Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

14.2: Електромагнетизм

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    101623

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Детальні експерименти показали, що магнітне поле, вироблене електричним струмом, завжди орієнтується перпендикулярно напрямку потоку. Простий метод показу цієї залежності називається правилом лівої руки. Простіше кажучи, ліве правило говорить про те, що лінії магнітного потоку, вироблені струмоведучим проводом, будуть орієнтовані в тому ж напрямку, що і згорнуті пальці лівої руки людини (в положенні «автостопом»), при цьому великий палець спрямований у напрямку потоку електронів:

    00307.png

    Магнітне поле оточує цей прямий шматок струмоведучого дроту, лінії магнітного потоку не мають певних «північних» або «південних» полюсів.

    Хоча магнітне поле, що оточує струмопровідний провід, дійсно цікаве, воно досить слабке для загальних кількостей струму, здатне відхилити стрілку компаса і не набагато більше. Для створення більш сильної сили магнітного поля (а отже, і більшого потоку поля) при однаковій кількості електричного струму, ми можемо обмотати дріт у форму котушки, де кружляють магнітні поля навколо дроту з'єднаються для створення більшого поля з певною магнітною (північ і південь) полярністю:

    00308.png

    Величина сили магнітного поля, що генерується намотаним дротом, пропорційна струму через провід, помноженому на кількість «витків» або «обгортань» дроту в котушці. Ця сила поля називається магніторушійною силою (ммф), і дуже аналогічна електрорушійній силі (Е) в електричному ланцюзі.

    Електромагніт - це шматок дроту, призначений для генерації магнітного поля з проходженням через нього електричного струму. Хоча всі струмопровідні провідники виробляють магнітні поля, електромагніт зазвичай будується таким чином, щоб максимізувати напругу магнітного поля, яке він виробляє для спеціального призначення. Електромагніти знаходять часте застосування в дослідженнях, промисловості, медичних та споживчих товарах.

    Як електрично керований магніт, електромагніти знаходять застосування в найрізноманітніших «електромеханічних» пристроях: машинам, які впливають на механічну силу або рух за допомогою електричної енергії. Мабуть, найбільш очевидним прикладом такої машини є електродвигун.

    Інший приклад - реле, перемикач з електричним управлінням. Якщо механізм контакту перемикача побудований таким чином, що він може бути приведений в дію (відкритий і закритий) за допомогою застосування магнітного поля, а котушка електромагніту розміщена в безпосередній близькості, щоб створити це необхідне поле, можна буде відкрити і закрити перемикач шляхом застосування струму через котушку. По суті, це дає нам пристрій, що дозволяє електриці контролювати електроенергію:

    00394.png

    Реле можуть бути сконструйовані для приведення в дію декількох контактів перемикача, або керувати ними в режимі «зворотного» (напруга котушки розмикає контакт перемикача, а відключення котушки дозволить йому знову закрити пружину).

    00395.png

    Рецензія

    • Коли електрони протікають через провідник, навколо цього провідника буде вироблятися магнітне поле.
    • Правило лівої руки стверджує, що лінії магнітного потоку, вироблені струмоведучим проводом, будуть орієнтовані в тому ж напрямку, що і згорнуті пальці лівої руки людини (в положенні «автостопом»), при цьому великий палець спрямований у напрямку потоку електронів.
    • Сила магнітного поля, що виробляється струмоведучим проводом, може бути значно збільшена шляхом формування дроту в котушку замість прямої лінії. Якщо намотати у формі котушки, магнітне поле буде орієнтовано уздовж осі довжини котушки.
    • Сила магнітного поля, що створюється електромагнітом (називається магніторушійною силою, або ммф), пропорційна добутку (множенню) струму через електромагніт і кількості повних «витків» котушки, утворених дротом.