Досаева Б. Т., Койшыбаев Н., Жаугашева С. А
жүктеу/скачать 4.06 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 3.3.4. Магнит ағыны
| Біртекті магнит өрісі. Соленоидтың ішіндегі магнит өрісі индукция сызықтарының параллелдігімен ғана емес, сонымен қатар осы өрістің барлық нүктелерінде индукция векторының модулі бойынша да, бағыты бойынша да бірдей болатындығымен сипатталады. Мұндай өрісті біртекті деп атайды. Осы кезде индукция сызықтарына перпендикуляр болатын аудан бірлігі арқылы өтетін индукция сызықтарының саны бірдей болады. Демек, біртекті өрістің барлық жерлерінде көршілес индуция сызықтарының аралықтары өзара бірдей болуы тиіс.
Біртекті магнит өрісі тек соленоидта ғана пайда болмайды. Полюстерінің мөлшерлері олардың арақашықтығынан көш үлкен болатын кезде, магниттің түрліше полюстерінің арасындағы магнит өрісі де біртекті болады (3.54-сурет). Тек полюстердің шеттеріне қарай өрісті біртекті деп санауға болмайды. Бір текті магнит өрісіндегі тоғы бар контурға немесе магнит стрелкасына контурды а қалыптан б қалыпқа бұратын F1 және F2 қос күштер ғана әсер етеді (3.55-сурет). Бұл күштердің бағытын сол қол ережесі бойынша табуға болады. Осы кезде магниттік күштер тек айналмалы қозғалысты ғана тудыра алады. Егер біртекті болмаса, онда тоғы бар контур өрістің индукциясы жоғарырақ болатын жаққа қарай өрістің теңгерілмеген күштерінің әсерінен ілгерлемелі де қозғала алады. 3.3.4. Магнит ағыны Магнит өрісінде тоғы бар өткізгішке күш әсер ететін болғандықтан, осы өткізгішті орын ауыстырған кезде жұмыс атқарылатындығы анық. Енді осы жұмыстың немен анықталатындығына тоқталайық. Екі мыс стерженді электр энергиясы көзіне жалғап (3.56-сурет) және оларды жылжымалы l өткізгішпен тұйықтайық. Сонда тізбекпен І тоқ өтеді. Қоршаған ортада индукциясы В болатын контур жазықтығына перпендикуляр біртекті магнит өрісін жасайық (3.56-суретте индукция сызықтары бізге қарай бағытталған және нүктелермен белгіленген). l өткізгішке FА ампер күші әсер етіп, ол оңға қарай жылжи бастайды. l өткізгішті b қашықтыққа орын ауыстырған кездегі жұмысты есептейік. Қарастырылып отырған жағдайда күш пен орын ауыстырудың бағыттары бірдей болғандықтан және FА= ВІl болатындықтан: А= FА= ВІlb. Егер тұйық тізбек қамтитын ауданды l өткізгіштің бастапқы қалпы кезінде S1 деп белгілесек, онда оның ақырғы қалпы кезінде S2 деп белгілейміз, сонда S=S2–S1 дегеніміз l өткізгіштің орын ауыстыруы кезінде тоқтың қамтитын ауданының өзгерісі болып табылады. 3.64-суреттен көріп отырғанымдай, S=lb, сондықтан А=ІBS. В S көбейтіндіні әрпі арқылы белгілеп, мынаған келеміз: BSB(S2–S1)= B S2– B S1=2–1=. Сөйтіп, тоғы бар өткізгіштің магнит өрісінде орын ауыстыруы кезінде атқарылған жұмыс А=І (3.72) формуламен беріледі екен. Енді шамасының физикалық мағынасын анықтайық. B мәні сан мәні жағынан индукция сызықтарына перпендикуляр орналасқан S ауданның бірлігі арқылы өтетін индукция сызықтарының санына тең болатындықтан, ВS дегеніміз В индукция S беттің барлық жерлерінде бірдей болатын кездегі S ауданды кесіп өтетін индукция сызықтарының жалпы саны болып табылады. шамасын магнит ағыны немесе B вектордың S бет арқылы ағыны деп атауға қабылданған. Сонымен, біртекті магнит өрісі кезінде магнит ағыны B шамасының S ауданға көбейтіндісімен өлшенеді екен: B S. (3.73) магнит ағыны скаляр шама болып табылады. Магнит ағынының ХБ жүйесінде өлшем бірлігі: 1 Тл1 м2 1 Тлм2 1 кгм2/с2 А 1 Вб ХБ жүйесінде бірлігі вебер (Вб). Вебер дегеніміз индукция сызықтарына перпендикуляр орналасқан 1 м2 бетті ондағы магнит өрісінің индукциясы 1 Тл болатын кезде кесіп өтетін магнит ағыны. (3.72) формула бойынша тоғы бар контурдың магнит өрісінде бұрылуы кезінде атқарылатын жұмысты есептеп шығаруға болады ( контурды тесіп өтетін магнит ағынының өзгерісін көрсетеді). Тоғы бар өткізгіштердің тудыратын магнит өрісінің индукциясы. Француз ғалымдары Ж. Био және Ф. Савар 1820 жылы түзу тоқтың қайсы-бір нүктеде тудыратын магнит өрісінің индукциясының тоқ күшіне тура пропорционал және r өткізгіштен осы нүктеге дейінгі қашықтыққа кері пропорционал болатындығын көрсетті (3.57-сурет). Шындығында да, индукциясы В болатын магнит өрісінде магнит өрісіне перпендикуляр орналасқан І тоғы бар ұзындығы l өткізгішке FАмакс = ВІl күштің әсер ететіндігін білеміз. Осыдан: В= FА макс / ВІl . FАмакс деп І1 тоқтың өрісінің оған параллель орналасқан І2 тоғы бар екінші өткізгіштің ұзындығы l кесіндісіне әсер ететін күшті алайық (3.58-сурет). Сонда В дегеніміз І1 тоқтың екінші І2 тоқ орналасқан жердегі В1 индукциясын білдіруі тиіс. FАмакс үшін (3.67) қатынасты пайдаланып, мынаған келеміз: В1= FА макс / І2l=орІ1І2l / 2πaІ2l=орІ1 / 2πa. а шамасын r мәнімен алмастырып және индекстерді ескермей, түзу сызықты тоқтың магнит индукциясын есептеу үшін қажетті формулаға келеміз: Bm= ор І /2πr (3.74) Кез келген формадағы тоғы бар өткізгіштің магнит өрісінің индукциясы кеңістіктің әрбір нүктесінде осы өткізгіштің жеке учаскелері тудыратын магнит өрістерінің геометриялық қосындысымен анықталады, оны теориялық жолмен есептеп шығаруға болады. Маңызды екі жағдай үшін алынған формулаларды келтіре кетейік: Дөңгелек І тоқтың центріндегі магнит өрісінің индукциясы Bд= ор І /2r, (3.75) мұндағы r –дөңгелек тоқтың радиусы. Орамдарының саны w және ұзындығы l өзінің диаметрінен көп үлкен болатын І тоғы бар соленоидтың ішіндегі магнит өрісінің индукциясы: Bсол=орІw / l. (3.76) Мұндай соленоидтың ішіндегі өріс біртекті болатындықтан, соленоидтағы магнит ағынын (3.73) формуламен беруге болады: сол=ВсолS, мұндағы S – соленоидтың көлденең қимасының ауданы. Всол шамасын (3.76) қатынаспен алмастырып, соленоидтың магнит ағынын есептеуге қажетті формуланы аламыз: сол=с(Іw / l)S. (3.77) Іw көбейтіндісін соленоидтың ампер – орамдар саны немесе оның магниттегіш күші деп атайды. жүктеу/скачать 4.06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|