चुंबकीय क्षेत्र शक्ती. चुंबकीय शक्ती

वायर किंवा कॉइलभोवती नेहमी विद्युत प्रवाह असतो चुंबकीय क्षेत्र… स्थायी चुंबकाचे चुंबकीय क्षेत्र हे अणूमधील त्यांच्या कक्षेतील इलेक्ट्रॉनच्या हालचालीमुळे होते.

चुंबकीय क्षेत्र त्याच्या सामर्थ्याने दर्शविले जाते. चुंबकीय क्षेत्राची सामर्थ्य एच हे यांत्रिक सामर्थ्यासारखे आहे. हे एक वेक्टर प्रमाण आहे, म्हणजेच, त्याची परिमाण आणि दिशा आहे.

चुंबकीय क्षेत्र, म्हणजेच चुंबकाच्या सभोवतालची जागा, चुंबकीय रेषांनी भरलेली म्हणून दर्शविली जाऊ शकते, जी चुंबकाच्या उत्तर ध्रुवातून बाहेर पडून दक्षिण ध्रुवात प्रवेश करते असे मानले जाते (चित्र 1). चुंबकीय रेषेच्या स्पर्शिका चुंबकीय क्षेत्राच्या ताकदीची दिशा दर्शवतात.

चुंबकीय क्षेत्र अधिक मजबूत असते जेथे चुंबकीय रेषा अधिक घन असतात (चुंबकाच्या ध्रुवांवर किंवा विद्युत प्रवाह वाहून नेणाऱ्या कॉइलच्या आत).

कॉइलचा करंट I आणि वळणांची संख्या ω जितकी जास्त असेल तितके वायरजवळ (किंवा कॉइलच्या आत) चुंबकीय क्षेत्र जास्त असेल.

अंतराळातील कोणत्याही बिंदूवर H चे चुंबकीय क्षेत्राचे सामर्थ्य जितके जास्त असेल तितके उत्पादन ∙ ω आणि चुंबकीय रेषेची लांबी जितकी लहान असेल तितकी:

H = (I ∙ ω) / l.

चुंबकीय क्षेत्राची ताकद मोजण्याचे एकक म्हणजे अँपिअर प्रति मीटर (A/m) या समीकरणावरून हे लक्षात येते.

दिलेल्या एकसमान क्षेत्रामध्ये प्रत्येक चुंबकीय रेषेसाठी, उत्पादने H1 ∙ l1 = H2 ∙ l2 = … = H ∙ l = I ∙ ω समान आहेत (चित्र 1).

तांदूळ. १.

चुंबकीय सर्किट्समधील उत्पादन H ∙ l हे इलेक्ट्रिक सर्किट्समधील व्होल्टेजसारखे असते आणि त्याला चुंबकीय व्होल्टेज म्हणतात, आणि चुंबकीय प्रेरण रेषेच्या संपूर्ण लांबीसह घेतल्यास चुंबकीय शक्ती (ns) Fm म्हणतात: Fm = H ∙ l = मी ∙ ω.

चुंबकीय शक्ती Fm अँपिअरमध्ये मोजली जाते, परंतु तांत्रिक व्यवहारात, अँपिअर नावाऐवजी, अँपिअर-टर्न हे नाव वापरले जाते, जे Fm वर्तमान आणि वळणांच्या संख्येच्या प्रमाणात आहे यावर जोर देते.

कोर नसलेल्या दंडगोलाकार कॉइलसाठी, ज्याची लांबी त्याच्या व्यास (l≫d) पेक्षा खूप जास्त आहे, कॉइलमधील चुंबकीय क्षेत्र एकसमान मानले जाऊ शकते, म्हणजे. कॉइलच्या संपूर्ण अंतर्गत जागेत समान चुंबकीय क्षेत्र शक्ती H सह (चित्र 1). अशा कॉइलच्या बाहेरील चुंबकीय क्षेत्र तिच्या आतील भागापेक्षा खूपच कमकुवत असल्याने, बाह्य चुंबकीय क्षेत्राकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते आणि गणनामध्ये असे गृहीत धरले जाते की एन. c कॉइल कॉइलच्या लांबीच्या गुणाकार कॉइलच्या आतील फील्ड ताकदीच्या गुणाकाराच्या समान असते.

वायर आणि वर्तमान कॉइलच्या चुंबकीय क्षेत्राची ध्रुवीयता गिंबल नियमाद्वारे निर्धारित केली जाते. जर जिम्बलची पुढची हालचाल विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेशी जुळत असेल, तर जिम्बल हँडलच्या फिरण्याची दिशा चुंबकीय रेषांची दिशा दर्शवेल.

ची उदाहरणे

1. 3 A चा प्रवाह 2000 वळणांच्या कॉइलमधून वाहतो. एन म्हणजे काय. v. कॉइल्स?

Fm = I ∙ ω = 3 ∙ 2000 = 6000 A. कॉइलची चुंबकीय शक्ती 6000 अँपिअर-वळण आहे.

2. 2500 वळणाच्या कॉइलमध्ये n असणे आवश्यक आहे. p. 10000 A. त्यातून कोणता विद्युतप्रवाह वाहायला हवा?

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

3.विद्युतप्रवाह I = 2 A कॉइलमधून वाहतो. n प्रदान करण्यासाठी कॉइलमध्ये किती वळणे असणे आवश्यक आहे. गाव 8000 A?

ω = Fm / I = (I ∙ ω) / I = 8000/2 = 4000 वळणे.

4. 100 वळणांसह 10 सेमी लांबीच्या कॉइलच्या आत, चुंबकीय क्षेत्राची ताकद H = 4000 A / m याची खात्री करणे आवश्यक आहे. कॉइलमध्ये किती विद्युत प्रवाह असावा?

कॉइलचे चुंबकीय बल Fm = H ∙ l = I ∙ ω आहे. म्हणून, 4000 A / m ∙ 0.1 m = I ∙ 100; I = 400/100 = 4 A.

5. कॉइलचा व्यास (सोलोनॉइड) D = 20 मिमी आहे, आणि त्याची लांबी l = 10 सेमी आहे. कॉइलला d = 0.4 मिमी व्यासासह तांब्याच्या तारेने जखम केली आहे. जर ते 4.5V वर चालू केले असेल तर कॉइलमधील चुंबकीय क्षेत्राची ताकद किती असेल?

इन्सुलेशनची जाडी विचारात न घेता वळणांची संख्या ω = l∶d = 100∶0.4 = 250 वळणे.

लूपची लांबी π ∙ d = 3.14 ∙ 0.02 m = 0.0628 m.

कॉइलची लांबी l1 = 250 ∙ 0.0628 m = 15.7 मी.

कॉइलचा सक्रिय प्रतिकार r = ρ ∙ l1 / S = 0.0175 ∙ (4 ∙ 15.7) / (3.14 ∙ 0.16) = 2.2 Ohm.

वर्तमान I = U/r = 4.5 / 2.2 = 2.045 A ≈2 A.

कॉइलच्या आतील चुंबकीय क्षेत्राची ताकद H = (I ∙ ω) / l = (2 ∙ 250) / 0.1 = 5000 A/m.

6. ज्या सरळ वायरमधून वर्तमान I = 100 A वाहते त्यापासून 1, 2, 5 सेमी अंतरावर चुंबकीय क्षेत्राची ताकद निश्चित करा.

H ∙ l = I ∙ ω हे सूत्र वापरू.

सरळ वायरसाठी ω = 1 आणि l = 2 ∙ π ∙ r,

जेथून H = I / (2 ∙ π ∙ r).

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