Ili kuelewa ni nini sifa ya uga wa sumaku, matukio mengi yanapaswa kufafanuliwa. Wakati huo huo, unahitaji kukumbuka mapema jinsi na kwa nini inaonekana. Jua ni nini sifa ya nguvu ya uwanja wa sumaku. Pia ni muhimu kwamba shamba kama hilo linaweza kutokea sio tu kwenye sumaku. Katika suala hili, hainaumiza kutaja sifa za uga wa sumaku wa dunia.
Matokeo ya Uwanja
Kwanza, tunapaswa kuelezea mwonekano wa uga. Baada ya hayo, unaweza kuelezea shamba la magnetic na sifa zake. Inaonekana wakati wa harakati za chembe za kushtakiwa. Inaweza kuathiri chaji za umeme zinazosonga, haswa kwenye kondakta za kondakta. Mwingiliano kati ya uga wa sumaku na chaji zinazosonga, au kondakta ambapo mkondo wa sasa unapita, hutokea kutokana na nguvu zinazoitwa sumakuumeme.
Uzito au sifa ya nguvu ya uga sumaku ndanihatua fulani ya anga imedhamiriwa kwa kutumia induction ya sumaku. Mwisho unaonyeshwa na ishara B.
Uwakilishi wa picha wa uga
Sehemu ya sumaku na sifa zake zinaweza kuwakilishwa kwa picha kwa kutumia mistari ya utangulizi. Ufafanuzi huu unaitwa mistari, tangents ambayo kwa wakati wowote itaambatana na mwelekeo wa vekta y ya induction ya sumaku.
Mistari hii imejumuishwa katika sifa za uga wa sumaku na hutumika kubainisha mwelekeo na ukubwa wake. Kadiri nguvu ya uga sumaku inavyoongezeka, ndivyo mistari zaidi ya data itakavyochorwa.
Mistari ya sumaku ni nini
Mistari ya sumaku katika kondakta iliyonyooka na mkondo ina umbo la mduara makini, ambao katikati iko kwenye mhimili wa kondakta huyu. Mwelekeo wa mistari ya sumaku karibu na waendeshaji na wa sasa imedhamiriwa na sheria ya gimlet, ambayo inasikika kama hii: ikiwa gimlet iko ili itawekwa ndani ya kondakta kwa mwelekeo wa sasa, basi mwelekeo wa kuzunguka kwa gimlet. mpini unalingana na mwelekeo wa mistari ya sumaku.
Kwa koili iliyo na mkondo wa umeme, mwelekeo wa uga wa sumaku pia utabainishwa na kanuni ya gimlet. Pia inahitajika kuzunguka kushughulikia kwa mwelekeo wa sasa katika zamu za solenoid. Mwelekeo wa mistari ya induction ya sumaku itafanana na mwelekeo wa harakati ya kutafsiri ya gimlet.
Ufafanuzi wa usawa na kutofanana ni sifa kuu ya uga sumaku.
Imeundwa na mkondo mmoja, chini ya hali sawa, ugaitatofautiana katika ukubwa wake katika vyombo vya habari tofauti kutokana na mali tofauti za sumaku katika dutu hizi. Sifa za sumaku za kati zina sifa ya upenyezaji kamili wa sumaku. Hupimwa kwa henries kwa kila mita (g/m).
Sifa ya uga sumaku ni pamoja na upenyezaji kamili wa sumaku wa utupu, unaoitwa sumaku thabiti. Thamani inayobainisha ni mara ngapi upenyezaji sumaku kamili wa kati utatofautiana na upenyezaji thabiti inaitwa upenyezaji wa sumaku wa jamaa.
upenyezaji wa sumaku wa dutu
Hii ni idadi isiyo na kipimo. Dutu zenye thamani ya upenyezaji chini ya moja huitwa diamagnetic. Katika vitu hivi, shamba litakuwa dhaifu kuliko katika utupu. Sifa hizi zipo katika hidrojeni, maji, quartz, fedha, n.k.
Vyombo vya habari vilivyo na upenyezaji wa sumaku zaidi ya moja vinaitwa paramagnetic. Katika vitu hivi, shamba litakuwa na nguvu zaidi kuliko utupu. Midia na dutu hizi ni pamoja na hewa, alumini, oksijeni, platinamu.
Katika kesi ya vitu vya paramagnetic na diamagnetic, thamani ya upenyezaji wa sumaku haitategemea volteji ya uga wa sumaku wa nje. Hii ina maana kwamba thamani ni thabiti kwa dutu fulani.
Ferromagnets ziko katika kikundi maalum. Kwa vitu hivi, upenyezaji wa sumaku utafikia elfu kadhaa au zaidi. Dutu hizi, ambazo zina sifa ya kuwa na sumaku na kukuza uga wa sumaku, hutumiwa sana katika uhandisi wa umeme.
Nguvu ya uwanja
Ili kubaini sifa za uga sumaku, pamoja na vekta ya uingiaji sumaku, thamani inayoitwa nguvu ya uga sumaku inaweza kutumika. Neno hili ni wingi wa vekta ambayo huamua ukubwa wa uwanja wa sumaku wa nje. Mwelekeo wa uga wa sumaku katika sehemu ya kati yenye sifa sawa katika pande zote, vekta ya nguvu italandana na vekta ya induction ya sumaku kwenye sehemu ya uga.
Sifa kali za sumaku za ferromagnets hufafanuliwa na kuwepo kwa sehemu ndogo zilizo na sumaku nasibu ndani yake, ambazo zinaweza kuwakilishwa kama sumaku ndogo.
Bila uga wa sumaku, dutu ya ferromagnetic inaweza kuwa haina sifa za sumaku, kwa kuwa sehemu za kikoa hupata mielekeo tofauti, na jumla ya uga wake wa sumaku ni sifuri.
Kulingana na sifa kuu za uwanja wa sumaku, ikiwa ferromagnet imewekwa kwenye uwanja wa sumaku wa nje, kwa mfano, kwenye koili iliyo na mkondo wa sasa, kisha chini ya ushawishi wa uwanja wa nje, vikoa vitageuka kwenye sumaku. mwelekeo wa uwanja wa nje. Aidha, uwanja wa magnetic kwenye coil utaongezeka, na induction ya magnetic itaongezeka. Ikiwa uwanja wa nje ni dhaifu vya kutosha, basi sehemu tu ya vikoa vyote ambavyo uwanja wa sumaku unakaribia mwelekeo wa uwanja wa nje utapinduka. Wakati nguvu ya uwanja wa nje inavyoongezeka, idadi ya vikoa vinavyozunguka itaongezeka, na kwa thamani fulani ya voltage ya nje ya shamba, karibu sehemu zote zitazungushwa ili mashamba ya magnetic iko kwenye mwelekeo wa shamba la nje. Hali hii inaitwa kueneza kwa sumaku.
Uhusiano kati ya induction ya sumaku na nguvu
Uhusiano kati ya uingizaji wa sumaku wa dutu ya ferromagnetic na nguvu ya uga wa nje unaweza kuonyeshwa kwa kutumia grafu inayoitwa curve ya sumaku. Katika bend ya grafu ya curve, kiwango cha ongezeko la induction ya magnetic hupungua. Baada ya bend, ambapo mvutano hufikia kiwango fulani, kueneza hutokea, na curve huinuka kidogo, hatua kwa hatua kupata sura ya mstari wa moja kwa moja. Katika sehemu hii, uingizaji bado unakua, lakini polepole na tu kutokana na kuongezeka kwa nguvu ya uga wa nje.
Utegemezi wa picha wa data ya kiashirio si wa moja kwa moja, ambayo ina maana kwamba uwiano wao si mara kwa mara, na upenyezaji wa sumaku wa nyenzo sio kiashirio cha mara kwa mara, lakini inategemea uga wa nje.
Mabadiliko katika sifa za usumaku za nyenzo
Unapoongeza mkondo hadi kueneza kamili katika koili yenye msingi wa ferromagnetic na kisha kuipunguza, mkondo wa usumaku hautaambatana na mkunjo wa upunguzaji sumaku. Kwa nguvu ya sifuri, induction ya sumaku haitakuwa na thamani sawa, lakini itapata kiashiria fulani kinachoitwa induction ya mabaki ya sumaku. Hali ya kulegalega kwa induction ya sumaku kutoka kwa nguvu ya sumaku inaitwa hysteresis.
Ili kuondoa kabisa sumaku ya msingi ya ferromagnetic kwenye koili, inahitajika kutoa mkondo wa kinyume, ambao utaleta mvutano unaohitajika. Kwa ferromagnetic mbalimbalivitu, sehemu ya urefu tofauti inahitajika. Kubwa ni, nishati zaidi inahitajika kwa demagnetization. Thamani ambayo nyenzo hiyo imeondolewa kabisa sumaku inaitwa nguvu ya kulazimisha.
Kwa kuongezeka zaidi kwa sasa katika coil, induction itaongezeka tena kwa index ya kueneza, lakini kwa mwelekeo tofauti wa mistari ya magnetic. Wakati demagnetizing katika mwelekeo kinyume, induction mabaki itapatikana. Jambo la sumaku ya mabaki hutumiwa kuunda sumaku za kudumu kutoka kwa vitu vilivyo na sumaku ya juu ya mabaki. Nyenzo zenye uwezo wa kutengeneza sumaku upya hutumika kuunda core za mashine na vifaa vya umeme.
Sheria ya mkono wa kushoto
Nguvu inayoathiri kondakta na mkondo ina mwelekeo uliowekwa na utawala wa mkono wa kushoto: wakati kiganja cha mkono wa bikira kinapatikana kwa njia ambayo mistari ya sumaku huingia ndani yake, na vidole vinne vinapanuliwa. katika mwelekeo wa sasa katika kondakta, kidole kilichopigwa kinaonyesha mwelekeo wa nguvu. Nguvu hii ni ya kawaida kwa vekta ya uingizaji na ya sasa.
Kondakta inayobeba sasa inayosogea katika uwanja wa sumaku inachukuliwa kuwa mfano wa mori ya umeme inayobadilisha nishati ya umeme kuwa nishati ya kiufundi.
Sheria ya mkono wa kulia
Wakati wa kusogezwa kwa kondakta katika uwanja wa sumaku, nguvu ya kielektroniki inaingizwa ndani yake, ambayo ina thamani sawia na induction ya sumaku, urefu wa kondakta inayohusika na kasi ya harakati zake. Utegemezi huu unaitwa induction ya sumakuumeme. Katikakuamua mwelekeo wa EMF iliyosababishwa katika kondakta, utawala wa mkono wa kulia hutumiwa: wakati mkono wa kulia unapatikana kwa njia sawa na katika mfano kutoka kushoto, mistari ya sumaku huingia kwenye kiganja, na kidole kinaonyesha mwelekeo wa harakati ya kondakta, vidole vilivyonyoshwa vinaonyesha mwelekeo wa EMF iliyosababishwa. Kondakta anayesonga katika mtiririko wa sumaku chini ya ushawishi wa nguvu ya nje ya mitambo ni mfano rahisi zaidi wa jenereta ya umeme ambayo nishati ya mitambo inabadilishwa kuwa nishati ya umeme.
Sheria ya induction ya sumakuumeme inaweza kuundwa kwa njia tofauti: katika saketi iliyofungwa, EMF inasukumwa, kukiwa na mabadiliko yoyote katika mtiririko wa sumaku unaofunikwa na saketi hii, EFE katika saketi ni sawa kiidadi na kasi ya mabadiliko. ya mtiririko wa sumaku unaofunika mzunguko huu.
Fomu hii hutoa kiashirio cha wastani cha EMF na kuashiria utegemezi wa EMF si kwa mtiririko wa sumaku, lakini kwa kasi ya mabadiliko yake.
Sheria ya Lenz
Pia unahitaji kukumbuka sheria ya Lenz: ya sasa inayotokana na mabadiliko katika uga wa sumaku unaopita kwenye saketi, uga wake wa sumaku huzuia mabadiliko haya. Ikiwa zamu za coil hupigwa na fluxes ya magnetic ya ukubwa tofauti, basi EMF iliyoingizwa kwenye coil nzima ni sawa na jumla ya EMF kwa zamu tofauti. Jumla ya fluxes ya sumaku ya zamu tofauti za coil inaitwa uhusiano wa flux. Kipimo cha kipimo cha kiasi hiki, pamoja na mtiririko wa sumaku, ni weber.
Wakati mkondo wa umeme katika saketi unapobadilika, mtiririko wa sumaku iliyoundwa nayo pia hubadilika. Wakati huo huo, kwa mujibu wa sheria ya induction ya umeme, ndanikondakta, EMF inasababishwa. Inaonekana kuhusiana na mabadiliko ya sasa katika kondakta, kwa hiyo jambo hili linaitwa binafsi induction, na EMF induced katika conductor inaitwa self-induction EMF.
Muunganisho wa Flux na mtiririko wa sumaku hutegemea sio tu nguvu ya mkondo, lakini pia saizi na umbo la kondakta fulani, na upenyezaji wa sumaku wa dutu inayozunguka.
Uingizaji wa kondakta
Mgawo wa uwiano unaitwa uingizaji wa kondakta. Inahusu uwezo wa kondakta kuunda uhusiano wa flux wakati umeme unapita ndani yake. Hii ni moja ya vigezo kuu vya nyaya za umeme. Kwa mizunguko fulani, inductance ni mara kwa mara. Itategemea saizi ya contour, usanidi wake na upenyezaji wa sumaku wa kati. Katika kesi hii, nguvu ya sasa katika mzunguko na flux ya sumaku haitajalisha.
Fafanuzi na matukio yaliyo hapo juu yanatoa ufafanuzi wa uga sumaku. Tabia kuu za uwanja wa sumaku pia hutolewa, kwa msaada wa ambayo inawezekana kufafanua jambo hili.
