關於磁場、螺線管和電磁鐵

電流磁場

磁場不僅是由自然或人工產生的 永久磁鐵, 如果電流通過它，它也是導體。因此，磁現象和電現象之間存在聯繫。

不難確定在電流流過的導線周圍形成了磁場。將一根直線放在與其平行的可移動磁針上，並使電流通過它。箭頭將位於垂直於導線的位置。

什麼力可以使磁針旋轉？顯然，導線周圍產生的磁場強度。關閉電源，磁針會回到正常位置。這表明當電流被關閉時，電線的磁場也會消失。

因此，通過電線的電流會產生磁場。要找出磁針偏轉的方向，請應用右手定則。如果將右手放在導線上，掌心朝下，使電流方向與手指的方向重合，則彎曲的拇指會顯示導線下放置的磁針北極的偏轉方向.使用此規則並了解箭頭的極性，您還可以確定導線中電流的方向。

直線火成岩場具有同心圓的形狀。如果將右手放在導線上，掌心向下，使電流從手指流出，則彎曲的拇指將指向磁針的北極，這樣的磁場稱為圓形磁場。

圓場力線的方向取決於 電流方向 在導體中，由所謂的萬向節規則確定。如果萬向架在電流方向上精神扭曲，那麼其手柄的旋轉方向將與磁場的磁力線方向重合。應用此規則，如果知道電流產生的場的場線方向，則可以找出導線中電流的方向。

回到磁針實驗，你可以確保它的北端始終位於磁力線的方向。

因此，在電流通過的直線周圍會產生磁場。它具有同心圓的形狀，稱為圓形磁場。

鞋底等螺線管磁場

只要有電流流過電線，無論其形狀如何，任何電線周圍都會產生磁場。

我們處理的V電氣工程 不同類型的線圈由若干圈組成。為了研究感興趣線圈的磁場，讓我們首先考慮一匝磁場的形狀。

想像一圈粗線穿過一塊硬紙板並連接到電源。當電流通過線圈時，線圈的每個單獨部分周圍都會形成一個圓形磁場。根據 «gimbal» 規則，很容易確定迴路內部的磁力線具有相同的方向（朝向我們或遠離我們，取決於迴路中電流的方向）並且它們從一側出射由線圈的另一端進入，一系列這樣的線圈，呈螺旋狀，就是所謂的螺線管（線圈）。

當電流通過螺線管時，螺線管周圍會形成磁場。它是每一圈磁場相加的結果，形狀類似於直線磁鐵的磁場。與直線磁鐵一樣，螺線管的磁場線離開螺線管的一端並返回另一端。在螺線管內部，它們具有相同的方向。因此，螺線管的末端被極化。電源線出線的一端是電磁鐵的北極，電源線進線的一端是電磁鐵的南極。

螺線管極數可以通過右手法則確定，但為此您需要知道電流的方向。如果你把你的右手放在螺線管上，掌心向下，這樣電流就從手指流出，那麼彎曲的拇指將指向螺線管的北極……從這個規則可以得出螺線管的極性取決於在它的電流方向上。這在實踐中很容易檢查，只需將一根磁針放在其中一個螺線管極上，然後改變螺線管中電流的方向。箭頭會立即旋轉180°，即表示電磁鐵的磁極發生了變化。

螺線管具有吸引肺部有害物體的能力。如果在螺線管內放置一根鋼棒，一段時間後，在螺線管磁場的作用下，鋼棒就會被磁化。這種方法在生產中使用 永久磁鐵.

電磁鐵

電磁鐵 是一個線圈（螺線管），裡面有一個鐵芯。電磁鐵的形狀和大小各不相同，但它們的總體結構都是相同的。

電磁鐵的線圈是最常由紙板或纖維製成的框架，根據電磁鐵的用途具有不同的形狀。銅絕緣線分幾層纏繞在框架上 - 電磁鐵的線圈。它具有不同的匝數，由不同直徑的導線製成，具體取決於電磁鐵的用途。

為了保護線圈絕緣免受機械損壞，線圈覆蓋一層或多層紙或其他絕緣材料。繞組的首端和末端引出並連接到固定在框架上的輸出端子或連接到末端帶有耳朵的軟線。

電磁鐵的線圈安裝在由軟的退火鐵或鐵與硅、鎳等合金製成的鐵芯上。這種熨斗殘留最少 磁性... 芯通常由相互絕緣的薄片製成。磁芯的形狀可以不同，這取決於電磁鐵的用途。

如果電流通過電磁鐵的線圈，則在線圈周圍形成磁場，使鐵芯磁化。由於磁芯是由軟鐵製成的，因此會立即被磁化。如果你隨後關掉電流，磁芯的磁性也會很快消失，它就不再是磁鐵了。電磁鐵的磁極，如螺線管，由右手定則確定。如果在電磁鐵的線圈中和gmEat 當前方向，則電磁鐵的極性將相應改變。

電磁體的作用類似於永磁體。但是，兩者之間有很大的區別。永磁體始終具有磁性，而電磁鐵 - 只有當電流通過其線圈時。

另外，永磁體的吸引力不變，因為永磁體的磁通量不變。電磁鐵的吸引力不是恆定的，同一個電磁鐵可以有不同的引力。任何磁鐵的吸引力都取決於其磁通量的大小。

淤泥電磁鐵的吸引力及其磁通量取決於通過該電磁鐵線圈的電流大小。電流越大，電磁鐵的吸引力就越大，反之，電磁鐵線圈中的電流越小，它對磁性體的吸引力就越小。

但對於不同設計和尺寸的電磁鐵，其吸引力的強弱不僅僅取決於線圈中電流的大小。例如，如果我們取兩個設備和尺寸相同的電磁鐵，但一個的線圈數少，另一個的線圈數大得多，那麼很容易看出，在相同的電流下，吸引力後者會大得多。事實上，線圈數量越多，在給定電流下，線圈周圍產生的磁場就越大，因為它由每一匝的磁場組成。這意味著電磁鐵的磁通量以及相應的吸引力會隨著線圈匝數的增加而變大。

影響電磁鐵磁通量大小的還有一個原因。這是它的磁路質量。磁路是磁通量閉合的路徑。磁路具有一定的磁阻…… 磁阻取決於磁通量通過的介質的磁導率。這種介質的磁導率越大，其磁阻越低。

由於鐵磁體（鐵、鋼）的磁導率比空氣的磁導率大許多倍，因此製造電磁鐵使其磁路不包含空氣部分更有利可圖。電流強度與電磁鐵線圈匝數的乘積稱為磁動勢……磁動勢是用安匝數來衡量的。

例如，50 mA 的電流流過 1200 匝的電磁鐵的線圈。這種電磁鐵的磁動勢等於 0.05 NS 1200 = 60 安培。

磁動勢的作用類似於電路中電動勢的作用。正如 EMF 是電流的原因一樣，磁動勢會在電磁鐵中產生磁通量。正如在電路中，隨著 EMF 的增加，電流值增加，因此在磁路中，隨著磁動勢的增加，磁通量增加。

磁阻作用類似於電路電阻的作用。正如當電路的電阻增加時，電流減小一樣，在磁路中，磁阻的增加導致磁通量的減少。

電磁鐵的磁通量對磁動勢及其磁阻的依賴關係可以用類似於歐姆定律公式的公式表示：磁動勢=（磁通量/磁阻）

磁通量等於磁動勢除以磁阻。

每個電磁鐵的線圈匝數和磁阻都是一個常數值。因此，給定電磁鐵的磁通量僅隨流過線圈的電流的變化而變化。由於電磁鐵的吸引力是由它的磁通量決定的，要增加（或減少）電磁鐵的吸引力，就必須相應地增加（或減少）其線圈中的電流。

極化電磁鐵

極化電磁鐵是永磁體與電磁鐵的耦合。它是這樣佈置的，所謂的軟鐵磁極的延伸部分附在永磁體的磁極上。每個磁極作為一個電磁鐵芯，上面放著一個帶線圈的線圈。兩個線圈串聯連接。

由於磁極延伸部分直接連接到永磁體的磁極，因此即使在線圈中沒有電流的情況下它們也具有磁性；同時，它們的吸引力不變，由永磁體的磁通量決定。

極化電磁鐵的作用是，當電流流過其線圈時，其磁極的吸引力會根據線圈中電流的大小和方向而增加或減少。極化電磁鐵的這種特性是基於作用 電磁極化繼電器 和其他電氣設備。

磁場對載流導體的作用

如果將一根電線置於磁場中使其垂直於磁力線，並且電流通過該電線，則電線將開始移動並被磁場推動。

由於磁場與電流的相互作用，導體開始移動，即將電能轉化為機械能。

導線被磁場排斥的力取決於磁鐵磁通量的大小、導線中的電流以及力線交叉的那部分導線的長度。這個力的作用方向，即導體的運動方向，取決於導體中電流的方向，由左手法則決定。

如果你握住左手的手掌讓磁場線進入其中，伸出的四根手指轉嚮導體中電流的方向，那麼彎曲的拇指將指示導體的運動方向... 在應用此規則時，您必須記住磁力線從磁鐵的北極延伸。