Как изменится магнитное поле катушки
Как вы узнали, при введении железного сердечника в катушку с током его магнитное действие усиливается.
| • | Как изменяется магнитное поле катушки с током при введении в нее поочередно сердечников из стали, стекла, сухого дерева, пластмассы, меди и алюминия? |
| • | Зависит ли магнитное поле проводника с током от свойств окружающего его пространства? Ответ обоснуйте. |
Исследованние
- Подсоедините к источнику постоянного тока две катушки: одну в неподвижном состоянии, а другую — подвешенную на шелковой нити.
- Замкнув цепь, приблизьте катушку на шелковой нити (на рисунке показано схематически) к неподвижной катушке (a). Обратите внимание, с какого расстояния возникает магнитное взаимодействие.
- Повторите опыт, поместив внутрь неподвижной катушки железный сердечник, и проследите, как изменилось магнитное взаимодействие (b).
- Повторите опыт, заменив железный сердечник поочередно на медный и стеклянный сердечники, и сравните возникшие явления с результатами предыдущих опытов.
- В каком случае магнитное взаимодействие между катушками с током усилилось, а в каком случае ослабло?
- Какой вывод можно сделать из исследования о зависимости магнитного поля от свойства вещества?
В ходе исследования вы определили, что помещенное в магнитное поле катушки с током вещество (сердечник) изменяет это поле: железный сердечник существенно усиливает магнитное поле, а медный и стеклянный сердечники ослабляют магнитное поле.
• Вещества, способные изменить магнитное поле, называются магнетиками.
Почему магнетики по-разному измененют магнитное поле? При отсутствии сердечника внутри катушки с током вектор магнитной индукции обозначим (модуль магнитной индукции в воздухе считается равным модулю магнитной индукции в вакууме).
как изменится магнитное поле катушки при увеличении тока в 1,5 раза?
Магнитный поток ПРЯМО пропорционален току через катушку. А кадратичная зависимость — это энергия магнитного поля (плотность энергии) , а не само поле.
Остальные ответы
то есть 1,5 в квадрате раз. В 2,25, наверное. раза, увеличится.
Похожие вопросы
Ваш браузер устарел
Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.
Физика магнитного поля катушки с током
Катушка (называемая также соленоидом) представляет собой каркас (чаще всего цилиндрической формы) с расположенным на нем проводником. Причем, применяемый провод обязательно должен быть изолированным. Количество витков в обмотке может быть любым. Вокруг нее при прохождении тока образуется магнитное поле (МП).
Ориентация катушки относительно магнитных полюсов
Визуализация силовых линий
Какова форма магнитных линий магнитного поля катушки с током, а также, каково их направление, позволяет увидеть металлическая стружка. Ее частицы выстраиваются в том же направлении, что и магнитные линии магнитного поля катушки с током.
Использование металлической стружки для визуализации магнитных линий
Такой способ визуализации позволяет понять, что линии магнитного поля катушки с током являются замкнутыми. Следует сказать, что не выявлено в природе монополей или элементарных магнитных зарядов. Оба магнитных полюса — северный и южный взаимосвязаны и не могут существовать по отдельности.
Как себя проявляет катушка с током
Индуктивность катушки зависит от числа витков, используемых в обмотке. При изменении силы тока в катушке изменяется и сила магнитного поля. Чем больше сила тока в катушке, тем эффективнее будет проявлять себя поле. Силовая характеристика МП называется индукцией. Для ее расчета используют формулу, схожую с выражением для петли с током, но только в нее вводится еще один параметр — количество витков. При наличии множества витков магнитное поле кольцевой или цилиндрической катушки с током существенно усиливается в сравнении с полем одного витка (петли).
Виды катушек
При увеличении силы тока в катушке магнитное поле расширяется, а при уменьшении силы тока в катушке магнитное поле сокращается. Кроме того, магнитное поле значительно увеличивается, если внутри катушки находится сердечник из магнитного материала. Используя сердечники, сделанные из железа, никеля, ферритов, можно усилить магнитное поле катушки в десятки раз.
Катушке свойственно такое же поведение, что и стержневому магниту, один конец которого соответствует северному полюсу, а другой — южному. Силовые линии ее МП представляют собой замкнутые кривые, которые всегда направлены с севера на юг вне катушки (или магнита) и с юга на север внутри соленоида (или магнита).
МП катушки и постоянного магнита
Если соленоид очень длинный, то при прохождении электротока внутри него создается достаточно равномерное МП, линии которого расположены параллельно и на одинаковом расстоянии. Снаружи (вне соленоида) поле ослабляется и практически исчезает. Такое свойство имеет магнитное поле кольцевой и цилиндрической катушек. Проще говоря, отсутствие внешнего МП свойственно индуктивностям и цилиндрической, и кольцевой формы. При увеличении силы тока действие магнитного поля любой катушки с током усиливается. Если же эта сила уменьшается, индукция снижается. Поэтому есть возможность регулировать МП катушки, меняя силу электротока, протекающего по обмотке или количество ее витков.
Правило, позволяющее определить направление
Для определения направления МП применяют способ, названный правилом правой руки.
Определение направления МП
Анализ вышеописанного способа позволяет понять, как можно изменить магнитное поле катушки с током, а если точнее, то переполюсовать его. Для этого достаточно изменить направление пропускаемого по обмотке электротока, то есть поменять в источнике напряжения «плюс» с «минусом».
Расчет магнитной индукции
Магнитное поле кольцевой катушки, известной также под названием тороид, представляют в виде концентрических кругов, сосредоточенных внутри катушки. Вне тороида поле отсутствует. Магнитная (электромагнитная) индукция В вычисляется по формуле:
Вычисление магнитной индукции
Из формулы вытекает, что при использовании сердечника, сделанного из материала, магнитная проницаемость которого выше, чем у вакуума, происходит усиление магнитной индукции. Поэтому магнитное поле кольцевой катушки или любой другой существенно возрастает, если внутри нее располагается ферромагнитный сердечник.
У некоторых материалов, называемых диамагнетиками (в частности цинк, медь) магнитная проницаемость несколько ниже, чем у вакуума, поэтому магнитное поле катушки с током можно ослабить, если поместить внутрь стержень из подобного материала.
Если ввести в формулу индукции плотность намотки n = N/2πr (витков на метр), то получим следующее выражение:
Выражение для индукции
Отсюда становится понятна внесистемная ранее применявшаяся практиками единица магнитной индукции — ампер-виток на сантиметр.
Цилиндрическую катушку, если ее длина значительно превышает диаметр, можно считать частью тороида очень большого, практически бесконечного радиуса. Тогда магнитное поле цилиндрической катушки можно рассчитать, воспользовавшись формулой для тороида и заменив в ней буквой L выражение 2πr, поскольку это и есть длина намотки.
Индукция соленоида
Из формулы следует, что индукция от диаметра катушки не зависит, но при увеличении диаметра для создания прежней индукции потребуется большая электрическая мощность.
Катушки с железным сердечником называют электромагнитами. Сегодня их используют практически во всех сферах. Самое известное применение — перенос тяжелых металлических грузов. Тормозная система многих транспортных средств также снабжена электромагнитом.
Как изменить магнитное поле катушки с током, имея в своем распоряжении железный стержень, диаметр которого чуть меньше диаметра
Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.
решение вопроса
Связанных вопросов не найдено
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
поделиться знаниями или
запомнить страничку
- Все категории
- экономические 43,679
- гуманитарные 33,657
- юридические 17,917
- школьный раздел 612,662
- разное 16,911
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
- Обратная связь
- Правила сайта