磁場の強さ。磁化力

ワイヤーやコイルの周囲には常に電流が流れています。 磁場… 永久磁石の磁場は、原子内の電子の軌道上での運動によって引き起こされます。

磁場はその強さによって特徴付けられます。磁場の強さ H は機械的強度と同様です。それはベクトル量、つまり大きさと方向を持っています。

磁場、つまり磁石の周囲の空間は、磁石のN極から出てS極に入る磁力線で満たされていると表現できます（図1）。磁力線の接線は磁場の強さの方向を示します。

磁場は、磁力線が密集している場所 (磁石の極または電流が流れるコイルの内側) で強くなります。

コイルの電流 I と巻数 ω が大きくなるほど、ワイヤ付近 (またはコイル内部) の磁場が大きくなります。

空間内の任意の点における磁場 H の強度は、積 ∙ ω が大きくなり、磁力線の長さが短くなるほど大きくなります。

H = (I ∙ ω) / l。

この式から、磁場の強さを測定する単位はアンペア毎メートル (A / m) であることがわかります。

与えられた一様磁場の各磁線について、積 H1 ∙ l1 = H2 ∙ l2 = … = H ∙ l = I ∙ ω は等しくなります (図 1)。

米。 1.

磁気回路における積 H ・ l は電気回路における電圧に似ており磁気電圧と呼ばれ、磁気誘導線の全長に沿った磁力 (ns) Fm と呼ばれます。 Fm = H ・ l =わたし・ω。

磁化力 Fm はアンペアで測定されますが、技術的にはアンペアという名前の代わりにアンペアターンという名前が使用され、Fm が電流と巻き数に比例することが強調されます。

コアのない円筒形のコイル、その長さが直径よりもはるかに大きい (l≫d) 場合、コイル内の磁場は均一であると考えることができます。コイルの内部空間全体で同じ磁場強度 H を持ちます（図 1）。このようなコイルの外側の磁場は内側よりもはるかに弱いため、外部磁場は無視でき、計算では n と仮定されます。 c コイルは、コイル内の磁場の強さとコイルの長さを掛けた積に等しくなります。

ワイヤと電流コイルの磁場の極性はジンバルの法則によって決まります。ジンバルの前方への動きが電流の方向と一致する場合、ジンバ​​ル ハンドルの回転方向は磁力線の方向を示します。

の例

1. 2000 ターンのコイルには 3A の電流が流れます。 nとは何ですか？対コイル？

Fm = I ∙ ω = 3 ∙ 2000 = 6000 A。コイルの磁化の強さは 6000 アンペア ターンです。

2. 2500 ターンのコイルには n が必要です。 p. 10000 A. どのような電流が流れなければなりませんか?

I = Fm / ω = (I ∙ ω) / ω = 10000/2500 = 4 A。

3.コイルには電流 I = 2 A が流れますが、n を得るにはコイルを何回巻く必要がありますか。村8000A？

ω = Fm / I = (I ∙ ω) / I = 8000/2 = 4000 ターン。

4.長さ10cm、100回のコイル内では、磁場の強度H = 4000 A / mを確保する必要があります。コイルにはどのくらいの電流を流す必要がありますか?

コイルの磁化力は Fm = H ∙ l = I ∙ ω です。したがって、4000 A / m ∙ 0.1 m = I ∙ 100; I = 400/100 = 4A。

5. コイル (ソレノイド) の直径は D = 20 mm、長さは l = 10 cm で、コイルは直径 d = 0.4 mm の銅線で巻かれています。 4.5Vでスイッチを入れた場合、コイル内の磁界の強さはどれくらいですか?

絶縁体の厚さを考慮しない巻き数 ω = l∶d = 100∶0.4 = 250 巻き。

ループ長 π ∙ d = 3.14 ∙ 0.02 m = 0.0628 m。

コイルの長さ l1 = 250 ∙ 0.0628 m = 15.7 m。

コイルの有効抵抗 r = ρ ∙ l1 / S = 0.0175 ∙ (4 ∙ 15.7) / (3.14 ∙ 0.16) = 2.2 オーム。

電流 I = U / r = 4.5 / 2.2 = 2.045 A ≈ 2 A。

コイル内の磁場の強さ H = (I ∙ ω) / l = (2 ∙ 250) / 0.1 = 5000 A/m。

6. 電流 I = 100 A が流れる直線ワイヤから 1、2、5 cm の距離での磁場の強度を求めます。

H ∙ l = I ∙ ω という式を使ってみましょう。

直線ワイヤ ω = 1 および l = 2 ∙ π ∙ r の場合、

ここで、H = I / (2 ∙ π ∙ r) となります。

H1 = 100 / (2 ∙ 3.14 ∙ 0.01) = 1590 A/m; H2 = 795 A/m; H3 = 318 A/分。