Сведения из теории. В 1820 году датским физиком Эрстедом было обнаружено магнитное поле тока

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

В 1820 году датским физиком Эрстедом было обнаружено магнитное поле тока. Магнитное поле является одной из форм материи. Оно характеризуется вектором магнитной индукции

и вектором напряженности

магнитного поля. Эти величины для однородной и изотропной среды связаны соотношением

Магнитная индукция

является силовой характеристикой магнитного поля и численно равна силе, действующей со стороны поля на единицу длины проводника, по которому течет ток единичной силы и который расположен перпендикулярно направлению магнитного поля. Магнитная индукция является характеристикой результирующего магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поля

не зависит от свойств среды и является характеристикой поля, создаваемого внешними по отношению к рассматриваемому объекту источниками.

Для расчета индукции и напряженности магнитного поля, создаваемого электрическим током, используют закон Био - Савара -Лапласа

Интегрируя данное соотношение, получаем выражение для магнитного поля в центре кругового тока

а в любой точке на оси кругового тока на расстоянии l от центра

где R - радиус витка; I - сила тока, протекающего по витку; m₀ - магнитная постоянная, равная 4 p × 10^-7Гн/м (Генри/метр); m - магнитная проницаемость cреды. При l = 0 формула (6.2) переходит в формулу (6.1).

Если магнитное поле создано N₁ близко расположенными другу к другу витками, то индукция соответственно увеличивается в N₁ раз:

Таким образом, для расчета индукции в заданной точке на оси кругового тока необходимо знать силу тока, текущего по витку, количество витков, радиус витка и расстояние от центра витка до заданной точки.

Если по витку течет постоянный ток, то и индукция в заданной точке остается постоянной. При пропускании переменного тока закон изменения индукции соответствует закону изменения тока. Если ток меняется по закону I = I₀ sin w t, то при небольших w, когда можно пренебречь явлением самоиндукции, индукция магнитного поля меняется по закону

где В₀ - максимальное значение модуля вектора магнитной индукции; w - циклическая частота (для промышленного тока n = 50 Гц, w = 2 p n = = 314 с^-1).

Теория метода. Переменное магнитное поле может быть обнаружено с помощью флюксметра (от латинского flux - поток). Он состоит из небольшой проволочной катушки, соединенной с вольтметром. Для достаточно точного измерения значения индукции в определенной точке поля размеры катушки должны быть малы. При измерениях катушку флюксметра ориентируют так, чтобы ее сечение было перпендикулярно направлению вектора магнитной индукции.

В переменном магнитном поле в катушке наводится ЭДС индукции:

где N₂ - число витков катушки флюксметра, dФ / dt - скорость изменения магнитного потока, S₂ - площадь сечения катушки флюксметра, a - угол между нормалью к сечению катушки и вектором магнитной индукции.

Из формулы (6.5) следует, что если силовые линии индукции магнитного поля перпендикулярны плоскости витков катушки флюксметра ( a = 0), то в катушке наводится ЭДС:

Амплитудное значение ЭДС e_max определяется по формуле

При практическом применении формулы (6.7) необходимо помнить, что величина В₀ – это не индукция магнитного поля в данной точке пространства при отсутствии флюксметра, а значение поля внутри флюксметра, которое существенно зависит от магнитной проницаемости сердечника флюксметра. В связи с этим представим соотношение (6.7) в виде:

Константа С, в дальнейшем называемая постоянной зонда, определяется числом витков флюксметра, площадью поперечного сечения, магнитной проницаемостью сердечника флюксметра и частотой изменения магнитного поля. Эту константу можно определить, если флюксметр поместить в такую точку пространства, для которой можно найти значение поля другим, независимым способом, например, в центр кругового витка. В этом случае можно воспользоваться выражением (6.3, а). Сравнивая соотношения (6.3, а) и (6.8), получаем

где e₀– значение ЭДС флюксметра, находящегося в центре витка катушки, при заданном значении тока I₀, протекающего внутри витков катушки.

Таким образом, максимальное значение индукции магнитного поля в любой точке пространства можно определить по формуле

где e - эффективное значение ЭДС индукции флюксметра (оно меньше в

его максимального значения e_max). В центревитков значение e равно e₀.