Электромагнетизм и магнитные цепи.

Электромагнетизм - отрасль физики, изучающая законы и явления, связанные со взаимодействием и взаимозависимостью между ЭЛЕКТРИЧЕСТВОМ и МАГНЕТИЗМОМ. Область, в которой можно обнаружить действие электромагнитной системы называется электромагнитным полем. При изменении магнитного поля всегда можно обнаружить наличие электрического поля, и наоборот. И то, и другое поле можно считать электромагнитным. Частица, имеющая электрический заряд, оказывается в магнитном поле, только когда движется, и в электрическом поле, - когда неподвижна.

Магнитной цепью называется путь, по которому замы­кается магнитный поток. На рисунке (а) показан соленоид. Магнитная цепь здесь проходит через воздух. Магнитное сопротивление воздуха очень велико, поэтому даже при большой намагничивающей силе магнитный поток мал.

Для увеличения магнит­ного потока в состав маг­нитной цепи вводят фер­ромагнитные материалы (обычно литая или электро­техническая сталь), имею­щие меньшее магнитное сопротивление. Устройст­во, выполненное из ферро­магнитных материалов, в котором замыкается маг­нитный поток, называется магнитопроводом или сердечником.

На рисунке (б) представлен прямой электромагнит с разомкнутым сердечником. Магнитные линии только небольшую часть своего пути проходят по стальному сердечнику, большую же часть своего пути они проходят по воздуху. Полюсы электромагнита можно определить при помощи «правила буравчика».

Подковообразный электромагнит, изображенный на рисунке (в), представляет магнитную цепь с лучшими условиями для прохожде­ния магнитного потока. При такой конструкции поток Ф большую часть пути проходит по стали и меньшую часть от полюса N до полюса S по воздуху.

На рисунке (г) представлена конструкция магнитной цепи, при­меняемая в электромашиностроении и приборостроении. Между полюсами электромагнита помещается стальной якорь. Большую часть своего пути магнитные линии проходят по стали и только очень малую часть (от нескольких долей миллиметра до 2 - 3 мм) проходят по двум воздушным промежуткам.

Трансформаторы имеют замкнутый стальной сердечник (рис. (д)). Сердечники трансформаторов собирают из нескольких частей, но во время сборки принимают меры к тому, чтобы воздуш­ные зазоры между отдельными частями практически были равны нулю.

Магнитный поток, созданный намагничивающей силой, не весь замыкается по тому пути, который ему предназначен. Помимо рабочего магнитного потока, существует магнитный поток рассеяния, который замы­кается по воздуху вне того места, где используется рабочий поток. На рисунках б, в, г, д показан также поток рассеяния.