Warum Sie das Magnetfeld der Erde brauchen, erfahren Sie in diesem Artikel.

Welchen Wert hat das Magnetfeld der Erde?

Erstens schützt es künstliche Satelliten und die Bewohner des Planeten vor der Einwirkung von Partikeln aus dem Weltraum. Dazu gehören geladene, ionisierte Teilchen des Sonnenwinds. Beim Eintritt in unsere Atmosphäre ändert das Magnetfeld ihre Flugbahn und lenkt sie entlang der Feldlinie.

Darüber hinaus sind wir dank unseres Magnetfelds in die Ära der neuen Technologien eingetreten. Alle modernen, fortschrittlichen Geräte, die mit einer Vielzahl von Speicherlaufwerken (Festplatten, Karten) arbeiten, hängen direkt vom Magnetfeld ab. Seine Spannung und Stabilität wirkt sich direkt auf absolut alle Informationen und Computersysteme aus, da alle Informationen, die für ihren ordnungsgemäßen Betrieb erforderlich sind, auf magnetischen Medien abgelegt werden.

Daher können wir mit Zuversicht sagen, dass der Wohlstand der modernen Zivilisation und die "Lebensfähigkeit" ihrer Technologien eng vom Zustand des Magnetfelds unseres Planeten abhängen.

Was ist das Magnetfeld der Erde?

Das Magnetfeld der Erde ist ein Bereich um den Planeten, in dem magnetische Kräfte wirken.

Was seinen Ursprung betrifft, so ist dieses Problem noch nicht endgültig geklärt. Die meisten Forscher neigen jedoch zu der Annahme, dass unser Planet das Vorhandensein eines Magnetfelds dem Kern verdankt. Es besteht aus einem inneren festen Teil und einem äußeren flüssigen Teil. Die Rotation der Erde trägt zu konstanten Strömungen im flüssigen Kern bei. Und dies führt zur Entstehung eines Magnetfelds um sie herum.

Die meisten Planeten im Sonnensystem haben Magnetfelder in unterschiedlichem Ausmaß. Wenn Sie sie entsprechend der Abnahme des magnetischen Dipolmoments aneinanderreihen, erhalten Sie folgendes Bild: Jupiter, Saturn, Erde, Merkur und Mars. Der Hauptgrund für sein Auftreten ist das Vorhandensein eines flüssigen Kerns.

Wir erinnern uns noch an das Magnetfeld aus der Schule, das ist es einfach, "taucht" in den Erinnerungen nicht aller auf. Lassen Sie uns auffrischen, was wir durchgemacht haben, und Ihnen vielleicht etwas Neues, Nützliches und Interessantes erzählen.

Bestimmung des Magnetfeldes

Ein Magnetfeld ist ein Kraftfeld, das auf bewegte elektrische Ladungen (Teilchen) wirkt. Aufgrund dieses Kraftfeldes werden Objekte voneinander angezogen. Es gibt zwei Arten von Magnetfeldern:

1. Gravitation - wird ausschließlich in der Nähe von Elementarteilchen gebildet und viruetsya in seiner Stärke basierend auf den Eigenschaften und der Struktur dieser Teilchen.
2. Dynamisch, erzeugt in Objekten mit bewegten elektrischen Ladungen (Stromübertrager, magnetisierte Substanzen).

Zum ersten Mal wurde die Bezeichnung des Magnetfelds 1845 von M. Faraday eingeführt, obwohl ihre Bedeutung etwas falsch war, da angenommen wurde, dass sowohl elektrische als auch magnetische Wirkungen und Wechselwirkungen auf demselben materiellen Feld beruhen. Später im Jahr 1873 „präsentierte“ D. Maxwell die Quantentheorie, in der diese Konzepte zu trennen begannen und das zuvor abgeleitete Kraftfeld das elektromagnetische Feld genannt wurde.

Wie entsteht ein Magnetfeld?

Die Magnetfelder verschiedener Objekte werden vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen und können nur von speziellen Sensoren behoben werden. Die Quelle für das Auftreten eines magnetischen Kraftfeldes im mikroskopischen Maßstab ist die Bewegung von magnetisierten (geladenen) Mikropartikeln, die sind:

• Ionen;
• Elektronen;
• Protonen.

Ihre Bewegung erfolgt aufgrund des magnetischen Spinmoments, das in jedem Mikropartikel vorhanden ist.

Magnetfeld, wo ist es zu finden?

Egal wie seltsam es klingen mag, aber fast alle Objekte um uns herum haben ihr eigenes Magnetfeld. Obwohl in der Vorstellung vieler nur ein Kieselstein namens Magnet ein Magnetfeld hat, das eiserne Gegenstände an sich zieht. Tatsächlich ist die Anziehungskraft in allen Objekten vorhanden, sie manifestiert sich nur in einer niedrigeren Wertigkeit.

Es sollte auch klargestellt werden, dass das Kraftfeld, das magnetische genannt wird, nur unter der Bedingung auftritt, dass sich elektrische Ladungen oder Körper bewegen.

Unbewegliche Ladungen haben ein elektrisches Kraftfeld (es kann auch in bewegten Ladungen vorhanden sein). Es stellt sich heraus, dass die Quellen des Magnetfelds sind:

• Permanentmagnete;
• Mobilfunkgebühren.

Wenn sie an zwei parallele elektrische Stromleiter angeschlossen werden, ziehen sie sich an oder stoßen sich ab, je nach Richtung (Polarität) des angeschlossenen Stroms. Dies wird durch das Auftreten einer besonderen Art von Materie um diese Leiter herum erklärt. Diese Materie wird Magnetfeld (MF) genannt. Magnetkraft ist die Kraft, mit der Leiter aufeinander einwirken.

Die Theorie des Magnetismus entstand in der Antike, in der alten Zivilisation Asiens. In Magnesia, in den Bergen, fanden sie einen besonderen Stein, dessen Stücke sich gegenseitig anziehen konnten. Nach dem Namen des Ortes wurde diese Rasse "Magnete" genannt. Ein Stabmagnet enthält zwei Pole. An den Polen sind seine magnetischen Eigenschaften besonders ausgeprägt.

Ein an einem Faden hängender Magnet zeigt die Seiten des Horizonts mit seinen Polen. Seine Pole werden nach Norden und Süden gedreht. Der Kompass funktioniert nach diesem Prinzip. Entgegengesetzte Pole zweier Magnete ziehen sich an und gleiche Pole stoßen sich ab.

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass eine magnetisierte Nadel, die sich in der Nähe des Leiters befindet, abweicht, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Dies deutet darauf hin, dass sich um ihn herum ein MF gebildet hat.

Das Magnetfeld beeinflusst:

Elektrische Ladungen bewegen.
Als Ferromagnete bezeichnete Substanzen: Eisen, Gusseisen, deren Legierungen.

Permanentmagnete sind Körper, die ein gemeinsames magnetisches Moment aus geladenen Teilchen (Elektronen) haben.

1 - Südpol des Magneten
2 - Nordpol des Magneten
3 - MP am Beispiel von Metallspänen
4 - Richtung des Magnetfelds

Feldlinien entstehen, wenn sich ein Permanentmagnet einem Papierblatt nähert, auf das eine Schicht Eisenspäne gegossen ist. Die Abbildung zeigt deutlich die Orte der Pole mit gerichteten Kraftlinien.

Magnetfeldquellen

• Elektrisches Feld, das sich mit der Zeit ändert.
• Mobilfunkgebühren.
• Permanentmagnete.

Permanentmagnete kennen wir seit unserer Kindheit. Sie wurden als Spielzeug verwendet, das verschiedene Metallteile an sich zog. Sie wurden am Kühlschrank befestigt, sie wurden in verschiedene Spielzeuge eingebaut.

Elektrische Ladungen, die sich bewegen, haben oft mehr magnetische Energie als Permanentmagnete.

Eigenschaften

• Das Hauptunterscheidungsmerkmal und die Eigenschaft des Magnetfelds ist die Relativität. Wenn ein geladener Körper in einem bestimmten Bezugsrahmen bewegungslos gelassen wird und eine Magnetnadel in der Nähe platziert wird, zeigt er nach Norden und „fühlt“ gleichzeitig kein Fremdfeld außer dem Erdfeld . Und wenn sich der geladene Körper in der Nähe des Pfeils zu bewegen beginnt, erscheint ein Magnetfeld um den Körper herum. Dadurch wird deutlich, dass der MF nur dann gebildet wird, wenn sich eine bestimmte Ladung bewegt.
• Das Magnetfeld ist in der Lage, den elektrischen Strom zu beeinflussen und zu beeinflussen. Es kann durch Überwachung der Bewegung geladener Elektronen nachgewiesen werden. In einem Magnetfeld weichen geladene Teilchen ab, stromdurchflossene Leiter bewegen sich. Der strombetriebene Rahmen dreht sich und die magnetisierten Materialien bewegen sich um eine bestimmte Strecke. Die Kompassnadel ist meistens blau gefärbt. Es ist ein Streifen aus magnetisiertem Stahl. Der Kompass ist immer nach Norden ausgerichtet, da die Erde ein Magnetfeld hat. Der ganze Planet ist mit seinen Polen wie ein großer Magnet.

Das Magnetfeld wird von menschlichen Organen nicht wahrgenommen und kann nur von speziellen Geräten und Sensoren erfasst werden. Es ist variabel und dauerhaft. Ein Wechselfeld wird normalerweise durch spezielle Induktivitäten erzeugt, die mit Wechselstrom betrieben werden. Ein konstantes Feld wird durch ein konstantes elektrisches Feld gebildet.

Regeln

Betrachten Sie die Grundregeln für die Abbildung eines Magnetfelds für verschiedene Leiter.

Gimlet-Regel

Die Kraftlinie wird in einer Ebene dargestellt, die im Winkel von 90° zum Strompfad steht, so dass die Kraft an jedem Punkt tangential zur Linie gerichtet ist.

Um die Richtung magnetischer Kräfte zu bestimmen, müssen Sie sich an die Regel eines Handbohrers mit Rechtsgewinde erinnern.

Der Gimlet muss entlang der gleichen Achse wie der aktuelle Vektor positioniert werden, der Griff muss so gedreht werden, dass sich der Gimlet in die Richtung seiner Richtung bewegt. In diesem Fall wird die Ausrichtung der Linien durch Drehen des Griffs des Handbohrers bestimmt.

Ring-Gimlet-Regel

Die translatorische Bewegung des Bohrers im ringförmigen Leiter zeigt, wie die Induktion orientiert ist, die Rotation fällt mit dem Stromfluss zusammen.

Die Kraftlinien haben ihre Fortsetzung innerhalb des Magneten und können nicht offen sein.

Die Magnetfelder verschiedener Quellen werden miteinander aufsummiert. Dabei schaffen sie ein gemeinsames Feld.

Magnete mit gleichem Pol stoßen sich ab, Magnete mit unterschiedlichen Polen ziehen sich an. Der Wert der Interaktionsstärke hängt von der Entfernung zwischen ihnen ab. Wenn sich die Pole nähern, nimmt die Kraft zu.

Magnetfeldparameter

• Stream-Verkettung ( Ψ ).
• Magnetischer Induktionsvektor ( BEIM).
• Magnetischer Fluss ( F).

Die Stärke des Magnetfeldes errechnet sich aus der Größe des magnetischen Induktionsvektors, der von der Kraft F abhängt und durch den Strom I durch einen Leiter mit einer Länge gebildet wird l: V \u003d F / (I * l).

Die magnetische Induktion wird in Tesla (Tl) gemessen, zu Ehren des Wissenschaftlers, der sich mit den Phänomenen des Magnetismus beschäftigte und sich mit deren Berechnungsmethoden auseinandersetzte. 1 T ist gleich der Induktion des magnetischen Flusses durch die Kraft 1 N auf Länge 1m gerader Leiter in einem Winkel 90 0 in Feldrichtung bei einem fließenden Strom von einem Ampere:

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

Regel der linken Hand

Die Regel findet die Richtung des magnetischen Induktionsvektors.

Wenn die Handfläche der linken Hand so in das Feld gelegt wird, dass die Magnetfeldlinien vom Nordpol unter 90 0 in die Handfläche eintreten, und 4 Finger entlang des Stroms platziert werden, zeigt der Daumen die Richtung der Magnetkraft an .

Wenn der Leiter einen anderen Winkel hat, hängt die Kraft direkt vom Strom und der Projektion des Leiters auf eine Ebene im rechten Winkel ab.

Die Kraft ist unabhängig von der Art des Leitermaterials und dessen Querschnitt. Wenn es keinen Leiter gibt und sich die Ladungen in einem anderen Medium bewegen, ändert sich die Kraft nicht.

Wenn die Richtung des Magnetfeldvektors in einer Richtung eine Größe hat, wird das Feld als gleichmäßig bezeichnet. Unterschiedliche Umgebungen beeinflussen die Größe des Induktionsvektors.

magnetischer Fluss

Magnetische Induktion, die durch einen bestimmten Bereich S geht und durch diesen Bereich begrenzt ist, ist ein magnetischer Fluss.

Wenn die Fläche in einem Winkel α zur Induktionslinie eine Neigung aufweist, wird der magnetische Fluss um die Größe des Kosinus dieses Winkels verringert. Sein größter Wert wird gebildet, wenn die Fläche im rechten Winkel zur magnetischen Induktion steht:

F \u003d B * S.

Der magnetische Fluss wird in einer Einheit wie z "Weber", die gleich dem Induktionsfluss um den Wert ist 1 T nach Bereich in 1 m 2.

Flussverbindung

Dieses Konzept wird verwendet, um einen allgemeinen Wert des magnetischen Flusses zu erstellen, der von einer bestimmten Anzahl von Leitern erzeugt wird, die sich zwischen den Magnetpolen befinden.

Bei gleichem Strom ich durch die Wicklung mit der Windungszahl n fließt, ist der gesamte magnetische Fluss, der von allen Windungen gebildet wird, die Flussverkettung.

Flussverbindung Ψ gemessen in Weber und ist gleich: Ψ = n * F.

Magnetische Eigenschaften

Die Permeabilität bestimmt, um wie viel das Magnetfeld in einem bestimmten Medium niedriger oder höher ist als die Feldinduktion im Vakuum. Man sagt, dass ein Stoff magnetisiert ist, wenn er ein eigenes Magnetfeld hat. Wenn eine Substanz in ein Magnetfeld gebracht wird, wird sie magnetisiert.

Wissenschaftler haben den Grund ermittelt, warum Körper magnetische Eigenschaften annehmen. Nach der Hypothese von Wissenschaftlern gibt es elektrische Ströme von mikroskopischer Größe im Inneren von Substanzen. Ein Elektron hat ein eigenes magnetisches Moment, das Quantennatur hat und sich auf einer bestimmten Umlaufbahn in Atomen bewegt. Es sind diese kleinen Ströme, die die magnetischen Eigenschaften bestimmen.

Bewegen sich die Ströme zufällig, so kompensieren sich die von ihnen verursachten Magnetfelder selbst. Das äußere Feld ordnet die Ströme, sodass ein Magnetfeld entsteht. Dies ist die Magnetisierung der Substanz.

Verschiedene Substanzen können nach den Eigenschaften der Wechselwirkung mit Magnetfeldern eingeteilt werden.

Sie sind in Gruppen eingeteilt:

Paramagnete- Substanzen, die Magnetisierungseigenschaften in Richtung des äußeren Feldes haben, mit einer geringen Wahrscheinlichkeit von Magnetismus. Sie haben eine positive Feldstärke. Zu diesen Substanzen gehören Eisenchlorid, Mangan, Platin usw.
Ferrimagnete- Substanzen mit magnetischen Momenten, die in Richtung und Wert unausgeglichen sind. Sie sind durch das Vorhandensein von unkompensiertem Antiferromagnetismus gekennzeichnet. Feldstärke und Temperatur beeinflussen ihre magnetische Suszeptibilität (verschiedene Oxide).
Ferromagnete- Substanzen mit erhöhter positiver Suszeptibilität, abhängig von Intensität und Temperatur (Kristalle von Kobalt, Nickel usw.).
Diamagnete- haben die Eigenschaft der Magnetisierung in die entgegengesetzte Richtung des äußeren Feldes, dh einen negativen Wert der magnetischen Suszeptibilität, unabhängig von der Intensität. In Abwesenheit eines Feldes hat diese Substanz keine magnetischen Eigenschaften. Zu diesen Stoffen gehören: Silber, Wismut, Stickstoff, Zink, Wasserstoff und andere Stoffe.
Antiferromagnete - haben ein ausgeglichenes magnetisches Moment, was zu einem geringen Magnetisierungsgrad der Substanz führt. Beim Erhitzen durchlaufen sie einen Phasenübergang des Stoffes, bei dem paramagnetische Eigenschaften entstehen. Wenn die Temperatur unter eine bestimmte Grenze fällt, treten solche Eigenschaften nicht auf (Chrom, Mangan).

Die betrachteten Magnete werden auch in zwei weitere Kategorien eingeteilt:

Weichmagnetische Materialien . Sie haben eine geringe Koerzitivkraft. In schwachen Magnetfeldern können sie in Sättigung gehen. Während des Vorgangs der Ummagnetisierung haben sie unbedeutende Verluste. Infolgedessen werden solche Materialien zur Herstellung von Kernen von elektrischen Geräten verwendet, die mit Wechselspannung (, Generator,) betrieben werden.
hart magnetisch Material. Sie haben einen erhöhten Wert der Koerzitivkraft. Um sie wieder zu magnetisieren, ist ein starkes Magnetfeld erforderlich. Solche Materialien werden bei der Herstellung von Permanentmagneten verwendet.

Die magnetischen Eigenschaften verschiedener Stoffe finden ihren Einsatz in technischen Konstruktionen und Erfindungen.

Magnetkreise

Die Kombination mehrerer magnetischer Substanzen wird als magnetischer Kreis bezeichnet. Sie sind Ähnlichkeiten und werden durch analoge Gesetze der Mathematik bestimmt.

Auf der Grundlage von Magnetkreisen arbeiten elektrische Geräte, Induktivitäten. Bei einem funktionierenden Elektromagneten fließt die Strömung durch einen Magnetkreis aus einem ferromagnetischen Material und Luft, die kein Ferromagnet ist. Die Kombination dieser Komponenten ist ein Magnetkreis. Viele elektrische Geräte enthalten Magnetkreise in ihrem Design.

So wie eine ruhende elektrische Ladung durch ein elektrisches Feld auf eine andere Ladung wirkt, wirkt ein elektrischer Strom auf eine andere Ladung durch Magnetfeld. Die Wirkung eines Magnetfeldes auf Permanentmagnete wird auf seine Wirkung auf Ladungen reduziert, die sich in den Atomen einer Substanz bewegen und mikroskopisch kleine Kreisströme erzeugen.

Lehre von Elektromagnetismus basierend auf zwei Annahmen:

• das Magnetfeld wirkt auf bewegte Ladungen und Ströme;
• Um Ströme und bewegte Ladungen entsteht ein Magnetfeld.

Wechselwirkung von Magneten

Dauermagnet(oder Magnetnadel) ist entlang des magnetischen Meridians der Erde ausgerichtet. Das Ende, das nach Norden zeigt, wird aufgerufen Nordpol(N) und das gegenüberliegende Ende ist Südpol(S). Wenn wir uns zwei Magneten nähern, stellen wir fest, dass sich ihre gleichen Pole abstoßen und entgegengesetzte anziehen ( Reis. ein ).

Wenn wir die Pole trennen, indem wir den Permanentmagneten in zwei Teile schneiden, werden wir feststellen, dass jeder von ihnen auch haben wird zwei Pole, d.h. wird ein Dauermagnet sein ( Reis. 2 ). Beide Pole – Nord und Süd – sind untrennbar miteinander verbunden, gleichberechtigt.

Das von der Erde oder Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld wird wie das elektrische Feld durch magnetische Kraftlinien dargestellt. Ein Bild der magnetischen Feldlinien eines beliebigen Magneten erhält man, indem man ein Blatt Papier darüber legt, auf das Eisenspäne in einer gleichmäßigen Schicht gegossen werden. Wenn das Sägemehl in ein Magnetfeld gelangt, wird es magnetisiert - jeder von ihnen hat einen Nord- und einen Südpol. Gegensätzliche Pole neigen dazu, sich zu nähern, was jedoch durch die Reibung von Sägemehl auf Papier verhindert wird. Wenn Sie mit dem Finger auf das Papier klopfen, nimmt die Reibung ab und die Späne ziehen sich an und bilden Ketten, die die Linien eines Magnetfelds darstellen.

Auf der Reis. 3 zeigt die Lage im Feld eines Direktmagneten aus Sägemehl und kleine magnetische Pfeile, die die Richtung der magnetischen Feldlinien anzeigen. Für diese Richtung wird die Richtung des Nordpols der Magnetnadel genommen.

Örsteds Erfahrung. Magnetfeldstrom

Zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Dänischer Wissenschaftler Örsted machte eine wichtige Entdeckung, indem er entdeckte Einwirkung von elektrischem Strom auf Permanentmagnete . Er legte einen langen Draht in die Nähe der Magnetnadel. Wenn ein Strom durch den Draht geleitet wurde, drehte sich der Pfeil und versuchte, senkrecht dazu zu stehen ( Reis. 4 ). Dies könnte durch das Auftreten eines Magnetfelds um den Leiter herum erklärt werden.

Die magnetischen Kraftlinien des Feldes, das von einem direkten Leiter mit Strom erzeugt wird, sind konzentrische Kreise, die sich in einer Ebene senkrecht dazu befinden, mit Mittelpunkten an dem Punkt, durch den der Strom fließt ( Reis. 5 ). Die Richtung der Linien wird durch die rechte Schraubenregel bestimmt:

Wenn die Schraube in Richtung der Feldlinien gedreht wird, bewegt sie sich in Richtung des Stroms im Leiter .

Die Kraftcharakteristik des Magnetfeldes ist magnetischer Induktionsvektor B . An jedem Punkt ist es tangential zur Feldlinie gerichtet. Elektrische Feldlinien beginnen an positiven Ladungen und enden an negativen, und die in diesem Feld auf eine Ladung wirkende Kraft ist an jedem ihrer Punkte tangential zur Linie gerichtet. Im Gegensatz zum elektrischen Feld sind die Linien des Magnetfelds geschlossen, was auf das Fehlen von „magnetischen Ladungen“ in der Natur zurückzuführen ist.

Das Magnetfeld des Stroms unterscheidet sich grundsätzlich nicht von dem Feld, das von einem Permanentmagneten erzeugt wird. In diesem Sinne ist ein Analogon eines flachen Magneten ein langer Solenoid - eine Drahtspule, deren Länge viel größer ist als ihr Durchmesser. Das Diagramm der Linien des von ihm erzeugten Magnetfelds, dargestellt in Reis. 6 , ähnlich wie bei einem flachen Magneten ( Reis. 3 ). Die Kreise zeigen die Abschnitte des Drahtes an, der die Solenoidwicklung bildet. Die Ströme, die vom Beobachter durch den Draht fließen, sind durch Kreuze gekennzeichnet, und die Ströme in die entgegengesetzte Richtung - zum Beobachter hin - sind durch Punkte gekennzeichnet. Die gleichen Bezeichnungen werden für magnetische Feldlinien akzeptiert, wenn sie senkrecht zur Zeichenebene stehen ( Reis. 7 a, b).

Die Richtung des Stroms in der Magnetwicklung und die Richtung der magnetischen Feldlinien darin hängen auch durch die rechte Schraubenregel zusammen, die in diesem Fall wie folgt formuliert ist:

Wenn Sie entlang der Achse des Solenoids schauen, erzeugt der im Uhrzeigersinn fließende Strom darin ein Magnetfeld, dessen Richtung mit der Bewegungsrichtung der rechten Schraube übereinstimmt ( Reis. acht )

Basierend auf dieser Regel ist es leicht herauszufinden, dass der Magnet in gezeigt wird Reis. 6 , sein rechtes Ende ist der Nordpol und sein linkes Ende ist der Südpol.

Das Magnetfeld innerhalb der Magnetspule ist homogen - der magnetische Induktionsvektor hat dort einen konstanten Wert (B = const). Insofern ähnelt der Elektromagnet einem flachen Kondensator, in dessen Innerem ein gleichmäßiges elektrisches Feld aufgebaut wird.

Die Kraft, die in einem Magnetfeld auf einen stromdurchflossenen Leiter wirkt

Es wurde experimentell festgestellt, dass auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld eine Kraft wirkt. In einem gleichförmigen Feld erfährt ein senkrecht zum Feldvektor B stehender, vom Strom I durchflossener geradliniger Leiter der Länge l die Kraft: F = ich l B .

Die Richtung der Kraft wird bestimmt Regel der linken Hand:

Wenn die vier ausgestreckten Finger der linken Hand in Richtung des Stroms im Leiter platziert werden und die Handfläche senkrecht zum Vektor B steht, zeigt der zurückgezogene Daumen die Richtung der auf den Leiter wirkenden Kraft an (Reis. neun ).

Es ist zu beachten, dass die Kraft, die auf einen Leiter mit Strom in einem Magnetfeld wirkt, nicht wie eine elektrische Kraft tangential zu seinen Kraftlinien gerichtet ist, sondern senkrecht zu ihnen. Ein entlang der Kraftlinien liegender Leiter wird von der Magnetkraft nicht beeinflusst.

Die gleichung F = IlB ermöglicht es, eine quantitative Charakteristik der Magnetfeldinduktion anzugeben.

Attitüde hängt nicht von den Eigenschaften des Leiters ab und charakterisiert das Magnetfeld selbst.

Der Modul des magnetischen Induktionsvektors B ist numerisch gleich der Kraft, die auf einen senkrecht dazu stehenden Leiter der Einheitslänge wirkt, durch den ein Strom von einem Ampere fließt.

Im SI-System ist die Einheit der Magnetfeldinduktion Tesla (T):

Ein Magnetfeld. Tabellen, Diagramme, Formeln

(Wechselwirkung von Magneten, Oersted-Versuch, magnetischer Induktionsvektor, Vektorrichtung, Überlagerungsprinzip. Graphische Darstellung magnetischer Felder, magnetische Induktionslinien. magnetischer Fluss, Energieverlauf des Feldes. magnetische Kräfte, Ampère-Kraft, Lorentz-Kraft. Bewegung von Ladung Teilchen in einem Magnetfeld. Magnetische Eigenschaften der Materie, Hypothese von Ampère)

Das Magnetfeld wirft beim Menschen seit langem viele Fragen auf, ist aber auch heute noch ein wenig bekanntes Phänomen. Viele Wissenschaftler versuchten, seine Eigenschaften und Eigenschaften zu untersuchen, da die Vorteile und das Potenzial der Nutzung des Feldes unbestreitbare Tatsachen waren.

Nehmen wir alles in Ordnung. Wie wirkt und bildet sich also ein Magnetfeld? Richtig, elektrischer Strom. Und der Strom ist laut Lehrbüchern der Physik ein Strom geladener Teilchen mit einer Richtung, nicht wahr? Wenn also ein Strom durch einen Leiter fließt, beginnt eine bestimmte Art von Materie um ihn herum zu wirken - ein Magnetfeld. Das Magnetfeld kann durch den Strom geladener Teilchen oder durch die magnetischen Momente von Elektronen in Atomen erzeugt werden. Nun, dieses Feld und die Materie haben Energie, wir sehen sie in elektromagnetischen Kräften, die den Strom und seine Ladungen beeinflussen können. Das Magnetfeld beginnt, auf den Fluss geladener Teilchen einzuwirken, und sie ändern die anfängliche Bewegungsrichtung senkrecht zum Feld selbst.

Ein anderes Magnetfeld kann als elektrodynamisch bezeichnet werden, da es in der Nähe von sich bewegenden Teilchen gebildet wird und nur sich bewegende Teilchen beeinflusst. Nun, es ist dynamisch aufgrund der Tatsache, dass es eine spezielle Struktur in rotierenden Bionen in einer Region des Weltraums hat. Eine gewöhnliche elektrische bewegliche Ladung kann sie zum Rotieren und Bewegen bringen. Bions übertragen alle möglichen Interaktionen in dieser Region des Weltraums. Daher zieht die sich bewegende Ladung einen Pol aller Bionen an und bringt sie zum Rotieren. Nur er kann sie aus der Ruhe bringen, sonst nichts, denn andere Kräfte werden sie nicht beeinflussen können.

In einem elektrischen Feld befinden sich geladene Teilchen, die sich sehr schnell bewegen und in nur einer Sekunde 300.000 km zurücklegen können. Licht hat die gleiche Geschwindigkeit. Ohne elektrische Ladung gibt es kein Magnetfeld. Das bedeutet, dass die Teilchen unglaublich eng miteinander verwandt sind und in einem gemeinsamen elektromagnetischen Feld existieren. Das heißt, wenn es irgendwelche Änderungen im Magnetfeld gibt, dann wird es auch Änderungen im elektrischen Feld geben. Dieses Gesetz wird auch umgekehrt.

Wir reden hier viel über das Magnetfeld, aber wie kann man sich das vorstellen? Wir können es mit unserem menschlichen bloßen Auge nicht sehen. Außerdem haben wir aufgrund der unglaublich schnellen Ausbreitung des Feldes keine Zeit, es mit Hilfe verschiedener Geräte zu beheben. Aber um etwas zu studieren, muss man zumindest eine Ahnung davon haben. Auch ist es oft notwendig, das Magnetfeld in Diagrammen darzustellen. Zur besseren Verständlichkeit werden bedingte Feldlinien gezeichnet. Woher haben sie sie? Sie wurden aus einem bestimmten Grund erfunden.

Versuchen wir, das Magnetfeld mit Hilfe von kleinen Metallspänen und einem gewöhnlichen Magneten zu sehen. Wir werden diese Sägespäne auf eine ebene Fläche gießen und sie in die Wirkung eines Magnetfelds einbringen. Dann werden wir sehen, dass sie sich in einem Muster oder Muster bewegen, drehen und ausrichten. Das resultierende Bild zeigt die ungefähre Wirkung von Kräften in einem Magnetfeld. Alle Kräfte und dementsprechend Kraftlinien sind an dieser Stelle durchgehend und geschlossen.

Die Magnetnadel hat ähnliche Eigenschaften und Eigenschaften wie ein Kompass und dient zur Richtungsbestimmung der Kraftlinien. Fällt er in die Wirkungszone eines Magnetfeldes, können wir an seinem Nordpol die Wirkungsrichtung der Kräfte erkennen. Dann wollen wir hier einige Schlussfolgerungen herausgreifen: Die Spitze eines gewöhnlichen Permanentmagneten, von der die Kraftlinien ausgehen, wird mit dem Nordpol des Magneten bezeichnet. Während der Südpol den Punkt bezeichnet, an dem die Kräfte geschlossen sind. Nun, die Kraftlinien innerhalb des Magneten sind im Diagramm nicht hervorgehoben.

Das magnetische Feld, seine Eigenschaften und Eigenschaften werden sehr häufig verwendet, da es bei vielen Problemen berücksichtigt und untersucht werden muss. Dies ist das wichtigste Phänomen in der Wissenschaft der Physik. Komplexere Dinge sind untrennbar damit verbunden, wie magnetische Permeabilität und Induktion. Um alle Gründe für das Auftreten eines Magnetfelds zu erklären, muss man sich auf echte wissenschaftliche Fakten und Bestätigungen verlassen. Andernfalls kann bei komplexeren Problemen der falsche Ansatz die Integrität der Theorie verletzen.

Lassen Sie uns nun Beispiele geben. Wir alle kennen unseren Planeten. Sie sagen, dass es kein Magnetfeld hat? Sie mögen Recht haben, aber Wissenschaftler sagen, dass die Prozesse und Wechselwirkungen im Inneren des Erdkerns ein riesiges Magnetfeld erzeugen, das sich über Tausende von Kilometern erstreckt. Aber jedes Magnetfeld muss seine Pole haben. Und es gibt sie, nur etwas entfernt vom geografischen Pol. Wie fühlen wir es? Vögel haben zum Beispiel Navigationsfähigkeiten entwickelt und orientieren sich insbesondere am Magnetfeld. So kommen die Gänse mit seiner Hilfe wohlbehalten in Lappland an. Auch spezielle Navigationsgeräte nutzen dieses Phänomen.