Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

А вот все основные магнитные характеристики — это характеристики магнитного поля. Одна из них — напряженность поля (Н) — показывает, с какой силой магнитное поле в данной точке действовало бы на определенный пробный магнит, скажем на проводник с током в 1 А, если бы действие происходило в вакууме (Р-34;1). События переносятся в вакуум, чтобы исключить всякое влияние среды, и поэтому можно считать, что напряженность поля — это абсолютно чистая характеристика: она говорит только о возможности магнита, который создает магнитное поле. И ни о чем другом. Единица напряженности — ампер на метр (а/м). Магнитное поле с такой напряженностью появляется на расстоянии 16 сантиметров от проводника, по которому идет ток в 1 ампер.

Р-34

Если напряженность говорит о том, что могло бы делать магнитное поле, то вторая характеристика — индукция — говорит о том, что оно делает реально, с учетом среды (Р-34;2). Магнитная индукция (5) показывает реальную силу, с которой поле в данной точке действует на пробный магнит. Единица магнитной индукции — тесла (Т или Тл).

Представьте себе, что в равномерное магнитное поле, созданное огромным магнитом, поместили проводник, по которому идет ток в 1 А. Так вот, если такое поле действует на такой проводник с током силой в 1 Н (ньютон), то мы говорим, что в каждой точке поля, через которую этот проводник проходит, магнитная индукция составляет 1 теслу. Довольно часто вместо теслы пользуются другой, более мелкой единицей магнитной индукции из другой системы единиц. Это гаусс (Гс), который в 10 000 раз меньше теслы (1 Тл = 10 000 Гс; 1 Гс = 0,0001 Та).

Что такое метр или ампер, можно себе представить. А как представить себе магнитное поле с индукцией 1 Тл или 1 Гс? Для иллюстрации этих единиц отметим, что магнитное поле вблизи сильного магнита может достигать нескольких десятков тысяч Гс, то есть нескольких Тл. Магнитное поле вблизи стрелки компаса едва превышает сотню Гс (0,01 Тл). Магнитное поле Земли вблизи ее поверхности может быть меньше 0,01 Гс (0,000 001 Тл).

Индукция говорит о реальных магнитных силах в определенной точке поля. А какие общие силовые возможности у данного магнита? Насколько велико пространство, где действует известная величина индукции? Об этом косвенно рассказывает такая характеристика магнитного поля, как магнитный поток (обозначается буквой Ф). Магнитный поток определяется так: выделяют площадку, перпендикулярную направлению магнитных сил, и смотрят, чему равна магнитная индукция не в одной какой-нибудь точке, а на всей площадке. Величина индукции, умноженная на площадь площадки, и называется магнитным потоком. Магнитную индукцию уместно сравнить с весом одной дождевой капли, а магнитный поток — с весом всех капель, ударяющих в данную минуту по району, где идет дождь. Единица магнитного потока в системе СИ — вебер (Вб), он соответствует индукции в 1 Тл, действующей на площади 1 м².

Т-54. Путь, по которому замыкается магнитное поле, часто называют магнитной цепью. Можно провести полезную аналогию между электрической цепью, по которой идет ток, и тем «бубликом», по которому замыкается магнитное поле (Р-35;1). Роль генератора в такой магнитной цепи играет сам магнит или электромагнит — катушка. Ток в электрической цепи можно сравнить с общим магнитным потоком, который как бы выходит из одного полюса магнита и входит в другой. А магнитное сопротивление будет отображать влияние среды на величину магнитного потока подобно тому, как сопротивление электрической цепи отображает влияние среды, где протекает ток, на величину этого тока.

Р-35

Существует даже закон Ома для магнитной цепи (Р-35;2), он имеет внешнее сходство с законом Ома для электрической цепи. Так, например, отмечается, что магнитный поток пропорционален так называемой магнитодвижущей силе, которую в случае электромагнита определяют ампер-витки катушки: чем больше эти ампер-витки, тем сильнее общий магнитный поток. Кроме того, магнитный поток обратно пропорционален магнитному сопротивлению: если полюсы магнита, который находился в воздухе, замкнуть магнитопроводом из стали, то резко (в 7000 раз) уменьшится магнитное сопротивление цепи и увеличится магнитный поток.