O campo magnético do solenóide. Eletroímãs

Sem dúvida, todos na infância gostavam de brincarímã. Para obter um íman permanente era muito simples: para este propósito, era necessário encontrar uma coluna antiga, extrair dele um alto-falante de reprodução de som e, depois de simples "ações de vandalismo", tirar dela um ímã de anel. Não é surpreendente que muitos realizem um experimento com limas de metal e uma folha de papel. A serragem estava localizada ao longo das linhas de tensão do campo.

Na engenharia elétrica, uma distribuição muito maiornão recebeu permanentes, mas eletroímãs. Sabe-se do curso da física que, quando uma corrente flui através de um condutor, é criado um campo magnético ao redor desse último, cujo valor está diretamente relacionado ao valor atual da corrente.

Duvidos podem repetir a experiência mais simplesOersted, quando uma bússola é colocada ao lado do condutor rectilíneo com a corrente. Neste caso, a flecha se desviará do pólo norte geográfico do planeta (perpendicular ao fio). A direção do desvio pode ser determinada com a ajuda da regra da mão direita: coloque a mão direita paralela à palmeira do condutor para baixo. 4 dedos devem indicar a direção da corrente. Em seguida, o polegar dobrado de 90 graus marca o lado de deflexão da seta. Ao redor do fio direto, o campo magnético parece um cilindro com um fio no meio. Mas as linhas de tensão formam anéis.

Na engenharia elétrica, esses campos magnéticossão usados ​​principalmente em bobinas. Muitas vezes, pode-se ouvir a expressão "campo magnético de uma solenóide". Imagine uma unha comum e um fio fino isoladamente. Enrolando uniformemente o fio na unha, nós conseguimos um solenóide. Nesse caso, o prego afeta o campo magnético do solenóide, mas este é um tópico completamente diferente. É importante entender o que exatamente significa o termo. Se agora conectar a bobina à fonte de corrente, então, em torno dela, surgirá um campo magnético.

A energia do campo magnético do solenóideé diretamente proporcional ao valor da indutância e ao quadrado da corrente que passa pelas voltas. Por sua vez, a indutância depende do quadrado do número de voltas. Neste caso, é necessário levar em conta o design do enrolamento: pode ser um caso simples com uma camada de voltas, e também uma estrutura multicamada, onde a direção atual nas voltas tem um efeito corretivo sobre a energia total. Os solenóides são usados ​​nos esquemas de bondes, mecanismos de corte, contatores, etc.

O campo magnético do solenóide éAnéis que emergem de uma extremidade do enrolamento e entrando no outro. Dentro da bobina, as linhas de força não são interrompidas, mas se propagam em um meio dielétrico ou ao longo de um núcleo condutor. Corolário: o campo do solenóide é polar. As linhas saem do pólo norte magnético e retornam ao pólo sul. Não é difícil adivinhar que o campo magnético do solenóide depende da polaridade da fonte de corrente conectada às extremidades do fio. As propriedades magnéticas do solenóide praticamente coincidem com o ímã permanente. Isso permite que o solenóide seja usado como um eletroímã. Na produção, você pode ver as gruas, que em vez do gancho colocou um disco de eletroímã. Este é o "big brother" do solenóide - o enrolamento no núcleo. A peculiaridade de todos os eletroímãs é que as propriedades magnéticas existem somente quando a corrente flui através das voltas.

Além dos solenóides, os toróides costumam ser usados. Estas são as mesmas voltas de fio, mas enroladas em um circuito magnético circular. Por conseguinte, o campo magnético do solenóide e do toróide são diferentes. A principal característica é que as linhas de força do campo magnético se propagam ao longo do núcleo magnético dentro da própria bobina, e não fora dela, como no caso de um solenóide. Tudo isto indica uma maior eficiência das bobinas no material magneticamente condutor do anel. Conseqüência: os transformadores toroidais são confiáveis ​​e têm menos perdas que suas contrapartes usuais.