je indukcia rovnaká.
Smer vektora Na adrese V rôznych bodoch zobrazených na obrázku.
Linka Tangent, ku ktorému vo všetkých bodoch sa zhoduje so smerom magnetického indukčného vektora, je kruh.
V dôsledku toho sú elektrické vedenia magnetického poľa v tomto prípade kruhy pokrývajúci vodič. Centrá všetkých elektrických vedení sú umiestnené na vodiči.
Napájacie vedenia magnetického poľa sú teda zatvorené (výkonové vedenia elektrostatického nemôžu byť zatvorené, začnú a končia na obvineniach).
Preto je magnetické pole vikhrev (tzv. Polia, ktorých elektrárne sú zatvorené).
Zatvorenosť elektrických vedení znamená inú, veľmi dôležitú vlastnosť magnetického poľa - v prírode neexistuje (aspoň ešte neboli nájdené) magnetické poplatky, ktoré by boli zdrojom magnetického poľa určitej polarity.
Preto nie je samostatne existujúci severný alebo južný magnetický pól.
Aj keď ste nakrájali v polovici permanentného magnetu, potom sa získajú dve magnety, z ktorých každý má oba póly.
3.6. Lorentz Power
Experimentálne sa zistilo, že je na starosti výkon pohybujúci sa v magnetickom poli. Táto sila je vytvorená na zavolanie sily Lorentzu:
.
Power modul Lorentz
|
|
,
kde A je uhol medzi vektormi v. a B. .
Smer výkonu Lorentzu závisí od smeru vektora. Môže sa určiť pomocou pravidla pravej skrutky alebo pravidlom ľavej ruky. Ale smer sily Lorentzu sa nemusí nevyhnutne zhodovať so smerom vektora!
Faktom je, že Lorentz je výkon rovná výsledku produktu vektora [ v. , Na adrese ] Na skalári q.. Ak je poplatok pozitívny, potom F. L. Paralelne s vektorom [ v. , Na adrese ]. Ak q.< 0, то сила Лоренца противоположна направлению вектора [v. , Na adrese ] (Pozri obrázok).
Ak sa nabitá častica pohybuje rovnobežne s elektrickým vedením magnetického poľa, uhol A medzi velcami a magnetickými indukčnými vektormi je nula. V dôsledku toho Lorentzova sila na takomto poplatku nekoná (hriech 0 \u003d 0, F L. = 0).
Ak sa poplatok presunie kolmo na elektrické vedenia magnetického poľa, uhol A medzi velcami a magnetickými indukčnými vektormi je 90 0. V tomto prípade má Lorentz Power najvyššiu možnú hodnotu: F L. = q. v.B..
Lorentzový výkon je vždy kolmý na rýchlosť náboja. To znamená, že Lorentz je moc nemôže zmeniť rýchlosť pohybu, ale mení svoj smer.
Preto v homogénnom magnetickom poli, sa nablízk do magnetického poľa kolmého na jeho elektrické vedenia pohybuje okolo kruhu.
Ak je len Lorentz Energet na poplatok, hnutie nabíjania podlieha nasledujúcej rovnici zostavenej na základe druhého práva Newtona: ma. = F L.
Vzhľadom k tomu, Lorentzový výkon je kolmý na rýchlosť, zrýchlenie nabitej častíc je centripetálne (normálne): (tu R. - polomer zakrivenia trajektórie nabitej častíc).
Asi pred dvoma a pol tisíc rokmi ľudia zistili, že niektoré prírodné kamene mali schopnosť prilákať železo. Vysvetlila takýto majetok na prítomnosť živej duše v týchto kameňoch a nejaká láska k žľaze.
Dnes už vieme, že tieto kamene sú prirodzené magnety a magnetické pole, a nie na celom špeciálnom mieste na žľazu, vytvárajú tieto efekty. Magnetické pole je Špeciálny pohľad Záležitosti, ktoré sa líšia od látky a existujú okolo magnetizovaných telies.
Trvalé magnety
Prírodné magnety alebo magnetivy, nie sú veľmi silné magnetické vlastnosti. Ale osoba sa dozvedela, ako vytvoriť umelé magnety s výrazne vyššou výkonom magnetického poľa. Sú vyrobené zo špeciálnych zliatin a magnetizovaných externým magnetickým poľom. A potom môžu byť použité nezávisle.
Magnetické pole
Akýkoľvek magnet má dva póly, nazývali sa severným a južným pólom. Na póloch je maximálna koncentrácia magnetického poľa. Ale medzi pólmi je magnetické pole tiež ľubovoľné a vo forme pásov alebo línií. Nazývajú sa výkonové vedenia magnetického poľa. Je celkom jednoduché detekovať ich - stačí dať rozptýlené železné piliny do magnetického poľa a mierne ich pretrepať. Budú tak, ako keby vytvorili vzor z riadkov začínajúcich s jedným pólom a končiacim druhým. Zdá sa, že tieto riadky prichádzajú z jedného pólu a zadajte iného.
Železné piliny v samotných magnetoch sú magnetizované a umiestnené pozdĺž výkonových magnetických línií. To je presne to, čo je kompas fungovať. Naša planéta je veľkým magnetom. Šípka kompasu zachytáva magnetické pole Zeme a otáčanie sa nachádza pozdĺž elektrických vedení, jedným z jeho konca smerujúcich na severný magnetický pól, iní - do južného. Magnetické póly Zeme sa nezhodujú s geografickými, ale keď cestujú mimo pólov, nemá veľaa možno ich považovať za ich zhodné.
Variabilné magnety
Rozsah magnetov v našom čase je mimoriadne široký. Môžu byť nájdené vo vnútri elektromotorov, telefónov, reproduktorov, príjemcov. Dokonca aj v medicíne, napríklad pri požití ihlou alebo iným subjektom železa, môže byť dosiahnuté bez chirurgického magnetickej sondy.
Magnetické pole - Moc lúka pracujúci na pohybujúcich sa elektrických poplatkov a na telesných orgánoch magnetický bez ohľadu na stav ich hnutia;magnetický elektromagnetická zložka lúka .
Napájacie vedenia magnetického poľa sú imaginárne čiary Tengents, ku ktorým sa v každom bode poľa zhodujú v smere s magnetickým indukčným vektorom.
Pre magnetické pole je pravdivá princíp superpozície: v každom mieste vesmíru vektor magnetickej indukcie B.∑ → Bς →. Vytvorené v tomto bode sú všetky zdroje magnetických polí rovné vektorovému súčtu magnetických indukčných vektorov. BK.→ BK →Vytvorené v tomto bode všetkých zdrojov magnetických polí:
28. Bio-Savara Laplace. Kompletný prúd.
Znenie zákona Bio Savara Laplas má formulár: Pri prechode DC prechádza na uzavretom obryse, ktorý je vo vákuu, pre bod, odlíšený na diaľku R0, z magnetickej indukcie obrysu.
kde som prúd v okruhu
gama kontúr, ktorý je integrovaný
r0 ľubovoľný bod
Plné súčasné zákony toto je zákon spájajúci cirkuláciu vektora pevnosti magnetického poľa a prúd.
Cirkulácia vektora pevnosti magnetického poľa pozdĺž obrysu sa rovná algebraickému množstvu prúdov pokrytých týmto obvodom.
29. Magnetické pole vodiča s prúdom. Magnetický moment kruhového prúdu.
30. Činnosť magnetického poľa na vodiču s prúdom. Ampere zákon. Interakcia TOKO .
F \u003d b i l sinα ,
kde α - uhol medzi magnetickými indukciami a súčasnými vektormi,B. - indukcia magnetického poľa, \\ tI. - aktuálna sila v dirigente,l. - Dĺžka prieskumníka.
Interakcie prúdov. Ak uvediete dve vodiče v okruhu DC, potom: Dôsledne zahrnutá paralelný kontextový vodič sa odpudzuje. Súčasťou súbežného vodiča.
31. Vplyv elektrických a magnetických polí na pohyblivý náboj. Lorentz moc.
Lorentz Power - silový, s ktorou elektromagnetické pole podľa klasiky (Nevante) elektrodynamika funguje utlmiť nabitý Častica. Niekedy sila Lorentzu zavolá silu pôsobiacu na pohybe pri rýchlostiach poplatok len zo strany magnetické pole, často plná sila - zo strany elektromagnetického poľa , inými slovami, zo strany elektrický a magnetický polia.
32. Účinok magnetického poľa na látku. Dia-, para- a feromagnetika. Magnetická hysterézia.
B.= B. 0 + B. 1
kde B.⃗ B → - indukcia magnetického poľa v látke; B.⃗ 0 B → 0. - indukcia magnetického poľa vo vákuu, B.⃗ 1 B → 1. - Magnetická indukcia poľa, ktorá vzniká v dôsledku magnetizácie látky.
Látky, pre ktoré je magnetická permeabilita o niečo nižšia ako jedna (μ< 1), называются diamagnetika, o niečo viac jednotiek (μ\u003e 1) - paramagny.
feromagnet - látky alebo materiálu, v ktorom sa pozoruje fenomén feromagnetizmus, t.j. vzhľad spontánnej magnetizácie pri teplotách pod teplotou Curie.
Magnetický hysteréza - fenomén závislosti vektor magnetizácia a vektor napätie lúka na adrese podstata nie len z priložený externý lúka, ale a z prehistória táto vzorka
Niet pochýb o tom, že elektrické vedenia magnetického poľa sú teraz známe každému. Najmenej v škole sa ich prejavuje v lekciách fyziky. Pamätajte si, že učiteľa pod listom papiera umiestnila permanentný magnet (alebo dokonca dva, ktoré kombinuje orientáciu svojich pólov) a kovové piliny prevzaté z práce v kancelárii pracovného vzdelávania na vrchole? Je celkom jasné, že kov bol držaný na hárku, ale bolo pozorované niečo zvláštne - línie boli jasne sledované, pozdĺž toho, ktorý bol postavený piliny. Všimnite si - nie rovnomerne, ale prúžky. Toto sú elektrické vedenia magnetického poľa. Skôr ich prejav. Čo sa stalo, a ako môžem vysvetliť?
Začnime z diaľky. Spolu s nami vo fyzickom svete sa zdá byť špeciálny druh hmoty - magnetické pole. Poskytuje interakciu pohybu základné častice Alebo väčšie telesá s elektrickým nábojom alebo prírodným elektrickým a nielen navzájom vzájomne prepojené, ale často sa generujú. Napríklad drôt, pre ktorý prúdi elektrina, vytvára okolo seba magnetické pole. Správne a reverzné: Vplyv premenných magnetických polí na uzavretom vodivom obvode vytvára v ňom pohyb nosičov nabitia. Posledná vlastnosť sa uplatňuje v generátoroch dodávajúcich elektrickú energiu všetkým spotrebiteľom. Jasný príklad Elektromagnetické polia - svetlo.
Powerové vedenia magnetického poľa okolo vodiča sa otáčajú alebo, ktoré sú tiež pravdivé, sú charakterizované riadeným vektorom magnetickej indukcie. Smer otáčania je určený pravidlom lana. Uvedené riadky - konvenčná situácia, pretože pole sa rozširuje rovnomerne vo všetkých smeroch. To je, že môže byť reprezentovaný ako nekonečný počet riadkov, z ktorých niektoré majú výraznejšie napätie. Preto sú niektoré "riadky" jasne sledované a piliny. Čo je zaujímavé, výkonové vedenia magnetického poľa nikdy neprerušujú, takže nie je možné jednoznačne povedať, kde začína, a kde je koniec.
V prípade permanentného magnetu (alebo elektromagnet podobného jej) sú vždy dva póly, ktoré dostali podmienené názvy severnej a juhu. Linky uvedené v tomto prípade sú prstene a ovály spájajúce oba póly. Niekedy je opísaný z hľadiska interakcie monopolov, ale potom vzniká rozpor, podľa ktorého nemožno monopol rozdeliť. To znamená, že akýkoľvek pokus rozdeliť magnet, povedie k vzniku niekoľkých dvojprítových kusov.
Obrovský záujem predstavujú vlastnosti elektrických vedení. Už sme hovorili o kontinuite, ale praktický záujem je schopnosť vytvoriť v dirigentu s dôsledkom, ktorý je elektrický prúd. Význam je nasledovný: Ak vodivý obvod prechádza líniou (alebo samotný vodič sa pohybuje v magnetickom poli), potom sa poskytuje ďalšia energia elektrónov na vonkajších dráhach atómov materiálu, čo im umožňuje začať nezávislý smer pohyb. Je možné povedať, že magnetické pole, ako keby "zrazili" nabité častice kryštálová mriežka. Tento fenomén Získa sa názov elektromagnetickej indukcie a je v súčasnosti hlavnou metódou získania primárnej elektrickej energie. Bol otvorený skúseným spôsobom v roku 1831 anglickým fyzikou Michaela Faraday.
Štúdia magnetických polí začala v roku 1269, keď P. Terrin objavil interakciu sférického magnetu s oceľovými ihlmi. Takmer po 300 rokoch, U. G. Kolchester navrhol, že bol obrovský magnet s dvoma pólmi. Ďalej magnetické javy študovali tak dobre známych vedcov ako Lorenz, Maxwell, Ampér, Einstein atď.
