NộI Dung
Một cuộn dây điện từ là một cuộn dây dài hơn đáng kể so với đường kính của nó tạo ra từ trường khi có dòng điện đi qua nó. Trong thực tế, cuộn dây này được quấn quanh lõi kim loại và cường độ của từ trường phụ thuộc vào mật độ cuộn dây, dòng điện đi qua cuộn dây và tính chất từ của lõi.
Điều này làm cho một điện từ trở thành một loại nam châm điện, mục đích của nó là tạo ra một từ trường được kiểm soát. Trường này có thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau tùy thuộc vào thiết bị, từ việc được sử dụng để tạo ra từ trường như một nam châm điện, để cản trở sự thay đổi dòng điện như một cuộn cảm hoặc để chuyển đổi năng lượng được lưu trữ trong từ trường thành động năng như một động cơ điện .
Từ trường của một dẫn xuất điện từ
Từ trường của một dẫn xuất điện từ có thể được tìm thấy bằng cách sử dụng Luật pháp. Chúng tôi nhận được
Bl = μ0NI
Ở đâu B là mật độ từ thông, tôi là chiều dài của điện từ,0 là hằng số từ tính hoặc tính thấm từ trong chân không, VIẾT SAI RỒI là số lượt trong cuộn dây và Tôi là dòng điện qua cuộn dây.
Chia theo tôi, chúng tôi nhận được
B = μ0(Không có) tôi
Ở đâu Không có là mật độ quay hoặc số lượt trên mỗi đơn vị chiều dài. Phương trình này áp dụng cho các solenoids không có lõi từ tính hoặc trong không gian trống. Hằng số từ là 1.257 × 10-6 H / m.
Các Tính thấm từ của một vật liệu là khả năng của nó để hỗ trợ sự hình thành của từ trường. Một số vật liệu tốt hơn các vật liệu khác, vì vậy tính thấm là mức độ từ hóa một trải nghiệm vật liệu khi phản ứng với từ trường. Độ thấm tương đối μr cho chúng ta biết mức tăng này liên quan đến không gian trống hoặc chân không.
μ = μr__μ0
Ở đâu μ là tính thấm từ và μr là thuyết tương đối. Điều này cho chúng ta biết từ trường tăng bao nhiêu nếu điện từ có lõi vật chất đi qua nó. Nếu chúng ta đặt một vật liệu từ tính, ví dụ: một thanh sắt và điện từ được quấn quanh nó, thanh sắt sẽ tập trung từ trường và tăng mật độ từ thông B. Đối với một điện từ có lõi vật liệu, chúng ta có được công thức điện từ
B = μ (N / l) tôi
Tính độ tự cảm của điện từ
Một trong những mục đích chính của solenoids trong các mạch điện là cản trở những thay đổi trong mạch điện. Khi một dòng điện chạy qua một cuộn dây hoặc điện từ, nó tạo ra một từ trường phát triển mạnh theo thời gian. Từ trường thay đổi này tạo ra một lực điện động trên cuộn dây đối nghịch với dòng điện. Hiện tượng này được gọi là cảm ứng điện từ.
Độ tự cảm, L, là tỷ số giữa điện áp cảm ứng vvà tốc độ thay đổi trong hiện tại Tôi.
L = −v (_d_I/ d_t) _-1
Giải quyết để v điều này trở thành
v = LL (_d_I/ d_t) _
Phát sinh độ tự cảm của một điện từ
Luật xa cho chúng ta biết sức mạnh của EMF cảm ứng khi phản ứng với từ trường thay đổi
v = −nA (_d_B / _d_t)
Trong đó n là số vòng quay trong cuộn dây và Một là diện tích mặt cắt của cuộn dây. Phân biệt phương trình điện từ theo thời gian, chúng ta nhận được
d_B /d_t = μ (N / l) (_ d_I / _d_t)
Thay thế điều này thành Luật ngày nay, chúng ta có được EMF cảm ứng cho một điện từ dài,
v = - (N2A / l) (_ d_I / _d_t)
Thay thế điều này vào v = LL (_d_I/ d_t) _ chúng tôi nhận được
L = N2A / l
Chúng tôi thấy độ tự cảm L phụ thuộc vào hình dạng của cuộn dây - mật độ quay và diện tích mặt cắt - và tính thấm từ của vật liệu cuộn.