Mikä on magneettikentän induktio?Tähän kysymykseen vastaamiseksi muistamme sähköodynamiikan perusteet. Kuten tiedetään, sähkökentässä oleva liikkumaton varauskuljetin q on esijännitetty voimalla F. Mitä suurempi varausarvo (riippumatta sen ominaisuuksista), sitä suurempi voima on. Tämä on jännitystä - yksi kentän ominaisuuksista. Jos nimeämme sen E: ksi, niin saamme:
E = F / q
В свою очередь, на подвижные заряды оказывают altistuminen magneettikentälle. Tässä tapauksessa voima ei kuitenkaan riipu pelkästään sähkövarauksen suuruudesta, vaan myös liikkeen suuntavektorista (tai tarkemmin sanoen nopeudesta).
Kuinka voimme tutkia kokoonpanoamagneettikenttä? Tunnetut tutkijat - Ampere ja Oersted - ratkaisivat tämän ongelman onnistuneesti. He sijoittivat sähkövirtaan johtavan piirin kenttään ja tutkivat vaikutuksen voimakkuutta. Kävi ilmi, että tulokseen vaikutti muodon suuntaus avaruudessa, mikä osoitti voimamomenttien suuntavektorin läsnäolon. Magneettikentän induktio (mitattuna Teslassa) ilmaistaan mainitun voimamomentin suhteessa piirin johtimen pinta-alan ja virtaavan sähkövirran tuloon. Itse asiassa se kuvaa itse kenttää, mikä on tässä tapauksessa välttämätöntä. Ilmaisemme kaiken sanotun yksinkertaisen kaavan avulla:
B = M / (S * I);
missä M on voimamomentin suurin arvo, riippuu muodon orientaatiosta magneettikentässä; S on muodon kokonaispinta-ala; I on johtimen virran arvo.
Koska magneettikentän induktio onvektorimäärän, niin edelleen tarvitaan sen suuntauksen löytäminen. Suurimman visuaalisen esityksen siitä tarjoaa tavallinen kompassi, jonka nuoli osoittaa aina pohjoisnavalle. Maan magneettikentän induktio suuntaa sen magneettisten voimajohtojen mukaan. Sama tapahtuu, kun kompassi asetetaan lähelle johtinta, jonka läpi virta kulkee.
Kuvaa ääriviivaa, tulisi ottaa käyttöön käsitemagneettinen momentti. Tämä on vektori, joka on numeerisesti yhtä suuri kuin S: n ja I: n tulo. Sen suunta on kohtisuora itse johtavan piirin ehdolliseen tasoon. Se voidaan määrittää oikeanpuoleisen ruuvin (tai saman vaimennuskohdan) tunnetulla säännöllä. Magneettikentän induktio vektoriesityksessä on sama kuin magneettisen momentin suunta.
Voimme siis johtaa kaavan ääriviivaan vaikuttavalle voimalle (kaikki suuruudet ovat vektoreita!):
M = B * m;
missä M on voimahetken kokonaisvektori; B - magneettinen induktio; m on magneettisen momentin arvo.
Vähintään mielenkiintoinen on magneettinen induktiosolenoidi. Se on sylinteri, jossa on kiedottu lanka, jonka läpi virtaa sähkövirta. Se on yksi sähkötekniikan käytetyimmistä elementeistä. Jokapäiväisessä elämässä jokainen ihminen kohtelee jatkuvasti solenoideja edes tietämättä sitä. Joten sylinterin sisällä olevan virran aiheuttama magneettikenttä on täysin tasainen, ja sen vektori on suunnattu koaksiaalisesti sylinterin kanssa. Mutta sylinterirungon ulkopuolella magneettinen induktiovektori puuttuu (yhtä suuri kuin nolla). Ilmoitettu pätee kuitenkin vain ihanteelliseen solenoidiin, jolla on ääretön pituus. Käytännössä rajoitus tekee kuitenkin omat mukautuksensa. Ensinnäkin, induktiovektoria ei koskaan verrata nollaan (kenttä rekisteröidään myös sylinterin ympärille), ja myös sisäinen kokoonpano menettää homogeenisuutensa. Mille sitten “ihanteellinen malli” on? Erittäin yksinkertainen! Jos sylinterin halkaisija on pienempi kuin pituus (yleensä, se on), niin solenoidin keskellä induktiovektori yhtyy käytännöllisesti katsoen ihanteellisen mallin tämän ominaisuuden kanssa. Kun tiedät sylinterin halkaisijan ja pituuden, voit laskea eron äärellisen solenoidin induktion ja sen ihanteellisen (ääretön) vastineen välillä. Se ilmaistaan yleensä prosentteina.
