Страница:Радиолюбитель 1927 г. №08.djvu/31

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


Д JVo 8 РАДИОЛЮБИТЕЛЬ

305 д

Электротехника радиолюбителю

VI. Магнитное действие тока и электромагнитная индукция

ПОМИМО теплового действия, электрический ток отличается еще своим магпптпым действием. Почти все, чем живет современная электротехника — динамоыатнпы, альтернаторы, электродвигатели, трансформаторы, большинство измерительных приборов и т. и. — все это основано на магнптпом действии тока. Существование радиотехники было бы пемыс- лимо без магнитного действия тока — достаточно указать иа катушку самоиндукция, телефон и т. п. В настоящей статье мы остановим паше вннмаппе па явлениях, связанных с маг- питвым действием тока.

Магнитное поле

Прежде всего мы вкратце напомним о том, что представляет собой магнитное поле. Во всяком магните, будь он естественный пли искусственный, всегда имеются два полюса: северный и южный. Отделить один полюс от другого не представляется никакой возможности. Мы внаем, что одноименные полюса двух магнитов отталкиваются, а разноименные притягиваются друг к другу. Существует закоп, открытый Кулоном, который дает количественную оценку этому правилу и определяет силу взаимодействия между полюсами магнитов. Мы не станем теперь останавливаться па этом законе, напомним только, что пространство, внутри которого проявляется сила магнита, называется магнитным полем. Это поле представляют как совокуппость так называемых силовых магнитных липни, вдоль которых совершается действие магнита. Если сделать допущение, что существует пичтожно-малый

Рис. 1. Силовое поле магнита.

магвит с одним только северным полюсом, то силовая линия оказывается тем путем, по которому передвигался бы этот воображаемый магнитик (п) вблизи магнита NS (рис. 1). На основании вакова Кулона и правила сложения сил, такие линии можно было бы построить. Напомним еще, что форму силовых линий можно получить, если покрыть магвит бумагой в рассыпать на ней железные опилки. Все силовые линии выходят из северного полюса (У) магнита и входят в южный (S). Чем они гуще, тем сильнее магнитные силы, поэтому действие магнита сильнее всего у его полюсов.

Магнитное поле электрического тока

Мапзитное поле образуется также при прохождении электрического тока. Так, иа рис. 3 показаны силовые магвитные лниии, возникающие вокруг провода, по которому течет электрический ток. Направление этих линий (т.-е. направленно движения воображаемого магпита и с одним только северным полюсом) зависит от направления тока во проводу. Чем сильпео ток, тем больше силовых линий и том д&лыпо проявляет себя магнитное действио.

Гораздо сальнее магнитное действио тока, когда он течет по катушке. Но рис. 4 изображено силовое поле катушки — силовые линии замыкаются вокруг всех витков, выходя ив верхнего витка и входя в пижний. Такая катушка действует как магвит. Место выхода

силовых линий является ссвсрпым полюсом, а мосто их входа — южным. Обычно магнитное действие связано с величипой магнитного потока, т.-с. с количеством силовых линий и

Рис. 2. Присутствие меди не изменяет картину магнитного поля; железо же вбирает в себя силовые линии.

с их плотностью (густотой) — чем больше магнитный поток и чем он гуще, тем сильнее магнитное действие.

Между магнитным потоком, который обозначают буквой Ф, силой тока (i) и числом витков катушки (w) существует такое соотношение

Это простая формула имеет такой же впеш- пин вид, как гакоп Ома — величипа магнитного потока Ф уподобляется в пей силе тока. Произведение i. w — ампер витки, иначе называемая магнитнодвижущей силой (по аналогии с эдс), a Rw обозначает так называемое магнитное сопротивление, которое зависит от длины магнитного потока и площади его сечения, подобно сопротивлению провода электрическому току. Эта формула нам говорит, что магнитный поток, а вместе с ним и магнитное действие будут тем сильвее, чем больше число витков, сильнее ток и меньше магнитное сопротивление, т.-е. чем короче катушка и чем больше ее диаметр.

Если оставить тот же ток i и поместить внутри катушки железный стержень (рис. 4), то магнитное действие катушки значительно возрастет и мы получим так называемый электромагнит. Оказывается, пи одно вещество пе

Рис. 3. Магнитное поле провода, по которому течет ток.

в состоянии задержать силовые магннтпые липни. Последние всегда представляют замкнутые линии в они располагаются внутри любого тола, примерно, те к же, как в воздухе. Только железо, сталь, чугун, никель (во смешивать с никелином) и кобальт так называемые ферромагнитные тела, представляют для силовых линий в р. раз меньшео сопротивление, чем воздух, где ц (греческая буква .шо‘) представляет так называемую ыигпытную проницаемость. В то время, как у воздуха и большинства тел р= 1, у ферромагнитных тел оно меняется от 2.500 до 50. Когда мы вставляем внутрь катушки жолезо, мы значительно облегчаем путь силовым лпивям па участке, занимаемом железом а силовых лнний становится

значительно больше. Все они проходят виутри железа и место их выхода представляет северный полюс N, а место входа — южный <9.

Величипа магиитпого потока, поделенная на площадь его поперечного сечения в квадратных см, дает его плотность, которую иначе называют ыагпитной индукцией, и обозначают буквой В. Казалось бы, что вместе с увеличением намагничивающего тока должна в такой же степени увеличиваться индукция. Это и происходит, когда магнитная цепь не имеет железа. На рис. 6 показана зависимость между магнитной индукцией В, магпнтпой проницаемостью р железа и намагничивающим током i. Мы видим, что при индукции В = 14.000, проницаемость сильно падает, и железо становится настолько насыщенпым силовыми линиями, что дальнейшее увеличение тока лишь незначительно увеличивает магнитный поток. Это обстоятельство принимается во внимание при расчете трансформаторов, дросселей и т. п. устройств, у которых магнитный поток должен в точности повторять происходящие колебания тока.

Магнитная защита

Возвращаясь к силовому полю, изображенному на рис. 1, мы должны отметить, что изнутри магнита силовые линии продолжаются.

Рис. 4. Магнитное поле катушки, по которой течет ток, имеет такой же вид, как поле магнита.

как показано на рис. 2. Если внести в поле магнита кусок железа, то все ближайшие силовые линии предпочтут проделать более длпн- пый, во зато и более легкий путь через железо и силовое поле около него исказится. Наоборот, присутствие меди (см. рис. 2) вовсе не отразится иа картине поля, и силовые ливни будут продолжать свой путь через медь так же, как через воздух (их магнитные сопротивления приблизительно равны). Свойство железа вбирать в себя силовые магнитные ливни используется в железных экранах. Так например, усилители в передающих станциях помещаются в железных ящиках, отчего аосторон- иие садовые линии аамыкаются через экран в не проникают внутрь усилителя. Такое применение экрана называется магнитной защитой.

Электромагнитная индукция

В вышеприведенных примерах магвитвое поле появлялось вследствие прохождения электрического тока. II наоборот, мы можем получить электрический ток с помощью магннтнзма. Оказывается, что в катушке появляется эдс, когда через нее проходит изменяющийся маг- натпый поток. Такое явление носит название электромагнптпой индукции. Совершенно безразлично, откуда появлялся маг-

Рис. 5. Магнитное поле катушки с железным сердечником.