Антошко Валентин Якович
Кандидат технічних наук, доцент кафедри природничих і гуманітарних дисциплін
Азовський морський інститут національного університету «Одеська морська академія»
Розглянуто причини виникнення осьового магнітного поля у феромагнетиках при проходженні змінного електричного струму. Отримано залежності зовнішнього магнітного поля та електромагнітного поля змінного електричного струму на аксіальне магнітне поле феромагнетика. Ці залежності дозволяють стверджувати про вплив цих полів на доменну структуру феромагнетиків. Ступінь орієнтації доменів є основним фактором виникнення осьового магнітного поля феромагнетика.
Ключові слова: аксіальне магнітне поле, ферромагнетик, домени.
Відомо, що навколо провідника зі струмом виникає магнітне поле. Однак встановлено, що в разі феромагнітного провідника, при пропущенні через нього змінного електричного струму, крім магнітного поля навколо провідника створюється магнітне поле всередині феромагнітного провідника. Так як магнітне поле поширюється всередині феромагнетика, то воно отримало назву аксіального магнітного поля від латинського слова аксіаліс (axialis) - вздовж осі [1].
Виклад основного матеріалу: Аксіальне магнітне поле вивчалося за допомогою вимірювального пристрою складається з феромагнітного провідника (сталь 35) довжиною 26см і діаметром 1,4 мм, поміщеного в соленоїд такої ж довжини. Через ферромагнетик пропускався змінний електричний струм в інтервалі від 1 до 6 ампер. ЕРС соленоїда вимірювалася за допомогою приладу Ф4372. Індукція аксіального магнітного поля оцінювалася за значенням ЕРС використовуваного соленоїда і визначалася за формулою:
де N - число витків в соленоїді, N = 2950;
ν - частота мережі, ν = 50с-1;
S - площа поперечного перерізу феромагнетика;
ε - ЕРС вимірювань соленоїда.
Залежність індукції аксіального магнітного поля феромагнетика від сили змінного електричного струму при орієнтації феромагнетика уздовж магнітного поля Землі представлена в таблиці №1.
Таблиця №1 - Залежність індукції аксіального магнітного поля феромагнетика від сили змінного струму.
Змінний електричний струм феромагнетика I, А
Отримані значення свідчать про залежність індукції аксіального магнітного поля від сили струму. Значить, змінний електричний струм якимось чином сприяє збільшенню аксіального магнітного поля. При цьому слід зазначити, що ці закономірності мають місце тільки в разі, якщо ферромагнетик розташований уздовж магнітного поля Землі. Значить, вплив зовнішнього магнітного поля (поля Землі) є суттєвим фактором виникнення осьового магнітного поля.
Максимальне значення індукції (В = 1,44Тл) аксіального магнітного поля феромагнетика спостерігається при розташуванні вимірювального пристрою вздовж магнітного поля Землі.
Мінімальна індукція (В = 0,08Тл) аксіального магнітного поля феромагнетика спостерігається при перпендикулярному розташуванні феромагнетика магнітного поля Землі. Якщо при цьому розташуванні феромагнетика до нього підвести зовнішній постійний магніт, то індукція аксіального магнітного поля феромагнетика збільшується в десятки разів.
Залежність індукції аксіального магнітного поля феромагнетика від його орієнтації відносно магнітного поля Землі представлена в таблиці №2. Залежність цю розглянемо при постійному значенні змінного електричного струму рівному 6А.
Таблиця №2 - Залежність індукції аксіального магнітного поля феромагнетика від його орієнтації відносно магнітного поля Землі.
Змінний електро. ток феромагнетика I, А
Орієнтація феромагнетика щодо магн.поля Землі, град.
Індукція аксіального магнітного. поля феромагнетика В, Тл
Таким чином, встановлена залежність індукції аксіального магнітного поля феромагнетика від зовнішнього магнітного поля.
Тому можна стверджувати, що зовнішнє магнітне поле є однією з причин виникнення осьового магнітного поля феромагнетика при пропущенні через нього змінного електричного струму.
Слід припустити, що в створенні аксіального магнітного поля феромагнетика є якась частка і змінного електричного струму. Тому що змінний електричний струм створюється змінним електричним полем. А змінне електричне поле створює змінне магнітне поле [2].
Значить, аксіальне магнітне поле феромагнетика однозначно створюється вище зазначеними магнітними полями.
У чому ж полягає функціональне дію цих полів? Що б відповісти на це питання слід звернути увагу на внутрішню структуру феромагнетиків. Ферромагнетики складаються з доменів - елементів структури, що володіють магнітним полем. При впливі зовнішніх магнітних полів виникає орієнтація доменів. Від ступеня орієнтації доменів змінюється магнітне поле феромагнетика. Це і є причиною зазначених закономірностей аксіального магнітного поля феромагнетика. Значить, тільки домени є відповідальними за аксіальні магнітні поля.
1. Встановлено залежність осьових магнітних полів феромагнетика від зовнішніх магнітних полів і від магнітного поля Землі.
2. Встановлено вплив на аксіальні магнітні поля феромагнетика електромагнітних полів змінного електричного струму.
3. Причиною утворення осьових магнітних полів є доменна структура феромагнетика. Взаємодія зовнішніх магнітних полів сприяє орієнтації доменів феромагнетика. Ступінь орієнтації доменів визначає залежність осьових магнітних полів від зовнішніх магнітних полів.
2. Максвелл // Вікіпедія. Т. 15. - М. Радянська енциклопедія, 1974. - с. 252-254.
- Ви тут:
- Головна
- Фізика
- ОСОБЛИВОСТІ аксіально магнітного поля феромагнетика