آموزش های پایه ای برق, مقالات
قانون بیوساوار
اسفند
قانون بیوساوار چیست؟
قانون بیوساوار برای مشخص کردن شدت میدان مغناطیسی H نزدیک به یک هادی حامل جریان مورد استفاده‌قرار‌می‌گیرد و می‌توان گفت رابطه مابین شدت میدان مغناطیسی را با منبع تولید‌کننده آن بررسی می‌کند.
این قانون در سال 1820 توسط آقایان بیو و ساوار ایجاد‌شد. جهت میدان در این حالت از قانون دست راست پیروی می‌کند .این قانون با نام‌های قانون لاپلاس و یا آمپر نیز شناخته‌می‌شود.یک سیم حامل جریان را در نظر بگیرید که در فاصله x از نقطه A قرار دارد.
مطابق قانون بیوساوار، شدت مغناطیسی در نقطه A ناشی از جاری شدن جریان می‌باشد، و به موارد زیر وابسته‌است :
- 1- جریان
- 2- طول هادی
- 3- زاویه ایجاد‌شده بین جهت جریان و خط متصل به عنصر dl از نقطه A
- 4- و با مربع مسافت رابطه معکوس دارد.
K ثابتی است که به خواص مغناطیسی سیستم مربوط‌است.
µ0 = نفوذ پذیری مطلق هوا یا خلاء.
µr = نفوذ پذیری نسبی محیط.
مدار مغناطیسی قانون بیوساوار
به مسیر بسته‌ای که در آن شار مغناطیسی جاری می‌شود، مدار مغناطیسی می‌گویند.
در مدار مغناطیسی، شار مغناطیسی یا خطوط مغناطیسی نیرو، از یک نقطه شروع می‌شود و پس از طی کردن مسیر در همان نقطه به پایان می‌رسد.
شار مذکور می تواند ناشی از آهنربا یا سیم پیچ باشد.یک مدار مغناطیسی از مواد مغناطیسی تشکیل شده است که دارای نفوذپذیری بالایی مانند آهن ، فولاد نرم و غیره هستند.
مدارهای مغناطیسی در دستگاه های مختلفی مانند موتور الکتریکی ، ترانسفورماتورها ، رله ها ، ژنراتورهای گالوانومتر و غیره استفاده می‌شوند.
در نظر بگیرید که یک سلونوئید دارای N دور سیم پیچی بر روی یک هسته آهنی‌است. فوران مغناطیسی در هسته آهنی به علت عبور جریان از سلونوئید ایجاد می‌شود.
I = طول میانگین مدار مغناطیسی
A= سطح مقطع مفید
µr = نفوذ پذیری نسبی محیط .
حال شدت شار برابر‌است با :
بر اساس این قانون، کار انجام‌شده برای گرداندن یک قطب واحد در مدار مغناطیسی برابر با جریانی‌است که این میدان آن را احاطه کرده‌است.
معادله فوق بیانگر نکات زیر‌است :
1- این کمیت مستقیما به تعداد دور سیم پیچ و جریان وابسته‌است.این موضوع نشانگر آن‌است که با افزایش جریان و یا تعداد دور، شار افزایش و با کاهش آن کاهش می‌یابد.NI نیرو محرکه مغناطیسی‌است.قانون بیوساوار
2- به صورت معکوس متناسب با l/a µ0µr است که به (l/a µ0µr) آن رلوکتانس یا مقاومت مسیر مغناطیسی می‌گویند.با کاهش رلوکتانس فوران افزایش، و همینطور با افزایش آن، کاهش پیدا می‌کند.