GAUSS პირველი და მრავალი ათწლეულის განმავლობაში ერთადერთი არტეფაქტი, რომელიც "ადასტურებს" არსებობას " საიდუმლო პროტოკოლები„მოღრუბლული ასლები, რომლებიც ჰესის ადვოკატმა ალფრედ საიდლმა წარუმატებლად სცადა საქმის მასალებზე მიმაგრება. ნიურნბერგის სასამართლო პროცესი 1946 წლის მარტში პირველი და შემდეგ

Ზოგადი ინფორმაცია

გასაკვირი გზით, ერთი ადამიანის იდეებმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს შემდგომ განვითარებაზე. ადამიანთა საზოგადოებაზოგადად. ასეთი ადამიანი იყო მაიკლ ფარადეი, არც თუ ისე გათვითცნობიერებული თანამედროვე მათემატიკის სირთულეებში, მაგრამ შესანიშნავად ესმით. ფიზიკური მნიშვნელობაიმ დროისთვის ცნობილი ინფორმაცია ელექტროენერგიისა და მაგნეტიზმის ბუნების შესახებ მის მიერ წამოყენებული ველის ურთიერთქმედების კონცეფციის გამო.

არსებობა თანამედროვე საზოგადოებაელექტროენერგიის, მაგნეტიზმისა და ელექტროდინამიკის გამოყენებაზე დაფუძნებული, ჩვენ გვმართებს შესანიშნავი მეცნიერების მთელი გალაქტიკა. მათ შორის უნდა აღინიშნოს ამპერი, ოერსტედი, ჰენრი, გაუსი, ვებერი, ლორენცი და, რა თქმა უნდა, მაქსველი. საბოლოო ჯამში, მათ მოიტანეს ელექტროენერგიის და მაგნეტიზმის მეცნიერება ერთიან სურათში, რაც საფუძვლად დაედო გამომგონებელთა მთელ ჯგუფს, რომლებმაც თავიანთი შემოქმედებით შექმნეს წინაპირობები თანამედროვე საინფორმაციო საზოგადოების გაჩენისთვის.

ჩვენ ვცხოვრობთ გარშემორტყმული ელექტროძრავებითა და გენერატორებით: ისინი ჩვენი პირველი თანაშემწეები არიან წარმოებაში, ტრანსპორტში და სახლში. ნებისმიერი თავმოყვარე ადამიანი ვერ წარმოიდგენს არსებობას მაცივრის, მტვერსასრუტისა და სარეცხი მანქანის გარეშე. პრიორიტეტია აგრეთვე მიკროტალღური ღუმელი, ფენი, ყავის საფქვავი, მიქსერი, ბლენდერი და - საბოლოო ოცნება - ელექტრო ხორცის საფქვავი და პურის მანქანა. რა თქმა უნდა, კონდიციონერიც საშინლად სასარგებლო რამ არის, მაგრამ თუ ფული არ არის მის შესაძენად, მაშინ უბრალო ვენტილატორი გააკეთებს.

ზოგიერთი მამაკაცის მოთხოვნა გარკვეულწილად უფრო მოკრძალებულია: ყველაზე უნიჭო კაცის საბოლოო ოცნება ელექტრო ბურღია. ზოგიერთი ჩვენგანი, წარუმატებლად ცდილობს მანქანის ჩართვას ორმოცი გრადუს ყინვაში და უიმედოდ ტანჯავს სტარტერს (ასევე ელექტროძრავას), ფარულად ოცნებობს შეიძინოს Tesla Motors მანქანა ელექტროძრავებითა და ბატარეებით, რათა სამუდამოდ დაივიწყოს ბენზინის პრობლემები. და დიზელის ძრავები.

ელექტროძრავები ყველგან არის: ისინი გვიწევენ ლიფტებში, გადაგვყავს მეტროში, სამგზავრო მატარებლებში, ტრამვაიებში, ტროლეიბუსებში და ჩქაროსნული მატარებლები. ისინი გვიტანენ წყალს ცათამბჯენების სართულებზე, ამუშავებენ შადრევნებს, ამოტუმბავთ წყალს მაღაროებიდან და ჭებიდან, ახვევენ ფოლადს, აწევენ სიმძიმეებს, მუშაობენ სხვადასხვა ამწეებში. და ისინი ბევრ სხვა სასარგებლო საქმეს აკეთებენ, აყენებენ მანქანებს, ხელსაწყოებს და მექანიზმებს.

ეგზოჩონჩხებიც კი ადამიანებისთვის ინვალიდიდა სამხედროებისთვის მზადდება ელექტროძრავების გამოყენებით, რომ აღარაფერი ვთქვათ სამრეწველო და კვლევითი რობოტების მთელ არმიაზე.

დღეს ელექტროძრავები კოსმოსში მუშაობს - უბრალოდ დაიმახსოვრეთ როვერ Curiosity. ისინი მუშაობენ მიწაზე, მიწისქვეშეთში, წყალზე, წყლის ქვეშ და ჰაერშიც კი - თუ დღეს არა, ხვალ (სტატია დაიწერა 2015 წლის ნოემბერში) Solar Impulse 2 თვითმფრინავი საბოლოოდ დაასრულებს თავის მუშაობას. მოგზაურობა მთელს მსოფლიოშიდა უპილოტო თვითმფრინავიელექტროძრავებზე უბრალოდ რიცხვები არ არის. გასაკვირი არ არის, რომ საკმაოდ სერიოზული კორპორაციები ახლა მუშაობენ მიტანის სერვისებზე საფოსტო ნივთებიუპილოტო საფრენი აპარატების გამოყენებით.

ისტორიის მინიშნება

იტალიელი ფიზიკოსის ალესანდრო ვოლტას მიერ 1800 წელს აშენებული ქიმიური ბატარეა, რომელსაც მოგვიანებით გამომგონებლის „ვოლტაური სვეტის“ სახელი ეწოდა, ნამდვილად აღმოჩნდა „სიმრავლის რქა“ მეცნიერებისთვის. ამან შესაძლებელი გახადა დირიჟორებში ელექტრული მუხტების მოძრაობაში დაყენება, ანუ შექმნა ელექტროობა. ახალი აღმოჩენები ვოლტაური სვეტის გამოყენებით მუდმივად მოჰყვა ერთმანეთის მიყოლებით სხვადასხვა სფეროებშიფიზიკა და ქიმია.

მაგალითად, ინგლისელმა მეცნიერმა სერ ჰამფრი დევიმ 1807 წელს, ნატრიუმის და კალიუმის ჰიდროქსიდების დნობის ელექტროლიზის შესწავლისას, მიიღო მეტალის ნატრიუმი და კალიუმი. მანამდე, 1801 წელს, მან ასევე აღმოაჩინა ელექტრული რკალი, თუმცა რუსები მას ვასილი ვლადიმროვიჩ პეტროვის აღმომჩენად თვლიან. პეტროვმა 1802 წელს აღწერა არა მხოლოდ თავად რკალი, არამედ მისი შესაძლებლობებიც პრაქტიკული გამოყენებალითონების დნობის, შედუღების და მადნებიდან მათი ამოღების, აგრეთვე განათების მიზნით.

მაგრამ ყველაზე მნიშვნელოვანი აღმოჩენა გააკეთა დანიელმა ფიზიკოსმა ჰანს კრისტიან ერსტედმა: 1820 წლის 21 აპრილს ლექციაზე ექსპერიმენტების დემონსტრირებისას მან შენიშნა ისრის გადახრა. მაგნიტური კომპასიმავთულის სახით გამტარში გამავალი ელექტრული დენის ჩართვა-გამორთვისას. ამრიგად, პირველად დადასტურდა კავშირი ელექტროენერგიასა და მაგნიტიზმს შორის.

შემდეგი ნაბიჯი გადაიდგა ფრანგი ფიზიკოსიანდრე მარი ამპერი ოერსტედის გამოცდილებიდან რამდენიმე თვის შემდეგ. ცნობისმოყვარეა ამ მეცნიერის მსჯელობა, რომელიც გადმოცემულია მასზე ერთმანეთის მიყოლებით გაგზავნილ შეტყობინებებში. ფრანგული აკადემიამეცნიერებები. თავდაპირველად, როდესაც დააკვირდა კომპასის ნემსის შემობრუნებას დენის მატარებელ გამტართან, ამპერმა თქვა, რომ დედამიწის მაგნეტიზმი ასევე გამოწვეულია დედამიწის ირგვლივ დასავლეთიდან აღმოსავლეთისკენ მიმავალი დენებით. აქედან დაასკვნეს, რომ მაგნიტური თვისებებისხეულები შეიძლება აიხსნას მასში დენის მიმოქცევით. გარდა ამისა, ამპერმა საკმაოდ თამამად დაასკვნა, რომ ნებისმიერი სხეულის მაგნიტური თვისებები განისაზღვრება მის შიგნით დახურული ელექტრული დენებით და მაგნიტური ურთიერთქმედებაარა განსაკუთრებულის გამო მაგნიტური მუხტები, მაგრამ მხოლოდ მოძრაობა ელექტრული მუხტები, ანუ მიმდინარე.

ამპერმა მაშინვე ჩაიბარა საპილოტო სწავლებაამ ურთიერთქმედების შესახებ და დაადგინა, რომ დირიჟორები ერთი მიმართულებით მიედინება დენით, იზიდავენ და საპირისპირო მიმართულებით მოიგერიებენ. ორმხრივი პერპენდიკულარული გამტარები არ ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან.

ძნელია წინააღმდეგობის გაწევა, რომ არ იხელმძღვანელო გახსნილია ამპერითკანონი თავისი ფორმულირებით:

„მოძრავი მუხტების ურთიერთქმედების ძალა პროპორციულია ამ მუხტების ნამრავლის, უკუპროპორციულია მათ შორის მანძილის კვადრატისა, როგორც ეს კულონის კანონშია, მაგრამ, უფრო მეტიც, ეს ასევე დამოკიდებულია ამ მუხტების სიჩქარეზე და მიმართულებაზე. მათი მოძრაობა."

ასე რომ, ფიზიკაში აღმოაჩინეს ფუნდამენტური ძალებისიჩქარის მიხედვით.

მაგრამ ელექტროენერგიისა და მაგნეტიზმის მეცნიერებაში ნამდვილი მიღწევა იყო მაიკლ ფარადეის მიერ ფენომენის აღმოჩენა ელექტრომაგნიტური ინდუქცია- ელექტრული დენის გაჩენა დახურულ წრეში შეცვლისას მაგნიტური ნაკადიმის გავლით. ფარადეის მიუხედავად, ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი ასევე აღმოაჩინა ჯოზეფ ჰენრიმ 1832 წელს, რომელმაც შემთხვევით აღმოაჩინა თვითინდუქციის ფენომენი.

ფარადეის საჯარო დემონსტრაცია 1831 წლის 29 აგვისტოს ჩატარდა მის მიერ გამოგონილ მოწყობილობაზე, რომელიც შედგებოდა ვოლტის ბოძისგან, ჩამრთველისგან. რკინის ბეჭედი, რომელზედაც მოპირდაპირე მხარეს სპილენძის მავთულის ორი იდენტური ხვეული იყო დახვეული. ერთ-ერთი ხვეული გადამრთველის საშუალებით უერთდებოდა ბატარეას, მეორის ბოლოებზე კი გალვანომეტრი. როდესაც დენი ჩართული და გამორთული იყო, გალვანომეტრმა ჩაიწერა დენის გამოჩენა სხვადასხვა მიმართულებებიმეორე ხვეულში.

ფარადეის ექსპერიმენტებში ელექტრული დენი, რომელსაც ინდუქციური დენი ეწოდა, ასევე გაჩნდა, როდესაც მაგნიტი ჩასვეს ხვეულში ან გამოიყვანეს საზომი წრეზე დატვირთული კოჭიდან. ანალოგიურად, დენი ასევე გაჩნდა, როდესაც ჩასვეს/გამოიყვანეს/გამოიღეს დენით უფრო პატარა კოჭა. დიდი ხვეულიდან წინა გამოცდილება. და მიმართულება ინდუქციური დენიშეიცვალა საპირისპიროდ, როდესაც მაგნიტი ან პატარა ხვეული დენით იყო ჩასმული/გაგრძელებული რუსი მეცნიერის ემილ ხრისტიანოვიჩ ლენცის მიერ ჩამოყალიბებული წესის შესაბამისად. 1833 წელს.

ჩატარებული ექსპერიმენტების საფუძველზე ფარადეიმ გამოიტანა კანონი ელექტრომამოძრავებელი ძალამოგვიანებით მისი სახელი დაარქვეს.

ფარადეის ექსპერიმენტების იდეები და შედეგები გადაიფიქრა და განზოგადდა კიდევ ერთმა დიდმა თანამემამულემ - ბრწყინვალემ. ინგლისელი ფიზიკოსიდა მათემატიკოსი ჯეიმს კლერკ მაქსველი თავის ოთხეულში დიფერენციალური განტოლებებიელექტროდინამიკა, რომელსაც მოგვიანებით მაქსველის განტოლებები უწოდეს.

უნდა აღინიშნოს, რომ მაქსველის ოთხი განტოლებიდან სამში მაგნიტური ინდუქცია ჩნდება მაგნიტური ველის ვექტორის სახით.

მაგნიტური ინდუქცია. განმარტება

მაგნიტური ინდუქცია არის ვექტორი ფიზიკური რაოდენობა, რომელიც არის მაგნიტური ველის (მისი მოქმედება დამუხტულ ნაწილაკებზე) დამახასიათებელი ძალა სივრცის მოცემულ წერტილში. ის განსაზღვრავს რამდენად ძლიერია ფმაგნიტური ველი მოქმედებს მუხტზე ქ, მოძრაობს სიჩქარით ვ. აღინიშნება ლათინური ასო AT(გამოხატული ვექტორი B) და ძალა გამოითვლება ფორმულის გამოყენებით:

ფ = ქ [ვ∙ბ]

სადაც ფარის ლორენცის ძალა, რომელიც მოქმედებს მაგნიტური ველის მხრიდან მუხტზე ქ; ვ- დამუხტვის მოძრაობის სიჩქარე; ბ- მაგნიტური ველის ინდუქცია; [ ვ × ბ] - ვექტორული პროდუქტივექტორები ვდა ბ.

ალგებრულად, გამონათქვამი შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად:

ფ = ქ∙ვ∙ბ sina

სადაც α - კუთხე სიჩქარისა და მაგნიტური ინდუქციის ვექტორებს შორის. ვექტორის მიმართულება ფორივეს პერპენდიკულარული და მარცხენა ხელის წესის მიხედვით მიმართული.

მაგნიტური ინდუქცია არის მაგნიტური ველის მთავარი ფუნდამენტური მახასიათებელი, ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორის მსგავსი.

AT საერთაშორისო სისტემა SI ერთეულები, ველის მაგნიტური ინდუქცია იზომება ტესლაში (T), CGS სისტემაში - გაუსში (Gs)

1 T = 104 Gs

მაგნიტური ინდუქციის გაზომვის სხვა რაოდენობები, რომლებიც გამოიყენება სხვადასხვა პროგრამებში და მათი გადაქცევა ერთი რაოდენობიდან მეორეზე, შეიძლება მოიძებნოს ფიზიკური სიდიდეების გადამყვანში.

მაგნიტური ინდუქციის სიდიდის გაზომვის საზომ ინსტრუმენტებს უწოდებენ ტესლამეტრებს ან გაუსმეტრებს.

მაგნიტური ველის ინდუქცია. ფენომენების ფიზიკა

გარე მაგნიტურ ველზე რეაქციის მიხედვით, ყველა ნივთიერება იყოფა სამ ჯგუფად:

• დიამაგნიტები
• პარამაგნიტები
• ფერომაგნიტები

ტერმინები დიამაგნეტიზმი და პარამაგნეტიზმი შემოიღო ფარადეიმ 1845 წელს. ამისთვის რაოდენობრივი განსაზღვრაამ რეაქციებმა შემოიღო მაგნიტური გამტარიანობის კონცეფცია. SI სისტემაში დაინერგა აბსოლუტურიმაგნიტური გამტარიანობა, რომელიც იზომება H/m-ში და ნათესავიგანზომილებიანი მაგნიტური გამტარიანობა, თანაფარდობის ტოლიმოცემული გარემოს გამტარიანობა ვაკუუმის გამტარიანობამდე. დიამაგნიტებისთვის შედარებით მაგნიტური გამტარიანობა გარკვეულწილად არის ერთზე ნაკლები, პარამაგნიტებისთვის - ცოტა მეტი ვიდრე ერთიანობა. ფერომაგნიტებში მაგნიტური გამტარიანობა ბევრად აღემატება ერთიანობას და არაწრფივია.

Ფენომენი დიამაგნეტიზმიიგი შედგება ნივთიერების უნარში, დაუპირისპირდეს გარე მაგნიტური ველის ზემოქმედებას მისი მიმართულებით მაგნიტიზაციის გამო. ანუ დიამაგნიტები მოიგერიეს მაგნიტური ველით. ამ შემთხვევაში, დიამაგნიტის ატომები, მოლეკულები ან იონები იძენენ მაგნიტური მომენტიგარე ველის წინააღმდეგ მიმართული.

Ფენომენი პარამაგნეტიზმიარის ნივთიერების უნარი, გახდეს მაგნიტიზებული გარე მაგნიტური ველის ზემოქმედებისას. დიამაგნიტებისგან განსხვავებით, პარამაგნიტები იზიდავს მაგნიტურ ველს. ამ შემთხვევაში, პარამაგნიტის ატომები, მოლეკულები ან იონები იძენენ მაგნიტურ მომენტს იმ მიმართულებით, რომელიც ემთხვევა გარე მაგნიტური ველის მიმართულებას. როდესაც ველი ამოღებულია, პარამაგნიტები არ ინარჩუნებენ მაგნიტიზაციას.

Ფენომენი ფერომაგნეტიზმიარის ნივთიერების უნარი სპონტანურად მაგნიტიზდეს გარე მაგნიტური ველის არარსებობის შემთხვევაში ან მაგნიტიზდეს გარე მაგნიტური ველის გავლენით და შეინარჩუნოს მაგნიტიზაცია ველის მოხსნისას. ამ შემთხვევაში, ატომების, მოლეკულების ან იონების მაგნიტური მომენტების უმეტესობა ერთმანეთის პარალელურია. ეს წესრიგი შენარჩუნებულია გარკვეულ კრიტიკულ ტემპერატურაზე დაბალ ტემპერატურამდე, რომელსაც ეწოდება კიურის წერტილი. კურიის წერტილის ზემოთ ტემპერატურაზე მოცემული ნივთიერებაფერომაგნიტები ხდება პარამაგნიტები.

ზეგამტარების მაგნიტური გამტარიანობა ნულის ტოლია.

ჰაერის აბსოლუტური მაგნიტური გამტარიანობა დაახლოებით უდრის ვაკუუმის მაგნიტურ გამტარიანობას და ტექნიკური გამოთვლებით აღებულია 4π 10 ⁻7 H/m.

მაგნიტური ველის ქცევის თავისებურებები დიამაგნიტებში

როგორც ზემოთ აღინიშნა, დიამაგნიტური მასალები ქმნიან ინდუცირებულ მაგნიტურ ველს, რომელიც მიმართულია გარე მაგნიტური ველის წინააღმდეგ. დიამაგნეტიზმი არის კვანტური მექანიკური ეფექტი, რომელიც თან ახლავს ყველა ნივთიერებას. პარამაგნიტებსა და ფერომაგნიტებში, ის გასწორებულია სხვა, უფრო ძლიერი ეფექტების გამო.

დიამაგნიტები მოიცავს, მაგალითად, ნივთიერებებს, როგორიცაა ინერტული აირები, აზოტი, წყალბადი, სილიციუმი, ფოსფორი და პიროლიზური ნახშირბადი; ზოგიერთი ლითონი - ბისმუტი, თუთია, სპილენძი, ოქრო, ვერცხლი. ბევრი სხვა არაორგანული და ორგანული ნაერთები ასევე დიამაგნიტურია, მათ შორის წყალი.

არაჰომოგენურ მაგნიტურ ველში, დიამაგნიტები უფრო მეტად გადაადგილდებიან რეგიონში სუსტი ველი. მაგნიტური ძალის ხაზებითითქოს სხეულიდან ამოძრავებს დიამაგნიტური მასალებით. ამ თვისებას ეფუძნება დიამაგნიტური ლევიტაციის ფენომენი. თანამედროვე მაგნიტების მიერ შექმნილ საკმარისად ძლიერ მაგნიტურ ველში შესაძლებელია არა მხოლოდ სხვადასხვა დიამაგნიტების, არამედ პატარა ცოცხალი არსებების ლევიტაცია, რომლებიც ძირითადად წყლისგან შედგება.

ნიდერლანდების ნიმინგენის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა მოახერხეს ბაყაყის დაკიდება ჰაერში მაგნიტური ინდუქციის მქონე ველში დაახლოებით 16 T, ხოლო NASA-ს ლაბორატორიის მკვლევარებმა სუპერგამტარი მაგნიტის გამოყენებით - თაგვის ლევიტაცია, რომელიც, როგორც ბიოლოგიური ობიექტი, ბევრად უფრო ახლოს არის ადამიანთან, ვიდრე ბაყაყი.

ყველა დირიჟორი ავლენს დიამაგნიტურობას, როდესაც ექვემდებარება ალტერნატიულ მაგნიტურ ველს.

ფენომენის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ ალტერნატიული მაგნიტური ველის გავლენის ქვეშ გამტარებში წარმოიქმნება მორევის დენები - ფუკოს დენები, რომლებიც მიმართულია გარე მაგნიტური ველის მოქმედების წინააღმდეგ.

მაგნიტური ველის ქცევის თავისებურებები პარამაგნიტებში

მაგნიტური ველის ურთიერთქმედება პარამაგნიტებთან სრულიად განსხვავებულია. იმის გამო, რომ პარამაგნიტების ატომებს, მოლეკულებს ან იონებს აქვთ საკუთარი მაგნიტური მომენტი, ისინი სწორდებიან გარე მაგნიტური ველის მიმართულებით. ეს ქმნის მაგნიტურ ველს, რომელიც აღემატება თავდაპირველ ველს.

პარამაგნიტები მოიცავს ალუმინს, პლატინას, ტუტეს და ტუტე დედამიწის ლითონებილითიუმი, ცეზიუმი, ნატრიუმი, მაგნიუმი, ვოლფრამი, ასევე ამ ლითონების შენადნობები. პარამაგნიტები ასევე არის ჟანგბადი, აზოტის ოქსიდი, მანგანუმის ოქსიდი, რკინის ქლორიდიდა მრავალი სხვა ქიმიური ნაერთი.

პარამაგნიტები სუსტად მაგნიტური ნივთიერებებია, მათი მაგნიტური გამტარიანობა ოდნავ აღემატება ერთიანობას. არაჰომოგენურ მაგნიტურ ველში პარამაგნიტები უფრო მეტად იწევენ რეგიონში ძლიერი ველი. მაგნიტური ველის არარსებობის შემთხვევაში, პარამაგნიტები არ ინარჩუნებენ მაგნიტიზაციას, რადგან ამის გამო თერმული მოძრაობამათი ატომების, მოლეკულების ან იონების საკუთარი მაგნიტური მომენტები მიმართულია შემთხვევით.

მაგნიტური ველის ქცევის თავისებურებები ფერომაგნიტებში

ფერომაგნიტები სპონტანურად მაგნიტიზაციისთვის დამახასიათებელი თვისების გამო ქმნიან ბუნებრივ მაგნიტებს, რომლებიც კაცობრიობისთვის ცნობილითან ანტიკური დრო. მაგნიტები მიაწერეს ჯადოსნური თვისებები, მათ იყენებდნენ სხვადასხვა რელიგიურ რიტუალებში და შენობების მშენებლობაშიც კი. კომპასის პირველი პროტოტიპი, რომელიც ჩინელებმა გამოიგონეს ძვ. კომპასის, როგორც ნავიგაციის საშუალებად გამოყენება დაიწყო ჯერ კიდევ მე-11 საუკუნეში დიდის გასწვრივ უდაბნოების გასავლელად. Აბრეშუმის გზა. მოგვიანებით კომპასის გამოყენებამ საზღვაო საქმეებში მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა ნავიგაციის განვითარებაში, ახალი მიწების აღმოჩენასა და ახალი საზღვაო სავაჭრო გზების განვითარებაში.

ფერომაგნეტიზმი არის ელექტრონების კვანტური მექანიკური თვისებების გამოვლინება, რომლებსაც აქვთ სპინი, ე.ი. საკუთარი დიპოლური მაგნიტური მომენტი. მარტივად რომ ვთქვათ, ელექტრონები იქცევიან როგორც პატარა მაგნიტები. თითოეული დასრულებულისთვის ელექტრონული გარსიატომს შეიძლება ჰქონდეს მხოლოდ წყვილი ელექტრონები საპირისპირო სპინებით, ე.ი. ასეთი ელექტრონების მაგნიტური ველი მიმართულია მოპირდაპირე მხარეები. ამის გამო, ატომებს, რომლებსაც აქვთ ელექტრონების წყვილი რაოდენობა, აქვთ მთლიანი მაგნიტური მომენტი ნულიმაშასადამე, მხოლოდ ატომები, რომლებსაც აქვთ შეუვსებელი გარე გარსი და ელექტრონების დაუწყვილებელი რაოდენობა, არის ფერომაგნიტები.

ფერომაგნიტურ მასალებს მიეკუთვნება გარდამავალი ჯგუფის ლითონები (რკინა, სპილენძი, ნიკელი) და იშვიათი დედამიწის ლითონები (გადოლინიუმი, ტერბიუმი, დისპროსიუმი, ჰოლმიუმი და ერბიუმი), ასევე ამ ლითონების შენადნობები. ზემოაღნიშნული ელემენტების შენადნობები არაფერომაგნიტური მასალებით ასევე არის ფერომაგნიტები; ქრომის და მანგანუმის შენადნობები და ნაერთები არაფერომაგნიტური ელემენტებით, ასევე აქტინიდების ჯგუფის ზოგიერთი ლითონი.

ფერომაგნიტებს აქვთ მაგნიტური გამტარიანობის მნიშვნელობა ერთიანობაზე ბევრად მეტი; მათი დამაგნიტიზაციის დამოკიდებულება გარე მაგნიტური ველის მოქმედებით არაწრფივია და მათ ახასიათებთ ჰისტერეზის გამოვლინება - თუ მაგნიტური ველის მოქმედება მოიხსნება, ფერომაგნიტები რჩება მაგნიტიზებული. ამ ნარჩენი მაგნიტიზაციის მოსაშორებლად აუცილებელია საპირისპირო ველის გამოყენება.

მაგნიტური გამტარიანობის μ დამოკიდებულების დიაგრამა H მაგნიტური ველის სიძლიერეზე ფერომაგნიტში, რომელსაც ეწოდება სტოლეტოვის მრუდი, გვიჩვენებს, რომ ნულოვანი მაგნიტური ველის სიძლიერე H = 0, მაგნიტური გამტარიანობა აქვს. მცირე საკითხიμ₀; შემდეგ, ინტენსივობის მატებასთან ერთად, მაგნიტური გამტარიანობა სწრაფად იზრდება მაქსიმუმ μ max-მდე, შემდეგ ნელ-ნელა ეცემა ნულამდე.

ფერომაგნიტების თვისებების შესწავლის პიონერი იყო რუსი ფიზიკოსი და ქიმიკოსი ალექსანდრე სტოლეტოვი. ახლა მაგნიტური გამტარიანობის დამოკიდებულების მრუდი მაგნიტური ველის სიძლიერეზე ატარებს მის სახელს.

აღმოჩენილია თანამედროვე ფერომაგნიტური მასალები ფართო აპლიკაციამეცნიერებასა და ტექნოლოგიაში: ბევრი ტექნოლოგია და მოწყობილობა ეფუძნება მათ გამოყენებას და მაგნიტური ინდუქციის ფენომენის გამოყენებას. მაგალითად, in კომპიუტერული მეცნიერება: კომპიუტერების პირველ თაობას ჰქონდა მეხსიერება ფერიტის ბირთვებზე, ინფორმაცია ინახებოდა მაგნიტურ ფირებზე, ფლოპი დისკებსა და მყარ დისკებზე. თუმცა, ეს უკანასკნელი კვლავ გამოიყენება კომპიუტერებში და იწარმოება ასობით მილიონი ცალი წელიწადში.

მაგნიტური ინდუქციის გამოყენება ელექტრო ინჟინერიასა და ელექტრონიკაში

AT თანამედროვე სამყაროარსებობს მაგნიტური ველის ინდუქციის გამოყენების მრავალი მაგალითი, უპირველეს ყოვლისა, ენერგეტიკულ ინჟინერიაში: ელექტროენერგიის გენერატორებში, ძაბვის ტრანსფორმატორებში, სხვადასხვა მოწყობილობების ელექტრომაგნიტურ დისკებში, ხელსაწყოებსა და მექანიზმებში, საზომი ტექნოლოგიასა და მეცნიერებაში, სხვადასხვა სფეროში. ფიზიკური დანადგარებიექსპერიმენტებისთვის, ასევე საშუალებებში ელექტრო დაცვადა საგანგებო გამორთვა.

ელექტროძრავები, გენერატორები და ტრანსფორმატორები

1824 წელს ინგლისელმა ფიზიკოსმა და მათემატიკოსმა პიტერ ბარლოუმ აღწერა მის მიერ გამოგონილი უნიპოლარული ძრავა, რომელიც გახდა თანამედროვე ელექტროძრავების პროტოტიპი. პირდაპირი დენი. გამოგონება ასევე ღირებულია, რადგან ის გაკეთდა ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენის აღმოჩენამდე დიდი ხნით ადრე.

დღესდღეობით თითქმის ყველა ელექტროძრავა იყენებს ამპერის ძალას, რომელიც მოქმედებს მაგნიტურ ველში დენის მატარებელ წრეზე და იწვევს მის მოძრაობას.

ფარადეიც კი, მაგნიტური ინდუქციის ფენომენის საჩვენებლად 1831 წელს შეიქმნა ექსპერიმენტული დაყენება, მნიშვნელოვანი ნაწილირომელიც იყო მოწყობილობა, რომელიც ახლა ცნობილია როგორც ტოროიდული ტრანსფორმატორი. ფარადეის ტრანსფორმატორის მუშაობის პრინციპი კვლავ გამოიყენება ყველა თანამედროვე ძაბვისა და დენის ტრანსფორმატორში, სიმძლავრის, დიზაინისა და მოცულობის მიუხედავად.

გარდა ამისა, ფარადეიმ მეცნიერულად დაასაბუთა და ექსპერიმენტულად დაამტკიცა კონვერტაციის შესაძლებლობა მექანიკური მოძრაობაელექტროენერგიაში მის მიერ გამოგონილი ერთპოლარული DC გენერატორის გამოყენებით, რომელიც გახდა ყველა DC გენერატორის პროტოტიპი.

პირველი გენერატორი ალტერნატიული დენიშექმნა ფრანგმა გამომგონებელმა იპოლიტ პიქსიმ 1832 წელს. მოგვიანებით, ამპერის წინადადებით, მას დაემატა გადართვის მოწყობილობა, რამაც შესაძლებელი გახადა პულსირებული პირდაპირი დენის მიღება.

ელექტროენერგიის თითქმის ყველა გენერატორი, რომელიც იყენებს მაგნიტური ინდუქციის პრინციპს, ეფუძნება ელექტროძრავის ძალის წარმოქმნას დახურულ წრეში, რომელიც ცვალებად მაგნიტურ ველშია. ამ შემთხვევაში, ან მაგნიტური როტორი ბრუნავს სტატორის ფიქსირებულ კოჭებთან მიმართებაში ალტერნატიული დენის გენერატორებში, ან როტორის გრაგნილები ბრუნავს ფიქსირებული სტატორის მაგნიტების (უღლის) მიმართ DC გენერატორებში.

მსოფლიოში ყველაზე მძლავრ გენერატორს, რომელიც 2013 წელს აშენდა ტაიშანის ატომური ელექტროსადგურისთვის ჩინური კომპანია DongFang Electric-ის მიერ, შეუძლია გამოიმუშაოს 1750 მეგავატი სიმძლავრე.

გარდა ჩვეულებრივი ტიპის გენერატორებისა და ელექტროძრავებისა, რომლებიც დაკავშირებულია კონვერტაციასთან მექანიკური ენერგია in ელექტრული ენერგიადა პირიქით, არსებობს ეგრეთ წოდებული მაგნიტოჰიდროდინამიკური გენერატორები და ძრავები, რომლებიც მუშაობენ სხვა პრინციპით.

რელეები და ელექტრომაგნიტები

ამერიკელი მეცნიერის ჯ. ჰენრის მიერ გამოგონილი ელექტრომაგნიტი გახდა პირველი ელექტრული ამძრავი და ნაცნობი ელექტრო ზარის წინამორბედი. მოგვიანებით, მის საფუძველზე, ჰენრიმ შექმნა ელექტრომაგნიტური რელე, რომელიც გახდა პირველი ავტომატური გადართვის მოწყობილობა ბინარული მდგომარეობით.

Shure დინამიური მიკროფონი, რომელიც გამოიყენება ვიდეო სტუდიის საიტზე

ტელეგრაფის სიგნალის დიდ დისტანციებზე გადაცემისას, რელეები გამოიყენებოდა როგორც DC გამაძლიერებლები, რომლებიც ცვლიდნენ შუალედური სადგურების გარე ბატარეების კავშირს სიგნალის შემდგომი გადაცემისთვის.

დინამიური თავები და მიკროფონები

თანამედროვე აუდიო ტექნოლოგიაში ფართოდ გამოიყენება ელექტრომაგნიტური დინამიკები, ხმა, რომელშიც ჩნდება დიფუზერზე მიმაგრებული მოძრავი კოჭის ურთიერთქმედების გამო, რომლის მეშვეობითაც დენი მიედინება. აუდიო სიხშირე, მაგნიტური ველით სტაციონარული უფსკრულით მუდმივი მაგნიტი. შედეგად, კოჭა დიფუზერთან ერთად მოძრაობს და ქმნის ხმის ტალღებს.

დინამიური მიკროფონები იყენებენ იმავე დიზაინს, როგორც დინამიურ თავს, მაგრამ მიკროფონში, პირიქით, მოძრავი კოჭა მინი-დიფუზორით ფიქსირებული მუდმივი მაგნიტის უფსკრულით, რხევა აკუსტიკური სიგნალის გავლენის ქვეშ და წარმოქმნის ელექტრულ ხმის სიხშირეს. სიგნალი.

საზომი ინსტრუმენტები და სენსორები

მიუხედავად თანამედროვე ციფრულის სიმრავლისა საზომი ხელსაწყოებიგაზომვის ტექნოლოგიაში კვლავ გამოიყენება მაგნიტოელექტრული, ელექტრომაგნიტური, ელექტროდინამიკური, ფეროდინამიკური და ინდუქციური ტიპის მოწყობილობები.

ზემოაღნიშნული ტიპების ყველა სისტემა იყენებს მაგნიტური ველების ან მუდმივი მაგნიტის ურთიერთქმედების პრინციპს კოჭის ველთან დენით, ან ფერომაგნიტური ბირთვით კოჭების ველებით დენით, ან კოჭების მაგნიტური ველებით დენით.

ასეთი საზომი სისტემების შედარებითი ინერციის გამო, ისინი გამოიყენება ცვლადების საშუალო მნიშვნელობების გასაზომად.