Gauss (magneettisen induktion yksikkö). Perinteinen induktion ongelma ja kaikkien induktion periaatteiden tai sääntöjen epäonnistuminen

30. huhtikuuta 236 (2*3=6) vuotta suuren matemaatikon syntymästä Carl Friedrich Gauss.

Wikipedia
Johann Carl Friedrich Gauss(saksalainen Johann Carl Friedrich Gauß; 30. huhtikuuta 1777, Braunschweig - 23. helmikuuta 1855, Göttingen) - saksalainen matemaatikko, mekaanikko, fyysikko ja tähtitieteilijä. Pidetään yhtenä suurimmat matemaatikot kaikkien aikojen "matemaatikoiden kuningas". Copley-mitalin saaja (1838), Englannin kuninkaallisen seuran Ruotsin (1821) ja Venäjän (1824) tiedeakatemioiden ulkojäsen.

Elämäkerta
En kopioi koko elämäkertaani tänne. Se on pitkä ja jaettu kolmeen jaksoon. Rajoitan itseni oppikirjan tarinaan aritmeettisen progression summan laskemisesta.
Gaussin isoisä oli köyhä talonpoika, hänen isänsä oli puutarhuri, muurari ja kanavanvartija Brunswickin herttuakunnassa. Jo kaksivuotiaana poika osoitti olevansa ihmelapsi. Kolmen vuoden iässä hän osasi lukea ja kirjoittaa, jopa korjasi isänsä laskentavirheet. Legendan mukaan, koulun opettaja matematiikka pitää lapset kiireisinä pitkä aika, pyysi heitä laskemaan lukujen summan 1-100. Nuori Gauss huomasi, että parittaiset summat vastakkaisista päistä ovat samat: 1+100=101, 2+99=101 jne., ja sai heti tuloksen: 50 *101=5050 .
Vanhuuteen asti hän oli tottunut suurin osa tee laskelmia mielessäsi.
No, vielä yksi ote:
1839: 62-vuotias Gauss hallitsi venäjän kielen ja pyysi kirjeissä Pietarin akatemialle lähettämään hänelle venäläisiä aikakauslehtiä ja kirjoja, erityisesti " kapteenin tytär» Pushkin. Tämän oletetaan johtuvan Gaussin kiinnostuksesta Lobatševskin työhön, joka vuonna 1842 Gaussin suosituksesta valittiin Göttingenin kuninkaallisen seuran ulkomaiseksi kirjeenvaihtajajäseneksi.

En tiedä miten se on kenellekään, mutta tähän hetkeen asti minusta tuntui, että Pushkin ja Gauss olivat jossain rinnakkaiset universumit... Tarkemmin sanottuna en ole koskaan ajatellut molempia yhtä aikaa ... Kuitenkin tässä ...
Suosittelen kaikkia lukemaan koko elämäkerran. Sellainen kiireinen elämä että muutama vuosisata ei olisi riittänyt toiselle henkilölle kaiken tämän saavuttamiseksi.

Tieteellinen toiminta
Liittyy nimeen Gauss perustutkimusta lähes kaikilla matematiikan pääalueilla: algebrassa, lukuteoriassa, differentiaali- ja ei-euklidisessa geometriassa, matemaattinen analyysi, monimutkaisen muuttujan funktioteoria, todennäköisyysteoria sekä analyyttisissä ja taivaan mekaniikka, tähtitiede, fysiikka ja geodesia. ”Jokaisella alalla materiaaliin tunkeutumisen syvyys, ajattelun rohkeus ja tuloksen merkitys olivat hämmästyttäviä. Gaussia kutsuttiin "matemaatikoiden kuninkaaksi" (lat. Princeps mathematicorum).
Gauss oli äärimmäisen tiukka julkaisemiensa teosten suhteen eikä koskaan julkaissut edes erinomaisia ​​tuloksia, jos hän piti tätä aihetta koskevaa työtään puutteellisena. Hänen henkilökohtaisessa sinetissään oli puu, jossa oli useita hedelmiä, mottona: "Pauca sed matura" (vähän, mutta kypsä). Gaussin arkiston tutkimus osoitti, että hän oli hidas julkaisemaan useita löytöjään, ja sen seurauksena muut matemaatikot olivat häntä edellä. Tässä on epätäydellinen luettelo prioriteeteista, joita hän ei menettänyt.

  • Ei-euklidinen geometria, jossa Lobatševski ja Bolyai olivat hänen edellään.
  • Elliptiset toiminnot, joissa hän myös edistyi pitkälle, mutta ei ehtinyt tulostaa mitään, ja Jacobin ja Abelin työn jälkeen julkaisutarve katosi.
  • Merkittävä hahmotelma kvaternionien teoriasta, jonka Hamilton löysi itsenäisesti 20 vuotta myöhemmin.
  • Menetelmä pienimmän neliösumman, jonka Legendre löysi myöhemmin uudelleen.
  • Alkulukujen jakautumislaki, jolla Legendren julkaisu myös ohitti hänet.
Useat opiskelijat, Gaussin opiskelijat, tulivat arvostetut matemaatikot, esimerkiksi: Riemann, Dedekind, Bessel, Möbius.

En myöskään kirjoita Gaussin saavutuksista algebrassa, geometriassa, matemaattisessa analyysissä, analyyttisessä mekaniikassa ja tähtitiedessä. Wikipediassa on jokaiselle alueelle oma osio. Lainaan vain vähän sanaa "geometria".

<...>Gaussilta Lobatševskille on säilynyt kirje, jossa hänen solidaarisuuden tunteensa ilmaistaan ​​selvästi, ja hänen kuolemansa jälkeen julkaistuissa henkilökohtaisissa kirjeissä Gauss ihailee Lobatševskin työtä. Vuonna 1817 hän kirjoitti tähtitieteilijä W. Olbersille:

Olen yhä vakuuttuneempi siitä, että geometriamme tarpeellisuutta ei voida todistaa vähintään ihmismielestä ja ihmismielestä. Ehkä jossain toisessa elämässä tulemme näkemyksiin avaruuden luonteesta, jotka ovat nyt meille saavuttamattomissa. Toistaiseksi geometriaa ei ole jouduttu asettamaan samalle tasolle puhtaasti a priori olemassa olevan aritmetiikan kanssa, vaan pikemminkin mekaniikan kanssa.


Se on hienoa, eikö?

Gaussin nimi liittyy moniin lauseisiin ja tieteellisiä termejä matematiikassa, tähtitiedessä ja fysiikassa.

  • Gaussin algoritmi pääsiäisen päivämäärän laskemiseen
  • Gaussin syrjivät tekijät
  • Gaussin kaarevuus
  • Gaussin kokonaisluvut
  • Gaussin interpolaatiokaava
  • Gaussin nauha
  • Gaussin menetelmä (lineaaristen yhtälöjärjestelmien ratkaisut)
  • Gauss-Jordan menetelmä
  • Gauss-Seidelin menetelmä
  • Normaali tai Gaussin jakauma
  • Suora Gaussinen
  • Gaussin ase
  • Gauss-sarja
  • Gauss-Wanzelin lause
  • Gaussin suodatin
  • Gaussin kaava - konepelti
Keskityn joihinkin tämän luettelon kohtiin. Niitä on paljon, ja siksi kaikki on melko sujuvaa.
Joillekin kohteille tulee vain kuvia. Aloitamme niistä.

1. Gauss-ase
Gauss-ase (eng. Gauss gun, Coil gun, Gauss cannon) on yksi sähkömagneettisen massakiihdyttimen lajikkeista. Nimetty saksalaisen tiedemiehen Carl Gaussin mukaan, joka loi perustan matemaattinen teoria sähkömagnetismi.

2. Gaussin kaarevuus
Gaussin kaarevuus on pinnan kaarevuuden mitta minkä tahansa sen pisteen läheisyydessä.

3. Suora Gauss
Jos yksikään nelikulmion sivu ei ole yhdensuuntainen, niin vastakkaisten sivujen leikkauspisteet yhdistävän janan keskipiste on lävistäjien keskipisteet yhdistävällä linjalla. Tätä linjaa kutsutaan Gauss-viivaksi.

4. Gaussin kokonaisluvut
Gaussin kokonaisluvut (Gaussin luvut, kokonaisluvut kompleksiluvut) ovat kompleksilukuja, joiden reaali- ja imaginaariosat ovat kokonaislukuja. Gauss esitteli sen vuonna 1825.
Katsokaa mikä kaunotar


Tämä on Gaussin alkulukujen jakauma monimutkainen taso (alkuluvut korostettu punaisella)

5. Gauss (yksikkö)
Gauss ( venäläinen nimitys Gs, kansainvälinen - G) - magneettisen induktion mittayksikkö CGS-järjestelmässä.
Se on nimetty saksalaisen fyysikon ja matemaatikon Carl Friedrich Gaussin mukaan.
1 Gs = 100 µT;
1 T = 10 4 Gs.

Ja lopuksi
6. Normaalijakauma tai Gaussin jakaumaa
Normaalijakauma, jota kutsutaan myös Gaussin jakaumaksi, on todennäköisyysjakauma, joka yksiulotteisessa tapauksessa saadaan jakautumistiheysfunktiosta:

jossa parametri μ on matemaattinen odotus, mediaani ja jakautumismuoto, ja parametri σ on keskihajonta(σ² - varianssi) jakaumat.
Todennäköisyystiheys.

Gauss (magneettisen induktion yksikkö) Gauss, magneettisen induktion yksikkö in cgs-yksikköjärjestelmä(Gaussin ja CGSM). Nimetty K:n mukaan. Gaussilainen. Lyhennetty nimitys: Russian gs, international Gs. 1 gs on yhtä suuri kuin homogeenisen induktio magneettikenttä, jossa 1 cm pitkä suora, kohtisuorassa kenttäinduktiovektoriin nähden oleva johdin kokee 1 dynin voiman, jos tämän johtimen läpi kulkee 1 ccm:n virta. G. voidaan määritellä myös magneettiseksi induktioksi, jossa 1 maxwellin magneettivuo kulkee 1 cm:n poikkileikkauksen läpi, normaalisti induktiolinjojen suuntaan nähden. Magneettisen induktion CGS- ja SI-yksiköiden välinen suhde: 1 t = 10 4 gs. Käytännössä käytetään toista kilogaussin yksikköä = 1000 gaussia. Vuoteen 1930 asti kutsuttiin myös magneettikentän voimakkuuden yksikkö, joka oli 79,577 a/m. Vuonna 1930 Kansainvälisen sähköteknisen komission päätöksellä hyväksyttiin magneettikentän voimakkuus erikoisyksikkö oersted .

Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja. - M.: Neuvostoliiton tietosanakirja. 1969-1978 .

Katso, mitä "Gauss (magneettisen induktion yksikkö)" on muissa sanakirjoissa:

    GAUSS, magneettisen induktion yksikkö (katso MAGNETTIINDUKTIO) CGS-yksikköjärjestelmässä (katso CGS SYSTEM OF UNITS). Nimetty K. Gaussin mukaan, nimetty Gs. 1 Gs \u003d 10 4 tesla (katso TESLA (magneettisen induktion yksikkö)) ... tietosanakirja

    - ... Wikipedia

    TESLA, magneettisen induktion yksikkö (katso MAGNEETTIINDUKTIO) (B) SI-järjestelmässä, on nimetty fyysikon N. Teslan mukaan. Nimetty Tl. 1 T \u003d 1 N / (A.m) 1 T (tesla) sellaisen tasaisen magneettikentän magneettinen induktio, joka toimii 1 N:n voimalla ... ... tietosanakirja

    Tesla, kansainvälisen yksikköjärjestelmän magneettisen induktion yksikkö, joka on yhtä suuri kuin magneettinen induktio, jolla magneettivuo kulkee poikittaisleikkaus 1 m2:n pinta-ala on yhtä suuri kuin 1 weberi. Nimetty N. Teslan mukaan. Nimitykset: Venäjän tl, kansainvälinen T. 1 ... ... Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja

    Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Gauss. Gauss (venäläinen nimitys Gs, kansainvälinen G) on magneettisen induktion mittayksikkö CGS-järjestelmässä. Se on nimetty saksalaisen fyysikon ja matemaatikon Carl Friedrich Gaussin mukaan. 1 Gs = ... ... Wikipedia

Gauss, magneettisen induktion yksikkö in cgs-yksikköjärjestelmä(Gaussin ja CGSM). Nimetty K:n mukaan. Gaussilainen. Lyhennetty nimitys: Russian gs, international Gs. 1 gauss on yhtä suuri kuin tasaisen magneettikentän induktio, jossa 1 cm pitkä suora johdin, joka sijaitsee kohtisuorassa kenttäinduktiovektoriin nähden, kokee 1 dynin voiman, jos 1 CGSM-virran virta kulkee tämän johtimen läpi. G. voidaan määritellä myös magneettiseksi induktioksi, jossa 1 maxwellin magneettivuo kulkee 1 cm:n poikkileikkauksen läpi, normaalisti induktiolinjojen suuntaan nähden. Magneettisen induktion CGS- ja SI-yksiköiden välinen suhde: 1 t = 10 4 gs. Käytännössä käytetään toista kilogaussin yksikköä = 1000 gaussia. Vuoteen 1930 asti kutsuttiin myös magneettikentän voimakkuuden yksikkö, joka oli 79,577 a/m. Vuonna 1930 Kansainvälisen sähköteknisen komission päätöksellä oersted-erityinen yksikkö otettiin käyttöön magneettikentän voimakkuutta varten.

  • - el.-mag. vuorovaikutus suljetussa haaroittumattomassa sähköjärjestelmässä. piirit, joissa kvasistionaariset virrat kulkevat ...

    Fyysinen tietosanakirja

  • - magneettisen induktion yksikkö CGS-yksikköjärjestelmässä. Nimetty K. Gaussin mukaan, merkitty Gs: 1 Gs \u003d 10-4 Tesla ...

    Luonnontiede. tietosanakirja

  • - Motivoiva induktiomenetelmä - sanallinen tekniikka, kirjoittaja J. Nutten - . Se suoritetaan kahdessa vaiheessa...

    Psykologinen sanakirja

  • - tutkimukseen perustuva menetelmä sähkön etsimiseksi vaihtovirralla sähkövirrat induktio, jonka G.P. herättää korkeataajuisen vaihtuvan sähkömagneettisen kentän generaattorilla...

    Geologinen tietosanakirja

  • - nimetty L. D. Shevyakov Min-va:n mukaan rautametallurgia Neuvostoliitto - sijaitsee Gubkinissa, Belgorodin alueella. Perustettu vuonna 1951 nimellä Mining-geol. Neuvostoliiton tiedeakatemian asema, joka organisoitiin uudelleen vuonna 1958 Gornin instituutin sivuliikkeeksi. asioita heille. A.A....

    Geologinen tietosanakirja

  • - Karl Friedrich, saksalainen matemaatikko. Lapsena hän oli epätavallisen lahjakas lapsi köyhästä perheestä. Hänen koulutuksensa maksoi varakas aristokraatti, Brunswickin herttua, joka oppi hänestä opettajaltaan...

    Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja

  • - asema, jossa tiedonsiirtoväline on 1/2 tuumaa leveä magneettinauha kelassa tai 1/4 tuumaa leveä magneettinauha kasetissa...

    Lyhyt sanakirja tulostamista varten

  • - perustamismenetelmät syy-yhteys ilmiöiden välillä. Muotoiltu englanniksi. logiikka D. S. Mill. Hän luotti "Discovery Tables" eng. filosofi F. Bacon...

    Logiikan sanakirja

  • - sähköä johtavien nesteiden ja kaasujen liikkeen tutkimukseen liittyvät tehtävät magneettikentän läsnä ollessa. ...

    Matemaattinen tietosanakirja

  • - käyttökelvottomat yksiköt. magneettinen induktio CGS- ja SGSM-järjestelmissä. Nimitys - Gs. Yhteys G:n ja tesla -yksikön välillä. magneettinen induktio SI:ssä: 1 Gs = 10-4T...

    Suuri tietosanakirja ammattikorkeakoulun sanakirja

  • - Herman on sveitsiläinen. filosofi, prof. Baselin yliopisto ja Bernin yliopisto, G. Schmalenbachin opiskelija. Hän opiskeli Platonin teoksia ja systematisoi koko platonin jälkeisen filosofian...

    Filosofinen tietosanakirja

  • - "... - yhden elementin vuokytkentä virtapiiri johtuen sähkövirrasta toisessa piirin elementissä..." Lähde: "SÄHKÖTEKNIIKKA. PERUSKÄSITTEIDEN TERMIT JA MÄÄRITELMÄT...

    Virallinen terminologia

  • kuuluisa saksalainen matemaatikko. Suku. 28. huhtikuuta 1777 Braunschweigissä ja alkaen varhainen ikä löysi uskomattomia matemaattisia kykyjä...

    Brockhausin ja Euphronin tietosanakirja

  • - Minä Gauss Karl Friedrich, saksalainen matemaatikko, joka antoi myös perustavanlaatuisen panoksen tähtitiedettä ja geodesiaan...
  • - Tesla, kansainvälisen yksikköjärjestelmän magneettisen induktion yksikkö, joka on yhtä suuri kuin magneettinen induktio, jossa magneettivuo 1 m2:n poikkileikkauksen läpi on yhtä suuri kuin 1 weber. Nimetty N. Teslan mukaan...

    Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja

  • - Zharg. he sanovat Sukkula. Ohittaa. Maksimov, 246...

    Suuri sanakirja venäläisiä sanontoja

"Gauss (magneettisen induktion yksikkö)" kirjoissa

GAUSS, LOBACHEVSKY JA JANOS BOLJAI

Kirjasta Lobachevsky kirjoittaja

GAUSS, LOBACHEVSKY JA JANOSCH BOLJAI Göttingenissä ihmisiltä piilossa tähtitieteellisessä tornissa elää välinpitämättömästi kaikelle paitsi kaavoilleen, "matemaatikoiden kuningas" Gauss. Tämä "kuningas" ei välitä "aiheista". Hän ei luennoi, ei kanna mitään hallinnollista

Gauss, Lobachevsky ja Riemann

Kirjasta Lobachevsky kirjoittaja Kolesnikov Mihail Sergeevich

GAUSS, LOBATŠEVSKKI JA RIEMANN Gauss ajatteli Lobatševskia ennenkin viimeinen päivä: Princeps Mathematicorum uskoi nerokseensa ja tiesi, että hänen kuolemansa jälkeen hänen henkilökohtainen kirjeenvaihto julkaistaan. Näin se on ollut vuosisatoja. Hän arvosti ironiaa ja odotti

Etsi DNA:n magneettinen komponentti

Kirjasta Passing the milestone. Avaimet uuden vuosituhannen energian ymmärtämiseen Kirjailija: Carroll Lee

DNA:n magneettisen komponentin etsiminen (deoksiribonukleiinihappo) on kahden heliksiketjun molekyyli kemialliset yhdisteet kutsutaan nukleotideiksi. Ketjut on järjestetty kierrettyihin kaksoiskierretikkaisiin. Kromosomit koostuvat lähes kokonaan

12. Perinteinen induktion ongelma ja kaikkien induktion periaatteiden tai sääntöjen epäonnistuminen

Kirjasta Objektiivinen tieto. evolutiivista lähestymistapaa kirjoittaja Popper Karl Raimund

12. Perinteinen induktioongelma ja kaikkien induktion periaatteiden tai sääntöjen epäonnistuminen Palaan nyt siihen, mitä kutsun perinteiseksi filosofinen ongelma Tällä nimellä tarkoitan sellaisen henkilön näkökulmaa, joka näkee Humen asettaman haasteen

GAUSS CARL FRIEDRICH (1777 - 1855)

100 kuuluisan tiedemiehen kirjasta kirjoittaja Sklyarenko Valentina Markovna

GAUSS CARL FRIEDRICH (1777 - 1855) Carl Friedrich Gauss syntyi 30. huhtikuuta 1777 Saksalainen kaupunki Brunswick, erittäin köyhässä perheessä. Hänen isänsä työskenteli lukkoseppänä, myöhemmin hän hallitsi toisen ammatin ja ryhtyi puutarhuriksi. Lisäksi hän työskenteli kirjanpitäjänä kauppatoimistossa. Äiti

6.1. Näkymä, sen kriteerit ja rakenne. Populaatio on lajin rakenneyksikkö ja evoluution perusyksikkö. Spesifikaatiomenetelmät. mikroevoluutio

Kirjasta Biologia [ Täydellinen viite valmistautua kokeeseen] kirjoittaja Lerner Georgi Isaakovich

6.1. Näkymä, sen kriteerit ja rakenne. Väestö - rakenneyksikkö kiltti ja alkeisyksikkö evoluutio. Spesifikaatiomenetelmät. Mikroevoluutio Laji on joukko yksilöitä, jotka todella esiintyvät luonnossa, miehittää tietyn alueen, jolla on yhteinen alkuperä,

3. kommentti - Cook ja Wheatstone, Gauss ja Weber, Steingel

Kirjasta Popular History - Sähköstä televisioon kirjailija Kuchin Vladimir

3. kommentti - Cook ja Wheatstone, Gauss ja Weber, Steingel Korostetaan lyhyesti Schillingin kollegoiden työtä Euroopan maista: Englantilainen William Cook tunsi Schillingin työt, hän houkutteli Wheatstonea, ja vuoden 1837 lopulla tämä pariskunta sai etuoikeus keksiä lennätin 5 -Yu:n kanssa

"Magneettisen" veden yllätyksiä

Ihmeiden kirjasta: suosittu tietosanakirja. Osa 2 kirjoittaja Mezentsev Vladimir Andreevich

"Magneettisen" veden yllätyksiä Tämän poikkeuksellisen veden (todennäköisesti on oikeampaa kutsua sitä magneettiseksi) historia on hyvin utelias. XX vuosisadan 30-luku. Neuvostoliiton fyysikot R. Berlaga ja F. Gorsky löytävät mielenkiintoisen ilmiön: kiteiden saostumisen kyllästetystä suolaliuoksesta

CARL GAUSS

100 suuren tiedemiehen kirjasta kirjailija Samin Dmitry

Carl Friedrich Gauss

Kirjasta Aforismit kirjailija Ermishin Oleg

Carl Friedrich Gauss (1777-1855) matemaatikko ... Meidän on tunnustettava rehellisesti ja rehellisesti, että pohjimmiltaan emme ole menneet kahta tuhatta vuotta pidemmälle kuin Eukleides. Tällainen suora ja yksiselitteinen tunnustus näyttää meistä enemmän tieteen arvokkuuden mukaiselta kuin

Kirjasta Big Neuvostoliiton tietosanakirja(TE) kirjoittaja TSB

GAUSS

Kirjasta Secret Protocols, or Who Forged the Molotov-Ribbentrop -sopimuksen kirjoittaja Kungurov Aleksei Anatolievitš

GAUSS Ensimmäinen ja monien vuosikymmenien ajan ainoa artefakti, joka "todisti" "" salaisia ​​protokollia"- pilvisiä valokopioita, joita Hessin asianajaja Alfred Seidl yritti tuloksetta liittää tapausaineistoon Nürnbergin oikeudenkäynti maaliskuussa 1946 ensimmäinen ja edelleen

Yleistä tietoa

Yllättävällä tavalla yhden ihmisen ajatukset voivat vaikuttaa myöhempään kehitykseen. ihmisyhteiskunta yleisesti. Sellainen henkilö oli Michael Faraday, joka ei ollut kovin perehtynyt nykymatematiikan monimutkaisuuteen, mutta ymmärsi täydellisesti fyysinen merkitys tiesi tuolloin tietoa sähkön ja magnetismin luonteesta johtuen hänen esittämästä kenttävuorovaikutuksista.

olemassaolo moderni yhteiskunta sähkön, magnetismin ja sähködynamiikan käytön perusteella olemme velkaa koko galaksille merkittäviä tutkijoita. Heistä mainittakoon Ampère, Oersted, Henry, Gauss, Weber, Lorentz ja tietysti Maxwell. Lopulta he toivat sähkön ja magnetismin tieteen yhdeksi kuvaksi, joka oli perustana koko joukko keksijöitä, jotka loivat luomuksilla edellytykset modernin tietoyhteiskunnan syntymiselle.

Elämme sähkömoottoreiden ja generaattoreiden ympäröimänä: he ovat ensimmäisiä avustajiamme tuotannossa, kuljetuksissa ja kotona. Kukaan itseään kunnioittava ihminen ei voi kuvitella olemassaoloaan ilman jääkaappia, pölynimuria ja pesukonetta. Etusijalla ovat myös mikroaaltouuni, hiustenkuivaaja, kahvimylly, vatkain, tehosekoitin ja - paras unelma - sähköinen lihamylly ja leipäkone. Ilmastointi on tietysti myös hirveän hyödyllinen asia, mutta jos sen ostamiseen ei ole varoja, niin yksinkertainen tuuletin käy.

Joidenkin miesten vaatimukset ovat hieman vaatimattomampia: taitamattomimman miehen perimmäinen unelma on sähköpora. Jotkut meistä, yrittäessään käynnistää autoa epäonnistuneesti neljänkymmenen asteen pakkasessa ja piinata toivottomasti käynnistintä (myös sähkömoottoria), haaveilevat salaa ostaakseen Tesla Motors -auton sähkömoottoreilla ja akuilla unohtaakseen ikuisesti bensiinin ongelmat. ja dieselmoottoreita.

Sähkömoottorit ovat kaikkialla: ne nostavat meidät hisseissä, ne kuljettavat meidät metroissa, lähijunissa, raitiovaunuissa, johdinautoissa ja suurnopeusjunat. He tuovat meille vettä pilvenpiirtäjien lattioille, käyttävät suihkulähteitä, pumppaavat vettä kaivoksista ja kaivoista, rullaavat terästä, nostavat painoja, työskentelevät erilaisissa nostureissa. Ja he tekevät paljon muuta hyödyllistä, käynnistävät työstökoneita, työkaluja ja mekanismeja.

Jopa eksoskeletonit ihmisille, joilla on vammainen ja armeijalle tehdään sähkömoottoreilla, puhumattakaan kokonaisesta teollisuus- ja tutkimusrobottien armeijasta.

Nykyään sähkömoottorit toimivat avaruudessa - muista vain rover Curiosity. He työskentelevät maassa, maan alla, vedessä, veden alla ja jopa ilmassa - jos ei tänään, niin huomenna (artikkeli kirjoitettu marraskuussa 2015) Solar Impulse 2 -lentokone saa vihdoin valmiiksi. matka maailman ympäri, ja miehittämätön ilma-alus sähkömoottoreissa ei yksinkertaisesti ole numeroita. Ei ihme, että melko vakavat yritykset työskentelevät nyt toimituspalveluiden parissa postilähetykset käyttämällä miehittämättömiä ilma-aluksia.

Historiallinen viittaus

Italialaisen fyysikon Alessandro Voltan vuonna 1800 rakentama kemiallinen akku, joka myöhemmin nimettiin keksijän mukaan "voltaic kolonniksi", osoittautui todellakin "runsaan sarveksi" tutkijoille. Se teki mahdolliseksi saada liikkeelle sähkövarauksia johtimissa eli luoda sähköä. Uusia löytöjä voltaic-kolonnilla seurasi jatkuvasti yksi toisensa jälkeen eri aloilla fysiikka ja kemia.

Esimerkiksi englantilainen tiedemies Sir Humphrey Davy vuonna 1807, tutkiessaan natrium- ja kaliumhydroksidisulaiden elektrolyysiä, sai metallista natriumia ja kaliumia. Aiemmin, vuonna 1801, hän löysi myös sähkökaaren, vaikka venäläiset pitävät sitä Vasili Vladimirovich Petrovin löytäjänä. Petrov vuonna 1802 kuvasi paitsi itse kaaria, myös sen mahdollisuuksia käytännön sovellus metallien sulatukseen, hitsaukseen ja malmeista talteenottoon sekä valaistukseen.

Mutta tärkeimmän löydön teki tanskalainen fyysikko Hans Christian Oersted: 21. huhtikuuta 1820 hän huomasi kokeiden esittelyn aikana luennolla nuolen poikkeaman. magneettinen kompassi kytkettäessä päälle ja pois sähkövirta, joka kulkee johtimen läpi johtimen muodossa. Näin ollen ensimmäistä kertaa sähkön ja magnetismin välinen suhde vahvistettiin.

Seuraava askel otettiin ranskalainen fyysikko André Marie Ampère muutama kuukausi Oerstedin kokemuksen jälkeen. Mielenkiintoinen on tämän tiedemiehen päättelyn kulku, joka esitetään hänelle peräkkäin lähetetyissä viesteissä Ranskan akatemia Tieteet. Aluksi Ampère havainnoi kompassin neulan kääntymistä virran johtimessa, että Maan magnetismi johtuu myös maapallon ympäri kulkevista virroista lännestä itään. Tästä he päättelivät sen magneettiset ominaisuudet kehot voidaan selittää virran kierrolla siinä. Lisäksi Ampère päätteli melko rohkeasti, että minkä tahansa kappaleen magneettiset ominaisuudet määräytyvät sen sisällä olevista suljetuista sähkövirroista, ja magneettinen vuorovaikutus ei erityisestä syystä magneettiset varaukset, mutta vain liike sähkövaraukset, eli nykyinen.

Amper otti heti vallan esitutkimus Tästä vuorovaikutuksesta ja havaittiin, että yhteen suuntaan virtaavat johtimet vetäytyvät ja päinvastaisessa suunnassa ne hylkivät. Keskinäiset kohtisuorat johtimet eivät ole vuorovaikutuksessa toistensa kanssa.

On vaikea vastustaa olla johtamatta auki ampeerilla laki omassa muodossaan:

"Liikkuvien varausten vuorovaikutusvoima on verrannollinen näiden varausten tuloon, kääntäen verrannollinen niiden välisen etäisyyden neliöön, kuten Coulombin laissa, mutta lisäksi se riippuu myös näiden varausten nopeuksista ja niiden suunnasta. heidän liikkeensä."

Joten fysiikassa löydettiin perustavanlaatuisia voimia nopeuksista riippuen.

Mutta todellinen läpimurto sähkön ja magnetismin tieteessä oli Michael Faradayn löytö ilmiöstä elektromagneettinen induktio- sähkövirran esiintyminen suljetussa piirissä vaihdon aikana magneettinen virtaus kulkemassa sen läpi. Faradaysta riippumatta sähkömagneettisen induktion ilmiön löysi myös Joseph Henry vuonna 1832, joka löysi itseinduktion ilmiön matkan varrella.

Faradayn julkinen mielenosoitus 29. elokuuta 1831 suoritettiin hänen keksimäänsä laitteeseen, joka koostui voltin napasta, kytkimestä, rautarengas, johon kaksi identtistä kuparilankakelaa oli kiedottu vastakkaisille puolille. Yksi keloista oli kytketty akkuun kytkimen kautta ja toisen päihin galvanometri. Kun virta kytkettiin päälle ja pois, galvanometri tallensi virran ulkonäön eri suuntiin toisessa kelassa.

Faradayn kokeissa sähkövirta, jota kutsutaan induktiovirraksi, ilmaantui myös, kun magneetti työnnettiin kelaan tai vedettiin ulos mittauspiiriin ladatusta kelasta. Vastaavasti virta ilmestyi myös, kun pienempi käämi virralla laitettiin sisään/vedettiin sisään/ulos. iso kela alkaen aiempi kokemus. Ja suunta induktiovirta muuttui päinvastaiseksi, kun magneetti tai pieni käämi virralla asetettiin / pidennettiin venäläisen tiedemiehen Emil Khristianovitš Lenzin laatiman säännön mukaisesti. vuonna 1833.

Tehtyjen kokeiden perusteella Faraday johti lain sähkömotorinen voima myöhemmin nimetty hänen mukaansa.

Faradayn kokeiden ideat ja tulokset pohdiskeli ja yleisti toinen suuri maanmies - loistava Englantilainen fyysikko ja matemaatikko James Clerk Maxwell neljässä differentiaaliyhtälöt sähködynamiikka, jota myöhemmin kutsutaan Maxwellin yhtälöiksi.

On huomattava, että kolmessa neljästä Maxwellin yhtälöstä magneettinen induktio esiintyy magneettikenttävektorin muodossa.

Magneettinen induktio. Määritelmä

Magneettinen induktio on vektori fyysinen määrä, joka on magneettikentän tehoominaisuus (sen vaikutus varautuneisiin hiukkasiin) tietyssä avaruuden pisteessä. Se määrittää kuinka vahva F magneettikenttä vaikuttaa varaukseen q, liikkuu nopeudella v. Merkitty Latinalainen kirjain AT(lausutaan vektori B) ja voima lasketaan kaavalla:

F = q [vB]

missä F on Lorentzin voima, joka vaikuttaa magneettikentän puolelta varaukseen q; v- latausliikkeen nopeus; B- magneettikentän induktio; [ v × B] - vektorituote vektorit v ja B.

Algebrallisesti lauseke voidaan kirjoittaa seuraavasti:

F = qvB sinα

missä α - nopeus- ja magneettisen induktiovektorin välinen kulma. vektorin suunta F kohtisuorassa molempiin nähden ja suunnattu vasemman käden säännön mukaan.

Magneettinen induktio on magneettikentän tärkein perusominaisuus, joka on samanlainen kuin sähkökentän voimakkuusvektori.

AT kansainvälinen järjestelmä SI-yksiköissä kentän magneettinen induktio mitataan tesloina (T), CGS-järjestelmässä gausseina (Gs)

1 T = 10⁴ Gs

Muut eri sovelluksissa käytetyt magneettisen induktion mittaussuureet ja niiden muuntaminen suuresta toiseen löytyvät fysikaalisten suureiden muuntimesta.

Magneettisen induktion voimakkuuden mittaamiseen tarkoitettuja mittalaitteita kutsutaan teslametreiksi tai gaussmetreiksi.

Magneettikentän induktio. Ilmiöiden fysiikka

Riippuen reaktiosta ulkoiseen magneettikenttään, kaikki aineet jaetaan kolmeen ryhmään:

  • Diamagneetit
  • Paramagneetit
  • ferromagneetteja

Faraday otti käyttöön termit diamagnetismi ja paramagnetismi vuonna 1845. varten kvantifiointi nämä reaktiot esittelivät magneettisen permeabiliteetin käsitteen. Vuonna SI-järjestelmä käyttöön ehdoton magneettinen permeabiliteetti, mitattuna H/m, ja suhteellinen dimensioton magneettinen permeabiliteetti, yhtä suuri kuin suhde tietyn väliaineen läpäisevyys tyhjiön läpäisevyyteen. Diamagneettien suhteellinen magneettinen permeabiliteetti on jonkin verran vähemmän kuin yksi, paramagneeteille - hieman enemmän kuin yhtenäisyys. Ferromagneeteissa magneettinen permeabiliteetti on paljon suurempi kuin yksikkö ja se on epälineaarinen.

Ilmiö diamagnetismi Se koostuu aineen kyvystä vastustaa ulkoisen magneettikentän vaikutusta, joka johtuu magnetoitumisesta sen suuntaa vastaan. Eli magneettikenttä hylkii diamagneetteja. Tässä tapauksessa diamagneetin atomit, molekyylit tai ionit hankkivat magneettinen momentti, suunnattu ulkoista kenttää vastaan.

Ilmiö paramagnetismi on aineen kyky magnetisoitua, kun se altistuu ulkoiselle magneettikentälle. Toisin kuin diamagneetit, paramagneetteja vetää sisään magneettikenttä. Tässä tapauksessa paramagneetin atomit, molekyylit tai ionit saavat magneettisen momentin suuntaan, joka on sama kuin ulkoisen magneettikentän suunta. Kun kenttä poistetaan, paramagneetit eivät säilytä magnetointia.

Ilmiö ferromagnetismi on aineen kyky magnetisoitua spontaanisti ulkoisen magneettikentän puuttuessa tai magnetoitua ulkoisen magneettikentän vaikutuksesta ja säilyttää magnetisoitumisen, kun kenttä poistetaan. Tässä tapauksessa suurin osa atomien, molekyylien tai ionien magneettisista momenteista on yhdensuuntaisia ​​toistensa kanssa. Tämä järjestys säilyy tietyn kriittisen lämpötilan alapuolella, jota kutsutaan Curie-pisteeksi. Curie-pisteen yläpuolella olevissa lämpötiloissa annettua ainetta, ferromagneeteista tulee paramagneetteja.

Suprajohteiden magneettinen permeabiliteetti on nolla.

Ilman absoluuttinen magneettinen permeabiliteetti on suunnilleen yhtä suuri kuin tyhjiön magneettinen permeabiliteetti ja teknisissä laskelmissa se on yhtä suuri kuin 4π 10⁻⁷ H/m

Diamagneettien magneettikentän käyttäytymisen erityispiirteet

Kuten edellä mainittiin, diamagneettiset materiaalit luovat indusoidun magneettikentän, joka on suunnattu ulkoista magneettikenttää vastaan. Diamagnetismi on kvanttimekaaninen vaikutus, joka on luontainen kaikille aineille. Paramagneeteissa ja ferromagneeteissa se on tasoitettu muiden, vahvempien vaikutusten vuoksi.

Diamagneetteja ovat esimerkiksi aineet, kuten inertit kaasut, typpi, vety, pii, fosfori ja pyrolyyttinen hiili; jotkut metallit - vismutti, sinkki, kupari, kulta, hopea. Myös monet muut epäorgaaniset ja orgaaniset yhdisteet ovat diamagneettisia, mukaan lukien vesi.

Epähomogeenisessa magneettikentässä diamagneetit siirtyvät alueelle enemmän heikko kenttä. Magneettinen voimalinjat ikään kuin diamagneettiset materiaalit työntäisivät sen ulos kehosta. Diamagneettisen levitaation ilmiö perustuu tähän ominaisuuteen. Nykyaikaisten magneettien luomassa riittävän voimakkaassa magneettikentässä on mahdollista levitoida paitsi erilaisia ​​diamagneetteja, myös pieniä eläviä olentoja, jotka koostuvat pääasiassa vedestä.

Alankomaiden Niemingenin yliopiston tutkijat onnistuivat ripustamaan sammakon ilmaan kenttään, jonka magneettinen induktio on noin 16 T, ja NASAn laboratorion tutkijat käyttämällä suprajohdemagneettia - hiiren levitaatiota, joka biologinen esine, on paljon lähempänä ihmistä kuin sammakko.

Kaikki johtimet osoittavat diamagnetismia, kun ne altistetaan vaihtuvalle magneettikentälle.

Ilmiön ydin on, että vaihtuvan magneettikentän vaikutuksesta johtimiin indusoituu ulkoisen magneettikentän vaikutusta vastaan ​​suunnattuja pyörrevirtoja - Foucault-virtoja.

Magneettikentän käyttäytymisen piirteet paramagneeteissa

Magneettikentän vuorovaikutus paramagneettien kanssa on täysin erilainen. Koska paramagneettien atomeilla, molekyyleillä tai ioneilla on oma magneettinen momenttinsa, ne asettuvat ulkoisen magneettikentän suuntaan. Tämä luo tuloksena olevan magneettikentän, joka on suurempi kuin alkuperäinen kenttä.

Paramagneetteja ovat alumiini, platina, alkali ja maa-alkalimetallit litium, cesium, natrium, magnesium, volframi sekä näiden metallien seokset. Paramagneetteja ovat myös happi, typpioksidi, mangaanioksidi, rautakloridi ja monia muita kemiallisia yhdisteitä.

Paramagneetit ovat heikosti magneettisia aineita, niiden magneettinen permeabiliteetti on hieman enemmän kuin yksikkö. Epähomogeenisessa magneettikentässä paramagneetteja vedetään alueelle enemmän vahva kenttä. Magneettikentän puuttuessa paramagneetit eivät säilytä magnetointia, koska johtuen lämpöliikettä niiden atomien, molekyylien tai ionien omat magneettiset momentit suunnataan satunnaisesti.

Magneettikentän käyttäytymisen piirteet ferromagneeteissa

Ferromagneetit muodostavat luonnollisia magneetteja, koska niille on ominaista spontaanisti magnetoituminen ihmiskunnan tiedossa kanssa muinaiset ajat. Magneetit syytettiin maagisia ominaisuuksia, niitä käytettiin erilaisissa uskonnollisissa rituaaleissa ja jopa rakennusten rakentamisessa. Kiinalaisten toisella tai ensimmäisellä vuosisadalla eKr. keksimän kompassin ensimmäistä prototyyppiä käyttivät uteliaat esi-isät talojen rakentamiseen Feng Shuin sääntöjen mukaisesti. Kompassin käyttö navigointivälineenä alkoi jo 1000-luvulla matkustaa pitkin Suuren joen aavikot Silkkitie. Myöhemmin kompassin käyttö meriasioissa oli merkittävässä roolissa merenkulun kehittämisessä, uusien maiden löytämisessä ja uusien merikauppareittien kehittämisessä.

Ferromagnetismi on osoitus elektronien kvanttimekaanisista ominaisuuksista, joilla on spin, ts. oma dipolimagneettinen momentti. Yksinkertaisesti sanottuna elektronit käyttäytyvät kuin pienet magneetit. Jokaiselle valmistuneelle elektronikuori atomissa voi olla vain elektronipari, joilla on vastakkaiset spinit, ts. tällaisten elektronien magneettikenttä on suunnattu sisään vastakkaiset puolet. Tämän vuoksi atomeilla, joissa on elektronien pari, on kokonaismagneettinen momentti nolla Siksi vain atomit, joilla on täyttämätön ulkokuori ja pariton määrä elektroneja, ovat ferromagneetteja.

Ferromagneettisia materiaaleja ovat siirtymäryhmän metallit (rauta, kupari, nikkeli) ja harvinaiset maametallit (gadolinium, terbium, dysprosium, holmium ja erbium) sekä näiden metallien seokset. Yllä olevien alkuaineiden ja ei-ferromagneettisten materiaalien seokset ovat myös ferromagneetteja; kromin ja mangaanin seokset ja yhdisteet, joissa on ei-ferromagneettisia alkuaineita, sekä jotkin aktinidiryhmän metallit.

Ferromagneeteilla on magneettisen permeabiliteettiarvo paljon suurempi kuin yksikkö; niiden magnetoitumisen riippuvuus ulkoisen magneettikentän vaikutuksesta on epälineaarinen ja niille on ominaista hystereesin ilmentyminen - jos magneettikentän vaikutus poistetaan, ferromagneetit pysyvät magnetoituina. Tämän jäännösmagnetoinnin poistamiseksi on käytettävä käänteistä kenttää.

Käyrä magneettisen permeabiliteetin μ riippuvuudesta magneettikentän H voimakkuudesta ferromagneetissa, jota kutsutaan Stoletov-käyräksi, osoittaa, että magneettikentän voimakkuudella H = 0 magneettinen permeabiliteetti on pieni asiaμ₀; sitten intensiteetin kasvaessa magneettinen permeabiliteetti kasvaa nopeasti maksimiarvoon μmax ja laskee sitten hitaasti nollaan.

Ferromagneettien ominaisuuksien tutkimuksen edelläkävijä oli venäläinen fyysikko ja kemisti Aleksandr Stoletov. Nyt hänen nimensä on magneettisen permeabiliteetin riippuvuuskäyrä magneettikentän voimakkuudesta.

Nykyaikaisia ​​ferromagneettisia materiaaleja löytyy laaja sovellus tieteessä ja tekniikassa: monet tekniikat ja laitteet perustuvat niiden käyttöön ja magneettisen induktion ilmiön käyttöön. Esimerkiksi sisään tietokone Tiede: ensimmäisten sukupolvien tietokoneissa oli muisti ferriittiytimillä, tiedot tallennettiin magneettinauhoille, levykkeille ja kiintolevyille. Viimeksi mainittuja käytetään kuitenkin edelleen tietokoneissa ja niitä valmistetaan satoja miljoonia kappaleita vuodessa.

Magneettisen induktion käyttö sähkötekniikassa ja elektroniikassa

AT moderni maailma Magneettikentän induktion käytöstä on monia esimerkkejä ensisijaisesti sähkötekniikassa: sähkögeneraattoreissa, jännitemuuntajissa, erilaisten laitteiden, työkalujen ja mekanismien erilaisissa sähkömagneettisissa käyttöjärjestelmissä, mittaustekniikassa ja tieteessä, erilaisissa fyysiset asennukset kokeisiin, samoin kuin keinoihin sähköinen suojaus ja hätäpysäytys.

Sähkömoottorit, generaattorit ja muuntajat

Vuonna 1824 englantilainen fyysikko ja matemaatikko Peter Barlow kuvaili keksimäänsä yksinapaista moottoria, josta tuli nykyaikaisten sähkömoottorien prototyyppi. tasavirta. Keksintö on arvokas myös siksi, että se tehtiin kauan ennen sähkömagneettisen induktion ilmiön löytämistä.

Nykyään lähes kaikki sähkömoottorit käyttävät ampeerivoimaa, joka vaikuttaa magneettikentässä virtaa kuljettavaan piiriin ja saa sen liikkumaan.

Jopa Faraday luotiin osoittamaan magneettisen induktion ilmiötä vuonna 1831 kokeellinen asennus, tärkeä osa joka oli laite, joka tunnetaan nykyään toroidimuuntajana. Faraday-muuntajan toimintaperiaatetta käytetään edelleen kaikissa nykyaikaisissa jännite- ja virtamuuntajissa tehosta, rakenteesta ja laajuudesta riippumatta.

Lisäksi Faraday perusti tieteellisesti ja osoitti kokeellisesti muuntamisen mahdollisuuden mekaaninen liike sähköön käyttämällä hänen keksimäänsä unipolaarista tasavirtageneraattoria, josta tuli kaikkien DC-generaattoreiden prototyyppi.

Ensimmäinen generaattori vaihtovirta sen loi ranskalainen keksijä Hippolyte Pixie vuonna 1832. Myöhemmin Amperen ehdotuksesta sitä täydennettiin kytkinlaitteella, joka mahdollisti sykkivän tasavirran saamisen.

Melkein kaikki magneettisen induktion periaatetta käyttävät sähkögeneraattorit perustuvat sähkömotorisen voiman esiintymiseen suljetussa piirissä, joka on muuttuvassa magneettikentässä. Tässä tapauksessa joko magneettinen roottori pyörii suhteessa kiinteisiin staattorikäämiin vaihtovirtageneraattoreissa tai roottorin käämit pyörivät suhteessa kiinteisiin staattorimagneetteihin (ikeeseen) tasavirtageneraattoreissa.

Maailman tehokkain, kiinalaisen DongFang Electricin vuonna 2013 Taishanin ydinvoimalaan rakentama generaattori pystyy tuottamaan 1 750 MW:n tehoa.

Konversioon liittyvien tavanomaisten generaattoreiden ja sähkömoottoreiden lisäksi mekaaninen energia sisään sähköenergiaa ja päinvastoin, on olemassa niin sanottuja magnetohydrodynaamisia generaattoreita ja moottoreita, jotka toimivat eri periaatteella.

Releet ja sähkömagneetit

Amerikkalaisen tiedemiehen J. Henryn keksimä sähkömagneetista tuli ensimmäinen sähkötoimilaite ja tutun sähkökellon edelläkävijä. Myöhemmin Henry loi sen perusteella sähkömagneettisen releen, josta tuli ensimmäinen automaattinen kytkentälaite, jossa oli binääritila.

Shure-dynaaminen mikrofoni, jota käytetään videostudiosivustolla

Lähetettäessä lennätinsignaalia pitkiä matkoja, DC-vahvistimina käytettiin releitä, jotka vaihtoivat väliasemien ulkoisten akkujen kytkentää signaalin jatkolähetystä varten.

Dynaamiset päät ja mikrofonit

Nykyaikaisessa äänitekniikassa käytetään laajalti sähkömagneettisia kaiuttimia, joiden ääni syntyy diffuusoriin kiinnitetyn liikkuvan kelan vuorovaikutuksesta, jonka läpi virta kulkee. äänitaajuus, jossa magneettikenttä paikallaan olevan välissä kestomagneetti. Tämän seurauksena kela yhdessä diffuusorin kanssa liikkuu ja luo ääniaaltoja.

Dynaamiset mikrofonit käyttävät samaa rakennetta kuin dynaaminen pää, mutta mikrofonissa päinvastoin liikkuva kela, jossa on minidiffuusori kiinteän kestomagneetin välissä, värähtelee akustisen signaalin vaikutuksesta ja tuottaa sähköisen äänitaajuuden. signaali.

Mittauslaitteet ja anturit

Huolimatta nykyaikaisen digitaalisuuden runsaudesta mittauslaitteet, magnetosähköisiä, sähkömagneettisia, sähködynaamisia, ferrodynaamisia ja induktiotyyppisiä laitteita käytetään edelleen mittaustekniikassa.

Kaikki edellä mainitut järjestelmät käyttävät magneettikenttien tai kestomagneetin vuorovaikutuksen periaatetta kelan kentän kanssa virralla tai ferromagneettista sydäntä käämien kentillä virralla tai käämien magneettikenttiä virralla.

Tällaisten mittausjärjestelmien suhteellisen inertian vuoksi ne soveltuvat muuttujien keskiarvojen mittaamiseen.