Manyetik alanın ne olduğunu birlikte anlayalım. Sonuçta, birçok insan tüm yaşamları boyunca bu alanda yaşıyor ve bunu düşünmüyor bile. Düzeltme zamanı!
bir manyetik alan
bir manyetik alan – özel çeşitÖnemli olmak. Hareket halindeyken kendini gösterir elektrik ücretleri ve kendi manyetik momentine sahip cisimler (kalıcı mıknatıslar).
Önemli: Manyetik alan sabit yüklere etki etmez! Manyetik alan, hareket eden elektrik yükleri, zamanla değişen elektrik alanı veya atomlardaki elektronların manyetik momentleri tarafından da oluşturulur. Yani içinden akımın geçtiği her tel aynı zamanda bir mıknatıs olur!
Kendi manyetik alanına sahip bir vücut.
Mıknatısın kuzey ve güney adı verilen kutupları vardır. "Kuzey" ve "Güney" adları yalnızca kolaylık sağlamak için verilmiştir (elektrikte "artı" ve "eksi" olarak).
Manyetik alan ile temsil edilir güç manyetik çizgiler . Kuvvet çizgileri sürekli ve kapalıdır ve yönleri her zaman alan kuvvetlerinin yönü ile çakışır. Metal talaşları kalıcı bir mıknatısın etrafına saçılırsa, metal parçacıklar alan çizgilerinin net bir resmini gösterecektir. manyetik alan kuzeyden ayrılıp güney kutbuna girmek. Manyetik alanın grafiksel özelliği - kuvvet çizgileri.
Manyetik alan özellikleri
Manyetik alanın ana özellikleri şunlardır: manyetik indüksiyon, manyetik akı ve manyetik geçirgenlik. Ama sırayla her şey hakkında konuşalım.
Hemen, tüm ölçü birimlerinin sistemde verildiğini not ediyoruz. Sİ.
manyetik indüksiyon B – vektör fiziksel miktar, manyetik alanın ana güç özelliğidir. Harf ile gösterilir B . Manyetik indüksiyon ölçüm birimi - Tesla (Tl).
Manyetik indüksiyon, bir alanın bir yük üzerinde hareket ettiği kuvveti belirleyerek bir alanın ne kadar güçlü olduğunu gösterir. Bu kuvvet denir Lorentz kuvveti.
Burada q - şarj, v - manyetik alandaki hızı, B - indüksiyon, F alanın yüke etki ettiği Lorentz kuvvetidir.
F- kontur alanı ve endüksiyon vektörü ile akışın içinden geçtiği kontur düzleminin normali arasındaki kosinüs tarafından manyetik indüksiyon ürününe eşit fiziksel bir miktar. Manyetik akı, bir manyetik alanın skaler bir özelliğidir.
Manyetik akının, bir birim alana giren manyetik indüksiyon hatlarının sayısını karakterize ettiğini söyleyebiliriz. Manyetik akı ölçülür Weberach (DB).
Manyetik geçirgenlik ortamın manyetik özelliklerini belirleyen katsayıdır. Alanın manyetik indüksiyonunun bağlı olduğu parametrelerden biri manyetik geçirgenliktir.
Gezegenimiz birkaç milyar yıldır büyük bir mıknatıs olmuştur. Dünyanın manyetik alanının indüksiyonu, koordinatlara bağlı olarak değişir. Ekvatorda, Tesla'nın yaklaşık 3.1 çarpı 10 üzeri eksi beşinci kuvvetidir. Ek olarak, alanın değeri ve yönünün komşu alanlardan önemli ölçüde farklı olduğu manyetik anomaliler vardır. Gezegendeki en büyük manyetik anomalilerden biri - Kursk ve Brezilya manyetik anomalisi.
Dünyanın manyetik alanının kökeni bilim adamları için hala bir gizemdir. Alanın kaynağının Dünya'nın sıvı metal çekirdeği olduğu varsayılmaktadır. Çekirdek hareket ediyor, yani erimiş demir-nikel alaşımı hareket ediyor ve yüklü parçacıkların hareketi manyetik alanı oluşturan elektrik akımıdır. Sorun şu ki bu teori jeodinamo) alanın nasıl sabit tutulduğunu açıklamaz.
Dünya devasa bir manyetik dipoldür. Manyetik kutuplar, yakın olmalarına rağmen coğrafi kutuplarla örtüşmez. Üstelik Dünya'nın manyetik kutupları hareket etmektedir. Yer değiştirmeleri 1885'ten beri kaydedildi. Örneğin, son yüz yılda Güney Yarımküre'deki manyetik kutup neredeyse 900 kilometre değişti ve şimdi Güney Okyanusu'nda. Arktik yarımkürenin kutbu, Arktik Okyanusu boyunca Doğu Sibirya manyetik anomalisine doğru hareket ediyor, hareketinin hızı (2004 verilerine göre) yılda yaklaşık 60 kilometre idi. Şimdi kutupların hareketinde bir hızlanma var - ortalama olarak hız yılda 3 kilometre artıyor.
Dünyanın manyetik alanının bizim için önemi nedir? Her şeyden önce, Dünya'nın manyetik alanı gezegeni kozmik ışınlardan ve güneş rüzgarından korur. Derin uzaydan gelen yüklü parçacıklar doğrudan yere düşmez, dev bir mıknatıs tarafından saptırılır ve kuvvet çizgileri boyunca hareket eder. Böylece tüm canlılar zararlı radyasyondan korunur.
Dünya tarihi boyunca birçok ters çevirmeler(değişiklikler) manyetik kutuplar. Kutup ters çevirme yer değiştirdikleri zamandır. Bu fenomen en son yaklaşık 800 bin yıl önce meydana geldi ve Dünya tarihinde 400'den fazla jeomanyetik tersine dönüş oldu.Bazı bilim adamları, manyetik kutupların hareketinin gözlemlenen ivmesi göz önüne alındığında, bir sonraki kutup tersine çevrilmesi gerektiğine inanıyor. önümüzdeki birkaç bin yıl içinde bekleniyor.
Neyse ki yüzyılımızda kutupların tersine dönmesi beklenmiyor. Böylece, manyetik alanın ana özelliklerini ve özelliklerini göz önünde bulundurarak, Dünya'nın eski güzel sabit alanında hoş olanı düşünebilir ve hayatın tadını çıkarabilirsiniz. Ve bunu yapabilmeniz için, bazı eğitim sorunlarına güvenerek başarı ile emanet edilebilecek yazarlarımız var! ve diğer iş çeşitlerini linkten sipariş verebilirsiniz.
bir manyetik alan- bu, iletkenler ile akım veya hareketli yükler arasındaki etkileşimin gerçekleştirildiği maddi bir ortamdır.
Manyetik alan özellikleri:
Manyetik alan özellikleri:
Manyetik alanı incelemek için akımlı bir test devresi kullanılır. Küçüktür ve içindeki akım, manyetik alanı oluşturan iletkendeki akımdan çok daha azdır. Manyetik alanın yanından akım olan devrenin karşı taraflarında, kuvvetin yönü akımın yönüne bağlı olduğundan, büyüklükleri eşit, ancak zıt yönlerde yönlendirilen kuvvetler hareket eder. Bu kuvvetlerin uygulama noktaları tek bir doğru üzerinde bulunmaz. Bu tür kuvvetlere denir bir çift kuvvet. Bir çift kuvvetin etkisinin bir sonucu olarak, kontur ileriye doğru hareket edemez, kendi ekseni etrafında döner. Dönen hareket karakterize edilir tork.
, nerede ben–bir çift kuvvetin kolu(kuvvetlerin uygulama noktaları arasındaki mesafe).
Bir test devresinde veya devre alanında akımdaki bir artışla, bir çift kuvvetin momenti orantılı olarak artacaktır. Akım taşıyan devreye etki eden maksimum kuvvet momentinin devredeki akımın büyüklüğüne ve devrenin alanına oranı, alanın belirli bir noktası için sabit bir değerdir. denir manyetik indüksiyon.
, nerede 
-manyetik moment akım ile devreler.
ölçü birimi manyetik indüksiyon - Tesla [T].
Devrenin manyetik momenti- yönü devredeki akımın yönüne bağlı olan ve ile belirlenen vektör miktarı sağ vida kuralı: sağ elinizi bir yumruğa sıkın, dört parmağınızı devredeki akım yönüne doğrultun, sonra baş parmak manyetik moment vektörünün yönünü gösterecektir. Manyetik moment vektörü her zaman kontur düzlemine diktir.
Başına manyetik indüksiyon vektörünün yönü manyetik alana yönlendirilmiş devrenin manyetik momentinin vektörünün yönünü alın.
Manyetik indüksiyon hattı- teğeti her noktada manyetik indüksiyon vektörünün yönü ile çakışan bir çizgi. Manyetik indüksiyon çizgileri her zaman kapalıdır, asla kesişmez. Düz bir iletkenin manyetik indüksiyon hatları akım ile iletkene dik bir düzlemde bulunan daireler şeklindedir. Manyetik indüksiyon çizgilerinin yönü, sağ vida kuralı ile belirlenir. Dairesel akımın manyetik indüksiyon hatları(akım ile bobin) de daire şeklindedir. Her bobin elemanı uzun 
kendi manyetik alanını oluşturan düz bir iletken olarak düşünülebilir. Manyetik alanlar için süperpozisyon ilkesi (bağımsız toplama) yerine getirilir. Dairesel akımın manyetik indüksiyonunun toplam vektörü, sağ vida kuralına göre bobinin merkezindeki bu alanların eklenmesi sonucu belirlenir.
Manyetik indüksiyon vektörünün büyüklüğü ve yönü uzaydaki her noktada aynıysa, manyetik alan denir. homojen. Manyetik indüksiyon vektörünün her noktadaki büyüklüğü ve yönü zamanla değişmezse, böyle bir alana denir. kalıcı.
Değer manyetik indüksiyon Alanın herhangi bir noktasında, alanı oluşturan iletkendeki akım şiddeti ile doğru orantılıdır, iletkenin alandaki belirli bir noktaya olan uzaklığı ile ters orantılıdır, ortamın özelliklerine ve ortamın şekline bağlıdır. alanı oluşturan iletken.
, nerede 
AÇIK 2 ; h/dk vakum manyetik sabitidir,
-ortamın bağıl manyetik geçirgenliği,
-ortamın mutlak manyetik geçirgenliği.
Manyetik geçirgenliğin büyüklüğüne bağlı olarak, tüm maddeler üç sınıfa ayrılır:
Ortamın mutlak geçirgenliğindeki bir artışla, alanın belirli bir noktasındaki manyetik indüksiyon da artar. Manyetik indüksiyonun ortamın mutlak manyetik geçirgenliğine oranı, polinin belirli bir noktası için sabit bir değerdir, e denir tansiyon.
.
Gerilim ve manyetik indüksiyon vektörleri aynı doğrultudadır. Manyetik alanın gücü ortamın özelliklerine bağlı değildir.
Amper gücü- manyetik alanın akımı olan bir iletken üzerinde etki ettiği kuvvet.
Neresi ben- iletkenin uzunluğu, 
- manyetik indüksiyon vektörü ile akımın yönü arasındaki açı.
Amper kuvvetinin yönü şu şekilde belirlenir: sol el kuralı: sol el, iletkene dik olan manyetik indüksiyon vektörünün bileşeni avuç içine girecek, dört uzanmış parmağı akım boyunca yönlendirecek, ardından 90 0 bükülmüş başparmak Amper kuvvetinin yönünü gösterecek şekilde konumlandırılmıştır.
Amper kuvvetinin etkisinin sonucu, iletkenin belirli bir yönde hareketidir.
E 
eğer 
= 90 0 , o zaman F=maks, eğer 
= 0 0 , ardından F= 0.
Lorentz kuvveti- hareketli yük üzerindeki manyetik alanın kuvveti.
, burada q yük, v onun hareketinin hızıdır, 
- gerilim ve hız vektörleri arasındaki açı.
Lorentz kuvveti her zaman manyetik indüksiyon ve hız vektörlerine diktir. yön tarafından belirlenir sol el kuralı(parmaklar - pozitif bir yükün hareketinde). Parçacık hızının yönü, düzgün bir manyetik alanın manyetik indüksiyon çizgilerine dik ise, parçacık kinetik enerjisini değiştirmeden bir daire içinde hareket eder.
Lorentz kuvvetinin yönü yükün işaretine bağlı olduğundan, yükleri ayırmak için kullanılır.
manyetik akı- manyetik indüksiyon hatlarına dik olan herhangi bir alandan geçen manyetik indüksiyon hatlarının sayısına eşit bir değer.
, nerede 
- manyetik indüksiyon ile S alanına normal (dik) arasındaki açı.
ölçü birimi– Weber [Wb].
Manyetik akıyı ölçmek için yöntemler:
Manyetik alanda sitenin yönünü değiştirme (açıyı değiştirme)
Manyetik alana yerleştirilmiş bir kontur alanında değişiklik
Manyetik alanı oluşturan akımın gücünü değiştirmek
Konturun manyetik alan kaynağına olan mesafesini değiştirme
Değiştirmek manyetik özelliklerçevre.
F 
Araday, kaynak içermeyen, ancak kaynak içeren başka bir devrenin yanında bulunan bir devrede elektrik akımını kaydetti. Ayrıca, birincil devredeki akım şu durumlarda ortaya çıktı: A devresindeki akımda herhangi bir değişiklik olduğunda, devrelerin göreli hareketi ile, A devresine bir demir çubuğun girmesiyle, kalıcı bir mıknatısın göreli hareketi ile. devre B. Serbest yüklerin (akım) yönlendirilmiş hareketi yalnızca bir elektrik alanında gerçekleşir. Böylece değişen manyetik alan Elektrik alanı, hangi sürücüler ücretsiz ücretler orkestra şefi. Bu elektrik alan denir uyarılmış veya girdap.
Girdap elektrik alanı ile elektrostatik alan arasındaki farklar:
Girdap alanının kaynağı, değişen bir manyetik alandır.
Girdap alan kuvvetinin çizgileri kapalı.
Bu alanın yükü kapalı bir devre boyunca hareket ettirmek için yaptığı iş sıfıra eşit değildir.
Girdap alanının enerji özelliği potansiyel değil, EMF indüksiyonu- kapalı bir devre boyunca bir yük birimini hareket ettirirken dış kuvvetlerin (elektrostatik kökenli olmayan kuvvetler) çalışmasına eşit bir değer.
.Volt cinsinden ölçülür[AT].
İletken bir kapalı döngü olup olmadığına bakılmaksızın manyetik alandaki herhangi bir değişiklikle bir girdap elektrik alanı ortaya çıkar. Kontur sadece girdap elektrik alanını algılamaya izin verir.
elektromanyetik indüksiyon- bu, yüzeyindeki manyetik akıda herhangi bir değişiklik olan kapalı bir devrede bir endüksiyon EMF'sinin oluşumudur.
Kapalı bir devrede endüksiyonun EMF'si endüktif bir akım üretir.
.
Endüksiyon akımının yönü tarafından karar verildi Lenz kuralı: indüksiyon akımı öyle bir yöne sahiptir ki, yarattığı manyetik alan bu akımı oluşturan manyetik akıdaki herhangi bir değişikliğe karşı koyar.
Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasası: Kapalı bir döngüde endüksiyonun EMF'si, döngü tarafından sınırlanan yüzey boyunca manyetik akının değişim hızı ile doğru orantılıdır.
T 
tamam foucault- değişen bir manyetik alana yerleştirilmiş büyük iletkenlerde meydana gelen girdap endüksiyon akımları. Böyle bir iletkenin direnci küçüktür, çünkü büyük bir S kesitine sahiptir, bu nedenle Foucault akımları, iletkenin ısınmasının bir sonucu olarak büyük olabilir.
kendi kendine indüksiyon- bu, içindeki akım gücü değiştiğinde bir iletkende endüksiyon EMF'sinin oluşmasıdır.
Akım taşıyan bir iletken bir manyetik alan oluşturur. Manyetik indüksiyon akımın gücüne bağlıdır, bu nedenle kendi manyetik akı da akımın gücüne bağlıdır.
, burada L orantılılık katsayısıdır, indüktans.
ölçü birimi endüktans - Henry [H].
İndüktans iletken, boyutuna, şekline ve ortamın manyetik geçirgenliğine bağlıdır.
İndüktans iletkenin uzunluğu ile artar, bobinin endüktansı aynı uzunluktaki düz bir iletkenin endüktansından daha büyüktür, bobinin endüktansı (çok sayıda sarım olan bir iletken) bir dönüşün endüktansından daha büyüktür , içine bir demir çubuk sokulursa bobinin endüktansı artar.
Kendi kendine indüksiyon için Faraday yasası:
.
EMF kendi kendine indüksiyon akımın değişim hızı ile doğru orantılıdır.
EMF kendi kendine indüksiyon devredeki akımda herhangi bir değişikliği her zaman önleyen bir öz endüksiyon akımı üretir, yani akım artarsa öz endüksiyon akımı ters yöne yönlendirilir, devredeki akım azaldığında öz endüksiyon akımı indüksiyon akımı aynı yöne yönlendirilir. Bobinin endüktansı ne kadar büyük olursa, içinde o kadar fazla öz endüktans EMF oluşur.
Manyetik alan enerjisi akımın sıfırdan maksimum bir değere yükselmesine kadar geçen süre boyunca akımın kendi kendine endüksiyonlu EMF'yi yenmek için yaptığı işe eşittir.
.
elektromanyetik titreşimler- bunlar yük, akım gücü ve elektrik ve manyetik alanların tüm özelliklerindeki periyodik değişikliklerdir.
Elektrikli salınım sistemi(salınım devresi) bir kapasitör ve bir indüktörden oluşur.
Titreşimlerin meydana gelmesi için koşullar:
Sistem dengeden çıkarılmalıdır, bunun için kondansatöre bir yük verilir. Yüklü bir kapasitörün elektrik alanının enerjisi:
.
Sistem bir denge durumuna geri dönmelidir. Bir elektrik alanının etkisi altında, yük kapasitörün bir plakasından diğerine geçer, yani devrede bobinden akan bir elektrik akımı ortaya çıkar. İndüktördeki akımdaki bir artışla, kendi kendine endüksiyon EMF'si ortaya çıkar, kendi kendine endüksiyon akımı ters yöne yönlendirilir. Bobin içindeki akım azaldığında, kendi kendine endüksiyon akımı aynı yöne yönlendirilir. Böylece, kendi kendine endüksiyon akımı, sistemi bir denge durumuna döndürme eğilimindedir.
Devrenin elektrik direnci küçük olmalıdır.
İdeal salınım devresi direnci yoktur. İçindeki salınımlara denir Bedava.
Herhangi bir elektrik devresi için, devrede hareket eden EMF'nin devrenin tüm bölümlerindeki voltajların toplamına eşit olduğu Ohm yasası yerine getirilir. Salınım devresinde akım kaynağı yoktur, ancak kondansatördeki voltaja eşit olan indüktörde kendi kendine indüksiyon EMF ortaya çıkar.
Sonuç: kapasitörün yükü harmonik yasaya göre değişir.
Kapasitör voltajı:
.
döngü akımı:
.
Değer 
- mevcut gücün genliği.
Üzerindeki ücret farkı 
.
Devredeki serbest salınımların periyodu:
Kapasitör elektrik alan enerjisi:
Bobin manyetik alan enerjisi:
Elektrik ve manyetik alanların enerjileri harmonik bir yasaya göre değişir, ancak salınımlarının fazları farklıdır: elektrik alanının enerjisi maksimum olduğunda, manyetik alanın enerjisi sıfırdır.
Salınım sisteminin toplam enerjisi:
.
AT ideal kontur toplam enerji değişmez.
Salınımlar sürecinde, elektrik alanının enerjisi tamamen manyetik alanın enerjisine dönüştürülür ve bunun tersi de geçerlidir. Bu, herhangi bir andaki enerjinin, elektrik alanının maksimum enerjisine veya manyetik alanın maksimum enerjisine eşit olduğu anlamına gelir.
Gerçek salınım devresi direnç içerir. İçindeki salınımlara denir solma.
Ohm yasası şu şekli alır:
Sönümün küçük olması koşuluyla (doğal salınım frekansının karesi, sönümleme katsayısının karesinden çok daha büyüktür), logaritmik sönüm azalması:
Güçlü sönümleme ile (doğal salınım frekansının karesi, salınım katsayısının karesinden daha küçüktür):
Bu denklem, bir kapasitörün bir direnç üzerinden boşaltılması sürecini tanımlar. Endüktans olmadığında salınımlar meydana gelmez. Bu yasaya göre, kapasitör plakaları üzerindeki voltaj da değişir.
toplam enerji gerçek bir devrede, akım geçtiğinde R direncinde ısı açığa çıktığı için azalır.
geçiş süreci içinde meydana gelen bir süreçtir. elektrik devreleri bir çalışma modundan diğerine geçerken. Tahmini süresi ( 
), bu sırada geçici süreci karakterize eden parametre e kez değişecektir.
İçin kapasitörlü ve dirençli devre:
.
Maxwell'in elektromanyetik alan teorisi:
1 pozisyon:
Herhangi bir alternatif elektrik alanı bir girdap manyetik alanı oluşturur. Alternatif bir elektrik alanı Maxwell tarafından yer değiştirme akımı olarak adlandırıldı, çünkü sıradan bir akım gibi bir manyetik alan indükler.
Yer değiştirme akımını tespit etmek için, dielektrikli bir kapasitör içeren sistemden akımın geçişi dikkate alınır.
Önyargı akım yoğunluğu:
. Akım yoğunluğu, yoğunluktaki değişim yönünde yönlendirilir.
Maxwell'in ilk denklemi:
- girdap manyetik alanı hem iletim akımları (hareketli elektrik yükleri) hem de yer değiştirme akımları (alternatif elektrik alanı E) tarafından üretilir.
2 pozisyon:
Herhangi bir alternatif manyetik alan, bir girdap elektrik alanı oluşturur - elektromanyetik indüksiyonun temel yasası.
Maxwell'in ikinci denklemi:
- herhangi bir yüzey boyunca manyetik akının değişim hızı ve bu durumda ortaya çıkan elektrik alan kuvveti vektörünün dolaşımı ile ilgilidir.
Akım olan herhangi bir iletken uzayda bir manyetik alan oluşturur.. Akım sabitse (zamanla değişmezse), ilgili manyetik alan da sabittir. Değişen akım, değişen bir manyetik alan yaratır. Akım taşıyan bir iletkenin içinde bir elektrik alanı vardır. Bu nedenle, değişen bir elektrik alanı, değişen bir manyetik alan oluşturur.
Manyetik alan girdaptır, çünkü manyetik indüksiyon çizgileri her zaman kapalıdır. Manyetik alan kuvvetinin büyüklüğü H, elektrik alan kuvvetinin değişim hızı ile orantılıdır. 
. Manyetik alan vektörünün yönü 
elektrik alan gücündeki bir değişiklikle ilişkili 
sağ vida kuralına göre: sağ eli bir yumruğa sıkın, başparmağınızı elektrik alan gücündeki değişim yönünde çevirin, ardından bükülmüş 4 parmak manyetik alan gücü çizgilerinin yönünü gösterecektir.
Değişen herhangi bir manyetik alan bir girdap elektrik alanı yaratır kuvvet çizgileri kapalı olan ve manyetik alan kuvvetine dik bir düzlemde bulunan.
Girdap elektrik alanının yoğunluğunun E büyüklüğü, manyetik alanın değişim hızına bağlıdır. 
. E vektörünün yönü, sol vida kuralı ile manyetik alan H'deki değişimin yönü ile ilgilidir: sol eli bir yumruğa sıkın, baş parmağınızı manyetik alandaki değişim yönüne doğrultun, bükün dört parmak girdap elektrik alanının çizgilerinin yönünü gösterecektir.
Birbiriyle bağlantılı girdap elektrik ve manyetik alanlar kümesi, elektromanyetik alan. Elektromanyetik alan, başlangıç yerinde kalmaz, uzayda enine bir elektromanyetik dalga şeklinde yayılır.
elektromanyetik dalga- bu, birbirine bağlı girdap elektrik ve manyetik alanların uzaydaki dağılımıdır.
Elektromanyetik dalganın meydana gelme koşulu- yükün hızlanma ile hareketi.
elektromanyetik dalga denklemi:
- elektromanyetik salınımların döngüsel frekansı
t salınımların başlangıcından itibaren geçen zamandır
l, dalga kaynağından uzayda belirli bir noktaya olan mesafedir
- dalga yayılma hızı
Bir dalganın bir kaynaktan belirli bir noktaya gitmesi için geçen süre.
Elektromanyetik bir dalgadaki E ve H vektörleri birbirine ve dalga yayılma hızına diktir.
Elektromanyetik dalgaların kaynağı- hızlı alternatif akımların (makro yayıcılar) ve ayrıca uyarılmış atomlar ve moleküller (mikro yayıcılar) içinden geçtiği iletkenler. Salınımların frekansı ne kadar yüksek olursa, uzayda o kadar iyi yayılırlar. elektromanyetik dalgalar.
Elektromanyetik dalgaların özellikleri:
Tüm elektromanyetik dalgalar enine
Homojen bir ortamda, elektromanyetik dalgalar sabit hızda yayılmak, ortamın özelliklerine bağlıdır:
- ortamın bağıl geçirgenliği
vakum dielektrik sabitidir, 
F/m, Cl2 /nm2
- ortamın bağıl manyetik geçirgenliği
- vakum manyetik sabiti, 
AÇIK 2 ; h/dk
Elektromanyetik dalgalar engellerden yansıyan, emilen, saçılan, kırılan, kutuplaşan, kırılan, müdahale edilen.
Hacimsel enerji yoğunluğu elektromanyetik alan, elektrik ve manyetik alanların hacimsel enerji yoğunluklarından oluşur:
Dalga enerjisi akı yoğunluğu - dalga yoğunluğu:
-Umov-Poynting vektörü.
Tüm elektromanyetik dalgalar bir dizi frekans veya dalga boyunda düzenlenmiştir ( 
). Bu satır elektromanyetik dalga ölçeği.
Düşük frekanslı titreşimler. 0 - 10 4Hz. Jeneratörlerden elde edilir. İyi yayılmazlar.
Radyo dalgaları. 10 4 - 10 13 Hz. Hızlı alternatif akımların geçtiği katı iletkenler tarafından yayılır.
Kızılötesi radyasyon- Atom içi ve molekül içi süreçler nedeniyle 0 K'nin üzerindeki sıcaklıklarda tüm cisimler tarafından yayılan dalgalar.
görülebilir ışık - göze etki eden ve görsel bir duyuma neden olan dalgalar. 380-760 nm
Morötesi radyasyon. 10 - 380nm. Görünür ışık ve UV, bir atomun dış kabuklarındaki elektronların hareketi değiştiğinde ortaya çıkar.
röntgen radyasyonu. 80 - 10 -5 nm. Elektronların hareketi değiştiğinde gerçekleşir iç kabuklar atom.
gama radyasyonu. Atom çekirdeğinin bozunması sırasında oluşur.
Dünyanın manyetik alanı
Manyetik alan, hareket halinden bağımsız olarak, hareketli elektrik yüklerine ve manyetik momenti olan cisimlere etki eden bir kuvvet alanıdır.
Makroskopik bir manyetik alanın kaynakları, manyetize edilmiş cisimler, akım taşıyan iletkenler ve elektrik yüklü hareket eden cisimlerdir. Bu kaynakların doğası aynıdır: manyetik alan, yüklü mikropartiküllerin (elektronlar, protonlar, iyonlar) hareketinin bir sonucu olarak ve ayrıca mikropartiküllerde kendi (spin) manyetik momentlerinin varlığından dolayı ortaya çıkar.
Elektrik alan zamanla değiştiğinde alternatif bir manyetik alan da oluşur. Buna karşılık, manyetik alan zamanla değiştiğinde, bir elektrik alanı ortaya çıkar. Tam tanım aralarındaki elektrik ve manyetik alanlar Maxwell denklemlerini verir. Manyetik alanı karakterize etmek için, kuvvet alan çizgileri (manyetik indüksiyon çizgileri) kavramı sıklıkla tanıtılır.
Manyetik alanın özelliklerini ve maddelerin manyetik özelliklerini ölçmek, çeşitli tipler manyetometreler. CGS birim sistemindeki manyetik alan indüksiyonunun birimi Gauss'tur (Gs), uluslararası sistem birim (SI) - Tesla (T), 1 T = 104 Gs. Yoğunluk sırasıyla oersted (Oe) ve metre başına amper (A / m, 1 A / m \u003d 0.01256 Oe; manyetik alan enerjisi - Erg / cm 2 veya J / m 2, 1 J / m 2 cinsinden ölçülür. \u003d 10 erg/cm2.
Pusula tepki verir
dünyanın manyetik alanına
Doğadaki manyetik alanlar, hem ölçekleri hem de sebep oldukları etkiler bakımından son derece çeşitlidir. Dünya'nın manyetosferini oluşturan Dünya'nın manyetik alanı, Güneş yönünde 70-80 bin km, ters yönde ise milyonlarca km'ye kadar uzanır. Dünya yüzeyinde, manyetik alan ortalama olarak 50 μT, manyetosfer sınırında ~ 10 -3 G'dir. Jeomanyetik alan, Dünya'nın yüzeyini ve biyosferi, güneş rüzgarından ve kısmen kozmik ışınlardan gelen yüklü parçacıkların akışından korur. Jeomanyetik alanın kendisinin organizmaların hayati aktivitesi üzerindeki etkisi manyetobiyoloji tarafından incelenir. Dünya'ya yakın uzayda, manyetik alan, yüksek enerjili yüklü parçacıklar için manyetik bir tuzak oluşturur - Dünya'nın radyasyon kuşağı. Radyasyon kuşağında bulunan parçacıklar, uzay uçuşları sırasında önemli bir tehlike oluşturur. Dünyanın manyetik alanının kökeni, iletkenin konvektif hareketleriyle ilişkilidir. sıvı madde dünyanın çekirdeğinde.
Uzay aracının yardımıyla yapılan doğrudan ölçümler, Dünya'ya en yakın kozmik cisimlerin - Ay, Venüs ve Mars gezegenlerinin, dünyanınkine benzer kendi manyetik alanlarına sahip olmadığını göstermiştir. diğer gezegenlerden Güneş Sistemi sadece Jüpiter ve görünüşe göre Satürn, gezegensel manyetik tuzaklar oluşturmaya yetecek kendi manyetik alanlarına sahiptir. Jüpiter'de 10 gauss'a kadar manyetik alanlar ve bir dizi karakteristik fenomen tespit edildi ( manyetik fırtınalar, senkrotron radyo emisyonu ve diğerleri), manyetik alanın gezegensel süreçlerde önemli bir rolü olduğunu gösterir.
© Fotoğraf: http://www.tesis.lebedev.ru
Güneş'in fotoğrafı
dar bir spektrumda
Gezegenler arası manyetik alan esas olarak güneş rüzgarının alanıdır (güneş koronasının sürekli genişleyen plazması). Dünya yörüngesinin yakınında, gezegenler arası alan ~ 10 -4 -10 -5 Gs'dir. Gezegenler arası manyetik alanın düzenliliği, gelişme nedeniyle bozulabilir. Çeşitli türler plazma kararsızlığı, şok dalgalarının geçişi ve güneş patlamaları tarafından üretilen hızlı parçacık akışlarının yayılması.
Güneş üzerindeki tüm süreçlerde - parlamalar, lekelerin ve çıkıntıların görünümü, güneş kozmik ışınlarının doğuşu, manyetik alan oynar. Önemli rol. Zeeman etkisine dayalı ölçümler, güneş lekelerinin manyetik alanının birkaç bin gauss'a ulaştığını, belirginliklerin ~ 10-100 gauss'luk alanlar tarafından tutulduğunu gösterdi (Güneş'in toplam manyetik alanının ortalama değeri ~ 1 gauss).
Manyetik fırtınalar
Manyetik fırtınalar, karasal manyetizma unsurlarının düzgün günlük seyrini keskin bir şekilde bozan, Dünya'nın manyetik alanının güçlü bozukluklarıdır. Manyetik fırtınalar birkaç saatten birkaç güne kadar sürer ve Dünya genelinde aynı anda gözlenir.
Kural olarak, manyetik fırtınalar bir kurtarma aşamasının yanı sıra ön, başlangıç ve ana aşamalardan oluşur. Ön aşamada, jeomanyetik alanda önemsiz değişiklikler gözlenir (esas olarak yüksek enlemler) ve ayrıca karakteristik kısa dönemli alan salınımlarının uyarılması. İlk aşama karakterize edilir ani değişim Dünyanın her yerinde alanın bireysel bileşenleri ve ana - büyük alan dalgalanmaları ve yatay bileşende güçlü bir azalma. Manyetik fırtına kurtarma aşamasında, alan normal değerine döner.
Güneş rüzgarının etkisi
dünyanın manyetosferine
Manyetik fırtınalar, Güneş'in aktif bölgelerinden gelen güneş plazmasının sakin bir güneş rüzgarı üzerine bindirilmesinden kaynaklanır. Bu nedenle, manyetik fırtınalar daha sık 11 yıllık güneş aktivitesi döngüsünün maksimumuna yakın gözlenir. Dünya'ya ulaşan güneş plazma akışları, manyetosferin sıkışmasını artırarak manyetik bir fırtınanın ilk aşamasına neden olur ve kısmen Dünya'nın manyetosferine nüfuz eder. Yüksek enerjili parçacıkların Dünya'nın üst atmosferine girmesi ve manyetosfer üzerindeki etkisi, içinde elektrik akımlarının oluşmasına ve amplifikasyonuna yol açarak iyonosferin kutup bölgelerinde en yüksek yoğunluğa ulaşır, bu da varlığının nedenidir. yüksek enlemli bir manyetik aktivite bölgesi. Manyetosferik-iyonosferik akım sistemlerindeki değişiklikler, Dünya yüzeyinde düzensiz manyetik rahatsızlıklar şeklinde kendini gösterir.
Mikrokozmos fenomeninde, manyetik alanın rolü, kozmik ölçekte olduğu kadar önemlidir. Bu, tüm parçacıkların varlığından kaynaklanmaktadır - maddenin yapısal elemanları (elektronlar, protonlar, nötronlar), manyetik bir moment ve ayrıca bir manyetik alanın hareketli elektrik yükleri üzerindeki etkisi.
Manyetik alanların bilim ve teknolojide uygulanması. Manyetik alanlar genellikle zayıf (500 Gs'ye kadar), orta (500 Gs - 40 kGs), güçlü (40 kGs - 1 MGs) ve süper güçlü (1 MG'nin üzerinde) olarak alt bölümlere ayrılır. Pratik olarak tüm elektrik mühendisliği, radyo mühendisliği ve elektronik, zayıf ve orta manyetik alanların kullanımına dayanmaktadır. Kalıcı mıknatıslar, elektromıknatıslar, soğutulmamış solenoidler, süper iletken mıknatıslar kullanılarak zayıf ve orta manyetik alanlar elde edilir.
Manyetik alan kaynakları
Tüm manyetik alan kaynakları yapay ve doğal olarak ayrılabilir. Manyetik alanın ana doğal kaynakları, Dünya'nın kendi manyetik alanı ve güneş rüzgarıdır. Yapay kaynaklar, vücudumuzda bol miktarda bulunan tüm elektromanyetik alanları içerir. modern dünya ve özellikle evlerimiz. Hakkında daha fazla bilgi edinin ve bizimkileri okuyun.
Elektrikli taşıma, 0 ila 1000 Hz aralığında güçlü bir manyetik alan kaynağıdır. Demiryolu taşımacılığı alternatif akım kullanır. Şehir içi ulaşım kalıcıdır. Maksimum değerler banliyö elektrik taşımacılığında manyetik alan indüksiyonu 75 μT'ye ulaşır, ortalama değerler yaklaşık 20 μT'dir. DC tahrikli araçlar için ortalama değerler 29 µT olarak sabitlenmiştir. Dönüş telinin ray olduğu tramvaylarda, manyetik alanlar bir troleybüsün tellerinden çok daha büyük bir mesafede birbirini telafi eder ve troleybüsün içinde manyetik alan dalgalanmaları hızlanma sırasında bile küçüktür. Ancak manyetik alandaki en büyük dalgalanmalar metroda oluyor. Kompozisyon gönderildiğinde, platform üzerindeki manyetik alanın büyüklüğü jeomanyetik alanı aşan 50-100 μT ve daha fazladır. Tren tünelde çoktan gözden kaybolmuş olsa bile, manyetik alan eski değerine dönmez. Ancak bileşim, kontak rayına bir sonraki bağlantı noktasını geçtikten sonra, manyetik alan eski değerine dönecektir. Doğru, bazen zamanı olmaz: bir sonraki tren zaten platforma yaklaşıyor ve yavaşladığında manyetik alan tekrar değişiyor. Arabanın kendisinde, manyetik alan daha da güçlü - 150-200 μT, yani geleneksel bir trenden on kat daha fazla.
En sık karşılaştığımız manyetik alanların indüksiyon değerleri Gündelik Yaşam aşağıdaki şemada gösterilmiştir. Bu şemaya bakıldığında, her zaman ve her yerde manyetik alanlara maruz kaldığımız açıkça ortaya çıkıyor. Bazı bilim adamlarına göre, indüksiyonu 0,2 µT'nin üzerinde olan manyetik alanlar zararlı olarak kabul edilir. Doğal olarak etrafımızdaki alanların zararlı etkilerinden kendimizi korumak için bazı önlemler alınmalıdır. Sadece birkaç basit kuralı izleyerek, manyetik alanların vücudunuz üzerindeki etkisini önemli ölçüde azaltabilirsiniz.
Mevcut SanPiN 2.1.2.2801-10 “SanPiN 2.1.2.2645-10'a 1 Numaralı Değişiklikler ve Ekler” “Konut binalarında ve tesislerde yaşam koşulları için sıhhi ve epidemiyolojik gereklilikler” şunları belirtir: “Jeomanyetiğin izin verilen maksimum zayıflama seviyesi konut binalarının tesislerinde alan 1.5" e eşit olarak ayarlanmıştır. Ayrıca limit belirle izin verilen değerler 50 Hz frekanslı manyetik alanın yoğunluğu ve yoğunluğu:
- yaşam alanlarında - 5 μT veya 4A/m;
- içinde konut dışı binalar bahçe arazileri de dahil olmak üzere yerleşim bölgesinde konut binaları - 10 μT veya sabah 8.
Bu standartlara dayanarak, herkes her bir odada kaç tane elektrikli cihazın açık ve bekleme durumunda olabileceğini veya yaşam alanının normalleştirilmesi için hangi tavsiyelerin verileceğini hesaplayabilir.
İlgili videolar
Dünyanın manyetik alanı hakkında küçük bir bilimsel film
Referanslar
1. Büyük Sovyet Ansiklopedisi.
"Manyetik alan" terimi, genellikle, manyetik etkileşim kuvvetlerinin tezahür ettiği belirli bir enerji alanı anlamına gelir. Etkiler:
bireysel maddeler: ferrimanyetler (metaller - esas olarak dökme demir, demir ve bunların alaşımları) ve durumlarından bağımsız olarak ferrit sınıfları;
hareketli elektrik ücretleri.
Elektronların veya diğer parçacıkların toplam manyetik momentine sahip fiziksel cisimlere denir. kalıcı mıknatıslar. Etkileşimleri resimde gösterilmiştir. güç manyetik hatları.
Kalıcı bir mıknatıs getirdikten sonra oluştular. ters taraf düz bir demir talaş tabakası ile karton levha. Resim, kuzey (K) ve güney (G) kutuplarının alan çizgilerinin yönlerine göre yönleriyle net bir işaretini göstermektedir: Kuzey Kutbu ve güneye giriş.
Manyetik alan nasıl oluşur
Manyetik alanın kaynakları şunlardır:
kalıcı mıknatıslar;
mobil ücretler;
zamanla değişen elektrik alanı
Her anaokulu çocuğu, kalıcı mıknatısların hareketine aşinadır. Ne de olsa, buzdolabının üzerine, her türlü güzelliğe sahip paketlerden alınan resimler-mıknatıslar yapmak zorunda kaldı.
Hareket halindeki elektrik yükleri genellikle olduğundan çok daha yüksek bir manyetik alan enerjisine sahiptir. Ayrıca kuvvet çizgileri ile gösterilir. Akımı I olan doğrusal bir iletken için tasarımlarının kurallarını analiz edelim.
Manyetik kuvvet çizgisi, akımın hareketine dik bir düzlemde çizilir, böylece her noktada manyetik iğnenin kuzey kutbuna etkiyen kuvvet bu çizgiye teğet olarak yönlendirilir. Bu, hareketli yükün etrafında eşmerkezli daireler oluşturur.
Bu kuvvetlerin yönü, sağ elle iplik sarımı ile iyi bilinen bir vida veya pervaz kuralı ile belirlenir.
gimlet kuralı
Çarkı mevcut vektör ile eş eksenli olarak konumlandırmak ve kolu, çarkın öteleme hareketinin yönü ile çakışacak şekilde döndürmek gereklidir. Daha sonra manyetik kuvvet çizgilerinin yönü, kolu çevirerek gösterilecektir.
Halka iletkende, sapın dönme hareketi akımın yönü ile çakışır ve öteleme hareketi endüksiyonun yönünü gösterir.
Manyetik alan çizgileri her zaman kuzey kutbundan çıkar ve güneye girer. Mıknatısın içinde devam ederler ve asla açılmazlar.
Manyetik alanların etkileşimi için kurallar
Manyetik alanlar farklı kaynaklar ortaya çıkan alanı oluşturarak birbirine eklenir.
Bu durumda, zıt kutuplu (N - S) mıknatıslar birbirine çekilir ve aynı kutuplarla (N - N, S - S) itilirler. Kutuplar arasındaki etkileşim kuvvetleri, aralarındaki mesafeye bağlıdır. Kutuplar ne kadar yakın kaydırılırsa, üretilen kuvvet o kadar büyük olur.
Manyetik alanın temel özellikleri
Bunlar şunları içerir:
manyetik indüksiyon vektörü (B);
manyetik akı (F);
akı bağlantısı (Ψ).
Alanın etkisinin yoğunluğu veya kuvveti, değer ile tahmin edilir. manyetik indüksiyon vektörü. "l" uzunluğundaki bir iletkenden geçen "I" akımının yarattığı "F" kuvvetinin değeri ile belirlenir. B \u003d F / (I ∙ l)
SI sistemindeki manyetik indüksiyonun ölçüm birimi Tesla'dır (bu fenomenleri inceleyen ve onları matematiksel yöntemlerle tanımlayan bilim adamı fizikçinin anısına). Rus teknik literatüründe "Tl" olarak adlandırılmıştır ve uluslararası belgelerde "T" sembolü benimsenmiştir.
1 T, bu iletkenden 1 amperlik bir akım geçtiğinde, alanın yönüne dik olan düz bir iletkenin uzunluğunun her metresine 1 newtonluk bir kuvvetle etki eden böyle düzgün bir manyetik akının indüksiyonudur.
1Tl=1∙N/(A∙m)
B vektörünün yönü şu şekilde belirlenir: sol el kuralı.
Sol elinizin ayasını kuzey kutbundan gelen kuvvet çizgileri avuç içine dik açıyla girecek şekilde bir manyetik alana yerleştirir ve iletkendeki akım yönünde dört parmağınızı yerleştirirseniz, çıkıntı yapan başparmak Bu iletken üzerindeki kuvvetin yönünü belirtin.
Elektrik akımlı iletkenin manyetik alan çizgilerine dik açılarda yerleştirilmemesi durumunda, üzerine etki eden kuvvet, akan akımın büyüklüğü ve iletkenin uzunluğunun izdüşümünün bileşen kısmı ile orantılı olacaktır. akım ile dik yönde bulunan bir düzleme.
Elektrik akımına etki eden kuvvet, iletkenin yapıldığı malzemelere ve kesit alanına bağlı değildir. Bu iletken hiç bulunmasa ve hareketli yükler manyetik kutuplar arasında başka bir ortamda hareket etmeye başlasa bile, bu kuvvet hiçbir şekilde değişmeyecektir.
Manyetik alanın içinde tüm noktalarda B vektörü aynı yöne ve büyüklüğe sahipse, böyle bir alan tek tip olarak kabul edilir.
Herhangi bir ortam, endüksiyon vektörü B'nin değerini etkiler.
Manyetik Akı (F)
Manyetik indüksiyonun geçişini düşünürsek belirli bölge S, o zaman limitleri ile sınırlanan indüksiyon manyetik akı olarak adlandırılacaktır.
Alan, manyetik indüksiyon yönüne α bir açıyla eğimli olduğunda, manyetik akı, alanın eğim açısının kosinüs değeri kadar azalır. Alan, nüfuz eden indüksiyona dik olduğunda maksimum değeri oluşturulur. Ф=В·S
Manyetik akı için ölçü birimi 1 tesla indüksiyonunun 1 metrekarelik bir alandan geçmesiyle belirlenen 1 weber'dir.
akı bağlantısı
Bu terim, bir mıknatısın kutupları arasına yerleştirilmiş belirli sayıda akım taşıyan iletkenden oluşturulan toplam manyetik akı miktarını elde etmek için kullanılır.
Aynı akımın n dönüş sayısı ile bobin sargısından geçtiği durumda, tüm dönüşlerden toplam (bağlı) manyetik akı denir akı bağlantısı Ψ.
Ψ=n F . Akı bağlantısının birimi 1 weber'dir.
Alternatif bir elektrikten manyetik alan nasıl oluşur?
Elektrik yükleri ve manyetik momentlere sahip cisimlerle etkileşime giren elektromanyetik alan, iki alanın birleşimidir:
elektrik;
manyetik.
Birbirleriyle ilişkilidirler, birbirlerinin bir kombinasyonunu temsil ederler ve biri zamanla değiştiğinde diğerinde belirli sapmalar meydana gelir. Örneğin, üç fazlı bir jeneratörde alternatif bir sinüzoidal elektrik alanı oluştururken, benzer alternatif harmoniklerin özellikleriyle aynı manyetik alan aynı anda oluşturulur.
Maddelerin manyetik özellikleri
Harici bir manyetik alanla etkileşimle ilgili olarak, maddeler ayrılır:
antiferromıknatıslar vücudun çok küçük bir manyetizasyon derecesinin yaratıldığı dengeli manyetik momentlerle;
dış alanın hareketine karşı iç alanı mıknatıslama özelliğine sahip diamagnetler. Dış alan olmadığında manyetik özellikler göstermezler;
küçük bir dereceye sahip olan dış alan yönünde iç alanın manyetizasyon özelliklerine sahip paramanyetler;
Curie noktası değerinin altındaki sıcaklıklarda harici bir alan uygulanmadan manyetik özelliklere sahip olan ferromıknatıslar;
büyüklük ve yönde dengesiz manyetik momentlere sahip ferrimanyetler.
Maddelerin tüm bu özellikleri modern teknolojide çeşitli uygulamalar bulmuştur.
manyetik devreler
Tüm transformatörler, endüktanslar, elektrik makineleri ve daha birçok cihaz bazında çalışır.
Örneğin, çalışan bir elektromıknatısta, manyetik akı, ferromanyetik çeliklerden ve belirgin ferromanyetik olmayan özelliklere sahip havadan yapılmış bir manyetik devreden geçer. Bu elemanların kombinasyonu manyetik devreyi oluşturur.
Çoğu elektrikli cihazın tasarımında manyetik devreler bulunur. Bu makalede bunun hakkında daha fazla bilgi edinin -
İki paralel elektrik akımı iletkenine bağlandıklarında, bağlanan akımın yönüne (polaritesine) bağlı olarak çeker veya iterler. Bu, bu iletkenlerin çevresinde özel bir tür maddenin ortaya çıkmasıyla açıklanmaktadır. Bu maddeye manyetik alan (MF) denir. Manyetik kuvvet, iletkenlerin birbirine etki ettiği kuvvettir.
Manyetizma teorisi, antik çağda, eski Asya uygarlığında ortaya çıktı. Magnesia'da dağlarda, parçaları birbirine çekilebilecek özel bir kaya buldular. Yerin adıyla, bu cins "mıknatıs" olarak adlandırıldı. Bir çubuk mıknatıs iki kutup içerir. Manyetik özellikleri özellikle kutuplarda belirgindir.
İpliğe asılı bir mıknatıs, kutuplarıyla ufkun kenarlarını gösterecektir. Kutupları kuzeye ve güneye çevrilecek. Pusula bu prensibe göre çalışır. İki mıknatısın zıt kutupları birbirini çeker ve benzer kutuplar iter.
Bilim adamları, iletkenin yakınında bulunan mıknatıslanmış bir iğnenin, içinden bir elektrik akımı geçtiğinde saptığını bulmuşlardır. Bu, çevresinde bir MF oluştuğunu gösterir.
Manyetik alan şunları etkiler:
Hareketli elektrik yükleri.
Ferromıknatıs adı verilen maddeler: demir, dökme demir, alaşımları.
Kalıcı mıknatıslar, yüklü parçacıkların (elektronlar) ortak bir manyetik momentine sahip olan cisimlerdir.
1 - Mıknatısın güney kutbu
2 - Mıknatısın kuzey kutbu
3 - Metal dosyalama örneğinde MP
4 - Manyetik alanın yönü
Alan çizgileri, kalıcı bir mıknatıs, üzerine bir demir talaş tabakasının döküldüğü bir kağıt yaprağına yaklaştığında ortaya çıkar. Şekil, yönlendirilmiş kuvvet çizgileriyle kutupların yerlerini açıkça göstermektedir.
Manyetik alan kaynakları
- Zamanla değişen elektrik alanı.
- mobil ücretler.
- kalıcı mıknatıslar.
Kalıcı mıknatısları çocukluğumuzdan beri biliyoruz. Çeşitli metal parçaları kendine çeken oyuncaklar olarak kullanıldılar. Buzdolabına bağlandılar, çeşitli oyuncaklara yerleştirildiler.
Hareket halindeki elektrik yükleri genellikle kalıcı mıknatıslardan daha fazla manyetik enerjiye sahiptir.
Özellikleri
- şef damga ve manyetik alanın özelliği göreliliktir. Yüklü bir cisim belirli bir referans çerçevesinde hareketsiz bırakılırsa ve yanına bir manyetik iğne yerleştirilirse, kuzeyi gösterecek ve aynı zamanda dünyanın alanı dışında yabancı bir alanı “hissetmeyecektir”. . Ve eğer yüklü cisim okun yakınında hareket etmeye başlarsa, cismin etrafında manyetik alan belirecektir. Sonuç olarak, MF'nin yalnızca belirli bir yük hareket ettiğinde oluştuğu açıkça ortaya çıkıyor.
- Manyetik alan elektrik akımını etkileyebilir ve etkileyebilir. Yüklü elektronların hareketi izlenerek tespit edilebilir. Manyetik alanda, yüklü parçacıklar sapacak, akan akımı olan iletkenler hareket edecektir. Mevcut güçle çalışan çerçeve dönecek ve manyetize edilmiş malzemeler belirli bir mesafe hareket edecektir. Pusula iğnesi en sık boyanır Mavi renk. Mıknatıslanmış çelikten bir şerittir. Dünya'nın bir manyetik alanı olduğu için pusula her zaman kuzeye yönlendirilir. Bütün gezegen kutuplarıyla büyük bir mıknatıs gibidir.
Manyetik alan insan organları tarafından algılanmaz ve sadece özel cihazlar ve sensörler tarafından algılanabilir. Değişken ve kalıcıdır. Alternatif bir alan genellikle alternatif akım üzerinde çalışan özel indüktörler tarafından oluşturulur. Sabit bir elektrik alan tarafından sabit bir alan oluşturulur.
Tüzük
Çeşitli iletkenler için bir manyetik alan görüntüsü için temel kuralları göz önünde bulundurun.
gimlet kuralı
Kuvvet çizgisi, her noktada kuvvetin çizgiye teğet olarak yönlendirileceği şekilde mevcut yola 90 0'lık bir açıyla yerleştirilmiş bir düzlemde tasvir edilmiştir.
Manyetik kuvvetlerin yönünü belirlemek için, sağdan dişli bir pervazın kuralını hatırlamanız gerekir.
Gırtlak, mevcut vektör ile aynı eksen boyunca konumlandırılmalıdır, kol, çarkın kendi yönünde hareket etmesi için döndürülmelidir. Bu durumda, çizgilerin yönü, pervazın kolu çevrilerek belirlenir.
Halka gimlet kuralı
Bir halka şeklinde yapılan iletkendeki pervazın öteleme hareketi, indüksiyonun nasıl yönlendirildiğini gösterir, dönüş akım akışıyla çakışır.
Kuvvet çizgileri mıknatısın içinde devam eder ve açık olamaz.
Farklı kaynakların manyetik alanları birbirleriyle özetlenir. Bunu yaparken ortak bir alan yaratırlar.
Kutupları aynı olan mıknatıslar birbirini iterken, kutupları farklı olan mıknatıslar çeker. Etkileşim gücünün değeri, aralarındaki mesafeye bağlıdır. Kutuplar yaklaştıkça kuvvet artar.
Manyetik alan parametreleri
- Akış zincirleme ( Ψ ).
- Manyetik indüksiyon vektörü ( AT).
- Manyetik akı ( F).
Manyetik alanın yoğunluğu, F kuvvetine bağlı olan manyetik indüksiyon vektörünün boyutu ile hesaplanır ve bir uzunluğa sahip bir iletken üzerinden akım I tarafından oluşturulur. l: V \u003d F / (I * l).
Manyetik indüksiyon, manyetizma fenomenini inceleyen ve hesaplama yöntemleriyle ilgilenen bilim adamının onuruna Tesla (Tl) cinsinden ölçülür. 1 T, kuvvet tarafından manyetik akının indüksiyonuna eşittir 1 N uzunluğunda 1m bir açıda düz iletken 90 0 bir amperlik akan akım ile alanın yönüne:
1 T = 1 x H / (A x m).
sol el kuralı
Kural, manyetik indüksiyon vektörünün yönünü bulur.
Sol elin avuç içi, manyetik alan çizgileri kuzey kutbundan 90 0'ın altında avuç içine girecek şekilde alana yerleştirilir ve akım boyunca 4 parmak yerleştirilirse, başparmak manyetik kuvvetin yönünü gösterecektir. .
İletken farklı bir açıda ise, kuvvet doğrudan akıma ve iletkenin bir düzleme dik açıyla izdüşümüne bağlı olacaktır.
Kuvvet, iletken malzemenin tipine ve kesitine bağlı değildir. İletken yoksa ve yükler başka bir ortamda hareket ederse, kuvvet değişmez.
Manyetik alan vektörünün yönü bir büyüklükte bir yönde olduğunda, alana düzgün denir. Farklı ortamlar, indüksiyon vektörünün boyutunu etkiler.
manyetik akı
Belirli bir S alanından geçen ve bu alanla sınırlanan manyetik indüksiyon bir manyetik akıdır.
Alanın indüksiyon çizgisine göre bir α açısında bir eğimi varsa, manyetik akı bu açının kosinüs boyutu kadar küçülür. En büyük değeri, alan manyetik indüksiyona dik açıda olduğunda oluşur:
F \u003d B * S.
Manyetik akı, aşağıdaki gibi bir birimle ölçülür: "weber", değere göre indüksiyon akışına eşittir 1 T alana göre 1 m2.
akı bağlantısı
Bu kavram oluşturmak için kullanılır Genel anlam manyetik kutuplar arasında bulunan belirli sayıda iletkenden oluşturulan manyetik akı.
Aynı akım olduğunda ben n dönüş sayısı ile sargıdan akar, tüm dönüşlerin oluşturduğu toplam manyetik akı, akı bağlantısıdır.
akı bağlantısı Ψ weber cinsinden ölçülür ve şuna eşittir: Ψ = n * F.
Manyetik özellikler
Geçirgenlik, belirli bir ortamdaki manyetik alanın vakumdaki alan indüksiyonundan ne kadar düşük veya yüksek olduğunu belirler. Bir maddenin kendi manyetik alanı varsa manyetize olduğu söylenir. Bir madde manyetik alana yerleştirildiğinde manyetize olur.
Bilim adamları, cisimlerin neden manyetik özellikler kazandığının nedenini belirlediler. Bilim adamlarının hipotezine göre, içinde maddeler var elektrik akımları mikroskobik boyut. Bir elektronun kuantum doğasına sahip kendi manyetik momenti vardır ve atomlarda belirli bir yörünge boyunca hareket eder. Manyetik özellikleri belirleyen bu küçük akımlardır.
Akımlar rastgele hareket ederse, bunların neden olduğu manyetik alanlar kendi kendini dengeler. Dış alan, akımları düzenli hale getirir, böylece bir manyetik alan oluşur. Bu maddenin manyetizasyonudur.
Manyetik alanlarla etkileşim özelliklerine göre çeşitli maddeler bölünebilir.
Gruplara ayrılırlar:
Paramagnetler- düşük manyetizma olasılığı olan, dış alan yönünde manyetizasyon özelliklerine sahip maddeler. Pozitif bir alan gücüne sahiptirler. Bu maddeler arasında demir klorür, manganez, platin vb.
Ferrimagnetler- yön ve değer bakımından dengesiz manyetik momentlere sahip maddeler. Telafi edilmemiş antiferromanyetizmanın varlığı ile karakterize edilirler. Alan gücü ve sıcaklık, manyetik duyarlılıklarını etkiler (çeşitli oksitler).
ferromıknatıslar- yoğunluğa ve sıcaklığa bağlı olarak artan pozitif duyarlılığa sahip maddeler (kobalt, nikel vb. kristalleri).
Diamagnetler- dış alanın zıt yönünde manyetizasyon özelliğine sahip, yani, olumsuz anlam yoğunluktan bağımsız manyetik duyarlılık. Bir alanın yokluğunda, bu madde manyetik özelliklere sahip olmayacaktır. Bu maddeler şunları içerir: gümüş, bizmut, azot, çinko, hidrojen ve diğer maddeler.
Antiferromıknatıslar
- dengeli bir manyetik momente sahip olmak, maddenin düşük derecede manyetizasyonuna neden olur. Isıtıldığında, paramanyetik özelliklerin ortaya çıktığı maddenin faz geçişine maruz kalırlar. Sıcaklık belirli bir sınırın altına düştüğünde bu tür özellikler (krom, manganez) görünmez.
Dikkate alınan mıknatıslar ayrıca iki kategoriye daha ayrılır:
Yumuşak manyetik malzemeler
. Düşük zorlayıcı güce sahiptirler. Zayıf manyetik alanlarda doygun hale gelebilirler. Mıknatıslanmanın tersine çevrilmesi sürecinde, önemsiz kayıplara sahiptirler. Sonuç olarak, bu tür malzemeler, alternatif voltaj (, jeneratör,) üzerinde çalışan elektrikli cihazların çekirdeklerinin üretimi için kullanılır.
sert manyetik malzemeler. Artan bir zorlayıcı güç değerine sahiptirler. Onları yeniden manyetize etmek için güçlü bir manyetik alan gereklidir. Bu tür malzemeler kalıcı mıknatısların üretiminde kullanılır.
Manyetik özellikler çeşitli maddeler teknik tasarımlarda ve buluşlarda kullanımlarını bulurlar.
manyetik devreler
Birkaç manyetik maddenin birleşimine manyetik devre denir. Bunlar benzerliklerdir ve benzer matematik yasaları tarafından belirlenirler.
Manyetik devreler temelinde elektrikli cihazlar, endüktanslar çalışır. Çalışan bir elektromıknatısta, akış, ferromanyetik bir malzeme ve havadan oluşan, bir ferromanyetik olmayan bir manyetik devreden akar. Bu bileşenlerin kombinasyonu bir manyetik devredir. Birçok elektrikli cihaz, tasarımlarında manyetik devreler içerir.