Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Посмотрим, wo будет, если железный стержень, не создающий вие себя магнитное поле, т. е. не являющийся магнитом, ввести в магнитное поле катушки с тоном. Опыт показывает, что при этом железный стержень намагничивается. Эго намагничивание объясняется следующим: в ненамагниченном железе молеку- рис gQ лярные токи циркулируют в различных, беспорядочно ориентированных в пространстве плоскостях. Поэтому суммарное магиитиое поле, создаваемое ими, равно нулю.
Под действием же магнитного поли катушки Молекулярные токи поворачиваются так, что их плоскости устанавливаются параллельно виткам катушки (рис. 80). Суммарное поле, создаваемое этими токами, теперь становится отличным от нуля. Тепловое..движенне молекул железа частично расстраивает ориентировку плоскостей молекулярных токов, но чем сильнее магинтное поле катушки, тем большее число молекулярных токов устанавливается параллельно виткам. Этот процесс упорядочивания молекулярных токов идет до тех пор, пока все молекулярные токи не установятся параллельно виткам катушки. Такое состояние называется магнитным насыщением железа.
С прекращением тока в катушке тепловое движение молекул железа расстраивает ориентировку плоскостей молекулярных токов н железный сердечник размагничивается.
Магнитное поле внутри катушки прн отсутствии железного сердечника. определяется величиной магнитной индукции B0, которая с напряженностью поля H связана соотношением Bo = HoW.
213
А магнитное поле внутри железного сердечника, вставленного 1 в катушку с током, определяется так:
B = іці0Н,
где і*. — относительная магнитная проницаемость железа.
В чистом «мягком» железе (отожженном, а затем медленно охлажденном) намагничивание носит временный характер. Оно почти полностью исчезает с прекращением тока в катушке. В некоторых же сортах ] стали н специальных сплавах намагничивание сохраняется. Из этях^ш материалов изготовляют постоянные магниты.
Железо, а также ряд веществ, которые ведут себя в магнитному^ поле аналогично железу (к ним относятся ннкель, кобальт и неко- ,',1 торые сплавы), называют ферромагнетиками. Для ферромагнетикон I характерно то, что относительная магнитная проницаемость ^ > I и что она явлйется величиной не постоянной, а зависящей с внешнего магнитного поля Н.
Электромагнитом называют катушку с введенным внутрь нее железным .сердечником. В зависимости от назначения электромагниты бывают хамые разнообразные как по форме, таи и по размерам. Для того чтобы поле, возникающее внутри электромагнита, было достаточно сильным (это требуется, например, в тех случаях, когда он используется в подъемном краие и должен обладать большой подъемной силой), электромагнит изготовляется с большим числом витков. Это позволяет при сравнительно малом токе иметь сильное шле внутри железного с
Рис. 81.
Электромагнитное реле представляет собой электромагнитный прибор, работающий на слабых токах. Принцип работы реле очень прост. При прохождении тока по обмотке электромагнита M (рис. 81) его железный сердечник притягивает железную пластинку Р, которая замыкает контакты К рабочей цепи. В эту даиь могут быт* включены электродвигатели, различные аппараты» электрические лампы и т. п. При размыкании управляющей цепи пружина Я оттягивает пластинку P вверх; этим размыкается рабочая цепь.
214
Реле широко применяется в различных областях техники. Это обусловлено тем, что реле управляет мощными процессами в рабочих электрических цепях с помощью слабых токов. От чувствительности пружины П зависит, при каком наименьшем управляющем токе реле сможет сработать.
Микрофон и телефон. Телефонная трубка устроена следующим образом: на одном ее конце укреплен телефон, при помощи которого мы слышим передаваемый разговор, а на другом — микрофон, воспринимающий Звуки человеческого голоса н вызывающий соответствующие изменения тока в цепи. "
Основными деталями микрофона (рис. 82) являются мембрана M и угольный порошок П, заключенный в металлическом корпусе К. Мембрана Al представляет собой тонкую металлическую пластинку (иногда она изготовляется из прессованного угля). На дне металлического корпуса (изолированно от него) укреплён неподвижный электрод А. Подвижный электрод В, связанный с мембраной, вставлен в угольный порошок. Прокладка С отделяет порошок от мембраны. В электрическую цепь включается с одной стороны электрод В через мембрану М, а с другой — неподвижный электрод И.
Микрофон работает следующим образом. Когда на мембрану не попадают звуковые колебания, сопротивление порошка в микрофоне неизменно н ток в цепи постоянен. Звуковые волны, падающие на мембрану микрофона, приводят ее в колебания, что вызывает изменение давлення электрода В на угольный порошок. При этом изменяется сопротивление между отдельными частицами порошка, что вызывает изменение тока в цепи. Эта изменения соответствуют колебаниям 'мембраны. Ток в цепи становится модулированным, т. е. изменяющимся по определенному закону (изменения силы тока соответствуют частоте звуковых волн). Таким образом, звуковые колебания в микрофоне вызывают изменения электрического тока, который по проводам попадает в телефон.
