Перейти к содержимому
46. Электромагнетизм

46. Электромагнетизм

Соленоид

Проводник, свитый в виде спирали, называется соленоидом.

Напряженность магнитного поля внутри соленоида, через который проходит ток, пропорциональна числу ампер-витков, приходящихся на 1 см длины соленоида:

(76) \[ H = \frac{1.256 \cdot I \cdot W}{l} \]
где \( H \) — напряженность магнитного поля внутри соленоида (Генри);
\( I \cdot W \) — ампер-витки соленоида;
\( l \) — длина соленоида.

Магнитная индукция — произведение напряженности поля на коэффициент магнитной проницаемости:

(77) \[ B = \mu H \]
где \( B \) — магнитная индукция (Генри);
\( \mu \) — коэффициент магнитной проницаемости;
\( H \) — напряженность магнитного поля.

Магнитный поток соленоида пропорционален числу ампер-витков, площади поперечного сечения соленоида и обратно пропорционален длине соленоида (Вебер):

(78) \[ \Phi = \frac{1.256 \cdot I \cdot W \cdot S}{l} \]

Электромагнит

Соленоид со вставленным в него стальным сердечником называется железным или электромагнитом.

Подъемная сила одного полюса электромагнита прямо пропорциональна площади поперечного сечения электромагнита и квадрату величины магнитной индукции (грамм):

(79) \[ F = \frac{B^2 \cdot S}{8 \pi \cdot 981} \] 
где \( F \) — подъемная сила электромагнита, г;
\( B \) — магнитная индукция, равная \( \mu H \);
\( S \) — площадь поперечного сечения электромагнита, см².

Электромагнитная индукция

Явление возникновения электродвижущей силы в проводнике, находящемся в магнитном поле, называется электромагнитной индукцией.

Величина ЭДС при этом пропорциональна скорости изменения магнитного потока, пронизывающего проводник:

(80) \[ E = \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} \cdot 10^{-8} \]
где \( \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} \) — скорость изменения магнитного потока.

Самоиндукция

Самоиндукция — возникновение ЭДС в контуре при изменении в нем тока.

Величина ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения величины тока и коэффициенту самоиндукции (индуктивности):

(81) \[ E_l = L \cdot \frac{\Delta I}{\Delta t} \]
где \( E_l \) — ЭДС самоиндукции;
\( L \) — индуктивность контура;
\( \frac{\Delta I}{\Delta t} \) — скорость изменения тока.

Индуктивность \( L \) характеризует способность данной электроцепи (контура, катушки) индуктировать в себе ЭДС самоиндукции. Величина ее зависит от геометрических размеров контура и от числа витков:

(81а) \[ L = {\frac{0.4 \cdot \pi \cdot W^2 \cdot S}{l}}10^{-8} \]
где \( W \) — число витков;
\( l \) — длина катушки, м;
\( S \) — площадь поперечного сечения катушки, м².

Взаимоиндукция

Взаимоиндукция — возникновение ЭДС в проводнике, находящемся на некотором удалении от проводника с током, при изменении магнитного поля вокруг последнего.

ЭДС взаимоиндукции пропорциональна скорости изменения тока в первичном контуре (катушке) и взаимоиндуктивности:

(82) \[ E_{вз} = M \cdot \frac{\Delta I}{\Delta t} \]
где \( M \) — взаимоиндуктивность;
\( \frac{\Delta I}{\Delta t} \) — скорость изменения тока в первичном контуре.

Взаимоиндуктивность \( M \) характеризует способность данных электроцепей (контуров, катушек) взаимно индуктировать ЭДС при изменении величины протекающего в них тока. Она зависит от геометрических размеров катушек и их взаимного расположения.

46. Электромагнетизм