Johdanto 1

(1) Ilmeisin mekaaninen ilmiö sähköisissä ja magneettisissa kokeissa on vuorovaikutus, jolla tietyissä tiloissa olevat kappaleet saavat toisensa liikkeelle, vaikka niiden välillä on melko suuri etäisyys.

Siksi näiden ilmiöiden tieteellistä tulkintaa varten on ensinnäkin tarpeen selvittää kappaleiden välillä vaikuttavan voiman suuruus ja suunta, ja jos havaitaan, että tämä voima riippuu jossain määrin kappaleiden suhteellisesta sijainnista ja niiden sähköisen tai magneettisen tilan perusteella, niin ensi silmäyksellä vaikuttaa luonnolliselta selitykseltä nämä tosiasiat olettamalla, että jokaisessa kehossa on jotain muuta, joka on levossa tai liikkeessä, muodostaen sen sähköisen tai magneettisen tilan ja joka pystyy toimimaan etäisyyden mukaan. matemaattisiin lakeihin.

Tällä tavalla syntyivät matemaattiset teoriat staattisesta sähköstä, magnetismista, mekaanisesta vaikutuksesta virtoja kuljettavien johtimien välillä ja teoria virtojen induktiosta. Näissä teorioissa kahden kappaleen välillä vaikuttavan voiman katsotaan olevan riippuvainen vain kappaleiden tilasta ja niiden suhteellisesta sijainnista, ympäristöä ei oteta huomioon.

Nämä teoriat myöntävät enemmän tai vähemmän yksiselitteisesti sellaisten aineiden olemassaolon, joiden hiukkasilla on kyky vaikuttaa toisiinsa etäisyyden päässä. Täydellisin tämänkaltaisen teorian kehitystyö kuuluu W. Weberille 2 , joka sisällytti siihen sekä sähköstaattiset että sähkömagneettiset ilmiöt.

Tämän tehtyään hän joutui kuitenkin myöntämään, että kahden sähköhiukkasen välillä vaikuttava voima ei riipu vain niiden keskinäisestä etäisyydestä, vaan myös niiden suhteellisesta nopeudesta.

Tämä Weberin ja Neumannin kehittämä teoria 3 on äärimmäisen nerokas ja huomattavan tyhjentävä soveltaessaan staattisen sähkön, sähkömagneettisen vetovoiman, virtojen induktion ja diamagneettisten ilmiöiden ilmiöihin; tämä teoria on meille sitäkin arvovaltaisempi, koska se oli sen ohjaava ajatus, joka teki niin suuren edistyksen sähkötieteen käytännön osassa sekä ottamalla käyttöön jatkuvan yksikköjärjestelmän sähkömittauksissa että itse asiassa sähkösuureiden määrittäminen toistaiseksi tuntemattomalla tarkkuudella 4 .

(2) Kuitenkin mekaaniset vaikeudet, jotka liittyvät olettamaan hiukkasten olemassaoloa, jotka vaikuttavat etäisyyden päässä niiden nopeuksista riippuvilla voimilla, ovat sellaiset, että ne eivät salli minun pitää tätä teoriaa lopullisena, vaikka se saattaa silti olla hyödyllinen määrittäessäni. tapahtumien välistä koordinointia. Siksi halusin etsiä selityksiä tosiasioista eri suunnasta, olettaen, että ne ovat seurausta prosesseista, jotka tapahtuvat sekä kehon ympäristössä että itse kiihtyneissä kehoissa, ja yritän selittää vuorovaikutuksia erilaisten ruumiiden välillä. toisiaan olettamatta voimien olemassaolosta, jotka pystyvät toimimaan suoraan merkittävillä etäisyyksillä.

(3) Esittämäni teoriaa voidaan kutsua sähkömagneettisen kentän teoriaksi, koska se käsittelee sähkö- tai magneettikappaleita ympäröivää tilaa, ja sitä voidaan kutsua myös dynaamiseksi teoriaksi, koska se olettaa, että tässä avaruudessa on ainetta. liikkeessä, jonka kautta havaitut sähkömagneettiset ilmiöt syntyvät.

(4) Sähkömagneettinen kenttä on avaruuden osa, joka sisältää ja ympäröi sähköisessä tai magneettisessa tilassa olevia kappaleita. Tämä tila voidaan täyttää millä tahansa aineella, tai voimme yrittää poistaa siitä kaiken tiheän aineen, kuten Geisler-putkissa 5 tai muissa ns. tyhjiöputkissa. Ainetta on kuitenkin aina tarpeeksi havaitsemaan ja välittämään valon ja lämmön aaltoliikkeet. Ja koska säteilyn läpäisy ei muutu liikaa, jos niin sanottu tyhjiö korvataan läpinäkyvillä kappaleilla, joiden tiheys on huomattava, meidän on pakko myöntää, että nämä aaltoliikkeet viittaavat eteeriseen aineeseen, eivät tiheään aineeseen, läsnäoloon. joista vain jossain määrin muuttaa eetterin liikettä. Siksi meillä on syytä olettaa valon ja lämmön ilmiöiden perusteella, että on olemassa jonkinlainen eetteriväliaine, joka täyttää avaruuden ja läpäisee kaikki kehot ja jolla on kyky saada liikkeelle välittämään tämä liike osistaan ​​toiselle ja välittää tätä liikettä.tiheä aine, lämmittää sitä ja vaikuttaa siihen eri tavoin.

(5) Kuumennuksella kehoon välittyneen energian on täytynyt olla aiemmin liikkuvassa väliaineessa, sillä aaltoliikkeet lähtivät lämmönlähteestä jonkin aikaa ennen kuin ne saavuttivat itse kuumennetun kappaleen, ja tänä aikana energian on täytynyt olla olemassa puolivälissä keskipitkän liikkeen muodossa ja puolet elastisen jännityksen muodossa. Näistä pohdinnoista lähteen professori W. Thomson 6 osoitti, että tämän väliaineen tiheyden täytyy olla verrattavissa tavallisen aineen tiheyteen, ja hän jopa määritti tämän tiheyden alarajan.

(6) Siksi voimme tieteenalalta johdettuna, riippumatta siitä, minkä kanssa (tarkasteltavana olevassa tapauksessa) on tekemisissä, hyväksyä tunkeutuvan välineen olemassaolon, jolla on pieni mutta todellinen tiheys, jolla on kyky saada liikkeelle ja siirtää liikkeitä osasta toiseen suurella, mutta ei äärettömällä nopeudella.

Näin ollen tämän väliaineen osien on oltava niin kytkettyinä, että yhden osan liike on jollain tavalla riippuvainen muiden osien liikkeestä, ja samalla näiden yhteyksien on kyettävä tietynlaiseen elastiseen siirtymiseen, koska liike ei ole hetkellistä, vaan vaatii aikaa.

Siksi tällä väliaineella on kyky vastaanottaa ja varastoida kahden tyyppistä energiaa, nimittäin "todellista" energiaa, joka riippuu sen osien liikkeestä, ja "potentiaalista" energiaa, joka on työ, jonka väliaine suorittaa sen elastisuus palaa alkuperäiseen tilaansa kokeman siirtymän jälkeen.

Värähtelyn leviäminen koostuu jatkuvasta muuntamisesta jompikumpi näistä energiamuodoista vuorotellen toiseksi, ja milloin tahansa energian määrä koko väliaineessa jakautuu tasan niin, että puolet energiasta on liikeenergiaa ja toinen puoli on elastisen jännityksen energiaa.

(7) Väliaine, jolla on tällainen rakenne, voi kyetä muunlaiseen liikkeeseen ja siirtymiseen kuin ne, jotka aiheuttavat valon ja lämmön ilmiöitä; Jotkut niistä voivat olla sellaisia, että aistimme havaitsevat ne tuottamiensa ilmiöiden kautta.

(8) Nyt tiedämme, että valoväliaine kokee joissakin tapauksissa magnetismin vaikutuksen, koska Faraday 7 havaitsi, että niissä tapauksissa, joissa tasopolarisoitu säde kulkee läpinäkyvän diamagneettisen väliaineen läpi magneettien tai virtojen muodostamien magneettikenttälinjojen suuntaan. , sitten tasopolarisaatio alkaa pyöriä.

Tämä pyöriminen tapahtuu aina suuntaan, johon positiivisen sähkön täytyy virrata diamagneettisen kappaleen ympärillä tehokkaan magneettikentän muodostamiseksi.

Verde 8 on sittemmin havainnut, että jos diamagneettinen kappale korvataan paramagneettisella kappaleella, esimerkiksi rautatrikloridin liuoksella eetterissä, pyöriminen tapahtuu vastakkaiseen suuntaan.

Professori W. Thomson 9 Näin ollen huomautti, että mikään väliaineen, jonka ainoa liike on valon värähtelyjen liike, osien välillä vaikuttavien voimien jakautuminen ei riitä selittämään näitä ilmiöitä, vaan meidän on myönnettävä sen olemassaolo. liikkeen väline, joka riippuu magnetoinnista, sen värähtelevän liikkeen lisäksi, joka on kevyt.

On täysin oikein, että magneettisesta vaikutuksesta johtuva polarisaatiotason pyöriminen havaittiin vain väliaineissa, joiden tiheys oli huomattava. Mutta magneettikentän ominaisuudet eivät muutu niin paljon, kun yksi väliaine korvataan toisella tai tyhjiöllä, jotta voimme olettaa, että tiheä väliaine tekee enemmän kuin vain muuttaa eetterin liikettä. Siksi meillä on oikeutettu syy esittää kysymys: eikö eteerisen väliaineen liike kulje kaikkialla, missä tahansa havaitaan magneettisia vaikutuksia? Meillä on syytä olettaa, että tämä liike on pyörivä liike, jonka akselina on magneettisen voiman suunta.

(9) Voimme nyt keskustella toisesta sähkömagneettisessa kentässä havaitusta ilmiöstä. Kun keho liikkuu magneettisten voimalinjojen yli, se kokee niin sanotun sähkömotorisen voiman; rungon kaksi vastakkaista päätä sähköistetään vastakkaisella tavalla, ja sähkövirta pyrkii kulkemaan kehon läpi. Kun sähkömotorinen voima on riittävän voimakas ja vaikuttaa joihinkin kemiallisesti monimutkaisiin kappaleisiin, se hajottaa ne ja pakottaa toisen komponentin menemään kappaleen toiseen päähän ja toisen - vastakkaiseen suuntaan 10 .

Tässä tapauksessa meillä on ilmeinen ilmentymä voimasta, joka aiheuttaa sähkövirran vastuksesta huolimatta ja sähköistää kappaleen päät päinvastaisella tavalla; tämä kehon erityinen tila säilyy vain sähkömotorisen voiman vaikutuksesta, ja heti kun tämä voima poistetaan, se pyrkii yhtä suurella ja vastakkaisella voimalla aiheuttamaan käänteisen virran kehon läpi ja palauttamaan sen alkuperäisen sähköisen tilan. Lopuksi, jos tämä voima on riittävän voimakas, se hajottaa kemialliset yhdisteet ja syrjäyttää komponentit kahteen vastakkaiseen suuntaan, samalla kun niiden luonnollinen taipumus on yhdistyä keskenään sellaisen voiman kanssa, joka tuottaa vastakkaiseen suuntaan sähkömotorisen voiman.

Tämä voima on siis voima, joka vaikuttaa kehoon sen liikkeen vuoksi sähkömagneettisen kentän läpi tai itse kentässä tapahtuvien muutosten vuoksi; tämän voiman vaikutus ilmenee joko virran muodostumisena ja kehon kuumenemisena tai kehon hajoamisena, tai jos se ei voi tehdä kumpaakaan, niin kehon saattamisessa sähköisen polarisaation tilaan - pakotettu tila, jossa kehon päät sähköistyvät päinvastaisella tavalla ja josta keho yrittää vapautua heti, kun häiritsevä voima poistuu.

(10) Esittämäni teorian mukaan tämä "sähkömoottorivoima" on voima, joka syntyy liikkeen siirtymisestä väliaineen yhdestä osasta toiseen, joten tämän voiman ansiosta yhden osan liike aiheuttaa liikkeen. toisesta. Kun sähkömotorinen voima vaikuttaa johtavaa piiriä pitkin, se tuottaa virran, joka, jos se kohtaa vastuksen, aiheuttaa jatkuvan sähköenergian muuntamisen lämmöksi; jälkimmäistä ei voida enää ottaa talteen sähköenergian muodossa prosessia kääntämällä.

(11) Mutta kun sähkömotorinen voima vaikuttaa dielektriseen aineeseen, se luo sen osien polarisaatiotilan, joka on analoginen vaikutuksen alaisena olevien rautamassan osien polarisaatiolle; magneetti ja jota, kuten magneettista polarisaatiota, voidaan kuvata tilana, jossa jokaisella hiukkasella on vastakkaiset päät vastakkaisissa tiloissa 11 .

Dielektrissä, johon kohdistuu sähkömotorinen voima, voimme kuvitella, että sähkö jokaisessa molekyylissä on siirtynyt niin paljon, että molekyylin toinen puoli sähköistyy positiivisesti ja toinen negatiivisesti, mutta sähkö pysyy täysin yhteydessä molekyyliin eikä kulje molekyylistä. molekyylistä toiseen.1 Tämän toiminnan vaikutus eristeen koko massaan ilmaistaan! sähkön yleisessä siirtymässä tiettyyn suuntaan. 12 Tämä siirtymä ei vastaa virtaa, koska saavuttaessaan tietyn asteen se pysyy muuttumattomana, mutta se on virran alku ja sen muutokset muodostavat virtoja positiivisiin tai negatiivisiin suuntiin sen mukaan, kasvaako vai pieneneekö siirtymä 12. Eristeen sisällä ei ole merkkejä sähköistymisestä, koska minkä tahansa molekyylin pinnan sähköistyminen neutraloituu sen kanssa kosketuksissa olevan molekyylin pinnan vastakkaisella sähköistymisellä; mutta eristeen rajapinnalla, jossa sähköistyminen ei ole neutraloitunut, löytyy ilmiöitä, jotka osoittavat tämän pinnan positiivista tai negatiivista sähköistymistä. Sähkömotorisen voiman ja sen aiheuttaman sähköisen siirtymän määrän välinen suhde riippuu eristeen luonteesta, jolloin sama sähkömotorinen voima yleensä tuottaa suuremman sähköisen siirtymän kiinteissä eristeissä, kuten lasissa tai rikissä, kuin ilmassa.

(12) Tässä näemme siis toisen sähkömotorisen voiman vaikutuksen, nimittäin sähköisen siirtymän, joka teoriamme mukaan on eräänlainen elastinen mukautuminen voiman vaikutukseen, joka on samanlainen kuin se, joka tapahtuu rakenteissa ja koneet sidosten epätäydellisen jäykkyyden vuoksi 13 .

(13) Eristeiden 14 induktiivisen kapasitanssin käytännön tutkimista vaikeuttaa kaksi häiritsevää ilmiötä. Ensimmäinen on eristeen johtavuus, joka, vaikka monissa tapauksissa erittäin pieni, ei kuitenkaan ole täysin huomaamaton. Toinen on ilmiö nimeltä sähköinen absorptio 15, joka koostuu siitä, että kun eristeeseen kohdistetaan sähkömotorinen voima, sähkösiirtymä kasvaa vähitellen, ja jos sähkömotorinen voima poistetaan, eriste ei heti palaa alkuperäiseen tilaansa. , mutta purkaa vain osan sille siirretystä sähköisyydestä ja omakseen jätettynä sähköistyy vähitellen pinnaltaan, kun taas dielektrin sisäpuoli vähitellen depolarisoituu. Melkein kaikilla kiinteillä dielektreillä on tämä ilmiö, mikä selittää Leyden-purkin jäännösvarauksen ja eräitä F. Jenkinin kuvaamia ilmiöitä sähkökaapeleissa 16 .

(14) Tapaamme tässä kaksi muuta mukautumista, jotka eroavat ihanteellisen eristeen kimmoisuudesta, jota verrattiin täydellisesti elastiseen kappaleeseen. Johtavuutta koskevaa vaatimustenmukaisuutta voidaan verrata viskoosin nesteen (eli nesteen, jolla on suuri sisäkitka) tai pehmeän kappaleen mukautumiseen, jossa pieninkin voima saa aikaan pysyvän muodonmuutoksen, joka kasvaa ajan myötä. voima. Sähköabsorption ilmiöön liittyvää mukautuvuutta voidaan verrata onteloissaan paksua nestettä sisältävän solurakenteen elastisen kappaleen mukautumiseen. Tällainen kappale supistuu paineen alaisena vähitellen, ja kun paine poistetaan, keho ei heti palaa entiseen muotoonsa, koska kappaleen aineen kimmoisuuden täytyy vähitellen voittaa nesteen viskositeetti ennen täydellistä tasapainoa. on palautettu. Joillakin kiinteillä aineilla, vaikka niillä ei ole sellaista rakennetta, josta puhuimme edellä, on tämän tyyppisiä mekaanisia ominaisuuksia, 17 ja on täysin mahdollista, että näillä samoilla aineilla, kuten dielektreillä, on samanlaiset sähköiset ominaisuudet, ja jos ne ovat magneettisia aineita, niillä on vastaavat magneettisen polariteetin saamiseen, säilyttämiseen ja häviämiseen liittyvät ominaisuudet 18 .

(15) Sen vuoksi näyttää siltä, ​​että tietyt sähkön ja magnetismin ilmiöt johtavat samoihin johtopäätöksiin kuin optiset ilmiöt, nimittäin, että on olemassa eteerinen väliaine, joka läpäisee kaikki kehot ja jota niiden läsnäolo muuttaa vain jossain määrin; että tämän väliaineen osat pystyvät saattamaan liikkeelle sähkövirtojen ja magneettien vaikutuksesta; että tämä liike välitetään yhdestä välineen osasta toiseen näiden osien liitännöistä aiheutuvien voimien avulla; että näiden voimien vaikutuksesta syntyy tietty siirtymä näiden sidosten joustavuudesta riippuen ja että tämän seurauksena väliaineessa oleva energia voi esiintyä kahdessa eri muodossa, joista toinen on liikkeen todellinen energia väliaineen osista, ja toinen on potentiaalienergia, joka johtuu osien sidoksista niiden joustavuuden vuoksi.

(16) Tästä päädymme monimutkaisen mekanismin käsitteeseen, joka kykenee monenlaisiin liikkeisiin, mutta samalla kytkettynä siten, että yhden osan liike riippuu tiettyjen suhteiden mukaan muihin osiin, ja nämä liikkeet välitetään voimilla, jotka syntyvät toisiinsa liitettyjen osien suhteellisesta siirtymisestä sidosten joustavuuden vuoksi. Tällaisen mekanismin on noudatettava yleisiä dynamiikan lakeja, ja meidän on kyettävä päättelemään tämän liikkeen kaikki seuraukset olettaen, että osien liikkeiden välisen suhteen muoto tunnetaan. (17) Tiedämme, että kun sähkövirta kulkee johtavassa piirissä, viereisellä kentän osalla on tunnetut magneettiset ominaisuudet, ja jos kentässä on kaksi piiriä, molempiin virtoihin liittyvät kentän magneettiset ominaisuudet yhdistetään. Kentän kukin osa on siis yhteydessä molempiin virtoihin ja molemmat virrat liittyvät toisiinsa kentän magnetoitumiseen liittyvän yhteyden ansiosta. Tämän yhteyden ensimmäinen tulos, jota ehdotan tutkittavaksi, on yhden virran induktio toisella ja johtimien liikkumisesta kentässä johtuva induktio.

Toinen tästä seuraava tulos on mekaaninen vuorovaikutus johtimien välillä, joiden läpi virrat kulkevat. Helmholtz 19 ja Thomson 20 johdattivat virtainduktion ilmiön johtimien mekaanisesta vuorovaikutuksesta. Noudatin käänteistä järjestystä ja päättelin mekaanisen vuorovaikutuksen induktion laeista. Tämän jälkeen kuvailin kokeellisia menetelmiä määrittämään suureet L, M, N 21, joista nämä ilmiöt riippuvat.

(18) Sitten soveltan induktio- ja virtojen vetoilmiöitä sähkömagneettisen kentän tutkimukseen ja niiden magneettisia ominaisuuksia osoittavien magneettisten voimalinjojen järjestelmän muodostamiseen. Tutkimalla samaa kenttää magneetilla, näytän sen voimalinjojen suorassa kulmassa ylittävien magneettisten ekvipotentiaalipintojen jakautumisen.

Tuodakseni nämä tulokset symbolisen laskennan piiriin 22 ilmaisen ne yleisten sähkömagneettisen kentän yhtälöiden muodossa.

Nämä yhtälöt ilmaisevat:
(A) Sähkösiirtymän, todellisen johtavuusvirran ja molemmista yhdistetyn kokonaisvirran välinen suhde.
(B) Magneettisten voimalinjojen ja piirin induktiokertoimien välinen suhde, kuten jo induktiolaeista pääteltiin.
(C) Virran voimakkuuden ja sen magneettisten vaikutusten välinen suhde sähkömagneettisen yksikköjärjestelmän mukaan.
(D) Minkä tahansa kappaleen sähkömotorisen voiman arvo, joka syntyy kappaleen liikkeestä kentässä, kentän muutoksesta ja sähköpotentiaalin muutoksesta kentän osasta toiseen.
(E) Sähkösiirtymän ja sen tuottavan sähkömotorisen voiman välinen suhde.
(F) Sähkövirran ja sitä johtavan sähkömotorisen voiman välinen suhde.
(G) Missä tahansa pisteessä olevan vapaan sähkön määrän ja sen lähellä olevien sähkösiirtymien välinen suhde.
(H) Vapaan sähkön lisääntymisen tai laskun ja lähialueen sähkövirtojen välinen suhde Tällaisia ​​yhtälöitä on yhteensä 20, jotka sisältävät 20 muuttujaa.

(19) Ilmoitan sitten näillä suureilla sähkömagneettisen kentän sisäisen energian, joka riippuu osittain magneettisesta ja osittain sähköpolarisaatiosta kussakin pisteessä 23 .

Tästä määritän vaikuttavan mekaanisen voiman ensinnäkin liikkuvaan johtimeen, jonka läpi virtaa sähkövirta; toiseksi magneettinapaan; kolmanneksi sähköistetyssä rungossa.

Viimeinen tulos, nimittäin sähköistettyyn kappaleeseen vaikuttava mekaaninen voima, synnyttää itsenäisen sähköiseen toimintaan perustuvan sähköisen mittausmenetelmän. Näissä kahdessa menetelmässä käytettyjen yksiköiden välinen suhde osoittautuu riippuvaiseksi siitä, mitä olen kutsunut väliaineen "sähköisiksi elastisuudeksi", ja se on Weberin ja Kohlrauschin kokeellisesti määrittämä nopeus.

Sitten näytän kuinka lasketaan kondensaattorin sähköstaattinen kapasitanssi ja eristeen ominaisinduktiivinen kapasitanssi.

Kondensaattorin tapausta, joka koostuu rinnakkaisista ainekerroksista, joilla on erilaiset sähkövastukset ja induktiiviset kapasitanssit, tutkitaan tarkemmin ja osoitetaan, että ilmiö, jota kutsutaan yleisesti sähköabsorptioksi, tapahtuu, eli jos kondensaattori äkillisesti purkautuu, niin sen jälkeen lyhyessä ajassa se havaitsee läsnäolon jäännös veloittaa.

(20) Yleisiä yhtälöitä sovelletaan edelleen tapaukseen, jossa magneettinen häiriö etenee johtamattoman kentän läpi, ja on osoitettu, että ainoat häiriöt, jotka voivat levitä tällä tavalla, ovat ne häiriöt, jotka ovat poikittain etenemissuuntaan nähden, ja että etenemisnopeus on nopeus v, määritetty kokeellisesti Weberin kaltaisista kokeista, joka ilmaisee yhden sähkömagneettisen yksikön sisältämien sähköstaattisten sähköyksiköiden lukumäärän.

Tämä nopeus on niin lähellä valon nopeutta, että meillä näyttää olevan hyvä syy päätellä, että valo itsessään (mukaan lukien säteilylämpö ja muu säteily) on sähkömagneettinen häiriö sähkömagneettisen kentän läpi etenevien aaltojen muodossa sähkömagnetismin lakien mukaisesti. 24 . Jos näin on, niin toisaalta nopeista valovärähtelyistä lasketun ja toisaalta sähköisten kokeiden hitaalla prosessilla löydetyn väliaineen elastisuuden välinen yhteensattuma osoittaa, kuinka täydelliset ja oikeat elastiset ominaisuudet ovat. väliaineen on oltava, jos se ei ole täytetty jollakin aineella tai ilmaa tiheämmällä aineella. Jos sama kimmoisuus säilyy tiheissä läpinäkyvissä kappaleissa, niin käy ilmi, että taitekertoimen neliö on yhtä suuri kuin ominaisdielektrisen kapasitanssin ja ominaismagneettisen kapasitanssin tulo 25 . Johtavat aineet imevät nopeasti tällaista säteilyä ja ovat siksi yleensä läpinäkymättömiä.

Professori Faraday 26 toteuttaa ehdottomasti käsitteen poikittaisten magneettisten häiriöiden leviämisestä pitkittäishäiriöitä lukuun ottamatta teoksessaan "Thoughts on ray vibrations". Hänen ehdottamansa valon sähkömagneettinen teoria on olennaisesti sama kuin se, jota kehitän tässä artikkelissa, paitsi että vuonna 1846 ei ollut saatavilla tietoja etenemisnopeuden laskemiseksi 27 .

(21) Yleisiä yhtälöitä sovelletaan sitten kahden pyöreän virran keskinäisen induktiokertoimen ja kelan itseinduktiokertoimen laskemiseen.

Virran tasaisen jakautumisen puuttuminen lankaosuuden eri osissa sillä hetkellä, kun virta alkaa kulkea, tutkitaan, kuten uskon, ensimmäistä kertaa ja vastaava korjaus itseinduktiokertoimelle on löydetty.

Näitä tuloksia sovelletaan Brittiläisen sähkövastusstandardien komitean kokeissa käytetyn kelan itseinduktanssin laskemiseen ja saatuja arvoja verrataan empiirisesti määritettyihin arvoihin.

* Kirjassa: DK Maxwell Selected Works on the Theory of the Electromagnetic Field. M, 1954, s. 251-264.
1 Royal Society Transactions, osa CLV, 1864
2 Wilhelm Weber (1804-1891) - saksalainen fyysikko, päätteli pitkän kantaman sähködynamiikan peruslain; yhdessä Kohlrausch Rudolfin (1809-1858) kanssa mitattiin ensimmäisen kerran vuonna 1856 sähköstaattisten ja magneettisten varausyksiköiden suhde, joka osoittautui yhtä suureksi kuin valon nopeus (3-108 m/s).
3 Electrodynamische Maassbestimmungen, Leipzig. Trans, osa 1, 1849, ja Taylor's Scientific Memoirs, osa V, luku XIV. "Explicate tentatur quomodo fiat ut lucis planum polarizationis per vires electricas vel magneticas droptur", Halis Saxonum, 1858.
4 Tarkoitamme Weberin ja Kohlrauschin kokeita.
Heinrich Geisler (1814-1879) - saksalainen fyysikko, joka suunnitteli useita fyysisiä instrumentteja: hydrometrit, elohopeapumput, tyhjiöputket - niin sanotut Geisler-putket jne.
6 Thomson William (Lord Kelvin) (1824-1907) - erinomainen englantilainen fyysikko, yksi termodynamiikan perustajista; esitteli nimeään kantavan absoluuttisen lämpötila-asteikon, kehitti sähköisten värähtelyjen teorian saatuaan värähtelypiirin ajanjakson kaavan, monien muiden löytöjen ja keksintöjen kirjoittaja, fyysisen maailman mekanistisen kuvan kannattaja. W. Thomson. "On the Possible Density of Lumminiteous Medium and on the Mechanical Value oi a Cubis Mile of Sunlight", Transactions of the Royal Society of Edinburgh, c. 57, 1854.
7 Maxwell kutsuu siis kineettistä energiaa.
8" Exp. Res., sarja XIX. Emile Verde (1824-1866) - ranskalainen fyysikko, joka kokeellisesti havaitsi, että polarisaatiotason magneettinen kierto on verrannollinen valon aallonpituuden neliöön. Verdet, Comptes rendus, 1856, toinen puolivuosi, vuodesta 529 ja 1857, ensimmäinen puolivuosi, s. 1209.
9 Joten W. Thomson, Proceedings of the Royal Society, kesäkuu 1856 ja kesäkuu 1861.
10 Maxwell noudattaa vanhentuneita ajatuksia elektrolyyttien hajoamisesta sähkökentän vaikutuksesta.
11 Faraday, "Exp. Res", sarja XI; Mossotti, mem. della Soc. Italina (Mode-pa), osa XXIV, osa 2, s. 49.
12 Tässä Maxwell esittelee siirtymävirran käsitteen.
13 Elastisuusmalleja käytetään havainnollistamistarkoituksessa.
14 Näin Maxwell kutsuu aineen permittiivisyyttä.
15 Faraday, "Exp Res" (1233-1250).
16 F. Jenkm Reports of the British Association, 1859, s. 248, ja merenalaisia ​​kaapeleita käsittelevän hallituksen komitean raportti, c. 136 ja 464.
17 Kuten esimerkiksi liimasta, melassista jne. koostuva koostumus, josta valmistetaan pieniä muovisia hahmoja, jotka muotoutuessaan saavat vasta vähitellen alkuperäiset ääriviivat.
18 Toinen esimerkki siitä, kuinka Maxwell käyttää analogioita elastisuusteoriasta.
19 venäjänkielinen painos, Helmholtz. "Vallan säilyttämisestä". M., 1922.
20 W. Thomson. British Associationin raportit, 1848; Phil. Mag., joulukuu 1851.
21 L, M, N - joitain Maxwellin esittämiä geometrisia suureita kuvaamaan johtimien vuorovaikutuksen riippuvuutta virran kanssa: L riippuu ensimmäisen johtimen muodosta, N - toisen muodosta ja M - suhteellisesta näiden johtimien sijainti.
22 Tämä "symbolinen laskenta" on lainattu Hamiltonin vektori- ja operaattorianalyysin työstä.
23 Nämä yhtälöt nykyisessä muodossaan (SI:ssä) näyttävät tältä: (A) ei ole yhtälö, vaan kokonaisvirrantiheysvektorin määritelmä:
24 Tässä Maxwell korostaa valon sähkömagneettista luonnetta.
25 Eli n2 = e|l.
26 Phil. Mag., toukokuu 1846 tai "Exp. Res., osa III.
27 Ensimmäiset luotettavat valonnopeuden arvot saatiin I. Fizeaun (1849) ja L. Foucault'n (1850) kokeissa.

Florida State Universityn National High Magnetic Field Laboratoryn (MagLab) tutkijat ovat luoneet maailman tehokkaimman suprajohtavan magneetin. Laite, jonka halkaisija ei ole suurempi kuin senttimetri eikä suurempi kuin wc-paperirulla (en tiedä miksi, mutta tekijät piirtävät juuri tällaisen analogian) pystyy tuottamaan ennätyksellisen 45,5 Teslan magneettikentän voimakkuuden. Tämä on yli 20 kertaa vahvempi kuin sairaalan MRI-laitteiden magneetit. On huomattava, että aiemmin vain pulssimagneetit, jotka pystyivät ylläpitämään magneettikenttää sekunnin murto-osan ajan, saavuttivat korkeamman intensiteetin.

Kaikki tässä universumissa liikkuu eikä pysy paikallaan. pyörivät tähtien ympärillä, tähdet kiertävät galaksikeskuksia ja galaksit itse liikkuvat galaksien välisessä avaruudessa. Jotkut liikkuvat yksin, mutta painovoima saa suurimman osan galakseista muodostumaan ryhmiksi, joita kutsutaan galaksiklusteriksi. Tällaisten galaktisten klustereiden pituus voi olla kymmeniä miljoonia valovuosia. Tämä tekee klusteista yhden tunnetun universumin suurimmista rakenteista.

Esimerkkejä yksittäisten sähkömagneettisten pulssien lähteistä: ydinräjähdys, salamapurkaus, sähköpurkaus, kytkennät sähköpiireissä. EMR-spektri on useimmiten vaaleanpunainen. Esimerkkejä useiden sähkömagneettisten pulssien lähteistä: kollektorikoneet, koronapurkaus vaihtovirralla, jaksottainen kaaripurkaus vaihtovirralla.

Tekniikassa kohdataan useimmiten rajoitetun spektrileveyden sähkömagneettista säteilyä, mutta se, kuten ydinräjähdyksen EMP, voi johtaa laitevikaan tai voimakkaiden häiriöiden syntymiseen. Esimerkiksi tutka-asemien säteily, sähköeroosiolaitteistot, digitaalinen viestintä jne.

Sähkömagneettinen kenttä ja sen vaikutukset ihmisten terveyteen

1. Mikä on EMF, sen tyypit ja luokitus

2. Tärkeimmät sähkömagneettisten kenttien lähteet

2.1 Sähkökuljetus

2.2 Sähköjohdot

2.3 Johdotus

2.7 Matkapuhelin

2.8 Tutkat

2.9 Henkilökohtaiset tietokoneet

3. Miten EMF vaikuttaa terveyteen

4. Kuinka suojautua EMF:ltä

Käytännössä sähkömagneettista ympäristöä luonnehdittaessa käytetään termejä "sähkökenttä", "magneettikenttä", "sähkömagneettinen kenttä". Selitämme lyhyesti, mitä tämä tarkoittaa ja mikä yhteys niiden välillä on.

Sähkökenttä syntyy varausten vaikutuksesta. Esimerkiksi kaikissa tunnetuissa koulukokeissa eboniitin sähköistämisestä on vain sähkökenttä.

Magneettikenttä syntyy, kun sähkövaraukset liikkuvat johtimen läpi.

Sähkökentän suuruuden kuvaamiseen käytetään sähkökentän voimakkuuden käsitettä, merkintä E, mittayksikkö on V/m. Magneettikentän voimakkuutta kuvaa magneettikentän voimakkuus H, yksikkö A/m. Ultramatalia ja erittäin matalia taajuuksia mitatessa käytetään usein myös magneettisen induktion B käsitettä, T:n yksikkö, miljoonasosa T:stä vastaa 1,25 A / m.

Määritelmän mukaan sähkömagneettinen kenttä on aineen erityinen muoto, jonka kautta sähköisesti varautuneiden hiukkasten välillä tapahtuu vuorovaikutusta. Fyysiset syyt sähkömagneettisen kentän olemassaoloon liittyvät siihen, että ajassa muuttuva sähkökenttä E synnyttää magneettikentän H ja muuttuva H pyörresähkökenttä: molemmat jatkuvasti muuttuvat komponentit E ja H virittävät kutakin. muu. Pysyvien tai tasaisesti liikkuvien varautuneiden hiukkasten EMF liittyy erottamattomasti näihin hiukkasiin. Varautuneiden hiukkasten nopeutetun liikkeen myötä EMF "irtautuu" niistä ja esiintyy itsenäisesti sähkömagneettisten aaltojen muodossa, eikä se katoa lähteen poistamisen myötä.

Sähkömagneettisille aalloille on tunnusomaista aallonpituus, merkintä on l. Säteilyä synnyttävälle ja itse asiassa sähkömagneettisia värähtelyjä aiheuttavalle lähteelle on tunnusomaista taajuus, jonka nimi on f.

Tärkeä ominaisuus EMF:ssä on sen jakaminen niin kutsuttuihin "lähellä" ja "kaukaisiin" vyöhykkeisiin. "Lähellä" vyöhykkeellä tai induktioalueella, etäisyyden päässä lähteestä r 3l. "Kaukaisella" vyöhykkeellä kentän intensiteetti pienenee käänteisesti etäisyyden lähteeseen r -1 mukaan.

Säteilyn "kaukaisella" vyöhykkeellä on yhteys E:n ja H:n välillä: E = 377N, missä 377 on tyhjiön impedanssi, ohmia. Siksi yleensä mitataan vain E. Venäjällä yli 300 MHz:n taajuuksilla mitataan yleensä sähkömagneettisen energiavuon tiheys eli Poynting-vektori. Viitataan nimellä S, mittayksikkö on W/m2. PES kuvaa energian määrää, jonka sähkömagneettinen aalto kuljettaa aikayksikköä kohti yksikköpinnan läpi, joka on kohtisuorassa aallon etenemissuuntaa vastaan.

Kansainvälinen sähkömagneettisten aaltojen luokitus taajuuden mukaan

Taajuusalueen nimi

1. Vadim kuvasi yli 4 vuotta sitten käytännön esimerkin renkaanmuotoisten aaltojen lähentymisestä primitiiviin ymmärtääkseen pelastusrenkaan heittämisen veteen. aallot erosivat lähteestä ja todellisuudessa lähentyivät Teoriassa perusteettomia yrityksiä luoda fiktiivisen "tempokoneen" sähkömagneettinen kuori. suoraan sanottuna hän on kaukonäköinen, intuitiivinen, väärinymmärretty vielä.

3. Ei ole väliä kuinka paradoksaalista se saattaa tuntua, ajan kääntäminen taaksepäin on mahdollista. mutta edelleen muutetulla kurssilla.

4. Ajan nopeus ei ole sama.

5. SUHTEELLISUUS - tila ja aika annetulle maailmalle ja ihmiskunnalle - valonnopeuden mitta, sitten toinen maailma. muut nopeudet, muut lait. Myös vähennyksessä.

6. "Big Bang" noin 14 miljardia valovuotta, vain muutama hetki toisessa maailmassa, toisessa ajan virtauksessa, joka on 5 minuuttia ihmiskunnalle - muille maailmoille - miljardeja vuosia.

7. Ääretön universumi MUILLE on kuin näkymätön kvanttihiukkanen ja päinvastoin.

Uusien teknologioiden käyttöönotto ja sähkön laaja käyttö on johtanut keinotekoisten sähkömagneettisten kenttien syntymiseen, joilla on useimmiten haitallisia vaikutuksia ihmisiin ja ympäristöön. Nämä fyysiset kentät syntyvät siellä, missä on liikkuvia varauksia.

Sähkömagneettisen kentän luonne

Sähkömagneettinen kenttä on erityinen aine. Se tapahtuu johtimien ympärillä, joita pitkin sähkövaraukset liikkuvat. Tällainen voimakenttä koostuu kahdesta itsenäisestä kentästä - magneettikentästä ja sähköisestä, jotka eivät voi olla erillään toisistaan. Sähkökenttä, kun se syntyy ja muuttuu, synnyttää poikkeuksetta magneettisen.

Yksi ensimmäisistä, jotka tutkivat muuttuvien kenttien luonnetta 1800-luvun puolivälissä, oli James Maxwell, jonka tunnustetaan sähkömagneettisen kentän teorian luojana. Tiedemies osoitti, että kiihtyvyydessä liikkuvat sähkövaraukset luovat sähkökentän. Sen muuttaminen synnyttää magneettivoimien kentän.

Vaihtuvan magneettikentän lähde voi olla magneetti, jos laitat sen liikkeelle, sekä sähkövaraus, joka värähtelee tai liikkuu kiihtyvyydellä. Jos varaus liikkuu vakionopeudella, johtimen läpi kulkee vakiovirta, jolle on ominaista jatkuva magneettikenttä. Avaruudessa etenevä sähkömagneettinen kenttä kuljettaa energiaa, joka riippuu johtimessa olevan virran suuruudesta ja säteilevien aaltojen taajuudesta.

Sähkömagneettisen kentän vaikutus ihmiseen

Kaikkien ihmisen suunnittelemien teknisten järjestelmien synnyttämän sähkömagneettisen säteilyn taso on monta kertaa korkeampi kuin planeetan luonnollinen säteily. Tälle kentälle on ominaista lämpövaikutus, joka voi johtaa kehon kudosten ylikuumenemiseen ja peruuttamattomiin seurauksiin. Esimerkiksi matkapuhelimen, joka on säteilylähde, pitkäaikainen käyttö voi johtaa aivojen ja silmän linssin lämpötilan nousuun.

Kodinkoneiden käytön synnyttämät sähkömagneettiset kentät voivat aiheuttaa pahanlaatuisia kasvaimia. Tämä koskee erityisesti lasten kehoa. Henkilön pitkäaikainen läsnäolo lähellä sähkömagneettisten aaltojen lähdettä heikentää immuunijärjestelmän tehokkuutta, johtaa sydän- ja verisuonisairauksiin.

Tietenkin on mahdotonta luopua kokonaan sähkömagneettisen kentän lähteenä olevien teknisten välineiden käytöstä. Mutta voit käyttää yksinkertaisimpia ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä, esimerkiksi käyttää matkapuhelinta vain kuulokkeilla, älä jätä laitteen johtoja pistorasiaan laitteen käytön jälkeen. Jokapäiväisessä elämässä on suositeltavaa käyttää jatkojohtoja ja kaapeleita, joissa on suojasuoja.

jos kenttää tarvitaan magnetoimaan jotain, niin tämä magnetisoitava materiaali on sisällytettävä magneettipiiriin. nuo. otamme suljetun teräsytimen, teemme siihen aukon niin kauan kuin materiaali, jonka tarvitsemme magnetoimaan, asetamme tämän materiaalin tuloksena olevaan aukkoon, joten suljemme sahatun magneettipiirin uudelleen. materiaaliisi tunkeutuva kenttä on hyvin homogeeninen.

Kuinka luoda sähkömagneettinen kenttä

Sähkömagneettinen kenttä ei synny itsestään, sen lähettää jokin laite tai esine. Ennen tällaisen laitteen kokoamista on ymmärrettävä kentän ulkonäön periaate. Nimestä on helppo ymmärtää, että tämä on yhdistelmä magneettisia ja elektronisia kenttiä, jotka pystyvät generoimaan toisiaan tietyissä olosuhteissa. EMF-käsite liittyy tiedemies Maxwellin nimeen.

Dresdenin High Magnetic Field Laboratoryn tutkijat ovat tehneet uuden maailmanennätyksen luomalla voimakkaimman keinotekoisen magneettikentän. Käyttämällä kaksikerroksista kelaa, joka painaa 200 kiloa ja mittoja verrattavissa tavalliseen kauhan kokoon, he onnistuivat saamaan 91,4 Teslan magneettikentän muutamassa kymmenessä millisekunnissa. Viitteeksi todettakoon, että edellinen ennätys tällä alueella oli 89 teslaa, jota pidettiin useiden vuosien ajan ja jonka asettivat Yhdysvaltain Los Alamos National Laboratoryn tutkijat.

91 tesla on uskomattoman voimakas magneettikenttä, yleiset tehokkaat sähkömagneetit, joita käytetään teollisuus- ja kodinkoneissa, tuottavat magneettikentän, joka ei ylitä 25 teslaa. Transsendenttisten magneettikenttien saaminen vaatii erityisiä lähestymistapoja, tällaiset sähkömagneetit on valmistettu erityisellä tavalla, jotta ne voivat varmistaa suuren energiamäärän esteettömän kulun ja pysyä turvassa. Tiedetään, että induktorin läpi kulkeva sähkövirta tuottaa magneettikentän, mutta tämä magneettikenttä vuorovaikuttaa johtimessa olevien elektronien kanssa hylkien niitä vastakkaiseen suuntaan, ts. luo sähkövastusta. Mitä suurempi sähkömagneetin tuottama magneettikenttä, sitä suurempi hylkivä vaikutus elektroneihin ilmenee kelan johtimissa. Ja kun tietty raja saavutetaan, tämä isku voi johtaa sähkömagneetin täydelliseen tuhoutumiseen.

Estääkseen kelan itsensä tuhoutumisen sen oman magneettikentän vaikutuksesta saksalaiset tiedemiehet "pukeutuivat" kelan kierrokset joustavasta ja kestävästä materiaalista valmistettuun "korsettiin", joka on samanlainen kuin luodinkestävissä liiveissä. Tämä päätös antoi tutkijoille kelan, joka pystyi synnyttämään 50 Teslan magneettikentän kahden sadasosan ajan ilman tuhoa. Heidän seuraava askeleensa oli melko ennustettavissa, ensimmäiseen kelaan he lisäsivät toisen 12-kerroksisen kelan, joka oli myös suljettu kuitukorsetin sisällä. Toinen kela pystyy kestämään 40 Teslan magneettikentän, mutta näiden kahden kelan joidenkin temppujen avulla saatu kokonaismagneettikenttä ylitti arvoltaan 90 Teslan kynnyksen.

Mutta ihmiset tarvitsevat edelleen erittäin vahvoja magneetteja. Tehokkaammat magneettikentät, joilla on tarkka ennalta määrätty muoto, mahdollistavat tutkijoiden jatkuvasti keksimien ja luomien uusien materiaalien joidenkin ominaisuuksien tutkimisen ja mittaamisen paremmin. Siksi jotkut materiaalitieteen alan tutkijat arvostivat tätä uutta voimakasta sähkömagneettia. HZDR:n tutkijat ovat jo saaneet tilauksia kuudesta näistä sähkömagneeteista, joita heidän odotetaan tuottavan muutaman seuraavan vuoden aikana.

Lähteet: engangs.ru, it-med.ru, tinyfamily.ru, www.kakprosto.ru, flyback.org.ru, dokak.ru, www.dailytechinfo.org

Aivan kuten levossa oleva sähkövaraus vaikuttaa toiseen varaukseen sähkökentän kautta, sähkövirta vaikuttaa toiseen virtaan magneettikenttä. Magneettikentän vaikutus kestomagneetteihin rajoittuu sen vaikutukseen varauksiin, jotka liikkuvat aineen atomeissa ja muodostavat mikroskooppisia pyöreitä virtoja.

Oppi sähkömagnetismi perustuu kahteen oletukseen:

• magneettikenttä vaikuttaa liikkuviin varauksiin ja virtoihin;
• magneettikenttä syntyy virtojen ja liikkuvien varausten ympärille.

Magneettien vuorovaikutus

Kestomagneetti(tai magneettinen neula) on suunnattu pitkin maan magneettista meridiaania. Pohjoiseen osoittavaa päätä kutsutaan Pohjoisnapa(N) ja vastakkainen pää on etelänapa(S). Lähestyessämme kahta magneettia toisiaan vasten huomaamme, että niiden samankaltaiset navat hylkivät ja vastakkaiset vetävät puoleensa ( riisi. yksi ).

Jos erottelemme navat leikkaamalla kestomagneetin kahteen osaan, huomaamme, että jokaisella niistä on myös kaksi napaa, eli tulee olemaan kestomagneetti ( riisi. 2 ). Molemmat navat - pohjoinen ja etelä - ovat erottamattomia toisistaan, tasa-arvoisia.

Maan tai kestomagneettien luoma magneettikenttä kuvataan sähkökentän tavoin magneettisilla voimalinjoilla. Magneetin magneettikenttäviivoista saa kuvan asettamalla sen päälle paperiarkki, jolle kaadetaan tasaisena kerroksena rautaviilaa. Joutuessaan magneettikenttään sahanpuru magnetoituu - jokaisella niistä on pohjois- ja etelänapa. Vastakkaiset navat pyrkivät lähestymään toisiaan, mutta sahanpurun kitka paperille estää tämän. Jos naputtelet paperia sormella, kitka vähenee ja viilat vetäytyvät toisiinsa muodostaen ketjuja, jotka edustavat magneettikentän viivoja.

Käytössä riisi. 3 näyttää sahanpurun suoran magneetin sijainnin kentässä ja pieniä magneettisia nuolia, jotka osoittavat magneettikenttälinjojen suunnan. Tätä suuntaa varten otetaan magneettineulan pohjoisnavan suunta.

Oerstedin kokemus. Magneettikentän virta

XIX vuosisadan alussa. tanskalainen tiedemies Oersted teki tärkeän löydön löytämällä sähkövirran vaikutus kestomagneetteihin . Hän asetti pitkän langan magneettineulan lähelle. Kun virta kuljetettiin johdon läpi, nuoli kääntyi yrittäen olla kohtisuorassa siihen nähden ( riisi. neljä ). Tämä voidaan selittää magneettikentän esiintymisellä johtimen ympärillä.

Virralla suoran johtimen luoman kentän magneettiset voimalinjat ovat samankeskisiä ympyröitä, jotka sijaitsevat sitä vastaan ​​kohtisuorassa tasossa ja joiden keskipisteet ovat kohdassa, jonka läpi virta kulkee ( riisi. 5 ). Viivojen suunta määräytyy oikeanpuoleisella ruuvisäännöllä:

Jos ruuvia kierretään kenttälinjojen suuntaan, se liikkuu johtimessa olevan virran suuntaan .

Magneettikentän ominaisvoima on magneettinen induktiovektori B . Jokaisessa pisteessä se on suunnattu tangentiaalisesti kenttäviivaan. Sähkökenttäviivat alkavat positiivisista varauksista ja päättyvät negatiivisiin, ja tässä kentässä varaukseen vaikuttava voima kohdistuu tangentiaalisesti viivaan sen jokaisessa pisteessä. Toisin kuin sähkökenttä, magneettikentän linjat ovat suljettuja, mikä johtuu "magneettisten varausten" puuttumisesta luonnosta.

Virran magneettikenttä ei pohjimmiltaan eroa kestomagneetin luomasta kentästä. Tässä mielessä litteän magneetin analogi on pitkä solenoidi - lankakela, jonka pituus on paljon suurempi kuin sen halkaisija. Hänen luomansa magneettikentän linjojen kaavio, joka on kuvattu riisi. 6 , samanlainen kuin litteälle magneetille ( riisi. 3 ). Ympyrät osoittavat solenoidin käämityksen muodostavat johtimen osat. Havaitsijalta johdon läpi kulkevat virrat on merkitty risteillä ja vastakkaiseen suuntaan - tarkkailijaa kohti - pisteillä. Samat nimitykset hyväksytään magneettikentän viivoille, kun ne ovat kohtisuorassa piirustuksen tasoon nähden ( riisi. 7 a, b).

Solenoidin käämin virran suunta ja sen sisällä olevien magneettikenttälinjojen suunta liittyvät myös oikeanpuoleisella ruuvisäännöllä, joka on tässä tapauksessa muotoiltu seuraavasti:

Jos katsot solenoidin akselia, myötäpäivään virtaava virta luo siihen magneettikentän, jonka suunta on sama kuin oikean ruuvin liikesuunta ( riisi. kahdeksan )

Tämän säännön perusteella on helppo selvittää, että kohdassa näkyvä solenoidi riisi. 6 , sen oikea pää on pohjoisnapa ja sen vasen pää on etelänapa.

Magneettikenttä solenoidin sisällä on homogeeninen - magneettisen induktiovektorin arvo on siellä vakio (B = const). Tässä suhteessa solenoidi on samanlainen kuin litteä kondensaattori, jonka sisään syntyy tasainen sähkökenttä.

Voima, joka vaikuttaa magneettikentässä virran omaavaan johtimeen

Kokeellisesti todettiin, että voima vaikuttaa virtaa kuljettavaan johtimeen magneettikentässä. Tasaisessa kentässä suoraviivainen johdin, jonka pituus on l, jonka läpi virta I kulkee ja joka sijaitsee kohtisuorassa kenttävektoriin B nähden, kokee voiman: F = I l B .

Voiman suunta määräytyy vasemman käden sääntö:

Jos vasemman käden neljä ojennettua sormea ​​asetetaan johtimessa olevan virran suuntaan ja kämmen on kohtisuorassa vektoriin B nähden, sisään vedetty peukalo osoittaa johtimeen vaikuttavan voiman suunnan (riisi. 9 ).

On huomattava, että magneettikentässä olevaan johtimeen vaikuttava voima ei kohdistu tangentiaalisesti sen voimalinjoihin, kuten sähkövoima, vaan kohtisuoraan niitä vastaan. Magneettinen voima ei vaikuta voimalinjoja pitkin sijaitsevaan johtimeen.

Yhtälö F = IlB mahdollistaa magneettikentän induktion kvantitatiivisen ominaisuuden.

Asenne ei riipu johtimen ominaisuuksista ja luonnehtii itse magneettikenttää.

Magneettisen induktiovektorin B moduuli on numeerisesti yhtä suuri kuin voima, joka vaikuttaa siihen kohtisuoraan yksikköpituiseen johtimeen, jonka läpi kulkee yhden ampeerin virta.

SI-järjestelmässä magneettikentän induktion yksikkö on tesla (T):

Magneettikenttä. Taulukot, kaaviot, kaavat

(Magnettien vuorovaikutus, Oerstedin koe, magneettinen induktiovektori, vektorin suunta, superpositioperiaate. Magneettikenttien graafinen esitys, magneettisen induktion viivat. Magneettivuo, kentän energiaominaisuus. Magneettivoimat, Ampère-voima, Lorentz-voima. Varautuneen liike hiukkaset magneettikentässä. Aineen magneettiset ominaisuudet, Ampèren hypoteesi)