Aké je magnetické pole permanentného magnetu. Magnetické pole, charakteristika magnetického poľa

Poďme spoločne pochopiť, čo je magnetické pole. Veď veľa ľudí žije v tomto odbore celý život a ani o tom nepremýšľajú. Je čas to napraviť!

Magnetické pole

Magnetické pole – zvláštny druh záležitosť. Prejavuje sa pôsobením pri pohybe elektrické náboje a telesá, ktoré majú vlastný magnetický moment (permanentné magnety).

Dôležité: magnetické pole nepôsobí na stacionárne náboje! Magnetické pole vzniká aj pohybom elektrických nábojov, alebo časovo premenným elektrickým poľom, alebo magnetickými momentmi elektrónov v atómoch. To znamená, že každý drôt, cez ktorý preteká prúd, sa tiež stane magnetom!

Teleso, ktoré má svoje magnetické pole.

Magnet má póly nazývané severný a južný. Označenia "severný" a "južný" sú uvedené len pre pohodlie (ako "plus" a "mínus" v elektrine).

Magnetické pole je reprezentované moc magnetické čiary . Siločiary sú súvislé a uzavreté a ich smer sa vždy zhoduje so smerom síl poľa. Ak sú kovové hobliny rozptýlené okolo permanentného magnetu, kovové častice ukážu jasný obraz siločiar. magnetické pole odchod zo severu a vstup na južný pól. Grafická charakteristika magnetického poľa - siločiary.

Charakteristiky magnetického poľa

Hlavné charakteristiky magnetického poľa sú magnetická indukcia, magnetický tok a magnetická permeabilita. Ale povedzme si o všetkom pekne po poriadku.

Okamžite si všimneme, že všetky merné jednotky sú uvedené v systéme SI.

Magnetická indukcia B – vektor fyzikálne množstvo, čo je hlavná výkonová charakteristika magnetického poľa. Označené písmenom B . Jednotka merania magnetickej indukcie - Tesla (Tl).

Magnetická indukcia udáva, aké silné je pole určením sily, ktorou pôsobí na náboj. Táto sila sa nazýva Lorentzova sila.

Tu q - poplatok, v - jeho rýchlosť v magnetickom poli, B - indukcia, F je Lorentzova sila, ktorou pole pôsobí na náboj.

F- fyzikálne množstvo rovnajúce sa súčinu magnetickej indukcie v oblasti obrysu a kosínusu medzi vektorom indukcie a normálou k rovine obrysu, cez ktorý prúdi. Magnetický tok je skalárna charakteristika magnetického poľa.

Môžeme povedať, že magnetický tok charakterizuje počet magnetických indukčných čiar prenikajúcich jednotkovou plochou. Magnetický tok sa meria v Weberach (WB).

Magnetická priepustnosť je koeficient, ktorý určuje magnetické vlastnosti média. Jedným z parametrov, od ktorých závisí magnetická indukcia poľa, je magnetická permeabilita.

Naša planéta je už niekoľko miliárd rokov obrovským magnetom. Indukcia magnetického poľa Zeme sa mení v závislosti od súradníc. Na rovníku je to asi 3,1 krát 10 na mínus pätinu Teslu. Okrem toho existujú magnetické anomálie, kde sa hodnota a smer poľa výrazne líšia od susedných oblastí. Jedna z najväčších magnetických anomálií na planéte - Kursk a Brazílska magnetická anomália.

Pôvod magnetického poľa Zeme je pre vedcov stále záhadou. Predpokladá sa, že zdrojom poľa je tekuté kovové jadro Zeme. Jadro sa pohybuje, čo znamená, že roztavená zliatina železa a niklu sa pohybuje a pohyb nabitých častíc je elektrický prúd, ktorý vytvára magnetické pole. Problém je v tejto teórii geodynamo) nevysvetľuje, ako sa pole udržiava stabilné.

Zem je obrovský magnetický dipól. Magnetické póly sa nezhodujú s geografickými, hoci sú v tesnej blízkosti. Okrem toho sa magnetické póly Zeme pohybujú. Ich vysídlenie sa zaznamenáva od roku 1885. Napríklad za posledných sto rokov sa magnetický pól na južnej pologuli posunul takmer o 900 kilometrov a teraz sa nachádza v južnom oceáne. Pól arktickej pologule sa pohybuje cez Severný ľadový oceán smerom k východosibírskej magnetickej anomálii, rýchlosť jeho pohybu (podľa údajov z roku 2004) bola asi 60 kilometrov za rok. Teraz dochádza k zrýchleniu pohybu pólov - v priemere rastie rýchlosť o 3 kilometre za rok.

Aký význam má pre nás magnetické pole Zeme? V prvom rade magnetické pole Zeme chráni planétu pred kozmickým žiarením a slnečným vetrom. Nabité častice z hlbokého vesmíru nepadajú priamo na zem, ale sú odklonené obrovským magnetom a pohybujú sa po jeho siločiarach. Všetko živé je tak chránené pred škodlivým žiarením.

Počas histórie Zeme ich bolo niekoľko inverzie(zmeny) magnetických pólov. Inverzia pólov keď si vymenia miesta. Naposledy sa tento jav vyskytol asi pred 800 000 rokmi a geomagnetických zvratov bolo v histórii Zeme viac ako 400. Niektorí vedci sa domnievajú, že vzhľadom na pozorované zrýchlenie pohybu magnetických pólov by nasledujúci obrat pólov mal byť očakávané v najbližších niekoľkých tisícoch rokov.

Našťastie sa v našom storočí neočakáva žiadne obrátenie pólov. Takže môžete premýšľať o príjemnom a užívať si život v starom dobrom konštantnom poli Zeme, po zvážení hlavných vlastností a charakteristík magnetického poľa. A aby ste to dokázali, sú tu naši autori, ktorým možno s dôverou v úspech zveriť niektoré z výchovných problémov! a iné druhy prác si môžete objednať na odkaze.

Magnetické pole- je to hmotné médium, prostredníctvom ktorého sa uskutočňuje interakcia medzi vodičmi s prúdom alebo pohyblivými nábojmi.

Vlastnosti magnetického poľa:

Charakteristiky magnetického poľa:

Na štúdium magnetického poľa sa používa testovací obvod s prúdom. Je malý a prúd v ňom je oveľa menší ako prúd vo vodiči, ktorý vytvára magnetické pole. Na opačných stranách obvodu s prúdom zo strany magnetického poľa pôsobia sily rovnakej veľkosti, ale smerujúce v opačných smeroch, pretože smer sily závisí od smeru prúdu. Body pôsobenia týchto síl neležia na jednej priamke. Takéto sily sú tzv pár síl. V dôsledku pôsobenia dvojice síl sa obrys nemôže pohybovať dopredu, otáča sa okolo svojej osi. Charakteristický je rotačný účinok krútiaci moment.

, kde l–rameno dvojice síl(vzdialenosť medzi bodmi pôsobenia síl).

So zvýšením prúdu v testovacom obvode alebo oblasti obvodu sa moment dvojice síl úmerne zvýši. Pomer maximálneho momentu síl pôsobiacich na prúdový obvod k veľkosti prúdu v obvode a ploche obvodu je konštantná hodnota pre daný bod poľa. Volá sa magnetická indukcia.

, kde
-magnetický moment obvody s prúdom.

jednotka merania magnetická indukcia - Tesla [T].

Magnetický moment obvodu- vektorová veličina, ktorej smer závisí od smeru prúdu v obvode a je určený Pravidlo pravej skrutky: zatnite pravú ruku v päsť, potom nasmerujte štyri prsty v smere prúdu v obvode palec bude indikovať smer vektora magnetického momentu. Vektor magnetického momentu je vždy kolmý na rovinu obrysu.

Za smer vektora magnetickej indukcie vziať smer vektora magnetického momentu obvodu orientovaného v magnetickom poli.

Čiara magnetickej indukcie- priamka, ktorej dotyčnica sa v každom bode zhoduje so smerom vektora magnetickej indukcie. Čiary magnetickej indukcie sú vždy uzavreté, nikdy sa nepretínajú. Čiary magnetickej indukcie priameho vodiča s prúdom majú tvar kruhov umiestnených v rovine kolmej na vodič. Smer čiar magnetickej indukcie je určený pravidlom pravej skrutky. Čiary magnetickej indukcie kruhového prúdu(cievka s prúdom) majú tiež tvar kruhov. Každý prvok cievky je dlhý
možno si predstaviť ako priamy vodič, ktorý vytvára vlastné magnetické pole. Pre magnetické polia je splnený princíp superpozície (nezávislého sčítania). Celkový vektor magnetickej indukcie kruhového prúdu sa určí ako výsledok sčítania týchto polí v strede cievky podľa pravidla pravej skrutky.

Ak sú veľkosť a smer vektora magnetickej indukcie rovnaké v každom bode priestoru, potom sa magnetické pole nazýva homogénne. Ak sa veľkosť a smer vektora magnetickej indukcie v každom bode časom nemenia, potom sa takéto pole nazýva trvalé.

Hodnota magnetická indukcia v ktoromkoľvek bode poľa je priamo úmerná sile prúdu vo vodiči, ktorý vytvára pole, je nepriamo úmerná vzdialenosti od vodiča k danému bodu poľa, závisí od vlastností média a tvaru vodič, ktorý vytvára pole.

, kde
ON 2; H/m je magnetická konštanta vákua,

-relatívna magnetická permeabilita média,

-absolútna magnetická permeabilita média.

V závislosti od veľkosti magnetickej permeability sú všetky látky rozdelené do troch tried:

So zvyšovaním absolútnej permeability prostredia rastie aj magnetická indukcia v danom bode poľa. Pomer magnetickej indukcie k absolútnej magnetickej permeabilite prostredia je konštantná hodnota pre daný bod poly, e je tzv. napätie.

Vektory napätia a magnetickej indukcie sa v smere zhodujú. Sila magnetického poľa nezávisí od vlastností média.

Výkon zosilňovača- sila, ktorou magnetické pole pôsobí na vodič s prúdom.

Kde l- dĺžka vodiča, - uhol medzi vektorom magnetickej indukcie a smerom prúdu.

Smer ampérovej sily je určený pravidlo ľavej ruky: ľavá ruka je umiestnená tak, že zložka vektora magnetickej indukcie, kolmá na vodič, vstupuje do dlane, nasmerujte štyri vystreté prsty pozdĺž prúdu, potom palec ohnutý o 90 0 bude ukazovať smer sily Ampéra.

Výsledkom pôsobenia Ampérovej sily je pohyb vodiča v danom smere.

E ak = 90 0 , potom F=max, ak = 0 0, potom F = 0.

Lorentzova sila- sila magnetického poľa na pohybujúci sa náboj.

, kde q je náboj, v je rýchlosť jeho pohybu, - uhol medzi vektormi napätia a rýchlosti.

Lorentzova sila je vždy kolmá na vektory magnetickej indukcie a rýchlosti. Smer je určený podľa pravidlo ľavej ruky(prsty - na pohyb kladného náboja). Ak je smer rýchlosti častice kolmý na čiary magnetickej indukcie rovnomerného magnetického poľa, častica sa pohybuje po kruhu bez zmeny kinetickej energie.

Keďže smer Lorentzovej sily závisí od znamienka náboja, používa sa na oddelenie nábojov.

magnetický tok- hodnota rovnajúca sa počtu čiar magnetickej indukcie, ktoré prechádzajú akoukoľvek oblasťou umiestnenou kolmo na čiary magnetickej indukcie.

, kde - uhol medzi magnetickou indukciou a normálou (kolmou) k ploche S.

jednotka merania– Weber [Wb].

Metódy merania magnetického toku:

Zmena orientácie miesta v magnetickom poli (zmena uhla)

Zmena oblasti obrysu umiestneného v magnetickom poli

Zmena sily prúdu, ktorý vytvára magnetické pole

Zmena vzdialenosti obrysu od zdroja magnetického poľa

Zmeniť magnetické vlastnostiživotné prostredie.

F Araday zaznamenal elektrický prúd v obvode, ktorý neobsahoval zdroj, ale nachádzal sa vedľa iného obvodu obsahujúceho zdroj. Prúd v primárnom obvode navyše vznikol v nasledujúcich prípadoch: pri akejkoľvek zmene prúdu v obvode A, pri relatívnom pohybe obvodov, pri zavedení železnej tyče do obvodu A, pri pohybe permanentného magnetu vzhľadom na obvod B. Usmernený pohyb voľných nábojov (prúdu) nastáva iba v elektrickom poli. Tak vzniká meniace sa magnetické pole elektrické pole, ktorý poháňa bezplatné poplatky vodič. Toto elektrické pole sa nazýva vyvolané alebo víriť.

Rozdiely medzi vírivým elektrickým poľom a elektrostatickým poľom:

Zdrojom vírového poľa je meniace sa magnetické pole.

Čiary intenzity vírového poľa sú uzavreté.

Práca vykonaná týmto poľom na pohyb náboja pozdĺž uzavretého okruhu sa nerovná nule.

Energetická charakteristika vírového poľa nie je potenciál, ale EMF indukcia- hodnota rovnajúca sa práci vonkajších síl (síl neelektrostatického pôvodu) pri pohybe jednotky náboja po uzavretom okruhu.

.Merané vo voltoch[AT].

Vírivé elektrické pole vzniká pri akejkoľvek zmene magnetického poľa, bez ohľadu na to, či existuje vodivá uzavretá slučka alebo nie. Obrys umožňuje detekovať iba vírivé elektrické pole.

Elektromagnetická indukcia- toto je výskyt EMF indukcie v uzavretom okruhu s akoukoľvek zmenou magnetického toku cez jeho povrch.

EMF indukcie v uzavretom okruhu generuje indukčný prúd.

Smer indukčného prúdu určený Lenzove pravidlo: indukčný prúd má taký smer, že ním vytvorené magnetické pole pôsobí proti akejkoľvek zmene magnetického toku, ktorý generoval tento prúd.

Faradayov zákon pre elektromagnetickú indukciu: EMF indukcie v uzavretej slučke je priamo úmerná rýchlosti zmeny magnetického toku cez povrch ohraničený slučkou.

T dobre foucault- vírivé indukčné prúdy, ktoré sa vyskytujú vo veľkých vodičoch umiestnených v meniacom sa magnetickom poli. Odpor takéhoto vodiča je malý, pretože má veľký prierez S, takže Foucaultove prúdy môžu byť veľké, v dôsledku čoho sa vodič zahrieva.

samoindukcia- toto je výskyt EMF indukcie vo vodiči, keď sa mení sila prúdu v ňom.

Vodič s prúdom vytvára magnetické pole. Magnetická indukcia závisí od sily prúdu, preto vlastný magnetický tok závisí aj od sily prúdu.

, kde L je koeficient proporcionality, indukčnosť.

jednotka merania indukčnosť - Henry [H].

Indukčnosť vodič závisí od jeho veľkosti, tvaru a magnetickej permeability média.

Indukčnosť rastie s dĺžkou vodiča, indukčnosť cievky je väčšia ako indukčnosť rovného vodiča rovnakej dĺžky, indukčnosť cievky (vodič s veľkým počtom závitov) je väčšia ako indukčnosť jedného závitu. , indukčnosť cievky sa zvýši, ak sa do nej vloží železná tyč.

Faradayov zákon pre samoindukciu:
.

Samoindukcia EMF priamo úmerné rýchlosti zmeny prúdu.

Samoindukcia EMF generuje samoindukčný prúd, ktorý vždy zabráni akejkoľvek zmene prúdu v obvode, to znamená, že ak sa prúd zvýši, samoindukčný prúd smeruje opačným smerom, keď sa prúd v obvode zníži, samoindukcia indukčný prúd smeruje rovnakým smerom. Čím väčšia je indukčnosť cievky, tým väčšia je v nej EMF vlastnej indukčnosti.

Energia magnetického poľa sa rovná práci, ktorú prúd vykoná na prekonanie samoindukčného EMF počas doby, kým sa prúd nezvýši z nuly na maximálnu hodnotu.

Elektromagnetické vibrácie- sú to periodické zmeny náboja, sily prúdu a všetkých charakteristík elektrických a magnetických polí.

Elektrický oscilačný systém(oscilačný obvod) pozostáva z kondenzátora a tlmivky.

Podmienky pre vznik vibrácií:

Systém musí byť vyvedený z rovnováhy; na tento účel sa kondenzátoru udelí náboj. Energia elektrického poľa nabitého kondenzátora:

Systém sa musí vrátiť do rovnovážneho stavu. Vplyvom elektrického poľa náboj prechádza z jednej dosky kondenzátora na druhú, to znamená, že v obvode vzniká elektrický prúd, ktorý preteká cievkou. S nárastom prúdu v induktore vzniká EMF samoindukcie, samoindukčný prúd smeruje opačným smerom. Keď sa prúd v cievke zníži, samoindukčný prúd smeruje rovnakým smerom. Samoindukčný prúd má teda tendenciu vrátiť systém do rovnovážneho stavu.

Elektrický odpor obvodu musí byť malý.

Ideálny oscilačný obvod nemá odpor. Oscilácie v ňom sú tzv zadarmo.

Pre každý elektrický obvod je splnený Ohmov zákon, podľa ktorého sa EMF pôsobiace v obvode rovná súčtu napätí vo všetkých častiach obvodu. V oscilačnom obvode nie je zdroj prúdu, ale v induktore vzniká samoindukčné EMF, ktoré sa rovná napätiu na kondenzátore.

Záver: náboj kondenzátora sa mení podľa harmonického zákona.

Napätie kondenzátora:
.

Slučkový prúd:
.

Hodnota
- amplitúda sily prúdu.

Rozdiel oproti spoplatneniu
.

Obdobie voľných kmitov v obvode:

Energia elektrického poľa kondenzátora:

Energia magnetického poľa cievky:

Energie elektrického a magnetického poľa sa menia podľa harmonického zákona, ale fázy ich kmitov sú rôzne: keď je energia elektrického poľa maximálna, energia magnetického poľa je nulová.

Celková energia oscilačného systému:
.

AT ideálny obrys celková energia sa nemení.

V procese oscilácií sa energia elektrického poľa úplne premení na energiu magnetického poľa a naopak. To znamená, že energia v každom časovom okamihu sa rovná buď maximálnej energii elektrického poľa, alebo maximálnej energii magnetického poľa.

Skutočný oscilačný obvod obsahuje odpor. Oscilácie v ňom sú tzv blednutiu.

Ohmov zákon má formu:

Ak je tlmenie malé (druhá mocnina frekvencie vlastných kmitov je oveľa väčšia ako druhá mocnina koeficientu tlmenia), logaritmické tlmenie sa zníži:

So silným tlmením (druhá mocnina frekvencie vlastnej oscilácie je menšia ako druhá mocnina koeficientu oscilácie):

Táto rovnica popisuje proces vybíjania kondenzátora cez odpor. Pri absencii indukčnosti sa nevyskytnú oscilácie. Podľa tohto zákona sa mení aj napätie na doskách kondenzátora.

celková energia v skutočnom obvode klesá, pretože pri prechode prúdu sa na odpore R uvoľňuje teplo.

proces prechodu je proces, ktorý sa vyskytuje v elektrické obvody pri prechode z jedného režimu prevádzky na druhý. Predpokladaný čas ( ), počas ktorej sa parameter charakterizujúci prechodový proces zmení v e-krát.

Pre obvod s kondenzátorom a rezistorom:
.

Maxwellova teória elektromagnetického poľa:

1 pozícia:

Akékoľvek striedavé elektrické pole vytvára vírivé magnetické pole. Striedavé elektrické pole nazval Maxwell posuvný prúd, pretože ako obyčajný prúd indukuje magnetické pole.

Na detekciu posuvného prúdu sa berie do úvahy prechod prúdu systémom, ktorý obsahuje kondenzátor s dielektrikom.

Hustota predpätia prúdu:
. Prúdová hustota smeruje v smere zmeny intenzity.

Maxwellova prvá rovnica:
- vírové magnetické pole je generované vodivými prúdmi (pohybujúce sa elektrické náboje) aj posuvnými prúdmi (striedavé elektrické pole E).

2 pozície:

Akékoľvek striedavé magnetické pole generuje vírivé elektrické pole – základný zákon elektromagnetickej indukcie.

Maxwellova druhá rovnica:
- dáva do súvisu rýchlosť zmeny magnetického toku cez ktorýkoľvek povrch a cirkuláciu vektora intenzity elektrického poľa, ktorý v tomto prípade vzniká.

Akýkoľvek vodič s prúdom vytvára magnetické pole v priestore. Ak je prúd konštantný (v priebehu času sa nemení), potom je konštantné aj súvisiace magnetické pole. Meniaci sa prúd vytvára meniace sa magnetické pole. Vo vnútri vodiča s prúdom je elektrické pole. Preto meniace sa elektrické pole vytvára meniace sa magnetické pole.

Magnetické pole je vírové, pretože čiary magnetickej indukcie sú vždy uzavreté. Veľkosť intenzity magnetického poľa H je úmerná rýchlosti zmeny intenzity elektrického poľa . Smer vektora magnetického poľa spojené so zmenou intenzity elektrického poľa pravidlom pravej skrutky: pravú ruku zovrieť v päsť, palec nasmerovať v smere zmeny intenzity elektrického poľa, potom ohnuté 4 prsty naznačia smer čiar intenzity magnetického poľa.

Akékoľvek meniace sa magnetické pole vytvára vírivé elektrické pole, ktorých siločiary sú uzavreté a umiestnené v rovine kolmej na intenzitu magnetického poľa.

Veľkosť intenzity E vírivého elektrického poľa závisí od rýchlosti zmeny magnetického poľa . Smer vektora E súvisí so smerom zmeny magnetického poľa H pravidlom ľavej skrutky: zaťať ľavú ruku v päsť, palec nasmerovať v smere zmeny magnetického poľa, ohnutý štyri prsty budú ukazovať smer čiar vírivého elektrického poľa.

Súbor vírivých elektrických a magnetických polí navzájom spojených predstavuje elektromagnetického poľa. Elektromagnetické pole nezostáva v mieste vzniku, ale šíri sa priestorom vo forme priečnej elektromagnetickej vlny.

elektromagnetická vlna- toto je rozloženie vírivých elektrických a magnetických polí v priestore navzájom spojených.

Podmienka vzniku elektromagnetickej vlny- pohyb náboja so zrýchlením.

Rovnica elektromagnetických vĺn:

- cyklická frekvencia elektromagnetických kmitov

t je čas od začiatku kmitov

l je vzdialenosť od zdroja vlny k danému bodu v priestore

- rýchlosť šírenia vĺn

Čas, ktorý potrebuje vlna na cestu od zdroja do daného bodu.

Vektory E a H v elektromagnetickej vlne sú kolmé na seba a na rýchlosť šírenia vlny.

Zdroj elektromagnetických vĺn- vodiče, ktorými pretekajú rýchle striedavé prúdy (makroemitory), ako aj excitované atómy a molekuly (mikroemitory). Čím vyššia je frekvencia kmitov, tým lepšie vyžarujú v priestore elektromagnetické vlny.

Vlastnosti elektromagnetických vĺn:

Všetky elektromagnetické vlny priečne

V homogénnom prostredí elektromagnetické vlny šíriť konštantnou rýchlosťou, ktorá závisí od vlastností prostredia:

- relatívna permitivita prostredia

je vákuová dielektrická konštanta,
F/m, Cl2/nm2

- relatívna magnetická permeabilita média

- vákuová magnetická konštanta,
ON 2; H/m

Elektromagnetické vlny odrazené od prekážok, absorbované, rozptýlené, lámané, polarizované, difraktované, rušené.

Objemová hustota energie elektromagnetické pole pozostáva z objemových hustôt energie elektrických a magnetických polí:

Hustota toku energie vĺn - intenzita vĺn:

-Umov-Poyntingov vektor.

Všetky elektromagnetické vlny sú usporiadané v sérii frekvencií alebo vlnových dĺžok (
). Tento riadok je stupnica elektromagnetických vĺn.

Nízkofrekvenčné vibrácie. 0 - 104 Hz. Získané z generátorov. Nevyžarujú dobre.

rádiové vlny. 104 - 1013 Hz. Vyžarované pevnými vodičmi, ktorými prechádzajú rýchlo striedavé prúdy.

Infra červená radiácia- vlny vyžarované všetkými telesami pri teplotách nad 0 K, v dôsledku vnútroatómových a vnútromolekulárnych procesov.

viditeľné svetlo - vlny pôsobiace na oko spôsobujúce zrakový vnem. 380-760 nm

Ultrafialové žiarenie. 10 - 380 nm. Viditeľné svetlo a UV žiarenie vznikajú pri zmene pohybu elektrónov vo vonkajších obaloch atómu.

röntgenového žiarenia. 80-10-5 nm. Vyskytuje sa pri zmene pohybu elektrónov vnútorné škrupiny atóm.

Gama žiarenie. Vzniká pri rozpade atómových jadier.

Magnetické pole Zeme

Magnetické pole je silové pole, ktoré pôsobí na pohybujúce sa elektrické náboje a na telesá, ktoré majú magnetický moment, bez ohľadu na stav ich pohybu.

Zdrojmi makroskopického magnetického poľa sú zmagnetizované telesá, vodiče s prúdom a pohybujúce sa elektricky nabité telesá. Povaha týchto zdrojov je rovnaká: magnetické pole vzniká v dôsledku pohybu nabitých mikročastíc (elektrónov, protónov, iónov) a tiež v dôsledku prítomnosti vlastného (spinového) magnetického momentu v mikročasticiach.

Striedavé magnetické pole vzniká aj vtedy, keď sa elektrické pole v priebehu času mení. Na druhej strane, keď sa magnetické pole v priebehu času mení, vzniká elektrické pole. Celý popis elektrické a magnetické polia v ich vzťahu dávajú Maxwellove rovnice. Na charakterizáciu magnetického poľa sa často zavádza pojem siločiary (čiary magnetickej indukcie).

Na meranie charakteristík magnetického poľa a magnetických vlastností látok, rôzne druhy magnetometre. Jednotkou indukcie magnetického poľa v sústave jednotiek CGS je Gauss (Gs), in medzinárodný systém jednotky (SI) - Tesla (T), 1 T = 104 Gs. Intenzita sa meria v oerstedoch (Oe) a ampéroch na meter (A / m, 1 A / m \u003d 0,01256 Oe; energia magnetického poľa - v Erg / cm2 alebo J / m2, 1 J / m2 \u003d 10 erg/cm2.

Kompas reaguje
na zemské magnetické pole

Magnetické polia v prírode sú mimoriadne rozmanité, pokiaľ ide o ich rozsah, ako aj o účinky, ktoré spôsobujú. Magnetické pole Zeme, ktoré tvorí zemskú magnetosféru, siaha až do vzdialenosti 70-80 tisíc km v smere k Slnku a na mnoho miliónov km v opačnom smere. Na povrchu Zeme je magnetické pole v priemere 50 μT, na hranici magnetosféry ~ 10 -3 G. Geomagnetické pole chráni povrch Zeme a biosféru pred prúdením nabitých častíc zo slnečného vetra a čiastočne aj pred kozmickým žiarením. Vplyv samotného geomagnetického poľa na životnú aktivitu organizmov študuje magnetobiológia. V blízkozemskom priestore vytvára magnetické pole magnetickú pascu pre vysokoenergetické nabité častice – pás žiarenia Zeme. Častice obsiahnuté v radiačnom páse predstavujú značné nebezpečenstvo počas vesmírnych letov. Vznik magnetického poľa Zeme je spojený s konvekčnými pohybmi vodivého tekutá látka v zemskom jadre.

Priame merania pomocou kozmických lodí ukázali, že vesmírne telesá najbližšie k Zemi - Mesiac, planéty Venuša a Mars nemajú vlastné magnetické pole, podobné zemskému. Z iných planét slnečná sústava iba Jupiter a zrejme aj Saturn majú svoje vlastné magnetické polia, dostatočné na vytvorenie planetárnych magnetických pascí. Magnetické polia až do 10 gaussov a množstvo charakteristických javov boli zistené na Jupiteri ( magnetické búrky, synchrotrónové rádiové vyžarovanie a iné), čo naznačuje významnú úlohu magnetického poľa v planetárnych procesoch.

Medziplanetárne magnetické pole je hlavne pole slnečného vetra (neustále sa rozširujúca plazma slnečnej koróny). V blízkosti obežnej dráhy Zeme je medziplanetárne pole ~ 10 -4 -10 -5 Gs. Pravidelnosť medziplanetárneho magnetického poľa môže byť v dôsledku vývoja narušená rôzne druhy nestabilita plazmy, prechod rázových vĺn a šírenie prúdov rýchlych častíc generovaných slnečnými erupciami.

Vo všetkých procesoch na Slnku - vzplanutia, výskyt škvŕn a výčnelkov, zrod slnečného kozmického žiarenia, hrá magnetické pole zásadnú úlohu. Merania na základe Zeemanovho javu ukázali, že magnetické pole slnečných škvŕn dosahuje niekoľko tisíc gaussov, na výslní sú polia ~ 10-100 gauss (s priemernou hodnotou celkového magnetického poľa Slnka ~ 1 gauss).

Magnetické búrky

Magnetické búrky sú silné poruchy magnetického poľa Zeme, ktoré prudko narúšajú plynulý denný chod prvkov zemského magnetizmu. Magnetické búrky trvajú niekoľko hodín až niekoľko dní a sú pozorované súčasne na celej Zemi.

Magnetické búrky spravidla pozostávajú z predbežnej, počiatočnej a hlavnej fázy, ako aj z fázy obnovy. V prípravnej fáze sa pozorujú nevýznamné zmeny v geomagnetickom poli (hlavne v vysokých zemepisných šírkach), ako aj budenie charakteristických krátkoperiodických kmitov poľa. Charakteristická je počiatočná fáza náhla zmena jednotlivé zložky poľa na celej Zemi a hlavné - veľkými výkyvmi poľa a silným poklesom horizontálnej zložky. Vo fáze obnovy magnetickej búrky sa pole vráti na svoju normálnu hodnotu.

Vplyv slnečného vetra
do zemskej magnetosféry

Magnetické búrky sú spôsobené tokmi slnečnej plazmy z aktívnych oblastí Slnka, ktoré sa prekrývajú s pokojným slnečným vetrom. Preto sú magnetické búrky častejšie pozorované v blízkosti maxím 11-ročného cyklu slnečnej aktivity. Toky slnečnej plazmy pri dosahovaní Zeme zvyšujú kompresiu magnetosféry, čo spôsobuje počiatočnú fázu magnetickej búrky a čiastočne preniká do magnetosféry Zeme. Vstup vysokoenergetických častíc do hornej atmosféry Zeme a ich dopad na magnetosféru vedie ku vzniku a zosilneniu elektrických prúdov v nej, dosahujúcich najvyššiu intenzitu v polárnych oblastiach ionosféry, čo je dôvodom prítomnosti zóna magnetickej aktivity s vysokou zemepisnou šírkou. Zmeny v magnetosféricko-ionosférických prúdových systémoch sa prejavujú na povrchu Zeme vo forme nepravidelných magnetických porúch.

Vo fenoménoch mikrokozmu je úloha magnetického poľa rovnako dôležitá ako v kozmickom meradle. Je to spôsobené existenciou všetkých častíc - štruktúrnych prvkov hmoty (elektróny, protóny, neutróny), magnetického momentu, ako aj pôsobením magnetického poľa na pohybujúce sa elektrické náboje.

Aplikácia magnetických polí vo vede a technike. Magnetické polia sa zvyčajne delia na slabé (do 500 Gs), stredné (500 Gs - 40 kg), silné (40 kG - 1 MG) a supersilné (nad 1 MG). Prakticky celá elektrotechnika, rádiotechnika a elektronika sú založené na využití slabých a stredných magnetických polí. Slabé a stredné magnetické polia sa získavajú pomocou permanentných magnetov, elektromagnetov, nechladených solenoidov, supravodivých magnetov.

Zdroje magnetického poľa

Všetky zdroje magnetických polí možno rozdeliť na umelé a prírodné. Hlavnými prírodnými zdrojmi magnetického poľa sú vlastné magnetické pole Zeme a slnečný vietor. Umelé zdroje zahŕňajú všetky elektromagnetické polia, ktorými je v našom okolí veľa modernom svete a najmä naše domy. Prečítajte si viac o nás a prečítajte si o nich.

Elektrický transport je silným zdrojom magnetického poľa v rozsahu od 0 do 1000 Hz. Železničná doprava využíva striedavý prúd. Mestská doprava je trvalá. Maximálne hodnoty indukcia magnetického poľa v prímestskej elektrickej doprave dosahuje 75 μT, priemerné hodnoty sú asi 20 μT. Priemerné hodnoty pre vozidlá poháňané jednosmerným prúdom sú pevne stanovené na 29 µT. V električkách, kde sú vratným vodičom koľajnice, sa magnetické polia navzájom kompenzujú na oveľa väčšiu vzdialenosť ako vodiče trolejbusu a vo vnútri trolejbusu sú výkyvy magnetického poľa malé aj pri zrýchlení. Ale najväčšie výkyvy magnetického poľa sú v metre. Pri odoslaní kompozície je veľkosť magnetického poľa na platforme 50-100 μT a viac, čo presahuje geomagnetické pole. Aj keď vlak už dávno zmizol v tuneli, magnetické pole sa nevráti na svoju predchádzajúcu hodnotu. Až potom, čo kompozícia prejde ďalším bodom pripojenia k kontaktnej koľajnici, magnetické pole sa vráti na starú hodnotu. Je pravda, že niekedy nemá čas: ďalší vlak sa už blíži k nástupišťu a keď spomalí, magnetické pole sa opäť zmení. V samotnom aute je magnetické pole ešte silnejšie – 150 – 200 μT, teda desaťkrát viac ako v bežnom vlaku.

Hodnoty indukcie magnetických polí, s ktorými sa najčastejšie stretávame Každodenný život znázornené na obrázku nižšie. Pri pohľade na tento diagram je jasné, že sme vystavení magnetickým poliam neustále a všade. Podľa niektorých vedcov sú magnetické polia s indukciou nad 0,2 µT považované za škodlivé. Prirodzene, mali by sme prijať určité preventívne opatrenia, aby sme sa chránili pred škodlivými účinkami polí okolo nás. Len dodržiavaním niekoľkých jednoduchých pravidiel môžete výrazne znížiť vplyv magnetických polí na vaše telo.

Aktuálna SanPiN 2.1.2.2801-10 „Zmeny a doplnky č. 1 k SanPiN 2.1.2.2645-10 „Hygienické a epidemiologické požiadavky na životné podmienky v obytných budovách a priestoroch“ uvádza nasledovné: „Najvyššia prípustná úroveň oslabenia geomagnet. poľa v priestoroch bytových domov je stanovená na 1,5“. Nastavte aj limit povolené hodnoty intenzita a intenzita magnetického poľa s frekvenciou 50 Hz:

v obytných priestoroch - 5 μT alebo 4 A/m;
v nebytových priestoroch obytné budovy, v obytnej zóne, vrátane na území záhradných pozemkov - 10 μT alebo 8 hodín ráno.

Na základe týchto noriem si každý vie vypočítať, koľko elektrospotrebičov môže byť zapnutých a v pohotovostnom stave v každej konkrétnej miestnosti, prípadne na základe čoho budú vydané odporúčania na normalizáciu obytného priestoru.

Podobné videá

Malý vedecký film o magnetickom poli Zeme

Referencie

1. Veľká sovietska encyklopédia.

Pod pojmom "magnetické pole" sa zvyčajne rozumie určitý energetický priestor, v ktorom sa prejavujú sily magnetickej interakcie. Ovplyvňujú:

jednotlivé látky: ferimagnety (kovy - hlavne liatina, železo a ich zliatiny) a ich trieda feritov bez ohľadu na skupenstvo;

pohyblivé poplatky za elektrinu.

Fyzické telesá, ktoré majú celkový magnetický moment elektrónov alebo iných častíc, sa nazývajú permanentné magnety. Ich interakcia je znázornená na obrázku. silové magnetické čiary.

Vznikli po privedení permanentného magnetu opačná strana kartónový list s rovnomernou vrstvou železných pilín. Na obrázku je zreteľné označenie severného (N) a južného (S) pólu so smerom siločiar vo vzťahu k ich orientácii: výstup z severný pól a vstup na juh.

Ako vzniká magnetické pole

Zdroje magnetického poľa sú:

permanentné magnety;

mobilné poplatky;

časovo premenné elektrické pole.

Každé dieťa v škôlke pozná pôsobenie permanentných magnetov. Veď na chladničku už musel vyrezávať obrázky-magnetky, prevzaté z balíčkov s najrôznejšími dobrotami.

Elektrické náboje v pohybe majú zvyčajne oveľa vyššiu energiu magnetického poľa ako. Naznačujú to aj siločiary. Analyzujme pravidlá ich návrhu pre priamočiary vodič s prúdom I.

Magnetická siločiara je vedená v rovine kolmej na pohyb prúdu tak, že v každom bode sila pôsobiaca na severný pól magnetickej strelky smeruje tangenciálne k tejto čiare. To vytvára sústredné kruhy okolo pohybujúceho sa náboja.

Smer týchto síl určuje známe pravidlo skrutky alebo olovnice s pravotočivým navíjaním závitu.

gimlet pravidlo

Záves je potrebné umiestniť koaxiálne s vektorom prúdu a otáčať rukoväťou tak, aby sa translačný pohyb závesu zhodoval s jej smerom. Potom sa otočením rukoväte ukáže orientácia magnetických siločiar.

V prstencovom vodiči sa rotačný pohyb rukoväte zhoduje so smerom prúdu a translačný pohyb udáva orientáciu indukcie.

Magnetické siločiary vždy opúšťajú severný pól a vstupujú na južný. Pokračujú vo vnútri magnetu a nikdy nie sú otvorené.

Pravidlá interakcie magnetických polí

Magnetické polia z rôzne zdroje sa pridávajú k sebe a tvoria výsledné pole.

V tomto prípade sa magnety s opačnými pólmi (N - S) navzájom priťahujú a s rovnakými pólmi (N - N, S - S) sa odpudzujú. Sily interakcie medzi pólmi závisia od vzdialenosti medzi nimi. Čím bližšie sú póly posunuté, tým väčšia je vytvorená sila.

Hlavné charakteristiky magnetického poľa

Tie obsahujú:

vektor magnetickej indukcie (B);

magnetický tok (F);

spojenie toku (Ψ).

Intenzita alebo sila dopadu poľa sa odhaduje podľa hodnoty vektor magnetickej indukcie. Je určená hodnotou sily "F" vytvorenej prechádzajúcim prúdom "I" vodičom dĺžky "l". B \u003d F / (I ∙ l)

Jednotkou merania magnetickej indukcie v sústave SI je Tesla (na pamiatku vedeckého fyzika, ktorý študoval tieto javy a opísal ich pomocou matematických metód). V ruskej technickej literatúre sa označuje ako „Tl“ a v medzinárodnej dokumentácii sa používa symbol „T“.

1 T je indukcia takého rovnomerného magnetického toku, ktorý pôsobí silou 1 newton na každý meter dĺžky priameho vodiča kolmého na smer poľa, keď týmto vodičom prechádza prúd 1 ampér.

1Tl=1∙N/(A∙m)

Smer vektora B je určený pravidlo ľavej ruky.

Ak umiestnite dlaň ľavej ruky do magnetického poľa tak, aby siločiary zo severného pólu vstúpili do dlane v pravom uhle a umiestnite štyri prsty v smere prúdu vo vodiči, potom vyčnievajúci palec naznačte smer sily na tento vodič.

V prípade, že vodič s elektrickým prúdom nie je umiestnený v pravom uhle k siločiaram magnetického poľa, potom sila pôsobiaca naň bude úmerná veľkosti pretekajúceho prúdu a zložky priemetu dĺžky vodiča. prúdom na rovinu umiestnenú v kolmom smere.

Sila pôsobiaca na elektrický prúd nezávisí od materiálov, z ktorých je vodič vyrobený, a od plochy jeho prierezu. Aj keď tento vodič vôbec neexistuje a pohybujúce sa náboje sa začnú pohybovať v inom prostredí medzi magnetickými pólmi, potom sa táto sila nijako nezmení.

Ak má vektor B vo všetkých bodoch vo vnútri magnetického poľa rovnaký smer a veľkosť, potom sa takéto pole považuje za rovnomerné.

Akékoľvek prostredie, ktoré má, ovplyvňuje hodnotu indukčného vektora B.

Magnetický tok (F)

Ak vezmeme do úvahy prechod magnetickej indukcie cez určitej oblasti S, potom sa indukcia obmedzená jej limitmi bude nazývať magnetický tok.

Keď je plocha naklonená pod určitým uhlom α k smeru magnetickej indukcie, potom magnetický tok klesá o hodnotu kosínusu uhla sklonu plochy. Jeho maximálna hodnota sa vytvorí, keď je oblasť kolmá na jeho penetračnú indukciu. Ф=В·S

Jednotkou merania magnetického toku je 1 weber, ktorý je určený prechodom 1 tesla indukcie cez plochu 1 m2.

Spojenie toku

Tento výraz sa používa na získanie celkového množstva magnetického toku vytvoreného z určitého počtu vodičov s prúdom umiestnených medzi pólmi magnetu.

V prípade, že rovnaký prúd I prechádza vinutím cievky s počtom závitov n, potom sa celkový (spojený) magnetický tok zo všetkých závitov nazýva väzba toku Ψ.

Ψ=n F . Jednotkou väzby toku je 1 weber.

Ako vzniká magnetické pole zo striedavého elektrického

Elektromagnetické pole interagujúce s elektrickými nábojmi a telesami s magnetickými momentmi je kombináciou dvoch polí:

elektrické;

magnetické.

Sú vzájomne prepojené, predstavujú vzájomnú kombináciu a keď sa jedno v priebehu času mení, v druhom dochádza k určitým odchýlkam. Napríklad pri vytváraní striedavého sínusového elektrického poľa v trojfázovom generátore sa súčasne vytvára rovnaké magnetické pole s charakteristikami podobných striedavých harmonických.

Magnetické vlastnosti látok

Vo vzťahu k interakcii s vonkajším magnetickým poľom sa látky delia na:

antiferomagnetiká s vyváženými magnetickými momentmi, vďaka čomu sa vytvára veľmi malý stupeň magnetizácie tela;

diamagnety s vlastnosťou magnetizovať vnútorné pole proti pôsobeniu vonkajšieho. Keď neexistuje žiadne vonkajšie pole, potom nevykazujú magnetické vlastnosti;

paramagnety s vlastnosťami magnetizácie vnútorného poľa v smere vonkajšieho poľa, ktoré majú malý stupeň;

feromagnetiká, ktoré majú magnetické vlastnosti bez vonkajšieho poľa pri teplotách pod hodnotou Curieho bodu;

ferimagnety s magnetickými momentmi, ktoré sú nevyvážené čo do veľkosti a smeru.

Všetky tieto vlastnosti látok našli rôzne uplatnenie v moderných technológiách.

Magnetické obvody

Všetky transformátory, indukčnosti, elektrické stroje a mnohé ďalšie zariadenia fungujú na báze.

Napríklad v pracovnom elektromagnete prechádza magnetický tok magnetickým obvodom vyrobeným z feromagnetických ocelí a vzduchu s výraznými neferomagnetickými vlastnosťami. Kombinácia týchto prvkov tvorí magnetický obvod.

Väčšina elektrických zariadení má vo svojom dizajne magnetické obvody. Prečítajte si o tom viac v tomto článku -

Pri pripojení k dvom paralelným vodičom elektrického prúdu sa budú priťahovať alebo odpudzovať v závislosti od smeru (polarity) pripojeného prúdu. Vysvetľuje sa to objavením sa špeciálneho druhu hmoty okolo týchto vodičov. Táto látka sa nazýva magnetické pole (MF). Magnetická sila je sila, ktorou na seba vodiče pôsobia.

Teória magnetizmu vznikla v staroveku, v starovekej civilizácii Ázie. V Magnesii v horách našli zvláštnu skalu, ktorej kúsky by sa mohli navzájom priťahovať. Podľa názvu miesta sa toto plemeno nazývalo "magnety". Tyčový magnet obsahuje dva póly. Jeho magnetické vlastnosti sú obzvlášť výrazné na póloch.

Magnet visiaci na niti bude svojimi pólmi ukazovať strany horizontu. Jeho póly budú otočené na sever a juh. Na tomto princípe funguje kompas. Protiľahlé póly dvoch magnetov sa priťahujú a podobné póly odpudzujú.

Vedci zistili, že magnetizovaná ihla, umiestnená v blízkosti vodiča, sa odchyľuje, keď ňou prechádza elektrický prúd. To naznačuje, že sa okolo neho vytvára MF.

Magnetické pole ovplyvňuje:

Pohybujúce sa elektrické náboje.
Látky nazývané feromagnetika: železo, liatina, ich zliatiny.

Permanentné magnety sú telesá, ktoré majú spoločný magnetický moment nabitých častíc (elektrónov).

1 - Južný pól magnetu
2 - Severný pól magnetu
3 - MP na príklade kovových pilín
4 - Smer magnetického poľa

Čiary poľa sa objavia, keď sa permanentný magnet priblíži k hárku papiera, na ktorý je nasypaná vrstva železných pilín. Na obrázku sú zreteľne znázornené miesta pólov s orientovanými siločiarami.

Zdroje magnetického poľa

Elektrické pole, ktoré sa mení s časom.
mobilné poplatky.
permanentné magnety.

Permanentné magnety poznáme už od detstva. Používali sa ako hračky, ktoré k sebe priťahovali rôzne kovové časti. Boli pripevnené na chladničke, boli zabudované do rôznych hračiek.

Elektrické náboje, ktoré sú v pohybe, majú často väčšiu magnetickú energiu ako permanentné magnety.

Vlastnosti

náčelník punc a vlastnosťou magnetického poľa je relativita. Ak nabité telo zostane nehybné v určitom referenčnom rámci a magnetická ihla je umiestnená blízko, potom bude ukazovať na sever a zároveň nebude „cítiť“ cudzie pole, s výnimkou zemského poľa. . A ak sa nabité telo začne pohybovať v blízkosti šípky, potom sa okolo tela objaví magnetické pole. V dôsledku toho je zrejmé, že MF sa vytvára iba vtedy, keď sa určitý náboj pohybuje.
Magnetické pole je schopné ovplyvňovať a ovplyvňovať elektrický prúd. Dá sa zistiť sledovaním pohybu nabitých elektrónov. V magnetickom poli sa častice s nábojom budú odchyľovať, vodiče s pretekajúcim prúdom sa budú pohybovať. Rám poháňaný prúdom sa bude otáčať a magnetizované materiály sa posunú o určitú vzdialenosť. Ihla kompasu sa najčastejšie zafarbuje Modrá farba. Je to pás z magnetizovanej ocele. Kompas je vždy orientovaný na sever, pretože Zem má magnetické pole. Celá planéta je so svojimi pólmi ako veľký magnet.

Magnetické pole nie je vnímané ľudskými orgánmi a môže byť detekované iba špeciálnymi zariadeniami a senzormi. Je variabilný a trvalý. Striedavé pole je zvyčajne vytvorené špeciálnymi induktormi, ktoré fungujú na striedavý prúd. Konštantné pole je tvorené konštantným elektrickým poľom.

pravidlá

Zvážte základné pravidlá pre obraz magnetického poľa pre rôzne vodiče.

gimlet pravidlo

Siločiara je znázornená v rovine, ktorá je umiestnená pod uhlom 90° k aktuálnej dráhe, takže sila v každom bode smeruje tangenciálne k priamke.

Na určenie smeru magnetických síl si musíte pamätať na pravidlo gimletu s pravým závitom.

Vložka musí byť umiestnená pozdĺž rovnakej osi ako vektor prúdu, rukoväť musí byť otočená tak, aby sa gimlet pohyboval v smere svojho smeru. V tomto prípade sa orientácia čiar určuje otočením rukoväte gimletu.

Pravidlo prsteňového gimletu

Translačný pohyb gimletu vo vodiči vo forme krúžku ukazuje, ako je orientovaná indukcia, rotácia sa zhoduje s tokom prúdu.

Siločiary majú svoje pokračovanie vo vnútri magnetu a nemôžu byť otvorené.

Magnetické pole rôznych zdrojov sa navzájom sčítava. Tým vytvárajú spoločné pole.

Magnety s rovnakým pólom sa navzájom odpudzujú, zatiaľ čo magnety s rôznymi pólmi sa priťahujú. Hodnota sily interakcie závisí od vzdialenosti medzi nimi. Keď sa póly približujú, sila sa zvyšuje.

Parametre magnetického poľa

Reťazenie streamu ( Ψ ).
Vektor magnetickej indukcie ( AT).
Magnetický tok ( F).

Intenzita magnetického poľa sa vypočíta z veľkosti vektora magnetickej indukcie, ktorý závisí od sily F a je tvorený prúdom I vodičom s dĺžkou l: V \u003d F / (I * l).

Magnetická indukcia sa meria v Tesle (Tl), na počesť vedca, ktorý študoval javy magnetizmu a zaoberal sa ich výpočtovými metódami. 1 T sa rovná indukcii magnetického toku silou 1 N na dĺžku 1 m priamy vodič pod uhlom 90 0 v smere poľa s pretekajúcim prúdom jedného ampéra:

1 T = 1 x H / (A x m).

pravidlo ľavej ruky

Pravidlo nájde smer vektora magnetickej indukcie.

Ak je dlaň ľavej ruky umiestnená v poli tak, že čiary magnetického poľa vstupujú do dlane od severného pólu pod 90 0 a 4 prsty sú umiestnené pozdĺž prúdu, palec ukáže smer magnetickej sily .

Ak je vodič v inom uhle, potom bude sila priamo závisieť od prúdu a priemetu vodiča na rovinu v pravom uhle.

Sila nezávisí od druhu materiálu vodiča a jeho prierezu. Ak neexistuje žiadny vodič a náboje sa pohybujú v inom médiu, sila sa nezmení.

Keď je smer vektora magnetického poľa v jednom smere jednej veľkosti, pole sa nazýva rovnomerné. Rôzne prostredia ovplyvňujú veľkosť vektora indukcie.

magnetický tok

Magnetická indukcia prechádzajúca určitou oblasťou S a ohraničená touto oblasťou je magnetický tok.

Ak má oblasť sklon v určitom uhle α k indukčnej čiare, magnetický tok sa zníži o veľkosť kosínusu tohto uhla. Jeho najväčšia hodnota sa vytvorí, keď je oblasť v pravom uhle k magnetickej indukcii:

**F \u003d B * S.**

Magnetický tok sa meria v jednotke ako napr "weber", ktorý sa rovná prietoku indukcie o hodnotu 1 t podľa oblasti v 1 m2.

Spojenie toku

Tento koncept sa používa na vytvorenie všeobecný význam magnetický tok, ktorý vzniká z určitého počtu vodičov umiestnených medzi magnetickými pólmi.

Keď rovnaký prúd ja preteká vinutím s počtom závitov n, celkový magnetický tok tvorený všetkými závitmi je väzba toku.

Spojenie toku Ψ merané vo weberoch a rovná sa: Ψ = n * F.

Magnetické vlastnosti

Permeabilita určuje, o koľko je magnetické pole v konkrétnom médiu nižšie alebo vyššie ako indukcia poľa vo vákuu. O látke sa hovorí, že je magnetizovaná, ak má svoje vlastné magnetické pole. Keď sa látka umiestni do magnetického poľa, zmagnetizuje sa.

Vedci určili dôvod, prečo telesá získavajú magnetické vlastnosti. Podľa hypotézy vedcov vo vnútri látky existujú elektrické prúdy mikroskopická veľkosť. Elektrón má svoj vlastný magnetický moment, ktorý má kvantovú povahu, pohybuje sa po určitej dráhe v atómoch. Práve tieto malé prúdy určujú magnetické vlastnosti.

Ak sa prúdy pohybujú náhodne, potom sa nimi spôsobené magnetické polia samokompenzujú. Vonkajšie pole usporiada prúdy, takže sa vytvorí magnetické pole. Toto je magnetizácia látky.

Rôzne látky možno rozdeliť podľa vlastností interakcie s magnetickými poľami.

Sú rozdelené do skupín:

Paramagnety- látky, ktoré majú magnetizačné vlastnosti v smere vonkajšieho poľa, s nízkou možnosťou magnetizmu. Majú pozitívnu intenzitu poľa. Medzi tieto látky patrí chlorid železitý, mangán, platina atď.
Ferrimagnety- látky s magnetickými momentmi, ktoré sú smerovo a hodnotovo nevyvážené. Vyznačujú sa prítomnosťou nekompenzovaného antiferomagnetizmu. Sila poľa a teplota ovplyvňujú ich magnetickú susceptibilitu (rôzne oxidy).
feromagnetiká- látky so zvýšenou pozitívnou citlivosťou v závislosti od intenzity a teploty (kryštály kobaltu, niklu a pod.).
Diamagnety- majú vlastnosť magnetizácie v opačnom smere ako vonkajšie pole, tj. negatívny význam magnetická susceptibilita, nezávislá od intenzity. V neprítomnosti poľa nebude mať táto látka magnetické vlastnosti. Medzi tieto látky patria: striebro, bizmut, dusík, zinok, vodík a iné látky.
Antiferomagnetiká - majú vyvážený magnetický moment, výsledkom čoho je nízky stupeň magnetizácie látky. Pri zahrievaní prechádzajú fázovým prechodom látky, pri ktorej vznikajú paramagnetické vlastnosti. Keď teplota klesne pod určitú hranicu, takéto vlastnosti sa neprejavia (chróm, mangán).

Uvažované magnety sú tiež rozdelené do dvoch ďalších kategórií:

Mäkké magnetické materiály . Majú nízku donucovaciu silu. V slabých magnetických poliach sa môžu nasýtiť. Počas procesu reverzácie magnetizácie majú nevýznamné straty. Výsledkom je, že takéto materiály sa používajú na výrobu jadier pre elektrické zariadenia pracujúce na striedavé napätie (, generátor,).
tvrdé magnetické materiálov. Majú zvýšenú hodnotu donucovacej sily. Na ich remagnetizáciu je potrebné silné magnetické pole. Takéto materiály sa používajú pri výrobe permanentných magnetov.

Magnetické vlastnosti rôzne látky nachádzajú svoje využitie v technických návrhoch a vynálezoch.

Magnetické obvody

Kombinácia viacerých magnetických látok sa nazýva magnetický obvod. Sú to podobnosti a sú určené analogickými zákonmi matematiky.

Na základe magnetických obvodov fungujú elektrické zariadenia, indukčnosti. Vo funkčnom elektromagnete prúdi prúd cez magnetický obvod vyrobený z feromagnetického materiálu a vzduchu, ktorý nie je feromagnetom. Kombináciou týchto komponentov je magnetický obvod. Mnohé elektrické zariadenia obsahujú vo svojom dizajne magnetické obvody.