Campo magnético alrededor de un conductor que transporta corriente. Un campo magnético

Si hay un conductor directo que transporta corriente, entonces detecte la presencia campo magnético alrededor de este conductor se pueden utilizar limaduras de hierro...

O agujas magnéticas.

Bajo la influencia del campo magnético de la corriente, las agujas magnéticas o limaduras de hierro se ubican en círculos concéntricos.

Líneas magnéticas

El campo magnético se puede representar gráficamente mediante líneas magnéticas.
Las líneas magnéticas del campo magnético de la corriente son las líneas a lo largo de las cuales se ubican los ejes de pequeñas flechas magnéticas en el campo magnético.
Las líneas magnéticas del campo magnético de una corriente son curvas cerradas que rodean un conductor.
Un conductor rectilíneo que transporta corriente tiene círculos concéntricos en expansión.
La dirección de la línea magnética se considera la dirección indicada por el polo norte de la aguja magnética en cada punto del campo.

Representación gráfica del campo magnético de un conductor rectilíneo por el que circula corriente.

La dirección de las líneas magnéticas del campo magnético de la corriente está relacionada con la dirección de la corriente en el conductor.

Es interesante observar cómo las limaduras de hierro, atraídas por el polo de un imán, forman cepillos que se repelen entre sí. ¡Pero simplemente están ubicados a lo largo de las líneas del campo magnético!
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¿Puedes hacer un dibujo de las líneas del campo magnético de un conductor que transporta corriente doblado en forma de ocho?
¿Este dibujo es parecido al que imaginabas?

¿ES POSIBLE VER UN CAMPO MAGNÉTICO?

Debe encender el televisor en color en algún cuadro fijo y acercarle un imán. ¡Los colores de la imagen en la pantalla cerca del imán cambiarán!
La imagen brillará con manchas de arcoíris. Las franjas de colores se espesan cerca del contorno del imán, como si visualizaran el campo magnético. En Inglaterra se usaba triturado como laxante. Es interesante girar el imán, moverlo o acercarlo o alejarlo del imán. pantalla.
¡La imagen del campo magnético será mucho más interesante que en experimentos con aserrín!

Varias agujas de acero colgaban sueltas de un pequeño disco de latón.

Si acerca lentamente un imán desde abajo a las agujas (por ejemplo, desde el polo sur), primero las agujas se separarán y luego, cuando el imán se acerque mucho, volverán a la posición vertical.
¿Por qué?

EXPERIMENTOS CON SIERRAS DE HIERRO

Tome un imán de cualquier forma, cúbralo con un trozo de cartón fino, espolvoree limaduras de hierro encima y alíselo.
¡Es tan interesante observar campos magnéticos!
Después de todo, cada "aserrín", como una aguja magnética, está ubicado a lo largo de líneas magnéticas.
Esto hace que las líneas del campo magnético de su imán sean “visibles”.
Cuando el cartón se mueve sobre el imán (o viceversa, el imán debajo del cartón), el aserrín comienza a moverse, cambiando los patrones del campo magnético.

En lecciones anteriores mencionamos el efecto magnético de la corriente eléctrica. Podemos concluir que los fenómenos eléctricos y magnéticos están interconectados. En esta lección, cuyo tema « Campo magnético de un conductor rectilíneo. Líneas Magnéticas”, comenzaremos a confirmar esta conclusión.

La humanidad lleva más de 4.500 años recopilando conocimientos sobre los fenómenos magnéticos (las primeras menciones de los fenómenos eléctricos se remontan a mil años después). A mediados del siglo XIX, los científicos comenzaron a prestar atención a la búsqueda de relaciones entre los fenómenos de la electricidad y el magnetismo, por lo que la información teórica y experimental previamente acumulada, por separado para cada fenómeno, se convirtió en una buena base para crear un unificado. teoría electromagnética.

Lo más probable es que las propiedades inusuales del mineral natural magnetita (ver Fig. 1) fueran conocidas en Mesopotamia en la antigüedad. Edad de Bronce, y después del surgimiento de la metalurgia del hierro, era imposible no darse cuenta de que la magnetita atrae los productos de hierro.

Arroz. 1. Magnetita ()

El antiguo filósofo griego Tales de Mileto pensó en las razones de tal atracción y la explicó por la animación especial de este mineral, por lo que no es de extrañar que la palabra imán también tenga raíces griegas. Una antigua leyenda griega habla de un pastor llamado Magnus. Una vez descubrió que la punta de hierro de su bastón y los clavos de sus botas se sentían atraídos por la piedra negra. Esta piedra comenzó a llamarse “piedra Magnus” o simplemente “imán”, por el nombre de la zona donde se extraía el mineral de hierro (las colinas de Magnesia en Asia Menor).

Los fenómenos magnéticos fueron de interés en China antigua, por lo que los marineros chinos del siglo XI ya utilizaban brújulas marinas.

La primera descripción de las propiedades de los imanes naturales en Europa la realizó el francés Pierre de Maricourt. En 1269, envió a un amigo de Picardía un documento que pasó a la historia de la ciencia como la “Carta sobre el imán”. En este documento, el francés habló de sus experimentos con magnetita, notó que en cada trozo de este mineral hay dos zonas que atraen con especial fuerza al hierro. Maricourt vio un paralelo entre estas zonas y los polos. esfera celestial, por lo que ahora hablamos del polo magnético sur y norte.

En 1600, el científico inglés William Gilbert publicó el trabajo "Sobre el imán, los cuerpos magnéticos y el gran imán: la Tierra". En este libro, Gilbert presentó todas las propiedades conocidas de los imanes naturales y también describió sus experimentos con una bola de magnetita, con la ayuda de la cual reprodujo las características principales del magnetismo terrestre.

Después de Gilbert, hasta principios del siglo XIX, la ciencia del magnetismo prácticamente no se desarrolló.

¿Cómo explicar el hecho de que la ciencia del magnetismo, en comparación con la ciencia de la electricidad, se haya desarrollado muy lentamente? El principal problema era que en aquella época los imanes sólo existían en la naturaleza; no se podían obtener en condiciones de laboratorio. Esto limitó enormemente las posibilidades de los experimentadores.

La electricidad estaba en una posición más ventajosa: podía recibirse y almacenarse. El primer generador de carga estática fue construido por el burgomaestre de Magdeburgo, Otto von Guericke, en 1663 (ver Fig. 2).

Arroz. 2. El físico alemán Otto von Guericke y el primer generador de electricidad estática ()

En 1744, el alemán Ewald Georg von Kleist y en 1745 el holandés Pieter van Musschenbroek inventaron la jarra de Leyden, el primer condensador eléctrico (ver Fig. 3), momento en el que aparecieron los primeros electrómetros. Como resultado, a finales del siglo XVIII la ciencia sabía mucho más sobre la electricidad que sobre el magnetismo.

Arroz. 3. Jarra de Leyden ()

Sin embargo, en 1800, Alessandro Volta inventó la primera fuente química de corriente eléctrica: una batería galvánica (columna voltaica) (ver Fig. 4). Después de esto, el descubrimiento de la conexión entre la electricidad y el magnetismo resultó inevitable.

Vale la pena señalar que el descubrimiento de tal conexión podría haber ocurrido varios años después de la invención de la jarra de Leyden, pero el científico francés Laplace no se dio cuenta de que los conductores paralelos se atraen cuando la corriente los atraviesa en una dirección.

Arroz. 4. La primera batería galvánica ()

En 1820, el físico danés Hans Christian Oersted, que conscientemente intentó establecer una conexión entre los fenómenos magnéticos y eléctricos, descubrió que un cable por el que fluye una corriente eléctrica desvía la aguja magnética de una brújula. Inicialmente, Oersted colocó el conductor portador de corriente perpendicular a la flecha; la flecha permaneció inmóvil. Sin embargo, durante una de sus conferencias, colocó el conductor paralelo a la flecha y se desvió.

Para reproducir el experimento de Oersted, es necesario conectar un conductor a la fuente de corriente a través de un reóstato (resistencia), cerca del cual se encuentra una aguja magnética (ver Fig. 5). Cuando la corriente fluye a través de un conductor, se observa una desviación de la aguja, esto prueba que la corriente eléctrica en el conductor afecta a la aguja magnética.

Arroz. 5. El experimento de Oersted ()

Problema 1

La Figura 13 muestra la línea del campo magnético de un conductor portador de corriente. Indica la dirección de la corriente.

Arroz. 13 Ilustración del problema.

Para resolver este problema utilizamos la regla mano derecha. Coloquemos nuestra mano derecha de manera que los cuatro dedos doblados coincidan con la dirección de las líneas magnéticas, luego el pulgar indicará la dirección de la corriente en el conductor (ver Fig. 14).

Arroz. 14. Ilustración del problema.

Respuesta

La corriente fluye desde un punto. B exactamente A.

Problema 2

Indique los polos de la fuente de corriente eléctrica que están cerrados por un cable (la aguja magnética se encuentra debajo del cable) (ver Fig. 15). ¿Cambiará la respuesta si la misma posición la ocupa una flecha ubicada encima del cable?

Arroz. 15. Ilustración del problema.

Solución

La dirección de las líneas del campo magnético coincide con la dirección del polo norte de la aguja magnética (parte azul). Por tanto, según la regla de la mano derecha, colocamos la mano de manera que los cuatro dedos doblados coincidan con la dirección de las líneas magnéticas y rodeen el cable, luego el pulgar indicará la dirección de la corriente en el conductor. La corriente fluye de “más” a “menos”, por lo que los polos de la fuente de corriente eléctrica están ubicados como en la Figura 16.

Arroz. 16. Ilustración del problema.

Si la flecha hubiera estado ubicada encima del cable, habríamos tenido el flujo de corriente opuesto y las señales de los polos habrían sido diferentes (ver Fig. 17).

Arroz. 17. Ilustración del problema.

Después de que se anunciaran los resultados del experimento, el físico y matemático francés Henri Ampère decidió realizar experimentos para identificar propiedades magnéticas corriente eléctrica. Pronto Ampere estableció que si una corriente eléctrica fluye en una dirección a través de dos conductores paralelos, entonces dichos conductores se atraen (ver Fig. 6 b), si la corriente fluye en direcciones opuestas, los conductores se repelen (ver Fig. 6 a).

Arroz. 6. El experimento de Ampere ()

De sus experimentos, Ampere sacó las siguientes conclusiones:

1) Hay un campo magnético alrededor de un imán, un conductor o una partícula en movimiento cargada eléctricamente;

2) El campo magnético actúa con cierta fuerza sobre una partícula cargada que se mueve en este campo;

3) La corriente eléctrica es el movimiento dirigido de partículas cargadas, por lo tanto, un campo magnético actúa sobre un conductor con corriente;

4) La interacción de un conductor con una corriente y un imán, así como la interacción de los imanes, se puede explicar suponiendo la existencia de corrientes eléctricas moleculares no amortiguadas dentro del imán.

Así, Ampere explicó todos los fenómenos magnéticos mediante la interacción de partículas cargadas en movimiento. Las interacciones se llevan a cabo utilizando los campos magnéticos de estas partículas.

Un campo magnético es una forma especial de materia que existe alrededor de partículas o cuerpos cargados en movimiento y actúa con cierta fuerza sobre otras partículas o cuerpos cargados que se mueven en este campo.

Las agujas magnéticas (imanes en forma de diamante) se utilizan desde hace mucho tiempo para estudiar los fenómenos magnéticos. Si coloca una gran cantidad de pequeñas agujas magnéticas alrededor de un imán (en soportes para que las manos puedan girar libremente), se orientarán de cierta manera en el campo magnético del imán (ver Fig. 9). Los ejes de las agujas magnéticas discurrirán a lo largo de determinadas líneas. Estas líneas se denominan líneas de campo magnético o líneas magnéticas.

La dirección de las líneas del campo magnético se considera la dirección hacia la que apunta el polo norte de la aguja magnética (ver Fig. 9).

Arroz. 9. Ubicación de flechas magnéticas alrededor de un imán ()

Utilizando líneas magnéticas es conveniente representar gráficamente los campos magnéticos (ver Fig. 10).

Arroz. 10. Representación gráfica de líneas magnéticas ()

Sin embargo, para determinar la dirección de las líneas magnéticas no es necesario utilizar flechas magnéticas.

Arroz. 11. Disposición de limaduras de hierro alrededor de un conductor portador de corriente ()

Si se vierten limaduras de hierro alrededor de un conductor que transporta corriente, después de algún tiempo las limaduras, una vez en el campo magnético del conductor, se magnetizarán y se dispondrán en círculos que rodean al conductor (ver Fig. 11). Para determinar la dirección de las líneas magnéticas en este caso, puede usar la regla de la barrena: si atornilla la barrena en la dirección de la corriente en el conductor, entonces la dirección de rotación del mango de la barrena indicará la dirección del campo magnético. líneas de campo de la corriente. (ver figura 12). También puede utilizar la regla de la mano derecha: si apunta con el pulgar de su mano derecha en la dirección de la corriente en el conductor, cuatro dedos doblados indicarán la dirección de las líneas del campo magnético de la corriente (ver Fig. 13). .

Arroz. 11.Regla de Gimlet ()

Arroz. 12. Regla de la mano derecha ()

En esta lección comenzamos el estudio del magnetismo, discutimos la historia del estudio. este fenómeno y aprendí sobre las líneas del campo magnético.

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Física 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Física 8. - M.: Avutarda, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Física 8.- M.: Ilustración.

Tarea

1. P. 58, preguntas 1-4, página 168, tarea 40 (2). Peryshkin A.V. Física 8. - M.: Avutarda, 2010.

1. Portal de Internet Myshared.ru ().
2. Portal de Internet Clck.ru ().
3. Portal de Internet Class-fizika.narod.ru ().

Una corriente eléctrica en un conductor produce un campo magnético alrededor del conductor. La corriente eléctrica y el campo magnético son dos partes inseparables de un único proceso físico. En última instancia, el campo magnético de los imanes permanentes también se genera mediante corrientes eléctricas moleculares formadas por el movimiento de los electrones en órbitas y su rotación alrededor de sus ejes.

El campo magnético de un conductor y la dirección de sus líneas de fuerza se pueden determinar mediante una aguja magnética. Las líneas magnéticas de un conductor rectilíneo tienen la forma de círculos concéntricos ubicados en un plano perpendicular al conductor. La dirección de las líneas del campo magnético depende de la dirección de la corriente en el conductor. Si la corriente en el conductor proviene del observador, entonces las líneas de fuerza se dirigen en el sentido de las agujas del reloj.

La dependencia de la dirección del campo de la dirección de la corriente está determinada por la regla de la barrena: cuando el movimiento de traslación de la barrena coincide con la dirección de la corriente en el conductor, la dirección de rotación del mango coincide con la dirección de las líneas magnéticas.

La regla de Gimlet también se puede utilizar para determinar la dirección del campo magnético en la bobina, pero con la siguiente formulación: Si la dirección de rotación del mango de la barrena se combina con la dirección de la corriente en las vueltas de la bobina, entonces movimiento hacia adelante La barrena mostrará la dirección de las líneas de campo dentro de la bobina (Fig. 4.4).

Dentro de la bobina, estas líneas van del polo sur al norte, y fuera de ella, de norte a sur.

La regla de Gimlet también se puede utilizar para determinar la dirección de la corriente si se conoce la dirección de las líneas del campo magnético.

Un conductor que transporta corriente en un campo magnético experimenta una fuerza igual a

F = I·L·B·sen

I es la intensidad actual en el conductor; B - módulo del vector de inducción del campo magnético; L es la longitud del conductor ubicado en el campo magnético;  es el ángulo entre el vector del campo magnético y la dirección de la corriente en el conductor.

La fuerza que actúa sobre un conductor por el que circula una corriente en un campo magnético se llama fuerza en amperios.

La fuerza máxima en amperios es:

F = ILB

La dirección de la fuerza en amperios está determinada por la regla de la mano izquierda: si la mano izquierda se coloca de manera que la componente perpendicular del vector de inducción magnética B entre en la palma y cuatro dedos extendidos se dirigen en la dirección de la corriente, entonces la El pulgar doblado 90 grados mostrará la dirección de la fuerza que actúa sobre el segmento conductor con corriente, es decir, fuerza en amperios.

Si y se encuentran en el mismo plano, entonces el ángulo entre y es recto, por lo tanto . Entonces la fuerza que actúa sobre el elemento actual es

(Por supuesto, desde el lado del primer conductor, actúa exactamente la misma fuerza sobre el segundo).

La fuerza resultante es igual a una de estas fuerzas. Si estos dos conductores influyen en el tercero, entonces sus campos magnéticos deben sumarse vectorialmente.

Circuito con corriente en un campo magnético.

Arroz. 4.13

Coloque un marco con corriente en un campo magnético uniforme (figura 4.13). Entonces, las fuerzas en amperios que actúan en los lados del marco crearán un par, cuya magnitud es proporcional a la inducción magnética, la intensidad de la corriente en el marco y su área. S y depende del ángulo a entre el vector y la normal al área:

La dirección normal se elige de modo que el tornillo derecho se mueva en la dirección normal cuando gira en la dirección de la corriente en el marco.

Valor máximo El momento de rotación tiene cuando el marco se instala perpendicular a las líneas de fuerza magnéticas:

Esta expresión también se puede utilizar para determinar la inducción del campo magnético:

Un valor igual al producto se llama momento magnético del circuito. R t. El momento magnético es un vector cuya dirección coincide con la dirección de la normal al contorno. Entonces el torque se puede escribir

En el ángulo a = 0 el par es cero. El valor del par depende del área del contorno, pero no depende de su forma. Por lo tanto, para cualquier bucle cerrado, a lo largo del cual fluye CORRIENTE CONTINUA., el par actúa METRO, que lo gira de modo que el vector de momento magnético sea paralelo al vector de inducción del campo magnético.

Si se acerca una aguja magnética a un conductor rectilíneo por el que circula corriente, tenderá a volverse perpendicular al plano que pasa por el eje del conductor y el centro de rotación de la aguja (Fig. 67). Esto indica que la aguja está sujeta a fuerzas especiales llamadas fuerzas magnéticas. En otras palabras, si una corriente eléctrica pasa a través de un conductor, aparece un campo magnético alrededor del conductor. Un campo magnético puede considerarse como un estado especial del espacio que rodea a los conductores portadores de corriente.

Si se pasa un conductor grueso a través de una tarjeta y se pasa una corriente eléctrica a través de ella, las limaduras de acero vertidas sobre el cartón se ubicarán alrededor del conductor en círculos concéntricos, que en este caso representan las llamadas líneas magnéticas (Fig. 68). . Podemos mover el cartón hacia arriba o hacia abajo por el conductor, pero la ubicación de las limaduras de acero no cambiará. En consecuencia, surge un campo magnético alrededor del conductor en toda su longitud.

Si coloca pequeñas flechas magnéticas en el cartón, al cambiar la dirección de la corriente en el conductor, podrá ver que las flechas magnéticas girarán (Fig. 69). Esto muestra que la dirección de las líneas magnéticas cambia con el cambio en la dirección de la corriente en el conductor.

El campo magnético alrededor de un conductor que transporta corriente tiene las siguientes características: las líneas magnéticas de un conductor rectilíneo tienen forma de círculos concéntricos; cuanto más cerca del conductor, más densas están las líneas magnéticas, mayor es la inducción magnética; la inducción magnética (intensidad del campo) depende de la magnitud de la corriente en el conductor; La dirección de las líneas magnéticas depende de la dirección de la corriente en el conductor.

Para mostrar la dirección de la corriente en el conductor mostrado en la sección, se adoptó un símbolo, que usaremos en el futuro. Si mentalmente colocamos una flecha en un conductor en la dirección de la corriente (Fig. 70), entonces en un conductor en el que la corriente se aleja de nosotros, veremos la cola de las plumas de la flecha (una cruz); si la corriente se dirige hacia nosotros, veremos la punta de una flecha (punto).

La dirección de las líneas magnéticas alrededor de un conductor que transporta corriente se puede determinar mediante la "regla de gimlet". Si una barrena (sacacorchos) con rosca derecha se mueve hacia adelante en la dirección de la corriente, entonces la dirección de rotación del mango coincidirá con la dirección de las líneas magnéticas alrededor del conductor (Fig. 71).

Arroz. 71. Determinar la dirección de las líneas magnéticas alrededor de un conductor portador de corriente utilizando la "regla de gimlet"

A lo largo de las líneas magnéticas se encuentra una aguja magnética introducida en el campo de un conductor portador de corriente. Por lo tanto, para determinar su ubicación, también puede utilizar la "regla de la barrena" (Fig. 72).

Arroz. 72. Determinación de la dirección de desviación de una aguja magnética llevada a un conductor con corriente, según la “regla de gimlet”

El campo magnético es una de las manifestaciones más importantes de la corriente eléctrica y no se puede obtener de forma independiente y separada de la corriente.

En los imanes permanentes, el campo magnético también es causado por el movimiento de los electrones que forman los átomos y moléculas del imán.

La intensidad del campo magnético en cada punto está determinada por la magnitud de la inducción magnética, que generalmente se denota con la letra B. La inducción magnética es una cantidad vectorial, es decir, se caracteriza no solo por un cierto valor, sino también por una determinada dirección en cada punto del campo magnético. La dirección del vector de inducción magnética coincide con la tangente a la línea magnética en un punto dado del campo (Fig. 73).

Como resultado de generalizar datos experimentales, los científicos franceses Biot y Savard establecieron que la inducción magnética B (intensidad del campo magnético) a una distancia r de un conductor recto infinitamente largo con corriente está determinada por la expresión

donde r es el radio del círculo trazado a través del punto del campo considerado; el centro del círculo está en el eje del conductor (2πr es la circunferencia);

I es la cantidad de corriente que fluye a través del conductor.

El valor μ a, que caracteriza las propiedades magnéticas del medio, se denomina permeabilidad magnética absoluta del medio.

Para el vacío, la permeabilidad magnética absoluta tiene un valor mínimo y generalmente se denota por μ 0 y se denomina permeabilidad magnética absoluta del vacío.

1 H = 1 ohmio⋅seg.

La relación μ a / μ 0, que muestra cuántas veces la permeabilidad magnética absoluta de un medio dado es mayor que la permeabilidad magnética absoluta del vacío, se llama permeabilidad magnética relativa y se denota con la letra μ.

EN Sistema internacional unidades (SI) unidades aceptadas de medida de inducción magnética B - tesla o weber en metro cuadrado(tl, wb/m2).

En la práctica de la ingeniería, la inducción magnética suele medirse en gauss (gs): 1 t = 10 4 gs.

Si en todos los puntos del campo magnético los vectores de inducción magnética son iguales en magnitud y paralelos entre sí, entonces dicho campo se llama uniforme.

El producto de la inducción magnética B y el área S perpendicular a la dirección del campo (vector de inducción magnética) se denomina flujo del vector de inducción magnética, o simplemente flujo magnético, y se denota con la letra Φ (Fig.74):

El Sistema Internacional utiliza el weber (wb) como unidad de medida del flujo magnético.

En los cálculos de ingeniería, el flujo magnético se mide en Maxwells (μs):

1 vb = 10 8 μs.

Al calcular los campos magnéticos, también se utiliza una cantidad llamada intensidad del campo magnético (indicada por H). La inducción magnética B y la intensidad del campo magnético H están relacionadas por la relación

La unidad de medida para la intensidad del campo magnético es N - amperio por metro (a/m).

La intensidad del campo magnético en un medio homogéneo, así como la inducción magnética, depende de la magnitud de la corriente, el número y la forma de los conductores por los que pasa la corriente. Pero a diferencia de la inducción magnética, la intensidad del campo magnético no tiene en cuenta la influencia de las propiedades magnéticas del medio.

Cuando la corriente pasa a través de un conductor recto, aparece un campo magnético a su alrededor (Fig. 26). Las líneas de fuerza magnéticas de este campo están ubicadas en círculos concéntricos, en cuyo centro se encuentra un conductor que transporta corriente.

norte
La dirección de las líneas del campo magnético se puede determinar mediante la regla de Gimlet. Si el movimiento hacia adelante de la barrena (Figura 27) alinee con la dirección de la corriente en el conductor, luego la rotación de su mango indicará la dirección de las líneas del campo magnético alrededor del conductor. Cuanto mayor es la corriente que pasa a través del conductor, más fuerte es el campo magnético que surge a su alrededor. Cuando cambia la dirección de la corriente, el campo magnético también cambia de dirección.

A medida que nos alejamos del conductor, las líneas del campo magnético son menos frecuentes.

Métodos de fortalecimiento de campos magnéticos. Para obtener campos magnéticos fuertes con corrientes bajas, generalmente se aumenta el número de conductores portadores de corriente y se les da forma de una serie de vueltas; Un dispositivo de este tipo se llama bobina.

Con un conductor doblado en forma de bobina (Fig. 28, a), los campos magnéticos formados por todas las secciones de este conductor tendrán la misma dirección dentro de la bobina. Por tanto, la intensidad del campo magnético dentro de la bobina será mayor que alrededor de un conductor recto. Al combinar se convierte en una bobina, campos magnéticos, con
creados por giros individuales, se suman (Fig.28, b) y sus líneas de fuerza se conectan en un flujo magnético común. En este caso, aumenta la concentración de líneas de campo dentro de la bobina, es decir, se intensifica el campo magnético en su interior. Cuanto mayor es la corriente que pasa a través de la bobina y cuantas más vueltas hay en ella, más fuerte es el campo magnético creado por la bobina.

Una bobina por la que fluye corriente es un imán eléctrico artificial. Para mejorar el campo magnético, se inserta un núcleo de acero dentro de la bobina; Un dispositivo de este tipo se llama electroimán.

ACERCA DE

También puede determinar la dirección del campo magnético creado por una vuelta o bobina usando su mano derecha (Fig. 29) y una barrena (Fig. 30).

18. Propiedades magnéticas de diversas sustancias.

Todas las sustancias, según sus propiedades magnéticas, se dividen en tres grupos: ferromagnéticas, paramagnéticas y diamagnéticas.

Los materiales ferromagnéticos incluyen hierro, cobalto, níquel y sus aleaciones. Tienen alta permeabilidad magnética. µ Y Se sienten bien atraídos por los imanes y electroimanes.

Los materiales paramagnéticos incluyen aluminio, estaño, cromo, manganeso, platino, tungsteno, soluciones de sales de hierro, etc. Los materiales paramagnéticos son atraídos por imanes y electroimanes muchas veces más débiles que los materiales ferromagnéticos.

Los materiales diamagnéticos no son atraídos por los imanes, sino que, por el contrario, son repelidos. Estos incluyen cobre, plata, oro, plomo, zinc, resina, agua, mayoría gases, aire, etc.

Propiedades magnéticas de los materiales ferromagnéticos. Los materiales ferromagnéticos, por su capacidad de magnetizarse, son muy utilizados en la fabricación de máquinas, dispositivos y otras instalaciones eléctricas eléctricas.

Curva de magnetización. El proceso de magnetización de un material ferromagnético se puede representar como una curva de magnetización (Fig. 31), que representa la dependencia de la inducción. EN de la tensión norte campo magnético (de la corriente magnetizante I ).

La curva de magnetización se puede dividir en tres secciones: Oh , en el que la inducción magnética aumenta casi proporcionalmente a la corriente magnetizante; ab , en el que el crecimiento de la inducción magnética se ralentiza, y el área de saturación magnética más allá del punto b , donde s adiccion EN de norte vuelve a ser lineal, pero se caracteriza por un lento aumento de la inducción magnética a medida que aumenta la intensidad del campo.

PAG
Remagnetización de materiales ferromagnéticos, bucle de histéresis.. Grande significado práctico, especialmente en Maquinas electricas e instalaciones de AC, tiene un proceso de inversión de magnetización de materiales ferromagnéticos. En la Fig. La Figura 32 muestra un gráfico de cambios en la inducción durante la magnetización y desmagnetización de un material ferromagnético (con un cambio en la corriente magnetizante I . Como se puede ver en este gráfico, a los mismos valores de intensidad del campo magnético, la inducción magnética obtenida al desmagnetizar un cuerpo ferromagnético (sección a B C ), se obtendrá más inducción durante la magnetización (secciones Oh Y Sí ). Cuando la corriente magnetizante se reduce a cero, la inducción en el material ferromagnético no disminuirá a cero, sino que conservará un cierto valor. EN r , correspondiente al segmento Acerca de . Este valor se llama inducción residual.

El fenómeno de retraso o retraso en los cambios en la inducción magnética a partir de los cambios correspondientes en la intensidad del campo magnético se llama histéresis magnética, y la preservación de un campo magnético en un material ferromagnético después de que la corriente magnetizante ha dejado de fluir se llama histéresis magnética. magnetismo residual.

PAG
Al cambiar la dirección de la corriente magnetizante, es posible desmagnetizar completamente el cuerpo ferromagnético y llevar la inducción magnética a cero. tensión inversa norte Con , en el cual la inducción en un material ferromagnético disminuye a cero se llama fuerza coercitiva. curva Oh , obtenida bajo la condición de que la sustancia ferromagnética haya sido previamente desmagnetizada, se denomina curva de magnetización inicial. La curva de cambio de inducción se llama bucle de histéresis.

La influencia de los materiales ferromagnéticos en la distribución del campo magnético.. Si coloca cualquier cuerpo hecho de material ferromagnético en un campo magnético, las líneas de fuerza magnética entrarán y saldrán de él en ángulo recto. En el cuerpo mismo y cerca de él, habrá una condensación de las líneas de campo, es decir, la inducción del campo magnético dentro del cuerpo y cerca de él aumenta. Si fabrica un cuerpo ferromagnético en forma de anillo, las líneas del campo magnético prácticamente no penetrarán en su cavidad interna (Fig. 33) y el anillo servirá como un escudo magnético que protegerá la cavidad interna de la influencia del campo magnético. . Esta propiedad de los materiales ferromagnéticos es la base de la acción de diversas pantallas que protegen los instrumentos de medición eléctrica, cables eléctricos y otros dispositivos eléctricos de los efectos nocivos de los campos magnéticos externos.