Сердечник в соленойде

[jast321]

Здравствуйте!
Помогите пожалуйста разобраться, что же все таки даёт сердечник в соленоиде?
Имеется соленоид без сердечника. Подали ток. Есть магнитное поле линии которого выходят из него , проходят по воздуху и входят с другой стороны. То есть получается такая магнитная цепь.
Теперь вставили сердечник. То что увеличилась индуктивность- я понимаю. Но не понятно в следствии чего. Вот тут непонятки в понимании. Что произошло:

Ну во первых уменьшилось магнитное сопротивление цепи. Сердечник является хорошим проводником магнитного поля и теперь то после которое проходило в Нутри соленоида через воздух оно проходит по сердечнику.

А что ещё делает сердечник? Из информации сказано, что когда помещаем металл в магнитное поле, то его домены разворачиваются и создают своё поле, которое со направлено с полем и таким образом получается увеличение поля.

НО, если рассмотреть аналогию, где катушка это как бы батарейка с эдс а сердечник- это хороший проводник тока, а воздух плохой ( как вода или сырая почва) , то в ней нет никакого усиления поля. Так что же все таки на самом деле сердечник, концентрирует в себе магнитные линии и даёт беспрепятственный проход магнитному потоку или «создаёт» ещё и своё поле?

[DimaM]

jast321 в сообщении #1559984 писал(а):

НО, если рассмотреть аналогию, где катушка это как бы батарейка с эдс а сердечник- это хороший проводник тока, а воздух плохой ( как вода или сырая почва) , то в ней нет никакого усиления поля.

Потому что это плохая, негодная аналогия. Не нужно ее использовать.

Магнитные моменты в сердечнике выстраиваются (или наводятся) таким образом, что создаваемое ими индукция усиливает внешнее поле. Или ослабляет, если сердечник диамагнитный.

[jast321]

DimaM правильно ли понимать, что соленойд (катушка) без сердечника она создаёт магнитное поле ( по строению такое же как от магнита). Дальше величина поля зависит от того в какой среде будет находиться эта катушка?

Если соленойд без сердечника- то он создаёт магнитное поле ( произведение витков на силу тока). Присутствие и отсутствие сердечника влияет на силу поля.


Тогда получается, что если у соленоида нет сердечника, то магнитный поток все равно есть( с наружи соленоида он слабый так как поле рассеивается, а внутри более сильный).То есть, если есть соленойд с током, то и есть магнитный поток?

С электрическим током как бы все ясно. Есть электрическое поле которое может переместить заряды.

[Osmiy]

Сердечник является источников огромного количества маленьких магнитных моментов. Катушка свои полем только управляет направлением этих моментов. Больше ничего не делает.

[DimaM]

jast321
Прочитал два раза ваши сообщения, но не смог понять вопроса .
Единственное, что могу сказать - в слове "соленоид" нет буквы "й".

[jast321]

OsmiyТогда получается, что если вдоль соленоида с наружи расположить металлический брусок , то он станет магнитом с полюсами и к нему даже возможно премагнитить металл? Вроде я такого не замечал

-- 13.07.2022, 23:38 --

DimaMХорошо)
Давайте попробую иначе сформулировать.
Я имею катушку с замкнутым сердечником. Если я подключу ее к источнику напряжения, то ток начнёт возрастать и сердечник при каком-то значении тока войдёт в насыщение. При этом катушка накопит энное количество энергии.
Теперь я возьму и сделаю зазор в сердечнике. Повторю эту же процедуру. Теперь ток при котором войдёт в насыщение сердечник должен быть больше и энергия катушка может накопить больше.
Вопрос, в зазоре магнитное поле по величине точно такое же, в книге по источникам питания почему то написано, что энергия накапливается в зазоре! Я не понимаю почему там так сформулировано и есть ли этому объяснение кроме как формула , где $W=Li^2/2$?

[Mihr]

jast321 в сообщении #1560088 писал(а):

если вдоль соленоида с наружи расположить металлический брусок

Далеко не всякий металл ощутимо намагничивается. Лучше всего намагничивается железо и его сплавы. В меньшей степени - кобальт, никель и некоторые редкоземельные элементы. Но большинство металлов парамагнитны или диамагнитны, то есть практически не намагничиваются.
Имейте также в виду, что магнитное поле вне соленоида (пусть даже на его оси) ощутимо слабее, чем поле внутри соленоида.

[rascas]

jast321 в сообщении #1560088 писал(а):

Вопрос, в зазоре магнитное поле по величине точно такое же,

Не такое же.

jast321 в сообщении #1560088 писал(а):

в книге по источникам питания почему то написано, что энергия накапливается в зазоре! Я не понимаю почему там так сформулировано и есть ли этому объяснение кроме как формула , где $W=Li^2/2$?

jast321, а Вы посчитайте. Энергия магнитного поля в объёме $V$ вычисляется по формуле: $W = \frac {HB}{2} V$

[jast321]

rascasПочему не такое же? Ведь магнитный поток по цепи должен быть одинаковый ( рассеянием пренебрегаем). А зазор это участок с большим сопротивлением для магнитного потока. Объясните пожалуйста

[SNS2D]

jast321
Что Вы называете магнитным полем --- $B$ или $H$?

[jast321]

SNS2D
Здравствуйте. И то и другое. Поле $B$ это такое поле как $H$, только усиленное или ослабленное в зависимости от среды.

[rascas]

rascas в сообщении #1560103 писал(а):

jast321 в сообщении #1560088 писал(а):

Вопрос, в зазоре магнитное поле по величине точно такое же,

Не такое же.

jast321 в сообщении #1560105 писал(а):

rascas Почему не такое же? Ведь магнитный поток по цепи должен быть одинаковый

jast321 в сообщении #1560163 писал(а):

И то и другое. Поле $B$ это такое поле как $H$, только усиленное или ослабленное в зависимости от среды.

Среда магнитопровода и зазора совершенно разные. Теперь Вы понимаете, что величина напряжённости магнитного поля в зазоре и в магнитопроводе совершенно разные.

[jast321]

rascas
Да понимаю. Вероятно я не понимаю что такое есть напряжённость в физическом смысле этого слова. В этом наверное дело

[EUgeneUS]

jast321
И для электрического поля, и для магнитного поля есть две характеристики: напряженность ($\vec{E}$ - напряженность электрического поля, $\vec{H}$ - напряженность магнитного поля) и индукция ($\vec{D}$ - индукция электрического поля, $\vec{B}$ - индукция магнитного поля).

Они довольно симметричны:

1. Для изотропных линейных сред и $\vec{B} = \mu \mu_0 \vec{H}$, и $\vec{D} = \varepsilon \varepsilon_0 \vec{E}$
2. Если на разделе сред нет поверхностных зарядов, и не течёт поверхностный ток, то
2.1. Нормальные компоненты индукций непрерывны.
2.2. Тангенциальные компоненты напряженностей непрерывны.

Но есть некая асимметрия, которая иногда может запутать: т.н. "силовой характеристикой поля" являются:
а) напряженность электрического поля $\vec{E}$
б) но магнитная индукция $\vec{B}$
в том смысле, что именно они входят в выражение для силы Лоренца, которая действует на движущейся заряд.

А теперь сформулируйте, пожалуйста, в чём заключается Ваш вопрос?

[jast321]

EUgeneUS
Среда в магнитопроводе и в зазоре разная. Из формул понятно, что напряжённость в воздушном зазоре гораздо выше чем в сердечнике.
Раз у нас $B$ одинаковое по всей магнитной цепи, $H$ будет различно в зависимости от среды,
Но выше сказано, что $B$ это такое же поле как H только усиленое или ослабленное. Что то я совсем запутался.



Я правильно рассуждаю:
по электрической цепи движется поток электронов и на участках с большим сопротивлением напряжённость поля больше. На участках с малым сопротивлением-напряжённость меньше. Ок

По магнитной цепи движется то что мы называем магнитных потоком. В сердечнике напряжённость меньше, в зазоре выше. Все аналогично как и с электрической цепью.
Тогда из этих размышлений кажется, что $B$ это налог движения потока электронов. Что наверное не верно так рассуждать!