5.1.2 MAGNETNA NAPETOST IN POLJSKA JAKOST

KAZALO

    

 

 

5.1.2.2 Magnetna poljska jakost (H)

    
 

Magnetna napetost je vzrok razprostiranja magnetenja polja v prostoru, jakost magnetnega polja, ki jo uspe ustvariti, pa je odvisna od geometrije magnetnega polja. Pri isti magnetni napetosti je v prostoru z daljšimi silnicami na splošno pričakovati manjše jakosti magnetnega polja in obratno.

  

HITRE POVEZAVE

Magnetna napetost

Enačba 5.1.2.2.1

Enačba 5.1.2.2.2

Magnetna napetost pri ravni tuljavi

 
 

SLIKA

Slika 5.1.2.2.1: Dolga ravna tuljava

 

SLIKA

Slika 5.1.2.2.2: Poljska jakost tokovodnika

 

ANIMACIJA

Animacija 5.1.2.2.1: Magnetna poljska jakost ravne tuljave in toroida
 

VIDEO

Video 5.1.2.2.1: Magnetno polje med dvema Helmoltzovima tuljavama
 
       

Dokaj enostavno si to lahko predstavljamo na primeru homogenega magnetnega polja toroidne tuljave (slika 5.1.2.2b). Za razprostiranje homogenega magnetnega polja je namreč potrebna po vsej dolžini silnic enaka magnetna napetost na enoto njihove dolžine. Če pri isti magnetni napetosti povečamo srednji premer tuljave ds in s tem dolžino magnetnih silnic ls, bomo zmanjšali delež magnetne napetosti na enoto dolžine silnice in vpliv magnetne napetosti na jakost magnetnega polja. Zato velja:

    
       
 
►  

Magnetna poljska jakost homogenega magnetnega polja H je določena z magnetno napetostjo Θ na enoto dolžine magnetne silnice l in je v vsaki točki polja enaka.

 
       
  Za poljubno točko notranjosti toroidne tuljave (slika 5.1.2.2b) velja:    
       
 
H
 =  
Θ

ls
    A

m		        Θ(A);   ls (m)
 

Enačba 5.1.2.2.1
     
       
 

Tudi v nehomogenem magnetnem polju ravne tuljave se magnetna napetost v celoti porazdeli vzdolž vsake silnice, le da je ta porazdelitev neenakomerna. Več magnetne napetosti je potrebne za ustvarjanje magnetnega polja tam, kjer je polje močnejše (gostejše silnice, slika 5.1.6) in obratno.

    
       
 
►  

Magnetna poljska jakost nehomogenega magnetnega polja je v vsaki točki polja drugačna.

 
       
 

Ker se vse magnetne silnice tuljave zaključujejo skozi tuljavo, je tam magnetno polje najmočnejše, za njegovo ustvarjanje pa je potreben največji del magnetne napetosti.

   
       
 

Ugotovljeno je, da je pri dolžini ravne tuljave lt > 5d (slika 5.1.2.2.1) v notranjosti tuljave praktično homogeno magnetno polje. Zunaj tuljave, razen ob polih, ima magnetno polje za razprostiranje na voljo veliko prostora (slika 5.1.2.1), zato je zelo redko, njegova jakost je zanemarljiva, za njegovo razprostiranje pa potrebuje zelo malo magnetne napetosti. Taki tuljavi pravimo dolga ravna tuljava, za magnetno poljsko jakost v njeni notranjosti pa velja:

    
       
 
H
 ≈  
Θ

lt
  
  A

m		             Θ(A);   lt (m)
 

Enačba 5.1.2.2.2

 

    
       
►  

Magnetna poljska jakost v notranjosti dolge ravne tuljave je praktično premo sorazmerna z magnetno napetostjo in obratno sorazmerna z dolžino silnic v tuljavi.

 
       
 

Enačbi magnetne poljske jakosti 5.1.2.2.1 in 5.1.2.2.2 veljata le za homogeno magnetno polje in sta podobni enačbi električne poljske jakosti homogenega električnega polja.

    
       
Primer 5.1.2.2.1:

 
 
       
Primer 5.1.2.2.2:
 
 
       
 

Podobno je enostavno računanje magnetne poljske jakosti okrog ravnega tokovodnika z okroglim prerezom (slika 5.1.2.2.2). Krožna oblika magnetnih silnic namreč omogoča enostavno računanje dolžine magnetne silnice skozi poljubno točko magnetnega polja, magnetna poljska jakost pa je zaradi kon-stantne gostote silnic vzdolž njene dolžine konstantna.

   
       
 

Ker ravni vodnik lahko obravnavamo kot delček ovoja z  neskončnim polmerom  oziroma N = 1, velja:

    
       
 
H
 =  
I

2πr
    A

m		  

           I(A);   r(m)
 

Enačba 5.1.2.2.3
     
       
 
►  

Magnetna poljska jakost v poljubni točki okrog ravnega tokovodnika je premo sorazmerna s tokom in obratno sorazmerna z razdaljo točke od osi vodnika.
► Magnetna poljska jakost je največja na površini tokovodnika.  

 
       
Primer 5.1.2.2.3: