Постоянный магнит
Начнем с определения. Какие тела называют постоянными магнитами?
Постоянный магнит (или просто магнит) — это тело, длительное время сохраняющее намагниченность.
Что это означает? Если мы вставим в катушку с током обычный железный стержень, он начнет притягивать к себе другие железные предметы. В этот момент он намагничен и обладает магнитными свойствами. Выключим ток — и намагниченность сразу исчезнет.
Но если мы вставим в катушку с током стержень из закаленной стали, после выключения тока он не размагнитится. Он будет сохранять намагниченность (рисунок 1). Такое устройство мы можем называть магнитом.
Получается, что создавать магнитное поле могут всего две вещи:
- проводник с током;
- постоянный магнит.
Объяснение явления намагниченности
Одно из первых объяснений этого явления принадлежало Андре-Мари Амперу.
Как Ампер объяснял намагниченность железа?Французский ученый говорил о существовании электрических токов. Эти токи по его предположению циркулировали внутри каждой молекулы вещества.
Странное объяснение, не так ли? Дело в том, что в те времена еще не было достаточно знаний о строении вещества. Про атомы еще никто не слышал и не говорил. Так что такое мнение не имело доказательств, ведь природу молекулярных токов никто не мог объяснить.
С тех времен физика шагнула далеко вперед. Как можно теперь объяснить молекулярные токи Ампера?
Давайте вспомним строение атома. Вокруг ядра вращаются электроны. Каждый электрон имеет заряд и находится в движении. Значит, вокруг него существует магнитное поле. Но большинство веществ устроено таким образом, что эти крошечные магниты нейтрализуют друг друга.
Искусственные магниты
Постоянные магниты, сделанные человеком, имеют две основные разновидности. Они могут быть дугообразными (рисунок 3, а) и полосовыми (рисунок 3, б).
Полюса магнита
Каждый магнит, как и магнитная стрелка, обладает двумя полюсами: северным ($N$) и южным ($S$).
Что называется магнитными полюсами магнита (рисунок 4)?
Полюса магнита — это те места магнита, где обнаруживается наиболее сильные магнитные действия.
Мы можем это проверить с помощью простого опыта. Возьмем полосовой магнит и динамометр. К динамометру прикрепим железный шарик.
Касаемся шариком магнита в разных его точках, а потом аккуратно его отрываем. При этом следим за показаниями динамометра в момент отрыва. Так мы можем судить о силе притяжения шарика к разным точкам магнита. Опыт покажет, что самое сильное притяжение будет как раз в местах, которые мы называем полюсами (рисунок 5).
Этот же опыт покажет нам что в середине магнита шарик практически не испытывает притяжение.
Нейтральная зона магнита — место магнита, где практически не проявляется притяжения.
Что лучше всего притягивается к магнитам?Это чугун, сталь, железо и некоторые сплавы. Также притягивается никель и кобальт, но значительно слабее.
Естественные магниты
Также в природе встречаются и естественные магниты. Например, железная руда. Из-за ее свойств ее называют магнитным железняком. Богатые залежи этого минерала зафиксированы на Урале, в Карелии, Курской области и других местах.
Если рядом с железом, сталью, никелем и кобальтом оказывается магнитный железняк, то эти металлы приобретают магнитные свойства. Именно поэтому магнитный железняк и открыл людям возможность наблюдать эти свойства.
Магнитные свойства
Возьмем две магнитные стрелки. Установим из рядом друг с другом (рисунок 6).
Что произойдет? Они установятся в определенных положениях: противоположными полюсами друг к другу.
Взаимодействие магнитной стрелки и магнита
Теперь возьмем магнит и поднесем его к магнитной стрелке (рисунок 7). Что мы увидим?
Северный полюс магнитной стрелки оттолкнулся от северного полюса магнита. Он притягивается к его южному полюсу.
В это же время южный полюс магнитной стрелки отталкивается от южного полюса магнита и притягивается к северному.
Взаимодействие полюсов магнитов между собой
Так как взаимодействуют между собой полюсы магнитов? Вышеописанные и другие опыты подводят нас к выводам (рисунок 8).
Разноименные магнитные полюсы притягиваются, а одноименные — отталкиваются.
Это легко запомнить. Аналогия проходит с электрическими зарядами: одноименные отталкиваются, а разноименные притягиваются.
При этом сила взаимодействия будет прямо пропорциональна расстоянию между полюсами взаимодействующих магнитов.
Это применимо и к магнитным стрелкам, и к постоянным магнитам, и к электромагнитам.
Но чем объясняется это явление? Все дело в существовании магнитного поля вокруг любого магнита. Магнитные поля взаимодействующих магнитов обоюдно действуют друг на друга.
Разница магнитных и электрических взаимодействий
Хоть мы и провели аналогию с электрическими зарядами, это не позволяет применять нам все законы электричества к магнетизму.
Например, есть одно очень большое отличие. Мы можем разделять электрические заряды. Это происходит при электризации в источниках тока. А вот полюсы магнита неразделимы. Если мы разрежем магнит на части, у нас все равно не получится отделить один полюс от другого. Мы просто получим два новых магнита (рисунок 9).
Разделяемые части могут равными или разными — результата все равно один. Получатся новые магниты, каждый из которых будет иметь два полюса и нейтральную зону.
Магнитное поле магнита
Какой вид имеет это магнитное поле? Как можно получить представление о магнитном поле магнита?
Вернемся к нашим любимым железным опилкам. Они помогли нам увидеть и форму магнитного поля прямого тока, и катушки с током. Пригодятся они нам и сейчас.
Поместив опилки рядом с магнитами, они займут определенное положение — вдоль магнитных линий магнитного поля.
Магнитные линии магнитного поля магнитов (не тавтология, привыкайте) являются замкнутыми кривыми (рисунок 10). Они похожи на магнитные линии, описывающие магнитное поле катушки с током.
Магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный. Линии замыкаются внутри магнита.
Магнитное поле, созданное двумя магнитами
Как будет выглядеть магнитное поле, созданное сразу двумя магнитами?
Если два магнита расположить друг к другу разноименными полюсами, то получим совсем другую картину (рисунок 12).
Подтверждение вышесказанному вы можете легко получить, проводя тот же опыт с опилками. Опилки выстроятся вдоль магнитных линий, изображенных на рисунках выше.
Упражнения
Это можно сделать с помощью магнитной стрелки. Поднесите ее к одному из концов стального стержня. Посмотрите, в каком положении она установится. Если магнитная стрелка повернется к стержню южным полюсом, то этот конец стержня является его северным полюсом (рисунок 13).
К южному полюсу стержня стрелка повернется своим северным полюсом. Помните: разноименные полюса притягиваются, а одноименные — отталкиваются.
Для этого нам нужно намотать этот проводник на катушку. Силовые линии магнитного поля катушки с током расположены так же, как и у полосового магнита (рисунок 14).
Задания
Магниты притягивают к себе не все материалы. Так, картон не притягивается к магниту, поэтому он останется неподвижен. Когда вы положите картон на гвозди и поднесете магнит, то картон поднимется вместе с гвоздями. Точнее говоря, магнит будет притягивать к себе гвозди (так они сделаны из железа). Под действием магнитного поля магнита гвозди придут в движение и поднимут на себе картон (рисунок 15).
Когда игла соскользнет с полюса магнита, она все еще будет находиться в его магнитном поле. Магнит продолжит притягивать ее. В этот момент сила натяжения нити уравновешивает силу притяжения магнита. Так будет казаться, что игла зависла в воздухе. Если же расслабить нить, то игла снова притянется к магниту и «прилипнет» к нему.
Образование поля
Для понимания принципов деятельности магнитного поля, сначала произведём описание его образования. Магнитное поле образовывается в процессе преобразования заряженных частиц и действует на передвигающиеся электрические заряды, а именно на проводящие ток элементы. Взаимодействие меж магнитным полем и передвигающимися зарядами, и проводниками, по которым постоянно протекает ток, осуществляется с помощью сил, называемыми электромагнитными. Интенсивность либо силовую особенность магнитного поля в определённой точке пространства возможно с большой точностью выяснить благодаря постоянной индукции, обозначаемую литерой B.
Линии индукции предоставят возможность увидеть полный процесс и его принципы в виде графики, предоставляющая большинство подробностей данной структуры. Данной формулировкой именуют конкретные линии, касающиеся которых совершенно во всех точках, соответствуют с ориентацией главного вектора в магнитном явлении. Указанные направления составляют в параметры магнитного поля и применяются для фактического определения его интенсивности и направленности. Чем более высокое насыщение магнитного поля, тем большее количество данных линий будет подключено к деятельности.
Магнитные линии
Магнитные линии у прямолинейных элементов с большой проводимостью тока обладают видом тесной концентрического кольца, средина которого лежит на оси конкретного проводника.
Точная формулировка неоднородности и однородности считается основным параметром магнитного поля. Данные составляющие, создающиеся при одинаковых обстоятельствах одним током, содержат неоднозначную ориентацию и интенсивность в разных средах из-за передвигающихся магнитных свойств в этих объектах. Магнитная специфика окружающей среды имеет отличительную особенность – устойчивую проницаемость магнитов, а измерения производятся в генри на метр (г/м). К параметрам магнитного поля возможно причислить совершенную магнитную проницаемость пустоты, являющейся магнитной константой.
Магнитное поле напрямую проявляет воздействие на:
- Электрические заряды, которые изменяются.
- Материалы, при помощи которых находят проницаемость магнитного поля.
- Постоянные магниты, которые подразумевают всеобщий магнитный момент заряженных частиц.
В магнитном поле силовые линии появляются во время приближения постоянного магнита к листу бумаги, на котором находится плат металлических опилок.
Изменения магнитных свойств материалов
При повышении силы тока до полномерного насыщения в катушке с ферро-магнитным компонентами и следующим его потерей, кривая линия намагничивания не имеет возможности соответствовать линии размагничивания. С практически отсутствующей, неразличимой напряженностью, значение индукции в данном пространстве будет отсутствовать, и будет наделён некоторый признак, который именуется в физике остаточной магнитной индукцией.
Явление при снижении индукции в поле от намагничивающей интенсивности учёные именуют гистерезисом. Для окончательного размагничивания процесса в компонентах сердечника нужно передать обратно-направленный ток, благодаря которому возникнет компонент напряженности. Для разнообразных ферро-магнитных элементов имеет значение сегмент всякой длины. Величина, при которой происходит окончательное размагничивание веществ, называется коэрцитивной силой.
При последующем увеличении влияние тока в катушке магнитная индукция приступает к увеличению до степени насыщения, но с совершенно иными ориентациями линий. При абсолютном размагничивании в обратном направлении можно обрести остаточную индукцию, используемую во время создания постоянных магнитов из компонентов с высоким показателем остаточного магнетизма. Благодаря веществам, которые имеют способность к перемагничиванию физики разработают стержни для электрического оборудования.
Свойства магнитного поля
Основным достоинством и параметром магнитного поля является относительность. В том случае, когда эту меру оставить в объекте, который заряжен, неподалеку от системы координат и поместить рядом магнитную стрелку, тогда стрелка начинает показывать на север, не видя постороннего поля, за исключением поля Земли. А в том случае, когда объект, которые заряжен током будет передвигаться недалеко от данной стрелки, тогда со всех сторон вещества появится магнитное поле. Происхождение магнитного поля возможно разбить на следующие формирующие:
- Электрическое пространство, которое меняется во времени.
- Заряды, которые могут быть подвижными и постоянными.
- Магниты, которые заряжены током.
Большинство людей знают о магнитах, используемых в детских играх, которые притягивают разные предметы, изготовленные из металла. Данные магнитики закрепляли на холодильных камерах либо они встраивались в разнообразные малышовые игрушки. Электрические заряды, которые находятся в динамике, в большинстве случаев обладают в значительной степени большей магнитной энергией, чем постоянные магниты. Физики определили источник, благодаря которому физические объекты приобретают конкретные магнитные свойства.
В соответствии с теорией испытателей, в середине любого вещества присутствуют электрические токи, которые имеют мизерную величину. Электрон вооружен собственной магнитной величиной и обладает квантовой природой передвижения по определённой орбите в атомах. Магнитное поле умеет оказывать влияние и воздействие на изменяющийся электрический ток. Его можно выявить, когда протестировать передвижение электронов, которые заряжены. В магнитном явлении заряженные частицы сдвинутся, в итоге проводники с проходящим током станут уменьшаться.
Магнитное поле может быть постоянного и переменного типа, и возникает благодаря конкретным индикаторам, которые функционируют от переменного тока. Постоянное магнитное поле создаётся исключительно в постоянном электрическом поле. Показатель данной пропорции именуется индуктивностью главного проводника и указывает на вероятность элемента образовывать потокосцепление во время преобразования электричества в силу тока, которая расположена очертании магнитного потока.
«Магнитное поле постоянного магнита. Взаимодействие постоянных магнитов»
Тела, длительное время сохраняющие магнитные свойства, или намагниченность, называют постоянными магнитами. Поднося магнит к железным опилкам, можно заметить, что они притягиваются к концам магнита и практически не притягиваются к его середине. Те места магнита, которые производят наиболее сильное магнитное действие, называются полюсами магнита. Магнит имеет два полюса: северный — N и южный — S. Принято северный полюс магнита окрашивать синим цветом, а южный — красным. Если полосовой магнит разделить на две части, то каждая из них окажется магнитом с двумя полюсами.
Линии магнитной индукции постоянных магнитов замкнуты, все они выходят из северного полюса и входят в южный, замыкаясь внутри магнита. Магнитные стрелки и магниты взаимодействуют между собой. Разноимённые магнитные полюсы притягиваются друг к другу, а одноимённые — отталкиваются. Взаимодействие магнитов объясняется тем, что магнитное поле одного магнита действует на другой магнит и, наоборот, магнитное поле 2-го магнита действует на 1-й.
Причиной наличия у веществ магнитных свойств является движение электронов, существующих в каждом атоме. При своём движении вокруг атома электроны создают магнитные поля. Если эти поля имеют одинаковую ориентацию, то вещество, например железо или сталь, намагничены достаточно сильно.
Конспект урока «Магнитное поле постоянного магнита».
Следующая тема: «Действие магнитного поля на проводник с током».
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Подобно тому, как покоящийся электрический заряд действует на другой заряд посредством электрического поля, электрический ток действует на другой ток посредством магнитного поля. Действие магнитного поля на постоянные магниты сводится к действию его на заряды, движущиеся в атомах вещества и создающие микроскопические круговые токи.
Учение об электромагнетизме основано на двух положениях:
- магнитное поле действует на движущиеся заряды и токи;
- магнитное поле возникает вокруг токов и движущихся зарядов.
Взаимодействие магнитов
Постоянный магнит (или магнитная стрелка) ориентируется вдоль магнитного меридиана Земли. Тот его конец, который указывает на север, называется северным полюсом (N), а противоположный конец — южным полюсом (S). Приближая два магнита друг к другу, заметим, что одноименные их полюсы отталкиваются, а разноименные — притягиваются (рис.
Если разделить полюса, разрезав постоянный магнит на две части, то мы обнаружим, что каждая из них тоже будет иметь два полюса, т. будет постоянным магнитом (рис. Оба полюса — северный и южный, — неотделимые друг от друга, равноправны.
Магнитное поле, создаваемое Землей или постоянными магнитами, изображается, подобно электрическому полю, магнитными силовыми линиями. Картину силовых линий магнитного поля какого-либо магнита можно получить, помещая над ним лист бумаги, на котором насыпаны равномерным слоем железные опилки. Попадая в магнитное поле, опилки намагничиваются — у каждой из них появляется северный и южный полюсы. Противоположные полюсы стремятся сблизиться друг с другом, но этому мешает трение опилок о бумагу. Если постучать по бумаге пальцем, трение уменьшится и опилки притянутся друг к другу, образуя цепочки, изображающие линии магнитного поля.
На рис. 3 показано расположение в поле прямого магнита опилок и маленьких магнитных стрелок, указывающих направление линий магнитного поля. За это направление принято направление северного полюса магнитной стрелки.
Опыт Эрстэда. Магнитное поле тока
В начале XIX в. датский ученый Эрстэд сделал важное открытие, обнаружив действие электрического тока на постоянные магниты. Он поместил длинный провод вблизи магнитной стрелки. При пропускании по проводу тока стрелка поворачивалась, стремясь расположиться перпендикулярно ему (рис. Это можно было объяснить возникновением вокруг проводника магнитного поля.
Магнитные силовые линии поля, созданного прямым проводником с током, представляют собой концентрические окружности, расположенные в перпендикулярной к нему плоскости, с центрами в точке, через которую проходит ток (рис. Направление линий определяется правилом правого винта:
Силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции B. В каждой точке он направлен по касательной к линии поля. Линии электрического поля начинаются на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных, а сила, действующая в этом поле на заряд, направлена по касательной к линии в каждой ее точке. В отличие от электрического, линии магнитного поля замкнуты, что связано с отсутствием в природе «магнитных зарядов».
Магнитное поле тока принципиально ничем не отличается от поля, созданного постоянным магнитом. В этом смысле аналогом плоского магнита является длинный соленоид — катушка из провода, длина которой значительно больше ее диаметра. Схема линий созданного им магнитного поля, изображенная на рис. 6, аналогична таковой для плоского магнита (рис. Кружочками обозначены сечения провода, образующего обмотку соленоида. Токи, текущие по проводу от наблюдателя, обозначены крестиками, а токи противоположного направления — к наблюдателю — обозначены точками. Такие же обозначения приняты и для линий магнитного поля, когда они перпендикулярны плоскости чертежа (рис. 7 а, б).
Направление тока в обмотке соленоида и направление линий магнитного поля внутри него также связаны правилом правого винта, которое в этом случае формулируется так:
Исходя из этого правила, легко сообразить, что у соленоида, изображенного на рис. 6, северным полюсом служит правый его конец, а южным — левый.
Магнитное поле внутри соленоида является однородным — вектор магнитной индукции имеет там постоянное значение (B = const). В этом отношении соленоид подобен плоскому конденсатору, внутри которого создается однородное электрическое поле.
Сила, действующая в магнитном поле на проводник с током
Опытным путем было установлено, что на проводник с током в магнитном поле действует сила. В однородном поле прямолинейный проводник длиной l, по которому течет ток I, расположенный перпендикулярно вектору поля B, испытывает действие силы: F = I l B.
Направление силы определяется правилом левой руки:
Следует отметить, что сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, направлена не по касательной к его силовым линиям, подобно электрической силе, а перпендикулярна им. На проводник, расположенный вдоль силовых линий, магнитная сила не действует.
Уравнение F = IlB позволяет дать количественную характеристику индукции магнитного поля.
Отношение не зависит от свойств проводника и характеризует само магнитное поле.
Модуль вектора магнитной индукции B численно равен силе, действующей на расположенный перпендикулярно к нему проводник единичной длины, по которому течет ток силой один ампер.
В системе СИ единицей индукции магнитного поля служит тесла (Тл):
Магнитное поле. Таблицы, схемы, формулы
Дополнительные материалы по теме: Электромагнитные явления
Конспект по теме «Магнитное поле. Теория, формулы, схемы».
Следующая тема «Электромагнитная индукция»
Знаете ли вы?
Магниты и головной мозг
Физиологи обнаружили, что использование магнитного поля способствует развитию головного мозга у взрослых, стариков и у детей. Исследователь Фортунато Батталья из университета Нью-Йорка, проведя опыты, обнаружил, что воздействие магнитных полей приводит к росту новых нейронов в областях головного мозга, отведённых под память и обучение. Магнитная стимуляция мозга уже давно используется для лечения депрессии, шизофрении и последствий инсультов, когда магнитные поля возвращают пострадавшим речь. Если новые исследования подтвердятся, то перед врачами откроются новые перспективы лечения различных болезней (например, болезни Альцгеймера, которая сопровождаются массовой гибелью нейронов мозга) и корректировки возрастных изменений памяти.
Любознательным
Почему облака в основном белые, а не голубые, как небо? Почему грозовые тучи черные?
Оказывается. Рассеяние света на объектах, много меньших длины волны видимого света, описывается рэлеевской
моделью рассеяния. Размеры водяных капель в облаке обычно больше, и свет просто отражается от их внешней
поверхности. При таком отражении свет не разлагается на составляющие цвета, а остается белым. Очень плотные облака кажутся черными потому, что они пропускают мало солнечного света — он либо поглощается
каплями воды в облаке, либо отражается вверх.
Появление неконтактного минного и торпедного оружия, а затем магнитных обнаружителей (магнитометров) подводных лодок в подводном положении, реагирующих на магнитное поле корабля, привело к разработке и созданию методов и средств как активной, так и пассивной защиты кораблей.
К методам активной защиты относят:
Уничтожение мин с помощью тралов;
Создание проходов в минных полях с помощью подрывов глубинных и авиационных бомб;
Поиск с помощью специальных электромагнитных и телевизионных искателей с последующим уничтожением.
Основным методом пассивной защиты является размагничивание кораблей. Суть его заключается в уменьшении магнитного поля на определенной глубине, называемой глубиной защиты. Глубиной защиты называют такую наименьшую глубину под килем, на которой после размагничивания корабля напряженность его магнитного поля практически равна нулю. В этом случае обеспечивается несрабатывание неконтактных мин и торпед,
Другой путь в обеспечении защищенности корабля по магнитному полю заключается в применении маломагнитных и немагнитных материалов в конструкциях корпуса и механизмов корабля.
Понятие о размагничивании.
Размагничиванием корабля называется процесс искусственного уменьшения его магнитного поля. Размагничивание производят с помощью обмоток контуров, питаемых током, и называют электромагнитной обработкой (ЭМО). Суть ЭМО заключается в создании определенным образом магнитного поля, обратного по знаку полю корабля, о чем будет сказано ниже.
На рис. 8 представлен плоский контур, по которому пропускается постоянный ток. Зависимость направления поля, т. положения его полюсов от направления тока определяется известным правилом буравчика.
Размагничивание производится двумя различными методами — безобмоточным и обмоточным. Названия эти следует понимать как условные, так как размагничивание кораблей как одним, так и другим методом выполняют с помощью обмоток, питаемых током. Но в первом случае, обмотки накладывают на корпус судна временно, лишь на период размагничивания, или же вообще располагают вне судна, на фунте. Применяя же второй метод, обмотки монтируют на судне стационарно и включают их на время следования по опасным районам.
Безобмоточное размагничивание (БР).
Безобмоточное размагничивание осуществляется путем воздействия на корабль временно создаваемых магнитных полей двумя способами:
С помощью временно накладываемых на корабль электрических обмоток;
С помощью контуров, обтекаемых током, уложенных на грунте.
При безобмоточном размагничивании (БР) корпус корабля подвергается воздействию затухающего переменного и постоянного магнитных полей, либо кратковременному воздействию только постоянного магнитного поля. В первом случае размагничивание основано на намагничивании корпуса по безгистерезисной кривой, во втором — по гистерезисной (рис.
Размагничивание с помощью временно накладываемых на корабль обмоток.
После постройки корабля его корпус намагничивается в вертикальном, продольном и поперечном направлении.
Рассмотрим сущность размагничивания в вертикальном направлении (рис. 9, а).
а) вертикальное размагничивание;
б) продольное размагничивание;
в) поперечное размагничивание.
Вокруг корпуса заводится кабель в плоскости, параллельной ватерлинии. В зависимости от намагничивания корпуса, величина которого определяется при предварительном измерении, по кабелю пропускается ток такой величины (рис, 10), чтобы созданное поле обратного знака (при включенном токе) в точке превышало в раза исходное (точка ).
Через несколько секунд ток в обмотке выключается, и магнитное состояние переходит в точку. Эта операция называется «опрокидыванием» поля. Действительно, поле в точке оказалось другого знака, «опрокинутым». Заметим, что процесс идет по гистерезисной кривой.
Вторая операция называется «компенсацией». Во время этой операции в обмотку включается ток, величина и направление которого выбираются так, чтобы после выключения его поле корабля возможно больше приближалось к нулю.
Вертикальное намагничивание корабля;
Напряженность вертикального внешнего магнитного поля.
Ток, включенный в обмотку при первой и второй операциях, называется соответственно током опрокидывания и током компенсации.
Из кривых видно, что в результате электромагнитной обработки имевшееся у корабля намагничивание компенсируется, а создаваемое новое намагничивание таково, что вертикальные составляющие индуктивного намагничивания и постоянного намагничивания , в районе экватора оказываются близкими или равными по абсолютной величине, но противоположными по знаку.
При размагничивании по безгистерезионой кривой достигается тот же результат, только процесс компенсации старого созданием нового постоянного намагничивания происходит при циклическом перемагничивании в переменном магнитном поле, убывающем по амплитуде от некоторого максимума до нуля. Для создания как постоянного, так и переменного магнитных полей на корабль накладываются временно один или несколько витков, подключаемых к источникам питания судов размагничивания. Для случая продольного размагничивания на корабль накладывается несколько витков (рис. 9, б) так, что корабль оказывается заключенным внутри огромного соленоида. Возникающее при включении обмотки магнитное поле, действующее по оси соленоида, размагничивает корабль.
При поперечном размагничивании на корабль накладываются в вертикальной плоскости два последовательно соединенных витка по бортам.
Эффективность размагничивания проверяют измерениями магнитного поля под днищем.
Заводка вокруг корпуса тяжелых многожильных кабелей связана с большими затратами времени и физического труда. Поэтому наравне с этим способом используют также специальные станции безобмоточного размагничивания, на которых обмотки (кабель) уложены определенным образом на грунте. Безобмоточное размагничивание с помощью контуров, уложенных на грунте. Контуры, уложенные на грунте, имеют форму петли. Поэтому станции получили название — петлевые станции безобмоточного размагничивания (ПСБР) рис. Акватория ограждается буями или вехами. На ней имеются бочки для швартовки судов.
Через контур 1 пропускают постоянный ток , через контур 2 — переменный ток частотой около. Переменное магнитное поле позволяет устранить все необратимые явления, возникающие при намагничивании в постоянном магнитном поле контура постоянного тока 2. Процесс размагничивания заключается в пропускании соответствующих токов по контурам (донным кабелям) в тот момент, когда корабль проходит или стоит над ними. Управление режимом тока и снятие показаний магнитометрической аппаратуры осуществляется дистанционно с берегового пульта. Процесс размагничивания основан на принципе полугистерезисного перемагничивания (рис. 12).
При подходе к стенду ПСБР магнитное состояние корабля характеризуется точкой , где корабль обладает определенным постоянным и индуктивным намагничиванием. В момент прохождения над стендом корабль подвергается перемагничиванию по полугистерезисной кривой. В этот момент корабль находится над серединой контура. Далее при удалении корабля его магнитное состояние изменяется по кривой. При удачном сочетании магнитных полей на стенде магнитное состояние корабля может прийти в близкое к нейтральному магнитное состояние (точка ).
1 — контур постоянного тока;
2 — контур переменного тока;
3 — ограждающий буй
Как правило, при электромагнитной обработке на таких станциях одновременно компенсируется постоянное вертикальное и постоянное продольное намагничивание, Другие виды намагничивания не устраняются.
Итак, положительной стороной безобмоточного размагничивания является то, что корабль не несет никаких обмоток, для которых потребовались бы источники питания и щиты управления. Однако, этот метод не универсален.
Основными недостатками без обмоточного размагничивания корабля является:
Невозможность компенсации курсовых и широтных изменений поля корабля.
Необходимость периодически повторять магнитную обработку ввиду недостаточной стабильности результирующего поля.
Необходимость после каждой обработки производить определение и устранение девиации магнитных компасов.
