Кушербаева М.Р.

Тараз мемлекеттік педагогикалық институты

Адилова А.Қ.

М.Х.Дулати атындағы Тараз мемлекеттік университеті

күшті магнит өрісін алудың ерекше тәсілі

Био-Савар-Лаплас заңы және оны магнит өрісін есептеу үшін қолдану. Түзу ұзын токтың магнит индукциясының токқа дейін қашықтыққа кері пропорционал екендігін 1820ж. француз физиктері Ж.Био (1774-1862) және Ф.Савар (1791-1841) әр түрлі тәжірибелер арқылы ашты. Магнит индукциясы-ның ток жүріп тұрған өткізгіштің жалпы орналасу ретіне тәуелділігі әр кезде түрліше болады. Сөйтіп токтың элементар бөлігі мен осы бөлік тудырып тұрған магнит индукциясын байланыстыратын заңдылық ашылады.

Сонымен, Био және Савар тәжірибесінің нәтижелерін жинақтай келіп француз ғалымы П.Лаплас (1749-1971) кез келген пішіндегі контурдың бөлік-теріне жарамды магнит өрісінің қорытқы индукциясын анықтауға болатын заңдылықты ашты. Ол Био-Савар-Лаплас заңы деп аталады.

Сөйтіп, Био-Савар-Лаплас заңы бойынша І тогы бар өткізгіштің dl элементінің өрістің С нүктесіндегі магнит индукциясы dВ мынаған тең

Осы өрнек электромагниттік құбылыстар үшін негізгі заң болып есептеледі. Био – Савар - Лаплас заңын кейбір симметриялы токтардың (өткіз-гіштердің белгілі бір пішіні болатындай түріне) магнит өрістерін есептеу үшін қолданайық.

Ұзын соленоид немесе катушка ішіндегі магнит индукциясының векторы В-ны дәлелдеусіз жазып көрсетейік

мұндағы n – соленойидтың ортасына таманғы магнит индукциясын сипаттайды, себебі соленоидтың шеткі ұштарында магнит индукциясы екі есеге жуық аз болады.

Зерттеу бөлімі. Өте күшті импульсті магнит өрісін алуға арналған саленоид параметрін есептеу.

Эффектілігі жоғары магнит өрісін алуға соленоид үшін кернеулігі 700 кэ болатын магнит өрісі қажет.Мұндай магнит өрісі сыйымдылығы 2400 мф болатын конденсаторлы батареяның разряды арқылы іске асады.

Конденсатор батареясы мен соленоид жиілігі:

болатын тербелмелі контур құрайды.

Ал магнит өрісіндегі энергия шамасы былый анықталады:

Мұндағы С - конденсатор батареясының сыйымдылығы

L – контур индуктивтілігі

R - кедергі

U – жұмыстық кернеу

V – соленоидтың көлемі

W_жоғ – катушкада жылу түрінде бөлініп шыққан қуат шамасы.

Енді өрістің max мәнін алу үшін шарттар ұсынайық:

1. L және R шамалары әлдеқайда аз болуы қажет;

2. болуы шарт;

Бұл екі шарттың негізінде индуктивтілігі аз арнайы конденсаторды қолдануға мүмкіндік береді.

Қорек көзінің қуатын жоғарылатсақ, ол магнит өрісінің көбеюіне әкеледі. Дегенмен, соленоидтың механикалық төзімділігі мен температу-ралық шектеу-лігі маңызды орын алады. Ток күшіне байланысты соленоидтағы импульс уақытындағы температураны көтеру шамасын төмендетіп формулалар арқылы беруге болады:

Мұндағы Р-қысым

Н – магнит өрісінің кернеулігі

m - соленоид массасы

C_v- жылу сыйымдылық

I- соленоид арқылы өтетін ток күші.

-импульс ұзақтығы.

Бұл формуладан көретініміз:күшті магнит өрісін алу үшін соленоид разрядталу кезінде өте төзімді шарттарды қанағаттандыру қажет.

Егер 600кэ шамасында соленоидта магнит өрісін аламыз десек,онда

∆Т = 80⁰

Осындай соленоидтің өлшемдері мынадай болуы қажет:

1.Сыртқы диаметрі dc=30мм мұның өзі кернеулік шамасы бірдей болатын магнит өрісін алуға арналған

2.Орам саны :n=27-50 бір орамның қалыңдығы h=0,8-1,0мм.

1)

2)

3)

1 – мыстан жасалған электроттар

2,7 – изоляция және соленоид

3,4 – соленоидтің сыртқы қабаты

8 – латунды шпилькалар

9 – эбонитті қималар

5,6 – астарлар

Бұл конструкциядағы катушка сұйық азаты бар ыдысқа салғанда, t-ны сақтауға мүмкіндік береді. Катушканы қыздырсақ, оның электркедер-гісі артады, яғни ондағы магнит өрісі кемиді.

Әдебиеттер:

1.Ілиясов Н. Жалпы физика курсы. А., 2003

2.Ахметова Б.Ғ., Әбілдаев Ә.Х. Физика. А., 1987

3.Арызханов Б.С. Физика. А., 1986

4.Преображенский А. А., Магнитные материалы 1970

5.Вонсовский С:В., Магнитизм микрочастиц М., 1973

6.Абрагам А., Ядерный магнетизм М., 1970

7.Сликтер Ч., Основы теории магнитного резонанса М., 1973