Что такое метр или ампер, можно себе представить. А как представить себе магнитное поле с индукцией 1 Тл или 1 Гс? Для иллюстрации этих единиц отметим, что магнитное поле вблизи сильного магнита может достигать нескольких десятков тысяч Гс, то есть нескольких Тл. Магнитное поле вблизи стрелки компаса едва превышает сотню Гс (0,01 Тл). Магнитное поле Земли вблизи ее поверхности может быть меньше 0,01 Гс (0,000 001 Тл).
Индукция говорит о реальных магнитных силах в определенной точке поля. А какие общие силовые возможности у данного магнита? Насколько велико пространство, где действует известная величина индукции? Об этом косвенно рассказывает такая характеристика магнитного поля, как магнитный поток (обозначается буквой Ф). Магнитный поток определяется так: выделяют площадку, перпендикулярную направлению магнитных сил, и смотрят, чему равна магнитная индукция не в одной какой-нибудь точке, а на всей площадке. Величина индукции, умноженная на площадь площадки, и называется магнитным потоком. Магнитную индукцию уместно сравнить с весом одной дождевой капли, а магнитный поток — с весом всех капель, ударяющих в данную минуту по району, где идет дождь. Единица магнитного потока в системе СИ — вебер (Вб), он соответствует индукции в 1 Тл, действующей на площади 1 м2.
Т-54. Путь, по которому замыкается магнитное поле, часто называют магнитной цепью. Можно провести полезную аналогию между электрической цепью, по которой идет ток, и тем «бубликом», по которому замыкается магнитное поле (Р-35;1). Роль генератора в такой магнитной цепи играет сам магнит или электромагнит — катушка. Ток в электрической цепи можно сравнить с общим магнитным потоком, который как бы выходит из одного полюса магнита и входит в другой. А магнитное сопротивление будет отображать влияние среды на величину магнитного потока подобно тому, как сопротивление электрической цепи отображает влияние среды, где протекает ток, на величину этого тока.
Р-35
Существует даже закон Ома для магнитной цепи (Р-35;2), он имеет внешнее сходство с законом Ома для электрической цепи. Так, например, отмечается, что магнитный поток пропорционален так называемой магнитодвижущей силе, которую в случае электромагнита определяют ампер-витки катушки: чем больше эти ампер-витки, тем сильнее общий магнитный поток. Кроме того, магнитный поток обратно пропорционален магнитному сопротивлению: если полюсы магнита, который находился в воздухе, замкнуть магнитопроводом из стали, то резко (в 7000 раз) уменьшится магнитное сопротивление цепи и увеличится магнитный поток.
Сравнение магнитной цепи с электрической приводит к некоторым очень важным практическим выводам. Вот один из них: если в замкнутой стальной магнитной цепи сделать небольшой воздушный зазор (Р-35;6), то он резко увеличит общее магнитное сопротивление цепи и ослабит общий поток— так участок с большим сопротивлением, последовательно включенный в электрическую цепь, резко уменьшает ток в ней. Очень важно, что при этом уменьшится и магнитная индукция в самой стали — это есть результат ослабления общего магнитного потока. А если параллельно воздушному зазору создать дополнительный путь с меньшим магнитным сопротивлением (Р-35;7), например приложить к зазору тонкую стальную пластинку, то магнитное сопротивление участка уменьшится (так уменьшалось сопротивление участка электрической цепи при ее шунтировании) и основной магнитный поток пойдет по пути наименьшего магнитного сопротивления (основной электрический ток в параллельной цепи тоже идет по пути наименьшего сопротивления), пойдет через магнитный шунт. Это интересное явление используется для записи сигналов на магнитную ленту (Т-231), в частности в магнитофонах и видеомагнитофонах.
Т-55. Электромагнитные взаимодействия позволяют использовать электроэнергию для выполнения механической работы. До сих пор мы знали, что ток, работая в электрической цепи, может создавать тепло и свет, может переносить некоторые вещества с одного электрода на другой (Т-22). Теперь же, после знакомства с магнитными свойствами тока, нетрудно представить себе, как электрический ток выполняет тяжелую механическую работу в электродвигателях.
Двигатели бывают самые разные, разные по устройству, по режиму работы, потребляемой электрической мощности, разные по характеру питающего их тока (к некоторым двигателям нужно подводить неизменное напряжение, к другим — обязательно меняющееся). Но во всех этих двигателях используется один и тот же принцип: по проводнику пропускают ток, магнитные силы внешнего магнита (или электромагнита) начинают двигать этот проводник, взаимодействуя с его собственным магнитным полем (Р-36).