Геркон в магнитном поле

Сообщение №46053 от Бориск 01 октября 2006 г. 17:41
Тема: Геркон в магнитном поле

Две ферр
омагнитные пластинки притягиваются в продольном магнитном поле,а в поперечном-нет (геркон внутри соленоида).Почему?


Отклики на это сообщение:

> Две ферромагнитные пластинки притягиваются в продольном магнитном поле,а в поперечном-нет (геркон внутри соленоида).Почему?
Почему Вы считаете, что в соленоиде геркон не сработает?
ссылка
"Геркон потребуется чуть больше, чем наиболее распространенные КЭМ-1 Его можно достать, например, разобрав герконовое реле из серии РПГ-8. На стеклянный баллон наклеивается бумажный каркас и наматываются в два слоя 20 витков проводом марки ПЭВ с диаметром 1,8...2,5 мм. В зависимости от типа применяемого геркона он будет срабатывать при токе более 1,6...4,6 А "

Не могли бы Вы описать более подробно расположение Вашего геркона относительно "продольного/поперечного" М-поля?


> Две ферр
> омагнитные пластинки притягиваются в продольном магнитном поле,а в поперечном-нет (геркон внутри соленоида).Почему?

Это на первый взгляд кажется странным, т.к. два точечных магнитных диполя с одинаково направленными магнитными моментами притягиваются, если раполагаются на прямой, направленной вдоль их магнитных моментов, и отталкиваются, если они расположены на прямой, перпендикуляной их магнитным моментам.

С другой стороны определение силы, с которой действуют друг на друга два тела, намагниченных в приложенном магнитном поле, является очень сложной матеметической задачей. Нужно решить уравнения Максвелла для постоянного магнитного поля с соответствующими граничными условиями на границах тел. Эта задача линейна, только если магнитные проницаемости тел не зависят от напряженности магнитного поля. В случае ферромагнитных тел это не так, что делает задачу существенно более сложной.

Поскольку нужно определить лишь направление силы взаимодействия (т.е., определить, притягиваются контакты или отталкиваются), то имеет смысл рассмотреть эту задачу в так называемом безындукционном приближении, в пределах которого пренебрегается намагничиванием от индуцированного магнитного поля. В случае ферромагнитных тел это приближение заведомо непригодно, но можно надеятся, что рассмотрение задачи в этом приближении даст правильное направление силы.

Будем считать, что контакты геркона представляют собой прямоугольные параллелепипеды (достаточно длинные). В приложенном однородном магнитном поле эти контакты согласно принятому безындукционному приближению намагничиваются однородно. Для того, чтобы вычислить силу, с которой контакты действуют друг на друга нужно взять формулу для силы, с которой взаимодействуют точечные диполи, и произвести интегрирование по объему первого контакта, а затем - по объему второго контакта. Эта задача по сравнению с исходной достаточно проста, но однако все еще та (шестикратное интегрирование!). И, не взяв соответствующие интегралы, невозможно предугадать будут ли контакты притягиваться или отталкиваться.

Можно однако использовать две математические теоремы. Первая из них утверждает, что вместо однородно намагниченного тела можно рассматривать тело с эффективными магнитными зарядами, распределенными по поверхности тела так, что их поверхностная плотность связана с намагниченностью формулой σm=M·n (n - нормаль к поверхности). Вторая теорема утверждает, что вместо однородно намагниченного тела можно рассматривать тело с токами, распределенными по его поверхности так, что их поверностная плотность связана с намагниченность формулой js=M×n. Использование этих рассмотрений позволяет в некоторых случаях определить напрвление силы взаимодействия, не вычисляя интегралов по поверхностям тел. При этом нужно только иметь в виду, что одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются, и токи одного направления притягиваются, а протиаоположного направления - отталкиваются.

Я некоторое время не мог понять в чем тут дело, т.к. не сразу вспомнил как располагаются контакты в герконе относительно друг друга. Думал, что они располагаются параллельно строго один над другим. Потом вспомнил, что на самом деле они располагаются внахлест так, что выходят из герметичной трубки в противоположных концах, причем размер "нахлеста" намного меньше длины контакта. Тогда все стало понятно.

Если контакты намагничены вдоль своей длины, то будем расчитывать силу их взимодействия, используя первую теорему. В этом случае эффективные магнитные заряды будут присутствовать только на тех торцах контактов, которые перпендикулярны их длине. Поскольку контакты достаточно длинные, то можно не учитывать магнитные заряды на дальних (от "нахлеста") торцах (тем более, что там как раз контакты закреплены). На ближних же торцах магнитные заряды в этом случае противоположны по знаку, поэтому контакты (точнее, их незакрепленные концы) будут притягиваться.

Определить так просто направление силы, когда контакты намагничены поперек их длины при помощи первой теоремы не выходит (я имею в виду без вычисления соответствующих интегралов). Поэтому будем для этого случая использовать вторую теорему. В этом случае по ближним торцам текут (эффективные) токи противоположного направления, поэтому эти торцы будут отталкиваться. (Кстати, по длинным торцам, которые друг над другом "нахлестываются", текут токи тоже противоположного направления.) Таким образом, в этом случае контакты отталкиваются.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100