आपको पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता क्यों है, आप इस लेख से सीखेंगे।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का मान क्या है?

सबसे पहले, यह कृत्रिम उपग्रहों और ग्रह के निवासियों को अंतरिक्ष से कणों की क्रिया से बचाता है। इनमें सौर हवा के आवेशित, आयनित कण शामिल हैं। जब वे हमारे वायुमंडल में प्रवेश करते हैं, तो चुंबकीय क्षेत्र अपने प्रक्षेपवक्र को बदल देता है और उन्हें क्षेत्र रेखा के साथ निर्देशित करता है।

इसके अलावा, हमने अपने चुंबकीय क्षेत्र की बदौलत नई तकनीकों के युग में प्रवेश किया। सभी आधुनिक, उन्नत उपकरण जो विभिन्न प्रकार की मेमोरी ड्राइव (डिस्क, कार्ड) का उपयोग करके काम करते हैं, सीधे चुंबकीय क्षेत्र पर निर्भर करते हैं। इसका तनाव और स्थिरता सीधे सभी सूचनाओं, कंप्यूटर सिस्टम को प्रभावित करती है, क्योंकि उनके उचित संचालन के लिए आवश्यक सभी जानकारी चुंबकीय मीडिया पर रखी जाती है।

इसलिए, हम विश्वास के साथ कह सकते हैं कि आधुनिक सभ्यता की समृद्धि, इसकी प्रौद्योगिकियों की "व्यवहार्यता" हमारे ग्रह के चुंबकीय क्षेत्र की स्थिति पर बारीकी से निर्भर करती है।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र क्या है?

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्रग्रह के चारों ओर एक क्षेत्र है जहां चुंबकीय बल कार्य करते हैं।

इसकी उत्पत्ति के लिए, इस मुद्दे को अभी तक अंतिम रूप से हल नहीं किया गया है। लेकिन अधिकांश शोधकर्ता यह मानने के इच्छुक हैं कि हमारे ग्रह में एक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति है। इसमें एक आंतरिक ठोस भाग और एक बाहरी तरल भाग होता है। पृथ्वी का घूर्णन तरल कोर में निरंतर धाराओं में योगदान देता है। और इससे उनके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र का उदय होता है।

सौर मंडल के अधिकांश ग्रहों में अलग-अलग डिग्री के चुंबकीय क्षेत्र हैं। यदि उन्हें द्विध्रुव चुंबकीय क्षण में कमी के अनुसार एक पंक्ति में रखा जाए, तो निम्न चित्र प्राप्त होगा: बृहस्पति, शनि, पृथ्वी, बुध और मंगल। इसकी घटना का मुख्य कारण एक तरल कोर की उपस्थिति है।

हम अभी भी स्कूल से चुंबकीय क्षेत्र के बारे में याद करते हैं, बस यही है, "पॉप अप" हर किसी की यादों में नहीं। आइए हम जो अनुभव कर रहे हैं उसे ताज़ा करें, और शायद आपको कुछ नया, उपयोगी और दिलचस्प बता दें।

चुंबकीय क्षेत्र का निर्धारण

चुंबकीय क्षेत्र एक बल क्षेत्र है जो गतिमान विद्युत आवेशों (कणों) पर कार्य करता है। इस बल क्षेत्र के कारण वस्तुएँ एक दूसरे की ओर आकर्षित होती हैं। चुंबकीय क्षेत्र दो प्रकार के होते हैं:

1. गुरुत्वाकर्षण - इन कणों की विशेषताओं और संरचना के आधार पर अपनी ताकत में प्राथमिक कणों और viruetsya के पास विशेष रूप से बनता है।
2. गतिशील, गतिमान विद्युत आवेशों वाली वस्तुओं में उत्पन्न (वर्तमान ट्रांसमीटर, चुंबकीय पदार्थ)।

पहली बार, 1845 में एम। फैराडे द्वारा चुंबकीय क्षेत्र का पदनाम पेश किया गया था, हालांकि इसका अर्थ थोड़ा गलत था, क्योंकि यह माना जाता था कि विद्युत और चुंबकीय प्रभाव और बातचीत दोनों एक ही भौतिक क्षेत्र पर आधारित हैं। बाद में 1873 में, डी। मैक्सवेल ने क्वांटम सिद्धांत को "प्रस्तुत" किया, जिसमें इन अवधारणाओं को अलग करना शुरू किया गया था, और पहले से व्युत्पन्न बल क्षेत्र को विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र कहा जाता था।

चुंबकीय क्षेत्र कैसे प्रकट होता है?

विभिन्न वस्तुओं के चुंबकीय क्षेत्र को मानव आंख द्वारा नहीं माना जाता है, और केवल विशेष सेंसर ही इसे ठीक कर सकते हैं। सूक्ष्म पैमाने पर चुंबकीय बल क्षेत्र की उपस्थिति का स्रोत चुंबकीय (आवेशित) सूक्ष्म कणों की गति है, जो हैं:

• आयन;
• इलेक्ट्रॉन;
• प्रोटॉन

उनकी गति स्पिन चुंबकीय क्षण के कारण होती है, जो प्रत्येक माइक्रोपार्टिकल में मौजूद होती है।

चुंबकीय क्षेत्र, यह कहाँ पाया जाता है?

यह सुनने में भले ही कितना भी अजीब क्यों न लगे, लेकिन हमारे आस-पास की लगभग सभी वस्तुओं का अपना चुंबकीय क्षेत्र होता है। हालांकि कई की अवधारणा में, केवल एक कंकड़ जिसे चुंबक कहा जाता है, में एक चुंबकीय क्षेत्र होता है, जो लोहे की वस्तुओं को अपनी ओर आकर्षित करता है। वस्तुतः आकर्षण बल सभी वस्तुओं में होता है, यह केवल निम्नतर संयोजकता में ही प्रकट होता है।

यह भी स्पष्ट किया जाना चाहिए कि बल क्षेत्र, जिसे चुंबकीय कहा जाता है, केवल इस शर्त के तहत प्रकट होता है कि विद्युत आवेश या निकाय गतिमान हैं।

अचल आवेशों में एक विद्युत बल क्षेत्र होता है (यह गतिमान आवेशों में भी मौजूद हो सकता है)। यह पता चला है कि चुंबकीय क्षेत्र के स्रोत हैं:

• स्थायी चुंबक;
• मोबाइल शुल्क।

विद्युत प्रवाह के दो समानांतर कंडक्टरों से जुड़े होने पर, वे जुड़े हुए प्रवाह की दिशा (ध्रुवीयता) के आधार पर आकर्षित या पीछे हटेंगे। यह इन कंडक्टरों के आसपास एक विशेष प्रकार के पदार्थ की उपस्थिति से समझाया गया है। इस पदार्थ को चुंबकीय क्षेत्र (एमएफ) कहा जाता है। चुंबकीय बल वह बल है जिसके साथ कंडक्टर एक दूसरे पर कार्य करते हैं।

चुंबकत्व का सिद्धांत प्राचीन काल में, एशिया की प्राचीन सभ्यता में उत्पन्न हुआ था। मैग्नेशिया में, पहाड़ों में, उन्हें एक विशेष चट्टान मिली, जिसके टुकड़े एक-दूसरे की ओर आकर्षित हो सकते थे। जगह के नाम से इस नस्ल को "चुंबक" कहा जाता था। एक छड़ चुंबक में दो ध्रुव होते हैं। इसके चुंबकीय गुण विशेष रूप से ध्रुवों पर उच्चारित होते हैं।

एक धागे पर लटका हुआ चुंबक अपने ध्रुवों के साथ क्षितिज के किनारों को दिखाएगा। इसके डंडे उत्तर और दक्षिण की ओर मुड़ेंगे। कम्पास इसी सिद्धांत पर काम करता है। दो चुम्बकों के विपरीत ध्रुव आकर्षित होते हैं और समान ध्रुव पीछे हटते हैं।

वैज्ञानिकों ने पाया है कि जब विद्युत धारा प्रवाहित होती है तो कंडक्टर के पास स्थित एक चुंबकीय सुई विचलित हो जाती है। इससे पता चलता है कि इसके चारों ओर एक एमएफ बनता है।

चुंबकीय क्षेत्र प्रभावित करता है:

विद्युत आवेशों को स्थानांतरित करना।
फेरोमैग्नेट नामक पदार्थ: लोहा, कच्चा लोहा, उनके मिश्र।

स्थायी चुम्बक वे निकाय होते हैं जिनमें आवेशित कणों (इलेक्ट्रॉनों) का एक सामान्य चुंबकीय क्षण होता है।

1 - चुम्बक का दक्षिणी ध्रुव
2 - चुम्बक का उत्तरी ध्रुव
3 - धातु का बुरादा के उदाहरण पर सांसद
4 - चुंबकीय क्षेत्र की दिशा

क्षेत्र रेखाएँ तब प्रकट होती हैं जब एक स्थायी चुंबक एक कागज़ की शीट के पास पहुँचता है, जिस पर लोहे के बुरादे की एक परत डाली जाती है। आकृति स्पष्ट रूप से ध्रुवों के स्थानों को बल की उन्मुख रेखाओं के साथ दिखाती है।

चुंबकीय क्षेत्र स्रोत

• विद्युत क्षेत्र जो समय के साथ बदलता है।
• मोबाइल शुल्क।
• स्थायी चुंबक।

हम बचपन से स्थायी चुम्बकों को जानते हैं। उनका उपयोग खिलौनों के रूप में किया जाता था जो विभिन्न धातु भागों को अपनी ओर आकर्षित करते थे। वे रेफ्रिजरेटर से जुड़े थे, उन्हें विभिन्न खिलौनों में बनाया गया था।

विद्युत आवेश जो गति में होते हैं उनमें अक्सर स्थायी चुम्बकों की तुलना में अधिक चुंबकीय ऊर्जा होती है।

गुण

• चुंबकीय क्षेत्र की मुख्य विशिष्ट विशेषता और संपत्ति सापेक्षता है। यदि एक आवेशित पिंड को संदर्भ के एक निश्चित फ्रेम में गतिहीन छोड़ दिया जाता है, और एक चुंबकीय सुई पास में रखी जाती है, तो यह उत्तर की ओर इशारा करेगा, और साथ ही यह पृथ्वी के क्षेत्र को छोड़कर, एक बाहरी क्षेत्र को "महसूस" नहीं करेगा। . और यदि आवेशित पिंड तीर के पास गति करने लगे, तो शरीर के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र दिखाई देगा। नतीजतन, यह स्पष्ट हो जाता है कि एमएफ तभी बनता है जब एक निश्चित चार्ज चलता है।
• चुंबकीय क्षेत्र विद्युत प्रवाह को प्रभावित और प्रभावित करने में सक्षम है। आवेशित इलेक्ट्रॉनों की गति की निगरानी करके इसका पता लगाया जा सकता है। एक चुंबकीय क्षेत्र में, आवेश वाले कण विचलित हो जाएंगे, प्रवाहित धारा वाले चालक गति करेंगे। वर्तमान-संचालित फ्रेम घूमेगा, और चुंबकीय सामग्री एक निश्चित दूरी तय करेगी। कम्पास सुई सबसे अधिक बार नीले रंग की होती है। यह चुंबकीय स्टील की एक पट्टी है। कम्पास हमेशा उत्तर की ओर उन्मुख होता है, क्योंकि पृथ्वी के पास एक चुंबकीय क्षेत्र है। पूरा ग्रह अपने ध्रुवों के साथ एक बड़े चुंबक की तरह है।

चुंबकीय क्षेत्र मानव अंगों द्वारा नहीं माना जाता है, और केवल विशेष उपकरणों और सेंसर द्वारा ही पता लगाया जा सकता है। यह परिवर्तनशील और स्थायी है। एक प्रत्यावर्ती क्षेत्र आमतौर पर विशेष प्रेरकों द्वारा बनाया जाता है जो प्रत्यावर्ती धारा पर काम करते हैं। एक स्थिर क्षेत्र एक स्थिर विद्युत क्षेत्र द्वारा बनता है।

नियम

विभिन्न कंडक्टरों के लिए चुंबकीय क्षेत्र की छवि के लिए बुनियादी नियमों पर विचार करें।

गिलेट नियम

बल की रेखा को एक समतल में दर्शाया गया है, जो वर्तमान पथ से 90 0 के कोण पर स्थित है ताकि प्रत्येक बिंदु पर बल को रेखा पर स्पर्शरेखा के रूप में निर्देशित किया जा सके।

चुंबकीय बलों की दिशा निर्धारित करने के लिए, आपको दाहिने हाथ के धागे के साथ एक गिलेट के नियम को याद रखना होगा।

गिलेट को वर्तमान वेक्टर के समान अक्ष के साथ स्थित होना चाहिए, हैंडल को घुमाया जाना चाहिए ताकि गिलेट अपनी दिशा की दिशा में आगे बढ़े। इस मामले में, लाइनों का उन्मुखीकरण गिलेट के हैंडल को मोड़कर निर्धारित किया जाता है।

रिंग गिलेट नियम

रिंग के रूप में बने कंडक्टर में गिलेट का ट्रांसलेशनल मूवमेंट दिखाता है कि इंडक्शन कैसे उन्मुख होता है, रोटेशन वर्तमान प्रवाह के साथ मेल खाता है।

चुंबक के अंदर बल की रेखाएं अपनी निरंतरता रखती हैं और खुली नहीं हो सकती हैं।

विभिन्न स्रोतों के चुंबकीय क्षेत्र को एक दूसरे के साथ सम्‍मिलित किया जाता है। ऐसा करने में, वे एक सामान्य क्षेत्र बनाते हैं।

एक ही ध्रुव वाले चुम्बक एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, जबकि भिन्न ध्रुवों वाले चुम्बक आकर्षित करते हैं। बातचीत की ताकत का मूल्य उनके बीच की दूरी पर निर्भर करता है। जैसे-जैसे ध्रुव निकट आते हैं, बल बढ़ता जाता है।

चुंबकीय क्षेत्र पैरामीटर

• स्ट्रीम चेनिंग ( Ψ ).
• चुंबकीय प्रेरण वेक्टर ( पर).
• चुंबकीय प्रवाह ( एफ).

चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता की गणना चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के आकार से की जाती है, जो बल F पर निर्भर करता है, और एक लंबाई वाले कंडक्टर के माध्यम से वर्तमान I द्वारा बनता है एल: वी \u003d एफ / (मैं * एल).

चुंबकीय प्रेरण को उस वैज्ञानिक के सम्मान में टेस्ला (Tl) में मापा जाता है, जिसने चुंबकत्व की घटनाओं का अध्ययन किया और उनकी गणना विधियों से निपटा। 1 टी बल द्वारा चुंबकीय प्रवाह के प्रेरण के बराबर है 1 नहींलंबाई पर 1mकोण पर सीधा कंडक्टर 90 0 एक एम्पीयर की प्रवाहित धारा के साथ क्षेत्र की दिशा में:

1 टी = 1 एक्स एच / (ए एक्स एम)।

बाएं हाथ का नियम

नियम चुंबकीय प्रेरण वेक्टर की दिशा पाता है।

यदि बाएं हाथ की हथेली को क्षेत्र में रखा जाता है ताकि चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएं हथेली में उत्तरी ध्रुव से 90 0 के नीचे प्रवेश करें, और 4 अंगुलियां धारा के साथ रखी जाएं, तो अंगूठा चुंबकीय बल की दिशा दिखाएगा .

यदि कंडक्टर एक अलग कोण पर है, तो बल सीधे करंट और कंडक्टर के समकोण पर विमान पर प्रक्षेपण पर निर्भर करेगा।

बल कंडक्टर सामग्री के प्रकार और उसके क्रॉस सेक्शन पर निर्भर नहीं करता है। यदि कोई चालक नहीं है, और आवेश दूसरे माध्यम में चलते हैं, तो बल नहीं बदलेगा।

जब चुंबकीय क्षेत्र वेक्टर की दिशा एक परिमाण की एक दिशा में होती है, तो क्षेत्र को एक समान कहा जाता है। विभिन्न वातावरण प्रेरण वेक्टर के आकार को प्रभावित करते हैं।

चुंबकीय प्रवाह

एक निश्चित क्षेत्र S से होकर गुजरने वाला चुंबकीय प्रेरण और इस क्षेत्र द्वारा सीमित एक चुंबकीय प्रवाह है।

यदि क्षेत्र में किसी कोण पर ढलान है α प्रेरण रेखा के लिए, चुंबकीय प्रवाह इस कोण के कोसाइन के आकार से कम हो जाता है। इसका सबसे बड़ा मूल्य तब बनता है जब क्षेत्र चुंबकीय प्रेरण के समकोण पर होता है:

एफ \u003d बी * एस।

चुंबकीय प्रवाह को एक इकाई में मापा जाता है जैसे "वेबर", जो मूल्य द्वारा प्रेरण के प्रवाह के बराबर है 1 टीक्षेत्र के अनुसार 1 मीटर 2.

प्रवाह लिंकेज

इस अवधारणा का उपयोग चुंबकीय प्रवाह का एक सामान्य मूल्य बनाने के लिए किया जाता है, जो चुंबकीय ध्रुवों के बीच स्थित एक निश्चित संख्या में कंडक्टरों से बनता है।

जब वही करंट मैंघुमावों की संख्या के साथ घुमावदार के माध्यम से बहती है, सभी घुमावों द्वारा गठित कुल चुंबकीय प्रवाह फ्लक्स लिंकेज है।

प्रवाह लिंकेज Ψ वेबर्स में मापा जाता है, और इसके बराबर है: = एन * एफ.

चुंबकीय गुण

पारगम्यता यह निर्धारित करती है कि किसी विशेष माध्यम में चुंबकीय क्षेत्र निर्वात में क्षेत्र प्रेरण से कितना कम या अधिक है। किसी पदार्थ को चुम्बकित कहा जाता है यदि उसका अपना चुंबकीय क्षेत्र हो। जब किसी पदार्थ को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो वह चुम्बकित हो जाता है।

वैज्ञानिकों ने इसका कारण निर्धारित किया है कि शरीर चुंबकीय गुण क्यों प्राप्त करता है। वैज्ञानिकों की परिकल्पना के अनुसार पदार्थों के अंदर सूक्ष्म परिमाण की विद्युत धाराएँ होती हैं। एक इलेक्ट्रॉन का अपना चुंबकीय क्षण होता है, जिसमें क्वांटम प्रकृति होती है, परमाणुओं में एक निश्चित कक्षा के साथ चलती है। यह छोटी धाराएं हैं जो चुंबकीय गुणों को निर्धारित करती हैं।

यदि धाराएँ बेतरतीब ढंग से चलती हैं, तो उनके कारण होने वाले चुंबकीय क्षेत्र स्व-क्षतिपूर्ति कर रहे हैं। बाहरी क्षेत्र धाराओं को व्यवस्थित करता है, इसलिए एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है। यह पदार्थ का चुंबकीयकरण है।

चुंबकीय क्षेत्र के साथ बातचीत के गुणों के अनुसार विभिन्न पदार्थों को विभाजित किया जा सकता है।

वे समूहों में विभाजित हैं:

पैरामैग्नेट- पदार्थ जिनमें चुंबकत्व की कम संभावना के साथ बाहरी क्षेत्र की दिशा में चुंबकत्व गुण होते हैं। उनके पास सकारात्मक क्षेत्र की ताकत है। इन पदार्थों में फेरिक क्लोराइड, मैंगनीज, प्लैटिनम आदि शामिल हैं।
फेरिमैग्नेट्स- चुंबकीय क्षण वाले पदार्थ जो दिशा और मूल्य में असंतुलित होते हैं। उन्हें अप्रतिस्पर्धी एंटीफेरोमैग्नेटिज्म की उपस्थिति की विशेषता है। क्षेत्र की ताकत और तापमान उनकी चुंबकीय संवेदनशीलता (विभिन्न ऑक्साइड) को प्रभावित करते हैं।
लौह चुम्बक- तीव्रता और तापमान (कोबाल्ट, निकल, आदि के क्रिस्टल) के आधार पर बढ़ी हुई सकारात्मक संवेदनशीलता वाले पदार्थ।
Diamagnets- बाहरी क्षेत्र की विपरीत दिशा में चुंबकीयकरण की संपत्ति है, यानी चुंबकीय संवेदनशीलता का एक नकारात्मक मूल्य, तीव्रता से स्वतंत्र। क्षेत्र की अनुपस्थिति में, इस पदार्थ में चुंबकीय गुण नहीं होंगे। इन पदार्थों में शामिल हैं: चांदी, विस्मुट, नाइट्रोजन, जस्ता, हाइड्रोजन और अन्य पदार्थ।
एंटीफेरोमैग्नेट्स - एक संतुलित चुंबकीय क्षण होता है, जिसके परिणामस्वरूप पदार्थ का चुंबकीयकरण कम होता है। गर्म होने पर, वे पदार्थ के एक चरण संक्रमण से गुजरते हैं, जिसमें अनुचुंबकीय गुण उत्पन्न होते हैं। जब तापमान एक निश्चित सीमा से नीचे चला जाता है, तो ऐसे गुण प्रकट नहीं होंगे (क्रोमियम, मैंगनीज)।

माना चुम्बकों को भी दो और श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है:

नरम चुंबकीय सामग्री . उनके पास कम जबरदस्ती बल है। कमजोर चुंबकीय क्षेत्रों में, वे संतृप्त हो सकते हैं। चुंबकीयकरण उत्क्रमण की प्रक्रिया के दौरान, उन्हें नगण्य नुकसान होता है। नतीजतन, ऐसी सामग्रियों का उपयोग वैकल्पिक वोल्टेज (, जनरेटर,) पर चलने वाले विद्युत उपकरणों के कोर के उत्पादन के लिए किया जाता है।
कठोर चुंबकीयसामग्री। उनके पास जबरदस्ती बल का एक बढ़ा हुआ मूल्य है। उन्हें फिर से चुम्बकित करने के लिए एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है। ऐसी सामग्री का उपयोग स्थायी चुम्बक के उत्पादन में किया जाता है।

विभिन्न पदार्थों के चुंबकीय गुणों का उपयोग तकनीकी डिजाइनों और आविष्कारों में होता है।

चुंबकीय सर्किट

कई चुंबकीय पदार्थों के संयोजन को चुंबकीय सर्किट कहा जाता है। वे समानताएं हैं और गणित के अनुरूप नियमों द्वारा निर्धारित की जाती हैं।

चुंबकीय परिपथों के आधार पर विद्युत उपकरण, अधिष्ठापन कार्य करते हैं। एक कार्यशील विद्युत चुंबक में, प्रवाह एक फेरोमैग्नेटिक सामग्री और हवा से बने चुंबकीय सर्किट से बहता है, जो कि फेरोमैग्नेट नहीं है। इन घटकों का संयोजन एक चुंबकीय सर्किट है। कई विद्युत उपकरणों में उनके डिजाइन में चुंबकीय सर्किट होते हैं।

जिस प्रकार विरामावस्था में एक विद्युत आवेश विद्युत क्षेत्र के माध्यम से दूसरे आवेश पर कार्य करता है, उसी प्रकार एक विद्युत धारा दूसरी धारा पर कार्य करती है चुंबकीय क्षेत्र. स्थायी चुम्बकों पर चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया किसी पदार्थ के परमाणुओं में गतिमान आवेशों और सूक्ष्म वृत्ताकार धाराओं के निर्माण पर उसकी क्रिया तक कम हो जाती है।

का सिद्धांत विद्युतदो मान्यताओं के आधार पर:

• चुंबकीय क्षेत्र गतिमान आवेशों और धाराओं पर कार्य करता है;
• धाराओं और गतिमान आवेशों के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है।

चुम्बकों की परस्पर क्रिया

स्थायी चुंबक(या चुंबकीय सुई) पृथ्वी के चुंबकीय मेरिडियन के साथ उन्मुख है। उत्तर की ओर इशारा करते हुए अंत को कहा जाता है उत्तरी ध्रुव(एन) और विपरीत छोर है दक्षिणी ध्रुव(एस)। दो चुम्बकों को एक-दूसरे की ओर ले जाने पर, हम देखते हैं कि उनके समान ध्रुव प्रतिकर्षित करते हैं, और विपरीत वाले आकर्षित करते हैं ( चावल। एक ).

यदि हम स्थायी चुम्बक को दो भागों में काटकर ध्रुवों को अलग कर दें, तो हम पाएंगे कि उनमें से प्रत्येक में भी होगा दो ध्रुव, यानी एक स्थायी चुंबक होगा ( चावल। 2 ) दोनों ध्रुव - उत्तर और दक्षिण - एक दूसरे से अविभाज्य, समान हैं।

पृथ्वी या स्थायी चुम्बकों द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र को विद्युत क्षेत्र की तरह, बल की चुंबकीय रेखाओं द्वारा दर्शाया जाता है। किसी भी चुंबक की चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं का चित्र उसके ऊपर कागज की एक शीट रखकर प्राप्त किया जा सकता है, जिस पर एक समान परत में लोहे का बुरादा डाला जाता है। चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश करने पर, चूरा चुम्बकित होता है - उनमें से प्रत्येक में उत्तर और दक्षिण ध्रुव होते हैं। विपरीत ध्रुव एक दूसरे के पास जाते हैं, लेकिन कागज पर चूरा के घर्षण से इसे रोका जाता है। यदि आप अपनी उंगली से कागज को टैप करते हैं, तो घर्षण कम हो जाएगा और बुरादा एक-दूसरे की ओर आकर्षित होगा, जिससे एक चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं का प्रतिनिधित्व करने वाली श्रृंखला बन जाएगी।

पर चावल। 3 चूरा के प्रत्यक्ष चुंबक के क्षेत्र में स्थान और चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा को इंगित करने वाले छोटे चुंबकीय तीरों को दर्शाता है। इस दिशा के लिए चुंबकीय सुई के उत्तरी ध्रुव की दिशा ली जाती है।

ओर्स्टेड का अनुभव। चुंबकीय क्षेत्र वर्तमान

XIX सदी की शुरुआत में। डेनिश वैज्ञानिक एस्टडकी खोज करके एक महत्वपूर्ण खोज की स्थायी चुम्बकों पर विद्युत धारा की क्रिया . उसने चुंबकीय सुई के पास एक लंबा तार लगा दिया। जब तार से करंट प्रवाहित किया गया, तो तीर मुड़ गया, इसके लंबवत होने की कोशिश कर रहा था ( चावल। 4 ) इसे कंडक्टर के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति से समझाया जा सकता है।

करंट के साथ एक डायरेक्ट कंडक्टर द्वारा बनाए गए क्षेत्र के बल की चुंबकीय रेखाएं एक समतल में स्थित संकेंद्रित वृत्त होती हैं, जिसके केंद्र उस बिंदु पर होते हैं जिससे करंट गुजरता है ( चावल। 5 ) लाइनों की दिशा सही पेंच नियम द्वारा निर्धारित की जाती है:

यदि पेंच को क्षेत्र रेखाओं की दिशा में घुमाया जाता है, तो यह चालक में धारा की दिशा में गति करेगा .

चुंबकीय क्षेत्र की बल विशेषता है चुंबकीय प्रेरण वेक्टर बी . प्रत्येक बिंदु पर, इसे स्पर्शरेखा से क्षेत्र रेखा की ओर निर्देशित किया जाता है। विद्युत क्षेत्र रेखाएँ धनात्मक आवेशों से शुरू होती हैं और ऋणात्मक आवेशों पर समाप्त होती हैं, और इस क्षेत्र में आवेश पर कार्य करने वाला बल इसके प्रत्येक बिंदु पर स्पर्शरेखा की ओर निर्देशित होता है। विद्युत क्षेत्र के विपरीत, चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएं बंद होती हैं, जो प्रकृति में "चुंबकीय आवेशों" की अनुपस्थिति के कारण होती है।

वर्तमान का चुंबकीय क्षेत्र मूल रूप से स्थायी चुंबक द्वारा बनाए गए क्षेत्र से अलग नहीं है। इस अर्थ में, एक फ्लैट चुंबक का एक एनालॉग एक लंबा सोलनॉइड है - तार का एक तार, जिसकी लंबाई इसके व्यास से बहुत अधिक है। उनके द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं का आरेख, में दर्शाया गया है चावल। 6 , एक फ्लैट चुंबक के समान ( चावल। 3 ) मंडल सोलनॉइड वाइंडिंग बनाने वाले तार के वर्गों को इंगित करते हैं। पर्यवेक्षक से तार के माध्यम से बहने वाली धाराओं को क्रॉस द्वारा इंगित किया जाता है, और विपरीत दिशा में धाराएं - पर्यवेक्षक की ओर - बिंदुओं द्वारा इंगित की जाती हैं। चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के लिए समान पदनाम स्वीकार किए जाते हैं जब वे आरेखण के तल के लंबवत होते हैं ( चावल। 7 ए, बी)।

सोलेनोइड वाइंडिंग में करंट की दिशा और उसके अंदर चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं की दिशा भी राइट स्क्रू नियम से संबंधित होती है, जो इस मामले में निम्नानुसार तैयार की जाती है:

यदि आप परिनालिका की धुरी के अनुदिश देखते हैं, तो दक्षिणावर्त दिशा में बहने वाली धारा उसमें एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है, जिसकी दिशा दाहिने पेंच की गति की दिशा से मेल खाती है ( चावल। आठ )

इस नियम के आधार पर, यह पता लगाना आसान है कि परिनालिका में दिखाया गया है चावल। 6 , उसका दाहिना सिरा उत्तरी ध्रुव है, और उसका बायाँ सिरा दक्षिणी ध्रुव है।

सोलेनोइड के अंदर चुंबकीय क्षेत्र सजातीय है - चुंबकीय प्रेरण वेक्टर का एक स्थिर मूल्य होता है (बी = स्थिरांक)। इस संबंध में, परिनालिका एक सपाट संधारित्र के समान है, जिसके अंदर एक समान विद्युत क्षेत्र बनाया जाता है।

धारा के साथ एक कंडक्टर पर चुंबकीय क्षेत्र में अभिनय करने वाला बल

यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया था कि एक चुंबकीय क्षेत्र में एक वर्तमान-वाहक कंडक्टर पर एक बल कार्य करता है। एक समान क्षेत्र में, लंबाई l का एक सीधा कंडक्टर, जिसके माध्यम से I प्रवाहित होता है, जो क्षेत्र वेक्टर B के लंबवत स्थित होता है, बल का अनुभव करता है: एफ = मैं एल बी .

बल की दिशा निर्धारित होती है बाएं हाथ का नियम:

यदि बाएं हाथ की चार फैली हुई अंगुलियों को चालक में विद्युत धारा की दिशा में रखा जाता है, और हथेली सदिश B के लंबवत होती है, तो मुड़ा हुआ अंगूठा चालक पर लगने वाले बल की दिशा को इंगित करेगा। (चावल। नौ ).

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक चुंबकीय क्षेत्र में वर्तमान के साथ एक कंडक्टर पर अभिनय करने वाला बल एक विद्युत बल की तरह, बल की रेखाओं के लिए स्पर्शरेखा रूप से निर्देशित नहीं होता है, बल्कि उनके लंबवत होता है। बल की रेखाओं के साथ स्थित एक कंडक्टर चुंबकीय बल से प्रभावित नहीं होता है।

समीकरण एफ = आईएलबीचुंबकीय क्षेत्र प्रेरण की मात्रात्मक विशेषता देने की अनुमति देता है।

रवैया कंडक्टर के गुणों पर निर्भर नहीं करता है और चुंबकीय क्षेत्र की विशेषता है।

चुंबकीय प्रेरण वेक्टर बी का मॉड्यूल संख्यात्मक रूप से इसके लंबवत स्थित इकाई लंबाई के कंडक्टर पर अभिनय करने वाले बल के बराबर है, जिसके माध्यम से एक एम्पीयर की धारा प्रवाहित होती है।

एसआई प्रणाली में, चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण की इकाई टेस्ला (टी) है:

एक चुंबकीय क्षेत्र। टेबल्स, आरेख, सूत्र

(चुंबक की बातचीत, ओर्स्टेड का प्रयोग, चुंबकीय प्रेरण वेक्टर, वेक्टर दिशा, सुपरपोजिशन सिद्धांत। चुंबकीय क्षेत्र का ग्राफिक प्रतिनिधित्व, चुंबकीय प्रेरण रेखाएं। चुंबकीय प्रवाह, क्षेत्र की ऊर्जा विशेषता। चुंबकीय बल, एम्पीयर बल, लोरेंत्ज़ बल। आवेशित कणों की गति एक चुंबकीय क्षेत्र में। पदार्थ के चुंबकीय गुण, एम्पीयर की परिकल्पना)

लंबे समय से, चुंबकीय क्षेत्र ने मनुष्यों में कई सवाल उठाए हैं, लेकिन अब भी यह एक अल्पज्ञात घटना है। कई वैज्ञानिकों ने इसकी विशेषताओं और गुणों का अध्ययन करने की कोशिश की, क्योंकि क्षेत्र का उपयोग करने के लाभ और क्षमता निर्विवाद तथ्य थे।

आइए सब कुछ क्रम में लें। तो, कोई चुंबकीय क्षेत्र कैसे कार्य करता है और बनता है? यह सही है, विद्युत प्रवाह। और वर्तमान, भौतिकी की पाठ्यपुस्तकों के अनुसार, एक दिशा के साथ आवेशित कणों की एक धारा है, है ना? इसलिए, जब करंट किसी कंडक्टर से होकर गुजरता है, तो एक खास तरह का पदार्थ उसके चारों ओर कार्य करना शुरू कर देता है - एक चुंबकीय क्षेत्र। चुंबकीय क्षेत्र आवेशित कणों की धारा या परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय क्षणों द्वारा बनाया जा सकता है। अब इस क्षेत्र और पदार्थ में ऊर्जा है, हम इसे विद्युत चुम्बकीय बलों में देखते हैं जो वर्तमान और इसके आवेशों को प्रभावित कर सकते हैं। चुंबकीय क्षेत्र आवेशित कणों के प्रवाह पर कार्य करना शुरू कर देता है, और वे गति की प्रारंभिक दिशा को क्षेत्र के लंबवत ही बदल देते हैं।

एक अन्य चुंबकीय क्षेत्र को इलेक्ट्रोडायनामिक कहा जा सकता है, क्योंकि यह गतिमान कणों के पास बनता है और केवल गतिमान कणों को प्रभावित करता है। खैर, यह गतिशील है क्योंकि अंतरिक्ष के एक क्षेत्र में घूर्णन बायोन में इसकी एक विशेष संरचना है। एक साधारण इलेक्ट्रिक मूविंग चार्ज उन्हें घुमा सकता है और हिल सकता है। अंतरिक्ष के इस क्षेत्र में बायोन किसी भी संभावित बातचीत को प्रसारित करता है। इसलिए, गतिमान आवेश सभी बायोन के एक ध्रुव को आकर्षित करता है और उन्हें घुमाने का कारण बनता है। केवल वही उन्हें आराम की स्थिति से बाहर ला सकता है, और कुछ नहीं, क्योंकि अन्य ताकतें उन्हें प्रभावित नहीं कर पाएंगी।

एक विद्युत क्षेत्र में आवेशित कण होते हैं जो बहुत तेजी से चलते हैं और केवल एक सेकंड में 300,000 किमी की यात्रा कर सकते हैं। प्रकाश की गति समान होती है। विद्युत आवेश के बिना कोई चुंबकीय क्षेत्र नहीं है। इसका मतलब है कि कण एक दूसरे से अविश्वसनीय रूप से निकटता से संबंधित हैं और एक सामान्य विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में मौजूद हैं। यानी यदि चुंबकीय क्षेत्र में कोई परिवर्तन होता है, तो विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन होंगे। यह कानून भी उलट गया है।

हम यहां चुंबकीय क्षेत्र के बारे में बहुत बात करते हैं, लेकिन आप इसकी कल्पना कैसे कर सकते हैं? हम इसे अपने मानव नग्न आंखों से नहीं देख सकते हैं। इसके अलावा, क्षेत्र के अविश्वसनीय रूप से तेजी से प्रसार के कारण, हमारे पास विभिन्न उपकरणों की मदद से इसे ठीक करने का समय नहीं है। लेकिन किसी चीज का अध्ययन करने के लिए उसके बारे में कम से कम कुछ विचार तो होना ही चाहिए। आरेखों में चुंबकीय क्षेत्र को चित्रित करना भी अक्सर आवश्यक होता है। इसे समझना आसान बनाने के लिए सशर्त क्षेत्र रेखाएँ खींची जाती हैं। उन्होंने उन्हें कहाँ से प्राप्त किया? उनका आविष्कार एक कारण के लिए किया गया था।

आइए छोटे धातु के बुरादे और एक साधारण चुंबक की सहायता से चुंबकीय क्षेत्र को देखने का प्रयास करें। हम इन चूरा को एक सपाट सतह पर डालेंगे और उन्हें एक चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया में पेश करेंगे। फिर हम देखेंगे कि वे एक पैटर्न या पैटर्न में घूमेंगे, घूमेंगे और लाइन अप करेंगे। परिणामी छवि चुंबकीय क्षेत्र में बलों के अनुमानित प्रभाव को दिखाएगी। सभी बल और, तदनुसार, बल की रेखाएं इस स्थान पर निरंतर और बंद हैं।

चुंबकीय सुई में कम्पास के समान गुण और गुण होते हैं और इसका उपयोग बल की रेखाओं की दिशा निर्धारित करने के लिए किया जाता है। यदि यह चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के क्षेत्र में आता है, तो हम इसके उत्तरी ध्रुव द्वारा बलों की कार्रवाई की दिशा देख सकते हैं। फिर हम यहां से कई निष्कर्ष निकालेंगे: एक साधारण स्थायी चुंबक का शीर्ष, जिससे बल की रेखाएं निकलती हैं, चुंबक के उत्तरी ध्रुव द्वारा निर्दिष्ट की जाती है। जबकि दक्षिणी ध्रुव उस बिंदु को दर्शाता है जहां बल बंद हैं। ठीक है, आरेख में चुंबक के अंदर बल की रेखाओं को हाइलाइट नहीं किया गया है।

चुंबकीय क्षेत्र, इसके गुणों और विशेषताओं का काफी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, क्योंकि कई समस्याओं में इसे ध्यान में रखना और अध्ययन करना होता है। यह भौतिकी के विज्ञान में सबसे महत्वपूर्ण घटना है। अधिक जटिल चीजें इसके साथ अटूट रूप से जुड़ी हुई हैं, जैसे चुंबकीय पारगम्यता और प्रेरण। चुंबकीय क्षेत्र के प्रकट होने के सभी कारणों की व्याख्या करने के लिए, वास्तविक वैज्ञानिक तथ्यों और पुष्टिओं पर भरोसा करना चाहिए। अन्यथा, अधिक जटिल समस्याओं में, गलत दृष्टिकोण सिद्धांत की अखंडता का उल्लंघन कर सकता है।

अब उदाहरण देते हैं। हम सभी अपने ग्रह को जानते हैं। आप कहते हैं कि इसका कोई चुंबकीय क्षेत्र नहीं है? आप सही हो सकते हैं, लेकिन वैज्ञानिकों का कहना है कि पृथ्वी के कोर के अंदर की प्रक्रियाएं और अंतःक्रियाएं एक विशाल चुंबकीय क्षेत्र बनाती हैं जो हजारों किलोमीटर तक फैला होता है। लेकिन किसी भी चुंबकीय क्षेत्र के अपने ध्रुव होने चाहिए। और वे मौजूद हैं, भौगोलिक ध्रुव से थोड़ी दूर स्थित हैं। हम इसे कैसा महसूस करते हैं? उदाहरण के लिए, पक्षियों ने नेविगेशन क्षमता विकसित की है, और वे खुद को, विशेष रूप से, चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उन्मुख करते हैं। तो, उसकी मदद से, हंस सुरक्षित रूप से लैपलैंड पहुंच जाते हैं। विशेष नेविगेशन उपकरण भी इस घटना का उपयोग करते हैं।