Контур с током в радиальном магнитном поле

Из формул (37) и (38) следует, что в однородном магнитном поле вращающий момент, действующий на контур с током максимален, если (то есть вектор параллелен плоскости контура) и равен нулю, если a=0 (вектор перпендикулярен плоскости контура). Иными словами, однородное магнитное поле стремится повернуть контур с током так, чтобы векторы и были параллельны. Зависимость М(a) ограничивает практическое применение контура с током в однородном магнитном поле. на практике контур с током чаще всего помещают в неоднородное магнитное поле, которое называется радиальным. Оно образовано полюсами магнитов 1 с углублениями в форме полуцилиндрических поверхностей и цилиндром 2 из стали, который выполняет роль магнитопровода (рисунок 22).

Благодаря высокой способности материала цилиндра к намагничиванию, линии вектора сгущаются в его объеме. В узком зазоре между полюсами магнита и боковой поверхностью цилиндра вектор входящей и выходящей линии перпендикулярен этой поверхности, т. е. направлен вдоль радиуса цилиндра (отсюда название – радиальное поле). Вектор как бы «скользит» по плоскости контура 3 (рисунок 22б), то есть . При повороте контура угол не изменяется. Таким образом, для этого частного, но важного для практики случая вращающий момент рассчитывается по формуле

. (39)

Рисунок22

Если контур выполнен из N витков, то

. (40)

независимость вращающего момента от угла поворота используется в электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы, которые предназначены для измерения постоянного тока. В этих приборах многовитковый контур 1 крепится на тонких растяжках 2 в радиальном магнитном поле (рисунок 23). С контуром жестко связана стрелка прибора 3. При пропускании через контур тока, контур поворачивается. Растяжки испытывают деформацию скручивания, и в них возникает момент упругой силы , где к - коэффициент жесткости на скручивание, j - угол поворота. В уравновешенном состоянии М=М_упр. , отсюда . Таким образом, по углу поворота стрелки судят о величине тока, протекающего в контуре. Прямая пропорциональность силы тока углу поворота обуславливает равномерность шкалы приборов магнитоэлектрической системы.