המעגל המגנטי

עוצמת השדה המגנטי

בפרק הקודם הכרנו לראשונה את המעגל המגנטי ואת הגדלים המאפיינים אותו: הכמ"מ M, המיאון המגנטי R_m והשטף המגנטי Φ.

את המעגל המגנטי הכרנו בעזרת הטורואיד.

טורואיד סימטרי

כאן המקום להבהיר ולציין שתי עובדות בהקשר זה.

עובדה 1: אין משמעות לאופן פיזור הכריכות על גבי ליבת הטורואיד. בדוגמת הטורואיד שלעיל ושהוצג בפרק הקודם מפוזרות הכריכות על פני כל היקפה המעגלי של הליבה, אך באותה מידה יכלו להיות כולן מרוכזות לאורך מקטע חלקי של היקפו או מפוזרות על פניו בכל צפיפות משתנה אחרת. בכל מקרה, היה נוצר במעגל המגנטי כמ"מ שגודלו תלוי רק במכפלה NI ולא באופן פיזור הכריכות סביב הליבה.

פיזור שונה של הכריכות במעגל המגנטי

עובדה 2: הצורה הגיאומטרית של הליבה במעגל המגנטי אינה חייבת להיות מעגלית. ניתן לכרוך את N הכריכות סביב ליבה בעלת כל צורה הנדסית שהיא ואין הדבר משפיע על גודל הכמ"מ שנוצר בליבה. צורת הליבה משפיעה רק על אופן חישוב אורך המסלול L העובר במרכז הליבה ושטח החתך A שלה. למשל, צורה נפוצה של ליבה היא הצורה המלבנית,

ליבה מלבנית

עוצמת השדה המגנטי

גודל פיזיקאלי חדש אשר ישמש אותנו בניתוח המעגל המגנטי הינו עוצמת השדה המגנטי, המסומן על-ידי H. עוצמת השדה המגנטי שווה לגודל הכמ"מ ליחידת אורך. כלומר,

H = M / L

M – הכמ"מ, ביחידות של אמפר-כריכות AT
L – אורך מסלול קווי השדה המגנטי, ביחידות של מטר m

עוצמת השדה המגנטי נמדדת ביחידות של אמפר-כריכות למטר AT/m.

בפרקים הקודמים הכרנו את מושג השדה המגנטי שסימנו B. השדה המגנטי B הוא ווקטור בעל עוצמה וכיוון פעולה. חשוב שלא להתבלבל בין העוצמה של השדה המגנטי B, שהינו הערך המוחלט של B, ובין הגודל הפיזיקאלי החדש שהצגנו עתה – עוצמת השדה המגנטי H.

נבהיר קודם את ההבדל בהגדרה ובמשמעות שבין השדה המגנטי B ובין עוצמת השדה המגנטי H. מתוך הקשר שבין השטף המגנטי Φ והגודל B ניתן להגדיר את B גם כצפיפות של השטף המגנטי,

B = Φ / A

זאת בעוד שהגודל H מוגדר ככמ"מ הנוצר ליחידת אורך.

נוכל כעת למצוא את המשוואה המקשרת בין שניהם, בעזרת המשוואה,

B = μ NI / L

נחליף את המכפלה NI בגודל M ונקבל,

B = μ M / L

נציב את H במשוואה שלעיל ונקבל,

B = μ H

כלומר, השטף המגנטי B שווה למכפלה בין עוצמת השדה המגנטי H בתכונת החלחלות של החומר μ.

[לפרק הקודם | לפרק הבא]

[ עמוד ראשי - מגנטיות | חשמל ומגנטיות - המעגל המגנטי : חלחלות מגנטית | המעגל המגנטי | עוצמת השדה המגנטי | עקומת המגנוט ולולאת המגנוט | חוקי קירכהוף במעגל המגנטי | זרמי מערבולת | סיכום ]