Характеристики магнитного поля
Магнитное поле создается постоянными магнитами и проводниками, по которым протекает электрический ток. Для характеристики магнитного поля вводятся такие величины:
Напряженность магнитного поля, характеризующая интенсивностъ магнитного поля в данной точке пространства. Напряженность магнитного поля, создаваемого током, определяется его величиной и формой проводника. Напряженность магнитного поля, в а/м внутри катушки. у которой длина намного больше диаметра, может быть определена по формуле
где – ток (в а); – число витков, – длина катушки (в м).
Магнитный поток – общее количество магнитных силовых линий, пронизывающих контур. Для вакуума и практически для воздуха магнитный поток в веберах – вб, определяется по формуле
где S — площадь контура в квадратных метрах.
Магнитная индукция – интенсивность результирующего магнитного поля в данном веществе измеряется в веберах на метр квадратный ()
Магнитная проницаемость – величина, показывающая, во сколько раз магнитная индукция в данном веществе больше или меньше на пряжеиности внешнего магнитного поля
Магнитная проницаемость вакуума (магнитная постоянная) равна единице. Для воздуха приблизительно равна 1. У парамагнитных веществ (алюминий, платина) > 1, у диамагнитных (медь, висмут и др.) >> 1. В соответствии с приведенными выше формулами для любого вещества можем написать:
Кроме практической системы единиц, пользуются абсолютной электромагнитной системой единиц. Соотношение между единицами этих систем следующее:
Индуктивность и взаимоиндуктивность
Индуктивность (коэффициент самоиндукции) численно равна э. д. с. самоиндукции (eL), возникающей в проводнике (контуре) при равномерном изменении тока в нем на 1 а в 1 сек.
Индуктивность, измеряется в следующих единицах:
Рис. 1 Схема взаимосвязанных индуктивностей.
Коэффициент взаимоиндукции численно равен э. д. с. взаимоиндукции, возникающей в одном контуре при равномерном изменении тока на 1 а в 1 сек. в другом контуре (рис. 1).
Коэффициент взаимоиндукции измеряется в тех же единицах, что и индуктивность. Связь через общий магнитный поток двух катушек индуктивностью L1 и L2 называется индуктивной связью, характеризуемой коэффициентом связи
Зная коэффициент связи, можно определить коэффициент рассеяния
Если катушки находятся на общем замкнутом ферромагнитном сердечнике достаточно большого сечения, то приблизительно равно , а приблизительно равна .
Соединение индуктивностей
Общая индуктивность L нескольких последовательно или параллельно соединенных индуктивностей при отсутствии, а также при наличии индуктивной связи между ними определяется по формулам, приведенным в таблице №1.
Таблица № 1
| Схема соединения | Общая индуктивность |
В формулах отмеченных значком * верхний знак алгебраического сложения, используется при согласованном включении индуктивностей, а нижний знак алгебраического сложения, используется при встречном включении индуктивностей.
Катушки с малой индуктивностью
Однослойные катушки
применяются на частотах выше 1500 кГц. Намотка может быть сплошная и с принудительным шагом. Однослойные катушки с принудительным шагом отличаются высокой добротностью (Q = 150 – 400) и стабильностью. Они применяются в основном в контурах КВ и УКВ. Высокостабильные катушки, применяемые в контурах гетеродинов на КВ и УКВ, наматываются при незначительном натяжении проводом, нагретым до 80—120°.
Для катушек с индуктивностью выше 15 – 20 мкГн применяется сплошная однослойная намотка. Целесообразность перехода на сплошную намотку определяется диаметром катушки. В таблице № 2, приведены ориентировочные значения индуктивности, при которых целесообразен переход на сплошную намотку:
Таблица № 2