关于磁场、螺线管和电磁铁

电流磁场

磁场不仅是由自然或人工产生的 永久磁铁, 如果电流通过它，它也是导体。因此，磁现象和电现象之间存在联系。

不难确定在电流流过的导线周围形成了磁场。将一根直线放在与其平行的可移动磁针上，并使电流通过它。箭头将位于垂直于导线的位置。

什么力可以使磁针旋转？显然，导线周围产生的磁场强度。关闭电源，磁针会回到正常位置。这表明当电流被关闭时，电线的磁场也会消失。

因此，通过电线的电流会产生磁场。要找出磁针偏转的方向，请应用右手定则。如果将右手放在导线上，掌心朝下，使电流方向与手指的方向重合，则弯曲的拇指会显示导线下放置的磁针北极的偏转方向.使用此规则并知道箭头的极性，您还可以确定导线中电流的方向。

直线火成岩场具有同心圆的形状。如果将右手放在导线上，掌心向下，使电流从手指流出，则弯曲的拇指将指向磁针的北极，这样的磁场称为圆形磁场。

圆场力线的方向取决于 电流方向 在导体中，由所谓的万向节规则确定。如果万向架在电流方向上精神扭曲，那么其手柄的旋转方向将与磁场的磁力线方向重合。应用此规则，如果知道电流产生的场的场线方向，则可以找出导线中电流的方向。

回到磁针实验，你可以确保它的北端始终位于磁力线的方向。

因此，在电流通过的直线周围会产生磁场。它具有同心圆的形状，称为圆形磁场。

鞋底等螺线管磁场

只要有电流流过电线，任何电线周围都会产生磁场，无论其形状如何。

我们处理的V电气工程 不同类型的线圈由若干圈组成。为了研究感兴趣线圈的磁场，让我们首先考虑一匝磁场的形状。

想象一圈粗线穿过一块硬纸板并连接到电源。当电流通过线圈时，线圈的每个单独部分周围都会形成一个圆形磁场。根据 «gimbal» 规则，很容易确定回路内部的磁力线具有相同的方向（朝向我们或远离我们，取决于回路中电流的方向）并且它们从一侧出射由线圈的另一端进入，一系列这样的线圈，呈螺旋状，就是所谓的螺线管（线圈）。

当电流通过螺线管时，螺线管周围会形成磁场。它是每一圈磁场相加的结果，形状类似于直线磁铁的磁场。与直线磁铁一样，螺线管的磁场线离开螺线管的一端并返回另一端。在螺线管内部，它们具有相同的方向。因此，螺线管的末端被极化。电源线出线的一端是电磁铁的北极，电源线进线的一端是电磁铁的南极。

螺线管极数可以通过右手法则确定，但为此您需要知道电流的方向。如果你把你的右手放在螺线管上，掌心向下，这样电流就从手指流出，那么弯曲的拇指将指向螺线管的北极……从这个规则可以得出螺线管的极性取决于在它的电流方向上。这在实践中很容易检查，只需将一根磁针放在其中一个螺线管极上，然后改变螺线管中电流的方向。箭头会立即旋转180°，即表示电磁铁的磁极发生了变化。

螺线管具有吸引肺部有害物体的能力。如果在螺线管内放置一根钢棒，一段时间后，在螺线管磁场的作用下，钢棒就会被磁化。这种方法在生产中使用 永久磁铁.

电磁铁

电磁铁 是一个线圈（螺线管），里面有一个铁芯。电磁铁的形状和大小各不相同，但它们的总体结构都是相同的。

电磁铁的线圈是最常由纸板或纤维制成的框架，根据电磁铁的用途具有不同的形状。铜绝缘线分几层缠绕在框架上 - 电磁铁的线圈。它具有不同的匝数，由不同直径的导线制成，具体取决于电磁铁的用途。

为了保护线圈绝缘免受机械损坏，线圈覆盖一层或多层纸或其他绝缘材料。绕组的首端和末端引出并连接到固定在框架上的输出端子或连接到末端带有耳朵的软线。

电磁铁的线圈安装在由软的退火铁或铁与硅、镍等合金制成的铁芯上。这种熨斗残留最少 磁性... 芯通常由相互绝缘的薄片制成。磁芯的形状可以不同，这取决于电磁铁的用途。

如果电流通过电磁铁的线圈，则在线圈周围形成磁场，使铁芯磁化。由于磁芯是由软铁制成的，因此会立即被磁化。如果你随后关掉电流，磁芯的磁性也会很快消失，它就不再是磁铁了。电磁铁的磁极，如螺线管，由右手定则确定。如果在电磁铁的线圈中和gmEat 当前方向，则电磁铁的极性将相应改变。

电磁体的作用类似于永磁体。但是，两者之间有很大的区别。永磁体始终具有磁性，而电磁铁 - 只有当电流通过其线圈时。

另外，永磁体的吸引力不变，因为永磁体的磁通量不变。电磁铁的吸引力不是恒定的，同一个电磁铁可以有不同的引力。任何磁铁的吸引力都取决于其磁通量的大小。

淤泥电磁铁的吸引力及其磁通量取决于通过该电磁铁线圈的电流大小。电流越大，电磁铁的吸引力就越大，反之，电磁铁线圈中的电流越小，它对磁性体的吸引力就越小。

但对于不同设计和尺寸的电磁铁，其吸引力的强弱不仅仅取决于线圈中电流的大小。例如，如果我们取两个设备和尺寸相同的电磁铁，但一个的线圈数少，另一个的线圈数大得多，那么很容易看出，在相同的电流下，吸引力后者会大得多。事实上，线圈数量越多，在给定电流下，线圈周围产生的磁场就越大，因为它由每一匝的磁场组成。这意味着电磁铁的磁通量以及相应的吸引力会随着线圈匝数的增加而变大。

影响电磁铁磁通量大小的还有一个原因。这是它的磁路质量。磁路是磁通量闭合的路径。磁路具有一定的磁阻…… 磁阻取决于磁通量通过的介质的磁导率。这种介质的磁导率越大，其磁阻越低。

由于铁磁体（铁、钢）的磁导率比空气的磁导率大许多倍，因此制造电磁铁使其磁路不包含空气部分更有利可图。电流强度与电磁铁线圈匝数的乘积称为磁动势……磁动势是用安匝数来衡量的。

例如，50 mA 的电流流过 1200 匝的电磁铁的线圈。这种电磁铁的磁动势等于 0.05 NS 1200 = 60 安培。

磁动势的作用类似于电路中电动势的作用。正如 EMF 是电流的原因一样，磁动势会在电磁铁中产生磁通量。正如在电路中，随着 EMF 的增加，电流值增加，因此在磁路中，随着磁动势的增加，磁通量增加。

磁阻作用类似于电路电阻的作用。正如当电路的电阻增加时，电流减小一样，在磁路中，磁阻的增加导致磁通量的减少。

电磁铁的磁通量对磁动势及其磁阻的依赖关系可以用类似于欧姆定律公式的公式表示：磁动势=（磁通量/磁阻）

磁通量等于磁动势除以磁阻。

每个电磁铁的线圈匝数和磁阻都是一个常数值。因此，给定电磁铁的磁通量仅随流过线圈的电流的变化而变化。由于电磁铁的吸引力是由它的磁通量决定的，要增加（或减少）电磁铁的吸引力，就必须相应地增加（或减少）其线圈中的电流。

极化电磁铁

极化电磁铁是永磁体与电磁铁的耦合。它是这样布置的，所谓的软铁磁极的延伸部分附在永磁体的磁极上。每个磁极作为一个电磁铁芯，上面放着一个带线圈的线圈。两个线圈串联连接。

由于磁极延伸部分直接连接到永磁体的磁极，因此即使在线圈中没有电流的情况下它们也具有磁性；同时，它们的吸引力不变，由永磁体的磁通量决定。

极化电磁铁的作用是，当电流流过其线圈时，其磁极的吸引力会根据线圈中电流的大小和方向而增加或减少。极化电磁铁的这种特性是基于作用 电磁极化继电器 和其他电气设备。

磁场对载流导体的作用

如果将一根电线置于磁场中使其垂直于磁力线，并且电流通过该电线，则电线将开始移动并被磁场推动。

由于磁场与电流的相互作用，导体开始移动，即将电能转化为机械能。

导线被磁场排斥的力取决于磁铁磁通量的大小、导线中的电流以及力线交叉的那部分导线的长度。这个力的作用方向，即导体的运动方向，取决于导体中电流的方向，由左手法则决定。

如果你握住左手的手掌，让磁场线进入其中，伸出的四根手指转向导体中电流的方向，那么弯曲的拇指将指示导体的运动方向... 在应用此规则时，您必须记住磁力线从磁铁的北极延伸。