Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

А вот и второй способ. Зная направление тока, всегда можно по правилу буравчика или по правилу часов (Р-32;2) определить, где у кольцевого тока северная магнитная область, а где южная (их часто тоже называют полюсами). И если внести компас в магнитное поле кольцевого тока, то можно дать названия полюсам стрелки.

Т-51. Катушка: ток последовательно проходит по нескольким виткам провода, и их магнитные поля суммируются. Если можно складывать магнитные поля отдельных участков проводника, свернув его в кольцо, то, конечно, можно еще больше усилить суммарное магнитное поле, если свернуть из проводника несколько колец и сблизить их (Р-33). Такой спиралевидный элемент называют катушкой индуктивности или просто катушкой.

Р-33

Ясно, чем больше витков у катушки, тем сильнее ее суммарное магнитное поле. А кроме того, поле, как всегда, зависит от тока, и поэтому способность катушки создавать магнитное поле (при данной конкретной величине тока) иногда оценивают ампер-витками — произведением тока I в амперах на число витков w.

Т-52. Ферромагнитные и парамагнитные вещества в разной степени усиливают магнитное поле, диамагнитные ослабляют его. Можно во много раз усилить магнитное поле катушки, если вставить в нее сердечник (Р-33;4) из так называемых ферромагнитных веществ. К их числу относятся железо (сталь), никель, кобальт, а также некоторые специальные сплавы и специальная керамика, содержащая окислы железа. Внешнее магнитное поле действует на кольцевые токи в атомах ферромагнитного вещества таким образом, что эти микроскопические магнитики поворачиваются в одну сторону и начинают создавать свое собственное магнитное поле, которое может оказаться во много раз сильнее внешнего, созданного током в катушке. Число, которое показывает, во сколько раз в том или ином веществе реальные магнитные силы превышают магнитные силы внешних полей, называют относительной магнитной проницаемостью μ (С-6).

У стали магнитная проницаемость около 7000. Это значит, что внутри стального сердечника, вставленного в катушку, магнитные силы поворачивали бы магнитную стрелку (это, конечно, мысленный эксперимент — стрелка внутри стального сердечника) в семь тысяч раз сильнее, чем внутри той же катушки, но без сердечника. Если в катушку вставлен стальной или иной ферромагнитный сердечник, то магнитное поле значительно усиливается и в нем самом, и во всей области вблизи катушки.

Все остальные вещества, кроме ферромагнитных, незначительно влияют на реальные магнитные силы. При этом некоторые вещества (парамагнитные) незначительно увеличивают эти силы, а другие (диамагнитные) незначительно ослабляют их.

Т-53. Основные характеристики магнитного поля — напряженность, индукция и магнитный поток. Мы затратили довольно много усилий на знакомство с электрическими явлениями, с процессами в электрических цепях. Хочется верить, что это было интересное знакомство, но во всех случаях это было знакомство полезное. Можно даже сказать, необходимое. Потому что любая электронная установка — это не что иное, как электрическая цепь, и чувствовать себя свободно и легко в мире электроники может только тот, кто глубоко понимает законы электрических цепей.

Во многих электронных приборах и установках работает не только электричество, но и магнетизм, и именно поэтому нужно иметь хотя бы самое общее представление о некоторых важных магнитных характеристиках и единицах их измерения.

Когда нам понадобились единицы измерения различных электрических характеристик — напряжения, тока, сопротивления, мощности, — то мы начали с минимальной порции электрического заряда, с электрона. Из него была сформирована реальная единица заряда — кулон, и дальше уже все пошло легко и просто — ампер, вольт, ом, ватт, фарада, джоуль (Т-29, Т-30).

С единицей магнетизма дело обстоит сложней. Во всяком случае, сделать эталоном какой-либо атомный кольцевой ток не удается. И в качестве единицы магнитных свойств, единицы магнетизма, выбраны магнитные свойства проводника, по которому идет ток в 1 ампер.

Знакомые нам электрические характеристики рассказывают о событиях в электрической цепи — об интенсивности движения зарядов (ток), их работоспособности (напряжение), а первопричину всех явлений — электрическое поле — мы оставили в стороне.