Для начала, начнем статью с магнитного поля вокруг проводника. Проводник, по которому течет электрический ток, будет создавать магнитное поле вокруг проводника, как показано на картинке ниже. Это поле имеет круглую форму и идет по всей длине проводника.
Из-за своей круглой формы магнитное поле не имеет определенных северных или южных полюсов, но считается, что оно течет по непрерывной круговой петле к неопределенному северному полюсу.
| Серия статей по индукторам |
|
Направление магнитного поля вокруг проводника можно запомнить с помощью правила хвата правой рукой. Представьте, что вы держите проводник правой рукой, как показано на картинке ниже, при этом большой палец указывает направление обычного тока от положительного к отрицательному. Пальцы правой руки, обвивающие проводник, указывают направление течения магнитного потока.
Магнитные поля вокруг параллельных проводников
Если два параллельных проводника пропускают одинаковый ток, направление магнитных полей вокруг каждого проводника будет взаимосвязано и противоположно друг другу между проводниками, как показано на картинке ниже, образуя область нулевого магнитного потока (отсутствие потока) между проводниками, это происходит между соседними проводниками вокруг оси катушки.
Магнитные поля вокруг катушек
Однако, когда проводник согнут в петлю или катушку, направление магнитных полей внутри катушки совпадает, концентрируя магнитный поток внутри катушки, как показано на картинке ниже:
Соленоид
Когда проволочные катушки образуют серию непрерывных петель, называемых соленоидом, описанные выше эффекты создают картину магнитного поля, аналогичную картине вокруг стержневого магнита, как показано на картинке ниже. Увеличение или уменьшение тока через индуктор увеличивает или уменьшает напряженность магнитного поля, придавая эффект стержневого магнита, но с переменной напряженностью поля.
Это изменяющееся магнитное поле может иметь несколько эффектов. Оно может быть использовано для создания движения, например, в электродвигателях, или оно может быть использовано для создания электрических эффектов в других проводниках, подверженных воздействию поля.
Поскольку эта серия статей имеет дело с сигналами переменного тока в статических компонентах, таких как катушки индуктивности и трансформаторы (а не с движущимися машинами, такими как двигатели или генераторы), описанные эффекты связаны с изменениями магнитных полей вокруг статических катушек индуктивности и изменениями тока через эти катушки индуктивности.
Термины, используемые в электромагнетизме
Магнитный поток — это название, данное магнитному эквиваленту электрического тока. Это поток магнетизма от северного к южному полюсу магнита. Магнитный поток течет вдоль линий магнитной силы, которые составляют магнитное поле.
Точно так же, как электрический ток, магнитному потоку легче проходить через некоторые материалы, чем через другие, например, мягкое железо обладает очень высокой проницаемостью. Это означает, что магнитному потоку очень легко проходить через него. Высокая проницаемость также может быть описана как очень низкое сопротивление потоку магнитного потока (сопротивление — это магнитный эквивалент сопротивления).
Воздух обладает большей сопротивляемостью и поэтому менее проницаем, чем железо. Поэтому потоку легче проходить через железо, чем через воздух, и во многих электромагнитных устройствах используется такой материал, как железо, для концентрации магнитного потока на небольшой площади и, таким образом, повышения эффективности таких устройств, как трансформаторы, двигатели и электромагниты.
В следующей статье мы с вами поговорим об индуктивности.
С Уважением, МониторБанк