Para entender o que é uma característica de um campo magnético, muitos fenômenos devem ser definidos. Ao mesmo tempo, você precisa lembrar com antecedência como e por que ele aparece. Descubra qual é a característica de potência de um campo magnético. Também é importante que tal campo possa ocorrer não apenas em ímãs. Nesse sentido, não custa mencionar as características do campo magnético da Terra.
Emergência de Campo
Primeiro, devemos descrever a aparência do campo. Depois disso, você pode descrever o campo magnético e suas características. Aparece durante o movimento de partículas carregadas. Pode afetar cargas elétricas em movimento, especialmente em condutores condutores. A interação entre um campo magnético e cargas em movimento, ou condutores através dos quais a corrente flui, ocorre devido a forças chamadas eletromagnéticas.
Intensidade ou potência característica do campo magnético emum certo ponto espacial são determinados usando indução magnética. Este último é indicado pelo símbolo B.
Representação gráfica do campo
O campo magnético e suas características podem ser representados graficamente usando linhas de indução. Essa definição é chamada de linhas, as tangentes às quais em qualquer ponto coincidirão com a direção do vetor y da indução magnética.
Essas linhas estão incluídas nas características do campo magnético e são usadas para determinar sua direção e intensidade. Quanto maior a intensidade do campo magnético, mais linhas de dados serão desenhadas.
O que são linhas magnéticas
As linhas magnéticas em condutores retos com corrente têm a forma de um círculo concêntrico, cujo centro está localizado no eixo desse condutor. A direção das linhas magnéticas próximas aos condutores com corrente é determinada pela regra do verruma, que soa assim: se o verruma estiver localizado de modo que seja parafusado no condutor na direção da corrente, então a direção de rotação do alça corresponde à direção das linhas magnéticas.
Para uma bobina com corrente, a direção do campo magnético também será determinada pela regra do verruma. Também é necessário girar a alavanca na direção da corrente nas voltas do solenóide. A direção das linhas de indução magnética corresponderá à direção do movimento de translação da verruma.
A definição de uniformidade e não homogeneidade é a principal característica do campo magnético.
Criado por uma corrente, em iguais condições, o campodiferirá em sua intensidade em diferentes meios devido às diferentes propriedades magnéticas dessas substâncias. As propriedades magnéticas do meio são caracterizadas pela permeabilidade magnética absoluta. Medido em henries por metro (g/m).
A característica do campo magnético inclui a permeabilidade magnética absoluta do vácuo, chamada de constante magnética. O valor que determina quantas vezes a permeabilidade magnética absoluta do meio será diferente da constante é chamada de permeabilidade magnética relativa.
Permeabilidade magnética de substâncias
Esta é uma quantidade adimensional. Substâncias com um valor de permeabilidade inferior a um são chamadas de diamagnéticas. Nessas substâncias, o campo será mais fraco do que no vácuo. Essas propriedades estão presentes no hidrogênio, água, quartzo, prata, etc.
Meios com permeabilidade magnética maior que um são chamados de paramagnéticos. Nessas substâncias, o campo será mais forte do que no vácuo. Esses meios e substâncias incluem ar, alumínio, oxigênio, platina.
No caso de substâncias paramagnéticas e diamagnéticas, o valor da permeabilidade magnética não dependerá da tensão do campo magnetizante externo. Isso significa que o valor é constante para uma substância específica.
Os ferroímãs pertencem a um grupo especial. Para essas substâncias, a permeabilidade magnética atingirá vários milhares ou mais. Essas substâncias, que têm a propriedade de serem magnetizadas e amplificarem o campo magnético, são amplamente utilizadas na engenharia elétrica.
Força do campo
Para determinar as características do campo magnético, juntamente com o vetor de indução magnética, pode-se utilizar um valor chamado intensidade do campo magnético. Este termo é uma grandeza vetorial que determina a intensidade do campo magnético externo. A direção do campo magnético em um meio com as mesmas propriedades em todas as direções, o vetor de intensidade coincidirá com o vetor de indução magnética no ponto de campo.
As fortes propriedades magnéticas dos ferroímãs são explicadas pela presença de pequenas peças magnetizadas aleatoriamente neles, que podem ser representadas como pequenos ímãs.
Sem campo magnético, uma substância ferromagnética pode não ter propriedades magnéticas pronunciadas, pois os campos de domínio adquirem orientações diferentes e seu campo magnético total é zero.
De acordo com as principais características do campo magnético, se um ferroímã for colocado em um campo magnético externo, por exemplo, em uma bobina com corrente, então sob a influência do campo externo, os domínios girarão no direção do campo externo. Além disso, o campo magnético na bobina aumentará e a indução magnética aumentará. Se o campo externo for suficientemente fraco, apenas uma parte de todos os domínios cujos campos magnéticos se aproximam da direção do campo externo serão invertidos. À medida que a força do campo externo aumenta, o número de domínios girados aumentará e, em um determinado valor da tensão do campo externo, quase todas as partes serão giradas para que os campos magnéticos estejam localizados na direção do campo externo. Este estado é chamado de saturação magnética.
Relação entre indução magnética e intensidade
A relação entre a indução magnética de uma substância ferromagnética e a força de um campo externo pode ser representada usando um gráfico chamado curva de magnetização. Na curva do gráfico da curva, a taxa de aumento da indução magnética diminui. Após uma curva, onde a tensão atinge um certo nível, ocorre a saturação e a curva sobe levemente, adquirindo gradualmente a forma de uma linha reta. Nesta seção, a indução ainda está crescendo, mas lentamente e apenas devido a um aumento na força do campo externo.
A dependência gráfica dos dados do indicador não é direta, o que significa que sua relação não é constante, e a permeabilidade magnética do material não é um indicador constante, mas depende do campo externo.
Mudanças nas propriedades magnéticas dos materiais
Ao aumentar a corrente até a saturação total em uma bobina com núcleo ferromagnético e depois diminuí-la, a curva de magnetização não coincidirá com a curva de desmagnetização. Com intensidade zero, a indução magnética não terá o mesmo valor, mas adquirirá algum indicador chamado indução magnética residual. A situação com o atraso da indução magnética da força de magnetização é chamada de histerese.
Para desmagnetizar completamente o núcleo ferromagnético na bobina, é necessário fornecer uma corrente reversa, que criará a tensão necessária. Para vários ferromagnéticossubstâncias, é necessário um segmento de vários comprimentos. Quanto maior, mais energia é necessária para a desmagnetização. O valor no qual o material é completamente desmagnetizado é chamado de força coercitiva.
Com um aumento adicional da corrente na bobina, a indução aumentará novamente até o índice de saturação, mas com uma direção diferente das linhas magnéticas. Ao desmagnetizar na direção oposta, a indução residual será obtida. O fenômeno do magnetismo residual é usado para criar ímãs permanentes a partir de substâncias com alto magnetismo residual. Materiais com capacidade de remagnetização são usados para criar núcleos para máquinas e dispositivos elétricos.
Regra da mão esquerda
A força que afeta um condutor com corrente tem uma direção determinada pela regra da mão esquerda: quando a palma da mão virgem está localizada de tal forma que as linhas magnéticas nela entram e quatro dedos são estendidos na direção da corrente no condutor, o polegar dobrado indica a direção da força. Essa força é perpendicular ao vetor de indução e à corrente.
Um condutor de corrente movendo-se em um campo magnético é considerado um protótipo de um motor elétrico que transforma energia elétrica em energia mecânica.
Regra da mão direita
Durante o movimento do condutor em um campo magnético, uma força eletromotriz é induzida em seu interior, que tem um valor proporcional à indução magnética, ao comprimento do condutor envolvido e à velocidade de seu movimento. Essa dependência é chamada de indução eletromagnética. Nodeterminando a direção da EMF induzida no condutor, a regra da mão direita é usada: quando a mão direita está localizada da mesma maneira que no exemplo da esquerda, as linhas magnéticas entram na palma e o polegar indica a direção da movimento do condutor, os dedos estendidos indicam a direção da EMF induzida. Um condutor movendo-se em um fluxo magnético sob a influência de uma força mecânica externa é o exemplo mais simples de um gerador elétrico no qual a energia mecânica é convertida em energia elétrica.
A lei da indução eletromagnética pode ser formulada de forma diferente: em um circuito fechado, um EMF é induzido, com qualquer mudança no fluxo magnético coberto por este circuito, o EFE no circuito é numericamente igual à taxa de variação do fluxo magnético que cobre este circuito.
Este formulário fornece um indicador EMF médio e indica a dependência do EMF não do fluxo magnético, mas da taxa de sua variação.
Lei de Lenz
Você também precisa se lembrar da lei de Lenz: a corrente induzida por uma mudança no campo magnético que passa pelo circuito, seu campo magnético impede essa mudança. Se as espiras da bobina são perfuradas por fluxos magnéticos de diferentes magnitudes, então a EMF induzida em toda a bobina é igual à soma da EMF em diferentes espiras. A soma dos fluxos magnéticos de diferentes espiras da bobina é chamada de ligação de fluxo. A unidade de medida desta grandeza, assim como o fluxo magnético, é weber.
Quando a corrente elétrica no circuito muda, o fluxo magnético criado por ela também muda. Ao mesmo tempo, de acordo com a lei da indução eletromagnética, dentrocondutor, um EMF é induzido. Aparece em conexão com uma mudança na corrente no condutor, portanto, esse fenômeno é chamado de auto-indução, e a EMF induzida no condutor é chamada de EMF de auto-indução.
A ligação de fluxo e o fluxo magnético dependem não apenas da intensidade da corrente, mas também do tamanho e da forma de um determinado condutor e da permeabilidade magnética da substância circundante.
Indutância do condutor
O coeficiente de proporcionalidade é chamado de indutância do condutor. Refere-se à capacidade de um condutor de criar ligação de fluxo quando a eletricidade passa por ele. Este é um dos principais parâmetros dos circuitos elétricos. Para certos circuitos, a indutância é uma constante. Dependerá do tamanho do contorno, da sua configuração e da permeabilidade magnética do meio. Neste caso, a intensidade da corrente no circuito e o fluxo magnético não importarão.
As definições e fenômenos acima dão uma explicação do que é um campo magnético. As principais características do campo magnético também são dadas, com a ajuda das quais é possível definir esse fenômeno.
