Применение магнитного поля. Электрические изгороди. Электрическая ионизация воздуха в производственных помещениях. Использование электрогидравлического эффекта

Магнитное поле окружает движущиеся элементарные частицы, обладающие электрическим зарядом, и связано с ними. В проводнике с током и пространстве вокруг него магнитное поле создается этим током, а внутри и вне намагниченного тела (постоянного магнита) - внутриатомным и внутримолекулярным движением элементарных заряженных частиц (например, вращением электронов вокруг собственной оси и ядра атома).

Магнитное поле характеризуется воздействием на движущуюся электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду частицы и ее скорости.

Магнитное поле обнаруживается благодаря магнитным явлениям: притяжению и отталкиванию проводов с токами или намагниченных тел, действию проводника с током на магнитную стрелку, электромагнитной индукции.

В основе этих явлений лежит характерное свойство магнитного поля - силовое действие на движущиеся заряженные частицы. Силы взаимодействия магнитного поля с движущимися заряженными частицами (токами) называются электромагнитными.

Изучение магнитных явлений и расчеты, связанные с их использованием, невозможны без количественной оценки магнитного поля.

Выбирая необходимую для этого величину, можно исходить из силового взаимодействия двух проводов с токами.

Опыт показывает, что на каждый из двух проводов действуют силы, притягивающие друг к другу провода с одинаковым направлением токов и отталкивающие провода с противоположными направлениями токов.

Магнитные поля, обусловленные каждым из токов, распределены в одной и той же области пространства. Поэтому в соответствии с принципом наложения можно полагать, что оба провода окружены общим магнитным полем, которое получается в результате наложения двух полей. Каждое поле связано со своим током, когда соответствующий провод уединен.

В таком случае притяжение или отталкивание проводов нужно рассматривать как результат силового действия общего магнитного поля на заряженные частицы, образующие ток в каждом из проводов. Количественные соотношения для этого случая определены законом Ампера, согласно которому силовое действие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы рассматривается как взаимодействие двух элементов тока.

Величина силы взаимодействия между двумя элементами тока в вакууме пропорциональна произведению элементов тока и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Элементом тока называется произведение Idl, где dl- длина участка провода с током I, весьма малая (так же как и диаметр провода) по сравнению с расстоянием от него до точек, в которых рассматривается магнитное поле тока I.

Если элементы тока расположены параллельно, то сила взаимодействия между ними

1

где I₁dl₁, I₂dl₂-элементы токов; r-расстояние между элементами; а-угол между направлением одного из элементов тока и отрезком прямой г, проведенным от этого элемента к другому; µ₀/4π-коэффициент пропорциональности, величина которого определяется в зависимости от системы единиц. Числитель этого коэффициента ц₀ называется магнитной постоянной.

В Международной системе единиц (СИ) магнитная постоянная

генри= -единица индуктивности.

Заметим, что формула (1) и последующие формулы, относящиеся к магнитному полю в вакууме, справедливы и для магнитного поля в воздухе.

Для ограждения мест выпаса крупного рогатого скота временно можно применить электроизгородь, состоящую из однопроводной линии и устройства преобразования напряжения.

Однопроводная линия выполнена на металлических стойках. У стоек один конец заострен, а на втором нарезана резьба для навинчивания фарфоровых изоляторов. На, изоляторах закрепляют провод, натянутый между стойками. Длина линии может достигать 2000 м и более.

Рис. 9

Устройство преобразования напряжения собрано по схеме, изображенной на рисунке. Нагрузкой широко распространенного преобразователя напряжения, основными деталями которого являются транзисторы Т1 и Т2, трансформатор Тр1, аккумулятор Б1, служит катушка зажигания КЗ1. Один конец вторичной обмотки катушки заземляют, а второй, высоковольтный - подключают к однопроводной линии.

Металлические стойки изготавливают длиной 120 см. К стойке на расстоянии 20 см от заостренного конца приваривают скобу, которая служит для вдавливания стойки ногой в землю. При изготовлении однопроводной линии можно применить стальной провод, используемый для вязания тюков соломы или сена.

Все детали преобразователя напряжения размещают на пластине, имеющей размеры 130х130 мм, из изоляционного материала (гетинакс, фанера и т. д.). Пластину помещают в ящик, где находятся аккумулятор и катушка зажигания.

В преобразователе напряжения можно применить транзисторы П201 и П217. Для лучшего охлаждения их размещают на алюминиевых радиаторах, имеющих размеры 100х50х5 мм.

Трансформатор Тр1 преобразователя собирают, используя сердечник Ш12х12 или Ш16х16. Обмотка 1 содержит 14 витков с отводом от середины провода ПЭЛ 0,7. Ее первой наматывают на каркас сразу в два провода. Обмотка II имеет 60 витков с отводом от середины. Она выполнена проводом ПЭЛ 1,0. Последней наматывают обмотку III, содержащую 120 -130 витков провода ПЭЛ 1,0. Между обмотками должно быть два-три слоя изоляционной бумаги.

Катушка зажигания может быть от автомобиля или мотоцикла на 12 или 6 В.

Электроизгородь имеет свои достоинства и недостатки. К достоинствам ее относится применение фарфоровых изоляторов, которые имеют высокие изоляционные свойства даже при дождливой погоде (у изоляторов есть так называемая "сухая зона"). Аккумулятор, служащий источником питания устройства, безопасен и удобен в обращении. Так как выходное сопротивление преобразователя, определяемое сопротивлением вторичной обмотки катушки зажигания, велико, то при прикосновении животного выходное напряжение уменьшится с нескольких тысяч до 10-30 В.

К недостаткам изгороди следует отнести применение стального провода без покрытия, что увеличивает его коррозию. Лучше использовать стальной оцинкованный провод. Аккумулятор, питающий изгородь, требует частого заряда, что удорожает стоимость устройства. Преобразователь электроизгороди малоэффективен и имеет низкий коэффициент полезного действия. Если увеличить мощность, отдаваемую преобразователем, и уменьшить его выходное сопротивление, то эффективность электроизгороди повысится, но такая изгородь может стать опасной для животных и человека. В этом случае необходимо использовать вместо преобразователя генератор, работающий в импульсном режиме.

Следовательно, описанная электроизгородь безопасна в обращении и может применяться для ограждения небольших площадей или для пастьбы лошадей, которые в 10 раз чувствительнее к электрическому току, нежели крупный рогатый скот. Электроизгородь может быть временно использована, если нет возможности приобрести серийно выпускаемую электроизгородь ИЭ-200 через местные объединения "Сельхозтехники".

Ионизаторы водуха

ПРОМЫШЛЕННЫЕ