Opće informacije

Na iznenađujući način, ideje jedne osobe mogu uticati na kasniji razvoj. ljudsko društvo općenito. Takva osoba je bio Michael Faraday, koji nije bio previše upućen u zamršenosti savremene matematike, ali je savršeno razumio fizičko značenje do tada poznate informacije o prirodi elektriciteta i magnetizma zbog koncepta interakcija polja koji je iznio.

Postojanje modernog društva, zasnovanog na upotrebi elektriciteta, magnetizma i elektrodinamike, dugujemo plejadi izuzetnih naučnika. Među njima treba istaći Ampera, Ersteda, Henrija, Gausa, Vebera, Lorenca i, naravno, Maksvela. U konačnici su nauku o elektricitetu i magnetizmu doveli u jedinstvenu sliku, koja je poslužila kao osnova za čitavu kohortu pronalazača koji su svojim kreacijama stvorili preduvjete za nastanak modernog informatičkog društva.

Živimo okruženi elektromotorima i generatorima: oni su naši prvi pomoćnici u proizvodnji, transportu i kod kuće. Svaka osoba koja poštuje sebe ne može zamisliti postojanje bez frižidera, usisivača i mašine za pranje veša. Prioritet je i mikrotalasna rerna, fen, mlin za kafu, mikser, blender i - krajnji san - električna mlin za meso i mašina za hleb. Naravno, klima je također užasno korisna stvar, ali ako nema sredstava za kupovinu, onda će i jednostavan ventilator.

Za neke muškarce zahtjevi su nešto skromniji: krajnji san najnesposobnijeg muškarca je električna bušilica. Neki od nas, bezuspješno pokušavajući upaliti automobil na četrdeset stepeni mraza i beznadežno mučeći starter (također elektromotor), potajno sanjaju o kupovini automobila Tesla Motors sa elektromotorima i baterijama kako bi zauvijek zaboravili na probleme s benzinom i dizel motore.

Električni motori su posvuda: voze nas u liftovima, prevoze nas podzemnom željeznicom, vozovima, tramvajima, trolejbusima i brzim vozovima. Dovoze nam vodu na podove nebodera, upravljaju fontanama, crpe vodu iz rudnika i bunara, kotrljaju čelik, dižu tegove, rade u raznim dizalicama. A rade i mnoge druge korisne stvari, pokrećući mašine alatke, alate i mehanizme.

Čak se i egzoskeleti za osobe s invaliditetom i za vojsku izrađuju pomoću električnih motora, a da ne spominjemo čitavu armiju industrijskih i istraživačkih robota.

Danas električni motori rade u svemiru - pomislite samo na rover Curiosity. Oni rade na kopnu, pod zemljom, na vodi, pod vodom, pa čak i u zraku - ako ne danas, onda sutra (članak napisan u novembru 2015.) letjelica Solar Impulse 2 konačno će završiti svoj put oko svijeta, i to bez posade aviona na elektromotorima jednostavno nema brojeva. Ne bez razloga, prilično ozbiljne korporacije sada rade na uslugama dostave pošte pomoću bespilotnih letjelica.

Istorijat

Izgrađena 1800. godine od strane italijanskog fizičara Alessandra Volte, hemijska baterija, kasnije nazvana po pronalazaču "Voltaični stub", zaista se pokazala kao "rog izobilja" za naučnike. Omogućio je pokretanje električnih naboja u provodnicima, odnosno stvaranje struja. Nova otkrića koja su koristila voltaični stup kontinuirano su slijedila jedno za drugim raznim poljima fizike i hemije.

Na primjer, engleski naučnik Sir Humphrey Davy je 1807. godine, proučavajući elektrolizu taline natrijum i kalijum hidroksida, dobio metalni natrijum i kalijum. Ranije, 1801. godine, otkrio je i električni luk, iako ga Rusi smatraju otkrićem Vasilija Vladimiroviča Petrova. Petrov je 1802. opisao ne samo sam luk, već i mogućnosti njegove praktične primjene za potrebe topljenja, zavarivanja metala i izvlačenja iz ruda, kao i za rasvjetu.

Ali najviše važno otkriće Danski fizičar Hans Christian Oersted je napravio: 21. aprila 1820. godine, tokom demonstracije eksperimenata na predavanju, uočio je odstupanje igle magnetnog kompasa pri uključivanju i isključivanju električne struje koja teče kroz provodnik u obliku žice. Tako je po prvi put potvrđena veza između elektriciteta i magnetizma.

Sljedeći korak napravio je francuski fizičar André Marie Ampere nekoliko mjeseci nakon što se upoznao sa Oerstedovim eksperimentom. Zanimljiv je tok rezonovanja ovog naučnika, iznetog u porukama koje je on jednu za drugom slao Francuskoj akademiji nauka. U početku, posmatrajući okretanje igle kompasa na provodniku sa strujom, Amper je sugerirao da je magnetizam Zemlje uzrokovan i strujama koje teku oko Zemlje u smjeru od zapada prema istoku. Iz ovoga je zaključio da se magnetna svojstva tijela mogu objasniti kruženjem struje unutar njega. Nadalje, Amper je prilično hrabro zaključio da su magnetska svojstva bilo kojeg tijela određena zatvorenim električnim strujama unutar njega, a magnetska interakcija nije posljedica posebnih magnetskih naboja, već jednostavno kretanja. električnih naboja, odnosno struja.

Amper je odmah preuzeo pilot studija ove interakcije i utvrdili da se provodnici sa strujom koja teče u jednom smjeru privlače, au suprotnom odbijaju. Međusobno okomiti provodnici ne komuniciraju jedan s drugim.

Teško je odoljeti citiranju zakona koji je Amper otkrio u svojoj formulaciji:

„Sila interakcije pokretnih naelektrisanja je proporcionalna proizvodu ovih naelektrisanja, obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih, kao u Coulombovom zakonu, ali, osim toga, zavisi i od brzina ovih naelektrisanja i smera kretanja. njihovo kretanje."

Tako su u fizici otkrivene fundamentalne sile koje zavise od brzina.

Ali pravi proboj u nauci o elektricitetu i magnetizmu bilo je otkriće tog fenomena od strane Michaela Faradaya. elektromagnetna indukcija- pojava električne struje u zatvorenom kolu pri promeni magnetni fluks prolazeći kroz njega. Bez obzira na Faradaya, fenomen elektromagnetne indukcije otkrio je i Joseph Henry 1832. godine, koji je usput otkrio i fenomen samoindukcije.

Faradayjeva javna demonstracija 29. avgusta 1831. izvedena je na instalaciji koju je izumio, a koja se sastojala od voltaičnog stupa, prekidača, gvozdenog prstena, na koji su na suprotnim stranama bila namotana dva identična namotaja bakarne žice. Jedan od zavojnica je bio spojen na bateriju preko prekidača, a galvanometar je bio spojen na krajeve drugog. Kada je struja uključena i isključena, galvanometar je zabilježio pojavu struje različitih smjerova u drugom namotu.

U Faradayevim eksperimentima, električna struja, nazvana indukcijska struja, također se pojavila kada je magnet umetnut u zavojnicu ili izvučen iz zavojnice napunjenog na mjerni krug. Slično, struja se pojavila i kada je manji kalem sa strujom umetnut/izvučen/izvučen iz većeg namotaja iz prethodnog eksperimenta. I pravac indukciona struja obrnuto prilikom umetanja/vađenja magneta ili mala zavojnica sa strujom u skladu sa pravilom koje je formulisao ruski naučnik Emil Kristijanovič Lenc. 1833. godine.

Na osnovu izvedenih eksperimenata, Faraday je izveo zakon za elektromotorna sila kasnije nazvan po njemu.

Ideje i rezultate Faradejevih eksperimenata preispitao je i uopštio drugi veliki sunarodnik - briljantni engleski fizičar i matematičar James Clerk Maxwell - u svoja četiri diferencijalne jednadžbe elektrodinamike, kasnije nazvane Maxwellove jednadžbe.

Treba napomenuti da se u tri od četiri Maxwellove jednadžbe magnetska indukcija pojavljuje u obliku vektora magnetskog polja.

Magnetna indukcija. Definicija

Magnetna indukcija je vektor fizička količina, koji je karakteristika snage magnetno polje (njegovo djelovanje na nabijene čestice) u datoj tački u prostoru. Određuje koliko je jaka F magnetsko polje deluje na naelektrisanje q, krećući se brzinom v. Označava se latiničnim slovom AT(izgovara se vektor B) i sila se izračunava pomoću formule:

F = q [v∙B]

gdje F je Lorentzova sila koja djeluje sa strane magnetskog polja na naboj q; v- brzina kretanja punjenja; B- indukcija magnetnog polja; [ v × B] - vektorski proizvod vektori v i B.

Algebarski, izraz se može napisati kao:

F = q∙v∙B sinα

gdje α - ugao između vektora brzine i magnetne indukcije. vektorski pravac F okomito na oba i usmjereno po pravilu lijeve ruke.

Magnetna indukcija je glavna osnovna karakteristika magnetnog polja, slična vektoru jačine električnog polja.

AT međunarodni sistem SI jedinice, magnetna indukcija polja se mjeri u telasima (T), u CGS sistemu - u gausima (Gs)

1 T = 10⁴ Gs

Ostale veličine mjerenja magnetske indukcije koje se koriste u različitim aplikacijama, i njihova konverzija iz jedne veličine u drugu, mogu se naći u pretvaraču fizičkih veličina.

Merni instrumenti za merenje veličine magnetne indukcije nazivaju se teslametri ili gausmetri.

Indukcija magnetnog polja. Fizika pojava

Ovisno o reakciji na vanjsko magnetsko polje, sve tvari se dijele u tri grupe:

• Dijamagneti
• Paramagneti
• feromagneti

Termine dijamagnetizam i paramagnetizam uveo je Faraday 1845. godine. Za kvantifikacija ove reakcije uvele su koncept magnetske permeabilnosti. U SI sistem uveden apsolutno magnetna permeabilnost, mjerena u H/m, i relativno bezdimenzionalna magnetna permeabilnost, jednaka omjeru permeabilnosti datog medija i propusnosti vakuuma. Za dijamagnete, relativna magnetna permeabilnost je nešto manja od jedinice, za paramagnete je nešto veća od jedinice. U feromagnetima, magnetska permeabilnost je mnogo veća od jedinice i nelinearna je.

Fenomen dijamagnetizam Sastoji se u sposobnosti tvari da se suprotstavi utjecaju vanjskog magnetskog polja zbog magnetizacije u suprotnom smjeru. To jest, dijamagneti se odbijaju magnetsko polje. U tom slučaju, atomi, molekuli ili ioni dijamagneta dobivaju magnetni moment usmjeren protiv vanjskog polja.

Fenomen paramagnetizam je sposobnost tvari da se magnetizira kada je izložena vanjskom magnetskom polju. Za razliku od dijamagneta, paramagnete se uvlače magnetnim poljem. U tom slučaju, atomi, molekuli ili ioni paramagneta dobivaju magnetni moment u smjeru koji se poklapa sa smjerom vanjskog magnetskog polja. Kada se polje ukloni, paramagneti ne zadržavaju magnetizaciju.

Fenomen feromagnetizam je sposobnost tvari da se spontano magnetizira u odsustvu vanjskog magnetskog polja ili da se magnetizira pod utjecajem vanjskog magnetskog polja i zadrži magnetizaciju kada se polje ukloni. U ovom slučaju, većina magnetnih momenata atoma, molekula ili iona paralelna je jedni s drugima. Ovaj redosled se održava do temperatura ispod određene kritične temperature, koja se naziva Curie tačka. Na temperaturama iznad Curie tačke za datu supstancu, feromagneti se pretvaraju u paramagnete.

Magnetska permeabilnost supravodnika je nula.

Apsolutna magnetna permeabilnost vazduha je približno jednaka magnetnoj permeabilnosti vakuuma iu tehničkim proračunima uzima se kao 4π 10 ⁻⁷ H/m

Osobenosti ponašanja magnetnog polja u dijamagnetima

Kao što je gore spomenuto, dijamagnetski materijali stvaraju inducirano magnetno polje usmjereno protiv vanjskog magnetnog polja. Dijamagnetizam je kvantno mehanički efekat svojstven svim supstancama. U paramagnetima i feromagnetima je nivelisan zbog drugih, jačih efekata.

Dijamagneti uključuju, na primjer, tvari kao što su inertni plinovi, dušik, vodik, silicijum, fosfor i pirolitički ugljik; neki metali - bizmut, cink, bakar, zlato, srebro. Mnoga druga neorganska i organska jedinjenja su takođe dijamagnetna, uključujući vodu.

U nehomogenom magnetnom polju, dijamagneti se pomeraju u područje slabijeg polja. Magnetic linije sile kao da su ga dijamagnetni materijali istisnuli iz tela. Fenomen dijamagnetne levitacije zasniva se na ovoj osobini. U dovoljno jakom magnetnom polju koje stvaraju moderni magneti, moguće je levitirati ne samo razne dijamagnete, već i mala živa bića, koja se sastoje uglavnom od vode.

Naučnici sa Univerziteta u Niemingenu u Holandiji uspjeli su objesiti žabu u zrak u polje sa magnetskom indukcijom od oko 16 T, a istraživači iz NASA laboratorije pomoću supravodničkog magneta - levitacije miša, koji kao biološki objekat, mnogo je bliži osobi od žabe.

Svi provodnici pokazuju dijamagnetizam kada su izloženi naizmjeničnom magnetskom polju.

Suština fenomena je da se pod djelovanjem naizmjeničnog magnetnog polja u provodnicima induciraju vrtložne struje - Foucaultove struje - usmjerene protiv djelovanja vanjskog magnetskog polja.

Osobine ponašanja magnetnog polja u paramagnetima

Interakcija magnetskog polja sa paramagnetima je potpuno drugačija. Budući da atomi, molekuli ili ioni paramagnetnih materijala imaju svoj magnetni moment, oni se poravnavaju u smjeru vanjskog magnetskog polja. Ovo stvara rezultirajuće magnetsko polje koje je veće od originalnog polja.

Paramagneti uključuju aluminijum, platinu, alkalne i zemnoalkalne metale litijum, cezijum, natrijum, magnezijum, volfram, kao i legure ovih metala. Kiseonik, dušikov oksid, mangan oksid, željezni hlorid i mnoga druga hemijska jedinjenja su takođe paramagnetski.

Paramagneti su slabo magnetne supstance, njihova magnetna permeabilnost je nešto veća od jedinice. U nehomogenom magnetnom polju, paramagneti se uvlače u područje jačeg polja. U odsustvu magnetnog polja, paramagneti ne zadržavaju magnetizaciju, jer su zbog termičkog kretanja unutrašnji magnetni momenti njihovih atoma, molekula ili iona nasumično usmjereni.

Osobine ponašanja magnetnog polja u feromagnetima

Zbog svoje inherentne osobine da se spontano magnetiziraju, feromagneti formiraju prirodne magnete, koji su čovječanstvu poznati od davnina. Magnetima su se pripisivala magična svojstva, korišteni su u raznim vjerskim obredima, pa čak i u izgradnji zgrada. Prvi prototip kompasa, koji su izmislili Kinezi u drugom ili prvom veku pre nove ere, koristili su radoznali preci za izgradnju kuća prema pravilima Feng Shuija. Upotreba kompasa kao sredstva za navigaciju počela je još u 11. veku za putovanje kroz pustinju duž Velikog puta svile. Kasnije je upotreba kompasa u pomorstvu odigrala značajnu ulogu u razvoju plovidbe, otkrivanju novih zemalja i razvoju novih pomorskih trgovačkih puteva.

Feromagnetizam je manifestacija kvantnomehaničkih svojstava elektrona koji imaju spin, tj. vlastiti dipolni magnetni moment. Jednostavno rečeno, elektroni se ponašaju kao sićušni magneti. Za svaku završenu elektronska školjka atom može imati samo par elektrona sa suprotnim spinovima, tj. magnetsko polje takvih elektrona je usmjereno u suprotnim smjerovima. Zbog toga, atomi sa uparenim brojem elektrona imaju ukupni magnetni moment jednak nuli, stoga su samo atomi s neispunjenom vanjskom ljuskom i koji imaju nespareni broj elektrona feromagneti.

Feromagneti uključuju metale prelaznih grupa (gvožđe, bakar, nikl) i metale retkih zemalja (gadolinijum, terbijum, disprozijum, holmijum i erbijum), kao i legure ovih metala. Legure navedenih elemenata sa neferomagnetnim materijalima su također feromagneti; legure i spojevi hroma i mangana sa neferomagnetnim elementima, kao i neki od metala iz grupe aktinida.

Feromagneti imaju vrijednost magnetske permeabilnosti mnogo veću od jedinice; ovisnost njihove magnetizacije pod djelovanjem vanjskog magnetskog polja je nelinearna i karakterizira ih manifestacija histereze - ako se ukloni djelovanje magnetskog polja, feromagneti ostaju magnetizirani. Da biste uklonili ovu zaostalu magnetizaciju, potrebno je primijeniti obrnuto polje.

Grafikon zavisnosti magnetne permeabilnosti μ od jačine magnetnog polja H u feromagnetu, nazvan Stoletovljeva kriva, pokazuje da pri nultoj jačini magnetnog polja H = 0, magnetna permeabilnost ima malu vrednost μ₀; zatim, kako se intenzitet povećava, magnetna permeabilnost brzo raste do maksimuma μ max , a zatim polako pada na nulu.

Pionir u proučavanju svojstava feromagneta bio je ruski fizičar i hemičar Aleksandar Stoletov. Sada krivulja zavisnosti magnetske permeabilnosti od jačine magnetnog polja nosi njegovo ime.

Savremeni feromagnetni materijali se široko koriste u nauci i tehnologiji: mnoge tehnologije i uređaji temelje se na njihovoj upotrebi i na korištenju fenomena magnetske indukcije. Na primjer, u kompjuterskoj tehnologiji: prve generacije računara imale su memoriju na feritnim jezgrama, informacije su bile pohranjene na magnetnim trakama, disketama i tvrdim diskovima. Međutim, potonji se i dalje koriste u kompjuterima i proizvode se u stotinama miliona komada godišnje.

Upotreba magnetne indukcije u elektrotehnici i elektronici

AT savremeni svet Brojni su primjeri upotrebe indukcije magnetnog polja, prvenstveno u elektroenergetici: u generatorima električne energije, naponskim transformatorima, u raznim elektromagnetnim pogonima raznih uređaja, alata i mehanizama, u mjernoj tehnici i u nauci, u raznim fizičkim instalacijama za provođenje eksperimentima, kao i u sredstvima električne zaštite i isključivanja u nuždi.

Elektromotori, generatori i transformatori

Godine 1824. engleski fizičar i matematičar Peter Barlow opisao je unipolarni motor koji je izumio, a koji je postao prototip modernih električnih motora. jednosmerna struja. Izum je također vrijedan jer je napravljen mnogo prije otkrića fenomena elektromagnetne indukcije.

Danas gotovo svi elektromotori koriste Amperovu silu, koja djeluje na strujni krug u magnetskom polju, uzrokujući njegovo kretanje.

Da bi demonstrirao fenomen magnetne indukcije, Faraday je 1831. godine stvorio eksperimentalnu postavku, čiji je važan dio bio uređaj danas poznat kao toroidni transformator. Princip rada Faradejevog transformatora i dalje se koristi u svim modernim naponskim i strujnim transformatorima, bez obzira na snagu, dizajn i opseg.

Uz to, Faraday je znanstveno potkrijepio i eksperimentalno dokazao mogućnost pretvaranja mehaničkog kretanja u električnu energiju pomoću unipolarnog DC generatora koji je izumio, a koji je postao prototip svih DC generatora.

Prvi generator naizmjenična struja Kreirao ga je francuski pronalazač Hipolit Piksi 1832. Kasnije, na prijedlog Amperea, dopunjen je sklopnim uređajem, koji je omogućio dobivanje pulsirajuće istosmjerne struje.

Gotovo svi generatori električne energije koji koriste princip magnetske indukcije temelje se na pojavi elektromotorne sile u zatvorenom kolu, koje se nalazi u promjenljivom magnetskom polju. U ovom slučaju, ili se magnetni rotor rotira u odnosu na fiksne zavojnice statora u generatorima naizmjenične struje, ili se namotaji rotora okreću u odnosu na fiksne magnete statora (jaram) u DC generatorima.

Najmoćniji generator na svijetu, koji je 2013. godine za nuklearnu elektranu Taishan izgradila kineska kompanija DongFang Electric, može proizvesti snagu od 1.750 MW.

Pored generatora konvencionalnog tipa i elektromotora povezani su sa konverzijom mehanička energija in električna energija i obrnuto, postoje takozvani magnetohidrodinamički generatori i motori koji rade na drugom principu.

Releji i elektromagneti

Elektromagnet, koji je izumio američki naučnik J. Henry, postao je prvi električni aktuator i preteča poznatog električnog zvona. Kasnije je na njegovoj osnovi Henry stvorio elektromagnetski relej, koji je postao prvi uređaj za automatsko preklapanje s binarnim stanjem.

Shure dinamički mikrofon koji se koristi u video studiju

Prilikom odašiljanja telegrafskog signala na velike udaljenosti, releji su korišteni kao DC pojačivači koji su prebacivali vezu vanjskih baterija međustanica za daljnji prijenos signala.

Dinamične glave i mikrofoni

U savremenoj audio tehnologiji široko se koriste elektromagnetski zvučnici, zvuk u kojima se javlja zbog interakcije pokretnog zavojnice pričvršćenog na konus, kroz koji teče struja audio frekvencije, s magnetnim poljem u procjepu fiksne permanentni magnet. Kao rezultat toga, zavojnica se zajedno s difuzorom pomiče i stvara zvučne valove.

Dinamički mikrofoni koriste isti dizajn kao i dinamička glava, ali u mikrofonu, naprotiv, pokretna zavojnica s mini difuzorom u procjepu fiksnog trajnog magneta, vibrirajući pod utjecajem akustičnog signala, stvara električni signal. audio frekvencije.

Merni instrumenti i senzori

Uprkos obilju modernog digitalnog merni instrumenti, u mjernoj tehnici i dalje se koriste uređaji magnetoelektričnog, elektromagnetnog, elektrodinamičkog, ferodinamičkog i indukcionog tipa.

Svi sistemi navedenih tipova koriste princip interakcije magnetnih polja ili stalnog magneta sa poljem zavojnice sa strujom, ili feromagnetnog jezgra sa poljima zavojnica sa strujom, ili magnetnih polja zavojnica sa strujom.

Zbog relativne inercije ovakvih mjernih sistema, oni su primjenjivi za mjerenje prosječnih vrijednosti varijabli.

Jedinica magnetne indukcije ($\overline(B)$) u međunarodnom sistemu jedinica (SI) naziva se tesla (T), nazvana po srpskom naučniku N. Tesli, koji je uspešno radio u oblasti radiotehnike i elektronike .

Odredit ćemo mjernu jedinicu magnetne indukcije na osnovu Amperovog zakona. Razmotrimo ravan provodnik dužine $l$ koji nosi struju $I$. Neka je ovaj provodnik u uniformnom magnetskom polju $\overline(B)$, a vektor indukcije polja je okomit na provodnik. U ovom slučaju, modul Amperove sile ($(\overline(F))_A$) koja djeluje na provodnik je:

Izražavamo magnetnu indukciju iz formule (1), dobijamo:

Iz izraza (2) vidimo da je tesla (jedinica magnetske indukcije) vrijednost koja odgovara magnetskoj indukciji jednolikog magnetskog polja koje djeluje na svaki metar pravog vodiča koji se nalazi u magnetskom polju okomitom na $\overline( B)$ smjer, sa silom u jednom njutnu, sa jačinom struje u provodniku od jednog ampera:

\[\left=Tl=\frac(H)(A\cdot m).\]

Jedinica magnetne indukcije (tesla) je derivat u sistemu Međunarodne jedinice(SI). Kroz osnovne SI jedinice izražava se Tl, kao jedinica mjere magnetne indukcije, s obzirom da je:

\[H=\frac(kg\cdot m)(s^2),\]

onda dobijamo:

\[\left=Tl=\frac(kg\cdot m)(c^2)\cdot \frac(1)(A\cdot m)=\frac(kg)(A\cdot c^2).\]

Standardni SI prefiksi se mogu koristiti sa T za decimalne višekratnike i podmnože. Na primjer, $kTl$ (kilo tesla), $1kTl=1000Tl$; nT (nano tesla), $1nT=(10)^(-9)T.$

1 T je prilično velika vrijednost magnetne indukcije, posebno ako mi pričamo o konstantnom magnetnom polju. Čovjek je danas bio u stanju da stvori trajno magnetno polje od 100,75 Tesla. Impulsno magnetno polje koje su umjetno stvorili ljudi dostiglo je vrijednost indukcije od $2,8\cdot (10)^3T$. Zemljino magnetsko polje može se značajno razlikovati ovisno o lokaciji na planeti, iznosi oko $\cca $10 µT.

Gaus - jedinica mjerenja magnetne indukcije u cgs sistemu jedinica

U CGS sistemu jedinica (centimetar, gram, sekunda), mjerna jedinica za magnetnu indukciju je gaus (Gs). Odnos između Gausa i Tesle:

Ova mjerna jedinica je dobila ime po njemačkom naučniku K.F. Gauss.

Koristeći osnovne jedinice CGS sistema, jedinica mjere magnetne indukcije izražava se kao:

\[\left=\frac(\sqrt(gr))(c\cdot \sqrt(cm)).\]

Primjeri problema sa rješenjem

Primjer 1

Vježbajte. Nabavite jedinicu Međunarodnog sistema jedinica za magnetnu indukciju koristeći formulu koja je povezuje sa magnetnim fluksom ($F$).

Rješenje. Prema stanju problema, koristimo izraz kao osnovu za njegovo rješenje:

\[F=BS(\cos \alpha \ )\ \lijevo(1.1\desno),\]

gdje je $\ F$ tok vektora magnetske indukcije kroz područje S; $\ S$ je veličina površine površine; $\alpha $ - ugao između smjera normale na područje S i smjera vektora magnetske indukcije. Izrazimo modul vektora magnetske indukcije iz formule (1.1), imamo:

Uzimajući u obzir da je u SI sistemu $(\cos \alpha \ )$ bezdimenzionalna veličina, fluks vektora magnetske indukcije mjeri se u webersu (Wb):

\[\left[F\right]=Wb=\frac(kg\cdot m^2)(A\cdot c^2),\]

i jedinice površine:

\[\lijevo=m^2,\]

\[\left=\frac(Wb)(m^2)=\frac(kg\cdot m^2)(A\cdot c^2)\cdot \frac(1)(m^2)=\frac( kg) (A \ cdot c ^ 2) \u003d Tl. \]

Odgovori. Dobili smo da je tesla jedinica mjere magnetne indukcije i može se izraziti kao: $Tl=\frac(Wb)(m^2)$

Primjer 2

Vježbajte. Odredite dimenziju indukcije magnetskog polja koristeći formulu za modul $\overline(B)$ kružnog namotaja sa strujom.

Rješenje. Nađimo vrijednost vektora magnetske indukcije u centru kružnog namotaja sa strujom (slika 1).

Dobijamo formulu za izračunavanje modula vektora magnetske indukcije u centru zavojnice sa strujom $I$, pretpostavljamo da je polumjer zavojnice R, zavojnica je u vakuumu. Odaberimo elementarni segment kružne struje ($dl$) (vidi Sl.1). Vrijednost indukcije u tački O iz odabranog elementa $dl$ je (iz Biot-Savart-Laplaceovog zakona):

U našem slučaju, svi elementi od $dl$ su okomiti na odgovarajuće radijus vektore koji ih povezuju sa tačkom u kojoj tražimo polje, što znači $(\sin \alpha \ )=1.$ Osim toga, za sve segmente zavojnice $r=R.$ Izraz (2.1) se transformiše u oblik:

Svi elementi kružne struje će formirati vektor usmjeren duž X ose (slika 1). Da bismo pronašli ukupno polje, prelazimo na integral:

Razmotrimo mjerne jedinice desne strane izraza (2.3), imamo:

\[\left=\left[\frac((\mu )_0I)(2R)\right]=\frac(\left[(\mu )_0\right]\left)(\left)=\frac(\ lijevo[\frac(H)(A^2)\desno]\lijevo[A\desno])(\lijevo[m\desno])=\frac(H)(A\cdot m)=\frac(kg\ cdot m)(c^2\cdot A\cdot m)=\frac(kg)(c^2\cdot A)=Tl.\]

Odgovori. Dobili smo da se tesla može izraziti kao: $Tl=\frac(H)(A\cdot m)$

Opće informacije

Iznenađujuće, ideje jedne osobe mogu uticati na kasniji razvoj ljudskog društva u cjelini. Takva osoba je bio Michael Faraday, koji nije bio baš upućen u zamršenosti savremene matematike, ali koji je savršeno razumio fizičko značenje informacija o prirodi elektriciteta i magnetizma koje su do tada poznate zahvaljujući konceptu interakcija polja koji je iznio. .

Postojanje modernog društva, zasnovanog na upotrebi elektriciteta, magnetizma i elektrodinamike, dugujemo plejadi izuzetnih naučnika. Među njima treba istaći Ampera, Ersteda, Henrija, Gausa, Vebera, Lorenca i, naravno, Maksvela. U konačnici su nauku o elektricitetu i magnetizmu doveli u jedinstvenu sliku, koja je poslužila kao osnova za čitavu kohortu pronalazača koji su svojim kreacijama stvorili preduvjete za nastanak modernog informatičkog društva.

Živimo okruženi elektromotorima i generatorima: oni su naši prvi pomoćnici u proizvodnji, transportu i kod kuće. Svaka osoba koja poštuje sebe ne može zamisliti postojanje bez frižidera, usisivača i mašine za pranje veša. Prioritet je i mikrotalasna rerna, fen, mlin za kafu, mikser, blender i - krajnji san - električna mlin za meso i mašina za hleb. Naravno, klima je također užasno korisna stvar, ali ako nema sredstava za kupovinu, onda će i jednostavan ventilator.

Za neke muškarce zahtjevi su nešto skromniji: krajnji san najnesposobnijeg muškarca je električna bušilica. Neki od nas, bezuspješno pokušavajući upaliti automobil na četrdeset stepeni mraza i beznadežno mučeći starter (također elektromotor), potajno sanjaju o kupovini automobila Tesla Motors sa elektromotorima i baterijama kako bi zauvijek zaboravili na probleme s benzinom i dizel motore.

Električni motori su posvuda: voze nas u liftovima, prevoze nas podzemnom željeznicom, vozovima, tramvajima, trolejbusima i brzim vozovima. Dovoze nam vodu na podove nebodera, upravljaju fontanama, crpe vodu iz rudnika i bunara, kotrljaju čelik, dižu tegove, rade u raznim dizalicama. A rade i mnoge druge korisne stvari, pokrećući mašine alatke, alate i mehanizme.

Čak se i egzoskeleti za osobe s invaliditetom i za vojsku izrađuju pomoću električnih motora, a da ne spominjemo čitavu armiju industrijskih i istraživačkih robota.

Danas električni motori rade u svemiru - pomislite samo na rover Curiosity. Oni rade na kopnu, pod zemljom, na vodi, pod vodom, pa čak i u zraku - ako ne danas, onda sutra (članak napisan u novembru 2015.) letjelica Solar Impulse 2 će konačno završiti svoj put oko svijeta, a bespilotna letjelica vozila na elektromotore jednostavno nema brojeva. Ne bez razloga, prilično ozbiljne korporacije sada rade na uslugama dostave pošte pomoću bespilotnih letjelica.

Istorijat

Izgrađena 1800. godine od strane italijanskog fizičara Alessandra Volte, hemijska baterija, kasnije nazvana po pronalazaču "Voltaični stub", zaista se pokazala kao "rog izobilja" za naučnike. Omogućio je pokretanje električnih naboja u provodnicima, odnosno stvaranje električne struje. Nova otkrića u korištenju voltaičnog stupa nizala su se jedno za drugim u raznim oblastima fizike i hemije.

Na primjer, engleski naučnik Sir Humphrey Davy je 1807. godine, proučavajući elektrolizu taline natrijum i kalijum hidroksida, dobio metalni natrijum i kalijum. Ranije, 1801. godine, otkrio je i električni luk, iako ga Rusi smatraju otkrićem Vasilija Vladimiroviča Petrova. Petrov je 1802. opisao ne samo sam luk, već i mogućnosti njegove praktične primjene za potrebe topljenja, zavarivanja metala i izvlačenja iz ruda, kao i za rasvjetu.

No, najvažnije otkriće napravio je danski fizičar Hans Christian Oersted: 21. aprila 1820., tokom demonstracije eksperimenata na predavanju, primijetio je odstupanje igle magnetnog kompasa pri uključivanju i isključivanju električne struje koja teče kroz provodnik u obliku žice. Tako je po prvi put potvrđena veza između elektriciteta i magnetizma.

Sljedeći korak napravio je francuski fizičar André Marie Ampere nekoliko mjeseci nakon što se upoznao sa Oerstedovim eksperimentom. Zanimljiv je tok rezonovanja ovog naučnika, iznetog u porukama koje je on jednu za drugom slao Francuskoj akademiji nauka. U početku, posmatrajući okretanje igle kompasa na provodniku sa strujom, Amper je sugerirao da je magnetizam Zemlje uzrokovan i strujama koje teku oko Zemlje u smjeru od zapada prema istoku. Iz ovoga je zaključio da se magnetna svojstva tijela mogu objasniti kruženjem struje unutar njega. Nadalje, Amper je prilično hrabro zaključio da su magnetska svojstva bilo kojeg tijela određena zatvorenim električnim strujama unutar njega, a magnetska interakcija nije posljedica posebnih magnetskih naboja, već jednostavno kretanja električnih naboja, tj. struje.

Amper je odmah pristupio eksperimentalnom istraživanju ove interakcije i otkrio da se provodnici sa strujom koja teče u jednom smjeru privlače, a odbijaju u suprotnom smjeru. Međusobno okomiti provodnici ne komuniciraju jedan s drugim.

Teško je odoljeti citiranju zakona koji je Amper otkrio u svojoj formulaciji:

„Sila interakcije pokretnih naelektrisanja je proporcionalna proizvodu ovih naelektrisanja, obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih, kao u Coulombovom zakonu, ali, osim toga, zavisi i od brzina ovih naelektrisanja i smera kretanja. njihovo kretanje."

Tako su u fizici otkrivene fundamentalne sile koje zavise od brzina.

Ali pravi proboj u nauci o elektricitetu i magnetizmu bilo je otkriće Michaela Faradayja fenomena elektromagnetne indukcije - pojave električne struje u zatvorenom kolu kada se mijenja magnetni tok koji prolazi kroz njega. Bez obzira na Faradaya, fenomen elektromagnetne indukcije otkrio je i Joseph Henry 1832. godine, koji je usput otkrio i fenomen samoindukcije.

Faradayjeva javna demonstracija 29. avgusta 1831. izvedena je na instalaciji koju je izumio, a koja se sastojala od voltaičnog stupa, prekidača, gvozdenog prstena, na koji su na suprotnim stranama bila namotana dva identična namotaja bakarne žice. Jedan od zavojnica je bio spojen na bateriju preko prekidača, a galvanometar je bio spojen na krajeve drugog. Kada je struja uključena i isključena, galvanometar je zabilježio pojavu struje različitih smjerova u drugom namotu.

U Faradayevim eksperimentima, električna struja, nazvana indukcijska struja, također se pojavila kada je magnet umetnut u zavojnicu ili izvučen iz zavojnice napunjenog na mjerni krug. Slično, struja se pojavila i kada je manji kalem sa strujom umetnut/izvučen/izvučen iz većeg namotaja iz prethodnog eksperimenta. Štaviše, smjer indukcijske struje promijenio se u suprotan kada je magnet ili mala zavojnica sa strujom umetnuta / proširena u skladu s pravilom koje je formulirao ruski naučnik Emil Kristianovič Lenz. 1833. godine.

Na osnovu izvedenih eksperimenata, Faraday je izveo zakon za elektromotornu silu, kasnije nazvan po njemu.

Ideje i rezultate Faradayevih eksperimenata preispitao je i uopštio drugi veliki sunarodnik - briljantni engleski fizičar i matematičar James Clerk Maxwell - u svoje četiri diferencijalne jednadžbe elektrodinamike, kasnije nazvane Maxwellove jednačine.

Treba napomenuti da se u tri od četiri Maxwellove jednadžbe magnetska indukcija pojavljuje u obliku vektora magnetskog polja.

Magnetna indukcija. Definicija

Magnetna indukcija je vektorska fizička veličina, koja je sila karakteristična za magnetsko polje (njegovo djelovanje na nabijene čestice) u datoj tački u prostoru. Određuje koliko je jaka F magnetsko polje deluje na naelektrisanje q, krećući se brzinom v. Označava se latiničnim slovom AT(izgovara se vektor B) i sila se izračunava pomoću formule:

F = q [v∙B]

gdje F je Lorentzova sila koja djeluje sa strane magnetskog polja na naboj q; v- brzina kretanja punjenja; B- indukcija magnetnog polja; [ v × B] - unakrsni proizvod vektora v i B.

Algebarski, izraz se može napisati kao:

F = q∙v∙B sinα

gdje α - ugao između vektora brzine i magnetne indukcije. vektorski pravac F okomito na oba i usmjereno po pravilu lijeve ruke.

Magnetna indukcija je glavna osnovna karakteristika magnetnog polja, slična vektoru jačine električnog polja.

U međunarodnom sistemu jedinica SI, magnetna indukcija polja se mjeri u teslima (T), u CGS sistemu - u gausima (Gs)

1 T = 10⁴ Gs

Ostale veličine mjerenja magnetske indukcije koje se koriste u različitim aplikacijama, i njihova konverzija iz jedne veličine u drugu, mogu se naći u pretvaraču fizičkih veličina.

Merni instrumenti za merenje veličine magnetne indukcije nazivaju se teslametri ili gausmetri.

Indukcija magnetnog polja. Fizika pojava

Ovisno o reakciji na vanjsko magnetsko polje, sve tvari se dijele u tri grupe:

• Dijamagneti
• Paramagneti
• feromagneti

Termine dijamagnetizam i paramagnetizam uveo je Faraday 1845. godine. Da bi se kvantificirale ove reakcije, uveden je koncept magnetske permeabilnosti. U SI sistem uveden apsolutno magnetna permeabilnost, mjerena u H/m, i relativno bezdimenzionalna magnetna permeabilnost, jednaka omjeru permeabilnosti datog medija i propusnosti vakuuma. Za dijamagnete, relativna magnetna permeabilnost je nešto manja od jedinice, za paramagnete je nešto veća od jedinice. U feromagnetima, magnetska permeabilnost je mnogo veća od jedinice i nelinearna je.

Fenomen dijamagnetizam Sastoji se u sposobnosti tvari da se suprotstavi utjecaju vanjskog magnetskog polja zbog magnetizacije u suprotnom smjeru. To jest, dijamagnete se odbijaju od magnetnog polja. U tom slučaju, atomi, molekuli ili ioni dijamagneta dobivaju magnetni moment usmjeren protiv vanjskog polja.

Fenomen paramagnetizam je sposobnost tvari da se magnetizira kada je izložena vanjskom magnetskom polju. Za razliku od dijamagneta, paramagnete se uvlače magnetnim poljem. U tom slučaju, atomi, molekuli ili ioni paramagneta dobivaju magnetni moment u smjeru koji se poklapa sa smjerom vanjskog magnetskog polja. Kada se polje ukloni, paramagneti ne zadržavaju magnetizaciju.

Fenomen feromagnetizam je sposobnost tvari da se spontano magnetizira u odsustvu vanjskog magnetskog polja ili da se magnetizira pod utjecajem vanjskog magnetskog polja i zadrži magnetizaciju kada se polje ukloni. U ovom slučaju, većina magnetnih momenata atoma, molekula ili iona paralelna je jedni s drugima. Ovaj redosled se održava do temperatura ispod određene kritične temperature, koja se naziva Curie tačka. Na temperaturama iznad Curie tačke za datu supstancu, feromagneti se pretvaraju u paramagnete.

Magnetska permeabilnost supravodnika je nula.

Apsolutna magnetna permeabilnost vazduha je približno jednaka magnetnoj permeabilnosti vakuuma iu tehničkim proračunima uzima se kao 4π 10 ⁻⁷ H/m

Osobenosti ponašanja magnetnog polja u dijamagnetima

Kao što je gore spomenuto, dijamagnetski materijali stvaraju inducirano magnetno polje usmjereno protiv vanjskog magnetnog polja. Dijamagnetizam je kvantno mehanički efekat svojstven svim supstancama. U paramagnetima i feromagnetima je nivelisan zbog drugih, jačih efekata.

Dijamagneti uključuju, na primjer, tvari kao što su inertni plinovi, dušik, vodik, silicijum, fosfor i pirolitički ugljik; neki metali - bizmut, cink, bakar, zlato, srebro. Mnoga druga neorganska i organska jedinjenja su takođe dijamagnetna, uključujući vodu.

U nehomogenom magnetnom polju, dijamagneti se pomeraju u područje slabijeg polja. Magnetne linije sile su, takoreći, potisnute iz tijela dijamagnetnim materijalima. Fenomen dijamagnetne levitacije zasniva se na ovoj osobini. U dovoljno jakom magnetnom polju koje stvaraju moderni magneti, moguće je levitirati ne samo razne dijamagnete, već i mala živa bića, koja se sastoje uglavnom od vode.

Naučnici sa Univerziteta u Niemingenu u Holandiji uspjeli su objesiti žabu u zrak u polje sa magnetskom indukcijom od oko 16 T, a istraživači iz NASA laboratorije pomoću supravodničkog magneta - levitacije miša, koji kao biološki objekat, mnogo je bliži osobi od žabe.

Svi provodnici pokazuju dijamagnetizam kada su izloženi naizmjeničnom magnetskom polju.

Suština fenomena je da se pod djelovanjem naizmjeničnog magnetnog polja u provodnicima induciraju vrtložne struje - Foucaultove struje - usmjerene protiv djelovanja vanjskog magnetskog polja.

Osobine ponašanja magnetnog polja u paramagnetima

Interakcija magnetskog polja sa paramagnetima je potpuno drugačija. Budući da atomi, molekuli ili ioni paramagnetnih materijala imaju svoj magnetni moment, oni se poravnavaju u smjeru vanjskog magnetskog polja. Ovo stvara rezultirajuće magnetsko polje koje je veće od originalnog polja.

Paramagneti uključuju aluminijum, platinu, alkalne i zemnoalkalne metale litijum, cezijum, natrijum, magnezijum, volfram, kao i legure ovih metala. Kiseonik, dušikov oksid, mangan oksid, željezni hlorid i mnoga druga hemijska jedinjenja su takođe paramagnetski.

Paramagneti su slabo magnetne supstance, njihova magnetna permeabilnost je nešto veća od jedinice. U nehomogenom magnetnom polju, paramagneti se uvlače u područje jačeg polja. U odsustvu magnetnog polja, paramagneti ne zadržavaju magnetizaciju, jer su zbog termičkog kretanja unutrašnji magnetni momenti njihovih atoma, molekula ili iona nasumično usmjereni.

Osobine ponašanja magnetnog polja u feromagnetima

Zbog svoje inherentne osobine da se spontano magnetiziraju, feromagneti formiraju prirodne magnete, koji su čovječanstvu poznati od davnina. Magnetima su se pripisivala magična svojstva, korišteni su u raznim vjerskim obredima, pa čak i u izgradnji zgrada. Prvi prototip kompasa, koji su izmislili Kinezi u drugom ili prvom veku pre nove ere, koristili su radoznali preci za izgradnju kuća prema pravilima Feng Shuija. Upotreba kompasa kao sredstva za navigaciju počela je još u 11. veku za putovanje kroz pustinju duž Velikog puta svile. Kasnije je upotreba kompasa u pomorstvu odigrala značajnu ulogu u razvoju plovidbe, otkrivanju novih zemalja i razvoju novih pomorskih trgovačkih puteva.

Feromagnetizam je manifestacija kvantnomehaničkih svojstava elektrona koji imaju spin, tj. vlastiti dipolni magnetni moment. Jednostavno rečeno, elektroni se ponašaju kao sićušni magneti. Svaka popunjena elektronska ljuska atoma može sadržavati samo par elektrona sa suprotnim spinovima, tj. magnetsko polje takvih elektrona je usmjereno u suprotnim smjerovima. Zbog toga, atomi sa uparenim brojem elektrona imaju ukupni magnetni moment jednak nuli, stoga su samo atomi s neispunjenom vanjskom ljuskom i koji imaju nespareni broj elektrona feromagneti.

Feromagneti uključuju metale prelaznih grupa (gvožđe, bakar, nikl) i metale retkih zemalja (gadolinijum, terbijum, disprozijum, holmijum i erbijum), kao i legure ovih metala. Legure navedenih elemenata sa neferomagnetnim materijalima su također feromagneti; legure i spojevi hroma i mangana sa neferomagnetnim elementima, kao i neki od metala iz grupe aktinida.

Feromagneti imaju vrijednost magnetske permeabilnosti mnogo veću od jedinice; ovisnost njihove magnetizacije pod djelovanjem vanjskog magnetskog polja je nelinearna i karakterizira ih manifestacija histereze - ako se ukloni djelovanje magnetskog polja, feromagneti ostaju magnetizirani. Da biste uklonili ovu zaostalu magnetizaciju, potrebno je primijeniti obrnuto polje.

Grafikon zavisnosti magnetne permeabilnosti μ od jačine magnetnog polja H u feromagnetu, nazvan Stoletovljeva kriva, pokazuje da pri nultoj jačini magnetnog polja H = 0, magnetna permeabilnost ima malu vrednost μ₀; zatim, kako se intenzitet povećava, magnetna permeabilnost brzo raste do maksimuma μ max , a zatim polako pada na nulu.

Pionir u proučavanju svojstava feromagneta bio je ruski fizičar i hemičar Aleksandar Stoletov. Sada krivulja zavisnosti magnetske permeabilnosti od jačine magnetnog polja nosi njegovo ime.

Savremeni feromagnetni materijali se široko koriste u nauci i tehnologiji: mnoge tehnologije i uređaji temelje se na njihovoj upotrebi i na korištenju fenomena magnetske indukcije. Na primjer, u kompjuterskoj tehnologiji: prve generacije računara imale su memoriju na feritnim jezgrama, informacije su bile pohranjene na magnetnim trakama, disketama i tvrdim diskovima. Međutim, potonji se i dalje koriste u kompjuterima i proizvode se u stotinama miliona komada godišnje.

Upotreba magnetne indukcije u elektrotehnici i elektronici

U savremenom svijetu postoji mnogo primjera upotrebe indukcije magnetnog polja, prvenstveno u elektroenergetici: u generatorima električne energije, naponskim transformatorima, u raznim elektromagnetnim pogonima raznih uređaja, alata i mehanizama, u mjernoj tehnici i nauci, u razne fizičke instalacije za eksperimente., kao i u sredstvima električne zaštite i isključivanja u nuždi.

Elektromotori, generatori i transformatori

Godine 1824. engleski fizičar i matematičar Peter Barlow opisao je unipolarni motor koji je izumio, a koji je postao prototip modernih DC elektromotora. Izum je također vrijedan jer je napravljen mnogo prije otkrića fenomena elektromagnetne indukcije.

Danas gotovo svi elektromotori koriste Amperovu silu, koja djeluje na strujni krug u magnetskom polju, uzrokujući njegovo kretanje.

Da bi demonstrirao fenomen magnetne indukcije, Faraday je 1831. godine stvorio eksperimentalnu postavku, čiji je važan dio bio uređaj danas poznat kao toroidni transformator. Princip rada Faradejevog transformatora i dalje se koristi u svim modernim naponskim i strujnim transformatorima, bez obzira na snagu, dizajn i opseg.

Uz to, Faraday je znanstveno potkrijepio i eksperimentalno dokazao mogućnost pretvaranja mehaničkog kretanja u električnu energiju pomoću unipolarnog DC generatora koji je izumio, a koji je postao prototip svih DC generatora.

Prvi generator naizmjenične struje napravio je francuski izumitelj Hippolyte Pixie 1832. godine. Kasnije, na prijedlog Amperea, dopunjen je sklopnim uređajem, koji je omogućio dobivanje pulsirajuće istosmjerne struje.

Gotovo svi generatori električne energije koji koriste princip magnetske indukcije temelje se na pojavi elektromotorne sile u zatvorenom kolu, koje se nalazi u promjenljivom magnetskom polju. U ovom slučaju, ili se magnetni rotor rotira u odnosu na fiksne zavojnice statora u generatorima naizmjenične struje, ili se namotaji rotora okreću u odnosu na fiksne magnete statora (jaram) u DC generatorima.

Najmoćniji generator na svijetu, koji je 2013. godine za nuklearnu elektranu Taishan izgradila kineska kompanija DongFang Electric, može proizvesti snagu od 1.750 MW.

Pored generatora i elektromotora tradicionalnog tipa, povezanih sa pretvaranjem mehaničke energije u električnu i obrnuto, postoje takozvani magnetohidrodinamički generatori i motori koji rade na drugom principu.

Releji i elektromagneti

Elektromagnet, koji je izumio američki naučnik J. Henry, postao je prvi električni aktuator i preteča poznatog električnog zvona. Kasnije je na njegovoj osnovi Henry stvorio elektromagnetski relej, koji je postao prvi uređaj za automatsko preklapanje s binarnim stanjem.

Shure dinamički mikrofon koji se koristi u video studiju

Prilikom odašiljanja telegrafskog signala na velike udaljenosti, releji su korišteni kao DC pojačivači koji su prebacivali vezu vanjskih baterija međustanica za daljnji prijenos signala.

Dinamične glave i mikrofoni

U modernoj audio tehnologiji široko se koriste elektromagnetski zvučnici u kojima se zvuk pojavljuje zbog interakcije pokretnog zavojnice pričvršćenog na konus, kroz koji teče struja audio frekvencije, s magnetskim poljem u procjepu fiksnog trajnog magneta. Kao rezultat toga, zavojnica se zajedno s difuzorom pomiče i stvara zvučne valove.

Dinamički mikrofoni koriste isti dizajn kao i dinamička glava, ali u mikrofonu, naprotiv, pokretna zavojnica s mini difuzorom u procjepu fiksnog trajnog magneta, vibrirajući pod utjecajem akustičnog signala, stvara električni signal. audio frekvencije.

Merni instrumenti i senzori

Unatoč obilju modernih digitalnih mjernih instrumenata, uređaji magnetoelektričnog, elektromagnetnog, elektrodinamičkog, ferodinamičkog i indukcijskog tipa i dalje se koriste u mjernoj tehnici.

Svi sistemi navedenih tipova koriste princip interakcije magnetnih polja ili stalnog magneta sa poljem zavojnice sa strujom, ili feromagnetnog jezgra sa poljima zavojnica sa strujom, ili magnetnih polja zavojnica sa strujom.

Zbog relativne inercije ovakvih mjernih sistema, oni su primjenjivi za mjerenje prosječnih vrijednosti varijabli.