K 2009. máj. 13. ideg. T 4. 2619

Egy tekercset $U$ egyenfeszültségű generátorra kötünk, majd beletolunk egy vasmagot. Milyen változást tapasztalunk?

 A)  A tekercs belsejében a mágneses indukció vektora ellentétes irányúra változik. 

 B)  A tekercs belsejében a mágneses indukció megnő. 

 C)  A tekercs teljesítménye megnő. 

 A)  A tekercs belsejében a mágneses indukció vektora ellentétes irányúra változik. 

 B)  A tekercs belsejében a mágneses indukció megnő. 

 C)  A tekercs teljesítménye megnő. 

Kezdetben az \(U\) egyenfeszültség hatására az \(R\) ohmikus ellenállású tekercsben

\[I=\frac{U}{R}\]

áramerősségű egyenáram folyik, mely mágneses mezőt hoz létre, a tekercs belsejében erősebbet, a tekercs körül gyengébbet. Például ha az egyenes tekercs \(\ell\) hosszúságú, \(N\) menetszámú, és a hosszához képest kicsi átmérőjű, akkor legbelül, a középpontjában a mágneses indukció nagysága:

\[B=\mu_0\frac{IN}{\ell}\]

Kezdetben a vasban lévő kis, elemi (atomi) mágnesek össze-vissza irányokba állnak, így egymás mágneses mezejeit kioltva összességében nulla eredő mágneses mezővel rendelkeznek. De amikor a vasmagot a tekercsbe dugjuk, akkor az áramjárta tekercs mágneses mezeje hatására legtöbbjük beáll a "külső" mágneses mező irányába (szemléletesen szólva hasonlóan ahhoz, mint amikor egy csapat katonának a parancsnokuk int, hogy merre forduljanak, és ők egyből be is állnak a "külső hatás által megszabott" irányba). Az ilyenformán "rendeződő" kis, elemi mágnesek mágneses mezeje hozzáadódik az áramjárta tekercs eredetileg meglévő mágneses mezejéhez, ezáltal felerősíti, megnöveli azt.

Általában véve, amikor áramjárta tekercsbe vasmagot helyezünk, annak sokszor az a célja, hogy a mágneses mezőt megnövelje, mint például az elektromágnesekben (másik célja lehet még a vasmagnak, hogy a mágneses erővonalak szétszóródását megakadályozza, vagyis hogy "odavezesse" az egyik tekercs mágneses erővonalait például egy másik tekercsbe, ahogyan ez a legtöbb transzformátorban történik).