Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Сравнение магнитной цепи с электрической приводит к некоторым очень важным практическим выводам. Вот один из них: если в замкнутой стальной магнитной цепи сделать небольшой воздушный зазор (Р-35;6), то он резко увеличит общее магнитное сопротивление цепи и ослабит общий поток— так участок с большим сопротивлением, последовательно включенный в электрическую цепь, резко уменьшает ток в ней. Очень важно, что при этом уменьшится и магнитная индукция в самой стали — это есть результат ослабления общего магнитного потока. А если параллельно воздушному зазору создать дополнительный путь с меньшим магнитным сопротивлением (Р-35;7), например приложить к зазору тонкую стальную пластинку, то магнитное сопротивление участка уменьшится (так уменьшалось сопротивление участка электрической цепи при ее шунтировании) и основной магнитный поток пойдет по пути наименьшего магнитного сопротивления (основной электрический ток в параллельной цепи тоже идет по пути наименьшего сопротивления), пойдет через магнитный шунт. Это интересное явление используется для записи сигналов на магнитную ленту (Т-231), в частности в магнитофонах и видеомагнитофонах.

Т-55. Электромагнитные взаимодействия позволяют использовать электроэнергию для выполнения механической работы. До сих пор мы знали, что ток, работая в электрической цепи, может создавать тепло и свет, может переносить некоторые вещества с одного электрода на другой (Т-22). Теперь же, после знакомства с магнитными свойствами тока, нетрудно представить себе, как электрический ток выполняет тяжелую механическую работу в электродвигателях.

Двигатели бывают самые разные, разные по устройству, по режиму работы, потребляемой электрической мощности, разные по характеру питающего их тока (к некоторым двигателям нужно подводить неизменное напряжение, к другим — обязательно меняющееся). Но во всех этих двигателях используется один и тот же принцип: по проводнику пропускают ток, магнитные силы внешнего магнита (или электромагнита) начинают двигать этот проводник, взаимодействуя с его собственным магнитным полем (Р-36).

Р-36

Сила этого взаимодействия, а значит, и работоспособность двигателя зависит от тока в его рабочих движущихся обмотках и от индукции внешнего магнитного поля: чем больше этот ток и чем больше индукция внешнего поля, тем мощнее двигатель. Поэтому, между прочим, в двигателях так много стальных деталей: они уменьшают магнитное сопротивление тех магнитных цепей, по которым замыкаются поля, при этом усиливается магнитный поток и, следовательно, индукция (Р-36;3).

На принципиальных схемах двигатель имеет свое обозначение. Для простоты его часто можно рассматривать как резистор и пользоваться всеми известными формулами, чтобы подсчитать ток в двигателе, его сопротивление, напряжение на зажимах или потребляемую двигателем мощность (Р-36;4).

Т-56. В проводнике, который движется в магнитном поле, индуцируется (наводится) электродвижущая сила. Долгие годы электричество и магнетизм были известны как совершенно разные, независимые явления. И только в 1820 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед обнаружил, что электрический ток действует на стрелку компаса и что, следовательно, магнетизм может появиться из электричества. После этого открытия естественно было предположить, что можно осуществить и обратное преобразование: из магнетизма получить электричество — ведь получают же из воды лед, а из льда воду. И электричество из магнетизма действительно было получено, но не сразу, а только через двадцать два года после открытия Эрстеда. Все эти годы ушли на выяснение одной, как теперь кажется, очень простой истины.

Электричество из магнетизма впервые получил замечательный английский физик Майкл Фарадей. Он самыми разными способами пытался расположить проводник возле магнита, полагая, что для получения тока нужно лишь придать проводнику удачную форму и найти ему удачное место в магнитном поле. И только спустя много лет Фарадей обнаружил, может быть даже случайно, что для получения тока в проводнике, кроме этого проводника и магнита, нужно еще одно обязательное слагаемое — движение. Электродвижущая сила на концах проводника, а при замкнутой цепи и ток в нем, появляется, если проводник определенным образом двигать в магнитном поле (Р-37;1). Это явление называется электромагнитной индукцией, или в переводе — электромагнитным наведением.

Р-37