Inductia magnetica

Inductia magnetica

Campul magnetic e acea forma de existenta a materiei care se manifesta prin forte sau cupluri de forte ce actioneaza asupra corpurilor magnetice sau asupra conductoarelor parcurse de curenti.

Explorarea campului magnetic se face cu un corp de proba. Cel mai potrivit corp de proba este o mica spira, foarte subtire, parcursa de curent numita bucla de curent (fig. 5.1 a si b). Bucla se caracterizeaza prin vectorul:

(5.1)

Fig. 5.1

unde este numit momentul buclei.

Daca bucla are mai multe spire N atunci aria ei se scrie:

unde este aria unei singure spire.

Daca se conduce bucla de curent in spatiul unde se presupune ca exista camp magnetic asupra ei se exercita actiuni mecanice. Se constata ca asupra buclei se exercita un camp de forte dat de relatia vectoriala:

(5.2)

sau (5.3)

Marimea se numeste inductia magnetica in vid si se masoara in tesla (T).

Din relatia (5.3) rezulta:

Daca se examineaza toate punctele spatiului in care exista camp magnetic se pot construii niste linii care au proprietatea ca tangenta la aceste linii are in orice punct directia si sensul vectorului inductiei magnetice . Aceste linii se numesc linii de camp. Totalitatea liniilor de camp formeaza spectrul campului magnetic.

In figura 5.2 a este trasat spectrul campului magnetic produs de curentul dintr-un conductor rectiliniu, iar in figura 5.2 b spectrul campului magnetic produs de o bobina parcursa de curent.

Sensul liniilor de camp este asociat cu sensul curentului care produce campul magnetic dupa regula burghiului drept. Liniile campului magnetic sunt linii inchise (fara inceput si fara sfarsit) ceea ce confera caracterul solenoidal (rotational) campului vectorilor inductie magnetica.

Experienta a dovedit ca inductia magnetica depinde de natura mediului in care exista campul magnetic, adica de proprietatea de a se magnetiza a mediului redata prin constanta fizica de material denumita permeabilitatea magnetica. Etalonul de comparatie al acestei proprietati este vidul a carei permeabilitate magnetica se noteaza in S.I.

Fig. 5.2.

Se considera o suprafata sprijinita pe conturul si situata intr-un camp magnetic de inductie (fig. 5.3 a). Se defineste fluxul magnetic (fluxul vectorului prin suprafata ) prin integrala de suprafata:

(5.4)

Fig. 5.3.

Valoarea acestui flux este aceeasi indiferent de forma suprafetei care se sprijina pe conturul .

Sensul elementului de arie (sensul normalei la suprafata ) se asociaza dupa regula burghiului drept cu sensul de parcurgere al conturului (fig.5.3a) astfel incat fluxul magnetic poate avea valori pozitive (daca ) sau valori negative .

Unitatea de masura a fluxului magnetic in S.I. se numeste weber (Wb): .

Totalitatea liniilor de camp magnetic care se sprijina pe un mic contur (fig. 5.3. b) formeaza un tub de flux.

In lungul tubului de flux, fluxul magnetic este constant. Daca este aria plana perpendiculara pe liniile de camp a unui tub de flux elementar, valoarea fluxului elementar al tubului este:

Tuburile de flux magnetic la care fluxul prin sectiunea transversala este egal cu unitatea se numesc tuburi unitate.