Por muito tempo, o campo magnético levantou muitas questões em humanos, mas mesmo agora continua sendo um fenômeno pouco conhecido. Muitos cientistas tentaram estudar suas características e propriedades, pois os benefícios e potencialidades do uso do campo eram fatos indiscutíveis.

Vamos colocar tudo em ordem. Então, como qualquer campo magnético age e se forma? Isso mesmo, corrente elétrica. E a corrente, de acordo com os livros de física, é um fluxo de partículas carregadas com direção, não é? Assim, quando uma corrente passa por qualquer condutor, um certo tipo de matéria começa a agir em torno dele - um campo magnético. O campo magnético pode ser criado pela corrente de partículas carregadas ou pelos momentos magnéticos dos elétrons nos átomos. Agora este campo e a matéria têm energia, vemos isso em forças eletromagnéticas que podem afetar a corrente e suas cargas. O campo magnético começa a agir no fluxo de partículas carregadas, e elas mudam a direção inicial do movimento perpendicular ao próprio campo.

Outro campo magnético pode ser chamado de eletrodinâmico, pois é formado próximo a partículas em movimento e afeta apenas partículas em movimento. Bem, é dinâmico devido ao fato de possuir uma estrutura especial em bíons giratórios em uma região do espaço. Uma carga elétrica em movimento comum pode fazê-los girar e se mover. Os bíons transmitem quaisquer interações possíveis nesta região do espaço. Portanto, a carga em movimento atrai um pólo de todos os bíons e faz com que eles girem. Só ele pode tirá-los de um estado de repouso, nada mais, porque outras forças não poderão influenciá-los.

Em um campo elétrico estão partículas carregadas que se movem muito rápido e podem viajar 300.000 km em apenas um segundo. A luz tem a mesma velocidade. Não existe campo magnético sem carga elétrica. Isso significa que as partículas estão incrivelmente relacionadas umas com as outras e existem em um campo eletromagnético comum. Ou seja, se houver alguma mudança no campo magnético, haverá mudanças no campo elétrico. Esta lei também é invertida.

Falamos muito sobre o campo magnético aqui, mas como você pode imaginar isso? Não podemos vê-lo a olho nu humano. Além disso, devido à propagação incrivelmente rápida do campo, não temos tempo para corrigi-lo com a ajuda de vários dispositivos. Mas para estudar algo, é preciso ter pelo menos alguma ideia disso. Muitas vezes também é necessário representar o campo magnético em diagramas. Para facilitar a compreensão, são desenhadas linhas de campo condicionais. De onde eles os tiraram? Eles foram inventados por uma razão.

Vamos tentar ver o campo magnético com a ajuda de pequenas limalhas de metal e um ímã comum. Vamos derramar essa serragem em uma superfície plana e introduzi-la na ação de um campo magnético. Então veremos que eles se moverão, girarão e se alinharão em um padrão ou padrão. A imagem resultante mostrará o efeito aproximado das forças em um campo magnético. Todas as forças e, portanto, as linhas de força são contínuas e fechadas neste lugar.

A agulha magnética tem características e propriedades semelhantes a uma bússola e é usada para determinar a direção das linhas de força. Se cair na zona de ação de um campo magnético, podemos ver a direção de ação das forças pelo seu pólo norte. Então vamos destacar várias conclusões daqui: o topo de um ímã permanente comum, do qual emanam as linhas de força, é designado pelo pólo norte do ímã. Considerando que o pólo sul denota o ponto onde as forças são fechadas. Bem, as linhas de força dentro do ímã não estão destacadas no diagrama.

O campo magnético, suas propriedades e características são bastante utilizadas, pois em muitos problemas ele deve ser levado em consideração e estudado. Este é o fenômeno mais importante na ciência da física. Coisas mais complexas estão inextricavelmente ligadas a ela, como a permeabilidade magnética e a indução. Para explicar todas as razões para o aparecimento de um campo magnético, é preciso confiar em fatos e confirmações científicas reais. Caso contrário, em problemas mais complexos, a abordagem errada pode violar a integridade da teoria.

Agora vamos dar exemplos. Todos nós conhecemos o nosso planeta. Você diz que não tem campo magnético? Você pode estar certo, mas os cientistas dizem que os processos e interações dentro do núcleo da Terra criam um enorme campo magnético que se estende por milhares de quilômetros. Mas qualquer campo magnético deve ter seus pólos. E eles existem, apenas localizados um pouco afastados do polo geográfico. Como o sentimos? Por exemplo, os pássaros desenvolveram habilidades de navegação e se orientam, em particular, pelo campo magnético. Assim, com sua ajuda, os gansos chegam sãos e salvos à Lapônia. Dispositivos de navegação especiais também usam esse fenômeno.

UM CAMPO MAGNÉTICO

O campo magnético é um tipo especial de matéria, invisível e intangível para os humanos,
existindo independentemente de nossa consciência.
Mesmo nos tempos antigos, os cientistas-pensadores adivinhavam que algo existe ao redor do ímã.

Agulha magnética.

Uma agulha magnética é um dispositivo necessário para estudar a ação magnética de uma corrente elétrica.
É um pequeno ímã montado na ponta da agulha, possui dois pólos: Norte e Sul. A agulha magnética pode girar livremente na ponta da agulha.
A extremidade norte da agulha magnética sempre aponta para o norte.
A linha que liga os pólos da agulha magnética é chamada de eixo da agulha magnética.
Uma agulha magnética semelhante está em qualquer bússola - um dispositivo para orientação no solo.

De onde se origina o campo magnético?

O experimento de Oersted (1820) - mostra como um condutor com corrente e uma agulha magnética interagem.

Quando o circuito elétrico é fechado, a agulha magnética se desvia de sua posição original, quando o circuito é aberto, a agulha magnética retorna à sua posição original.

No espaço ao redor de um condutor com corrente (e no caso geral ao redor de qualquer carga elétrica em movimento) surge um campo magnético.
As forças magnéticas deste campo atuam sobre a agulha e a giram.

Em geral, pode-se dizer
que um campo magnético surge em torno de cargas elétricas em movimento.
A corrente elétrica e o campo magnético são inseparáveis ​​um do outro.

INTERESSANTE O QUE...

Muitos corpos celestes - planetas e estrelas - têm seus próprios campos magnéticos.
No entanto, nossos vizinhos mais próximos - a Lua, Vênus e Marte - não têm um campo magnético,
semelhante à terra.
___

Gilbert descobriu que quando um pedaço de ferro é aproximado de um pólo de um ímã, o outro pólo começa a atrair mais fortemente. Esta ideia foi patenteada apenas 250 anos após a morte de Hilbert.

Na primeira metade dos anos 90, quando surgiram novas moedas georgianas - lari,
batedores de carteira locais tem ímãs,
Porque o metal do qual essas moedas foram feitas foi bem atraído por um ímã!

Se você pegar uma nota de um dólar na esquina e trazê-la para um ímã poderoso
(por exemplo, ferradura), criando um campo magnético não uniforme, um pedaço de papel
desviar para um dos pólos. Acontece que a cor da nota de dólar contém sais de ferro,
tendo propriedades magnéticas, então o dólar é atraído para um dos pólos do ímã.

Se você levar um grande ímã ao nível da bolha do carpinteiro, a bolha se moverá.
O fato é que o nível da bolha é preenchido com um líquido diamagnético. Quando tal líquido é colocado em um campo magnético, um campo magnético de direção oposta é criado dentro dele e é empurrado para fora do campo. Portanto, a bolha no líquido se aproxima do ímã.

VOCÊ DEVERIA SABER SOBRE ELES!

O organizador do negócio da bússola magnética na Marinha Russa era um conhecido cientista desviador,
capitão do 1º escalão, autor de trabalhos científicos sobre a teoria da bússola I.P. Belavan.
Membro de uma viagem de volta ao mundo na fragata "Pallada" e participante da Guerra da Criméia de 1853-56. ele foi o primeiro no mundo a desmagnetizar um navio (1863)
e resolveu o problema de instalar bússolas dentro de um submarino de ferro.
Em 1865 foi nomeado chefe do primeiro Observatório Compass do país em Kronstadt.

Para entender o que é uma característica de um campo magnético, muitos fenômenos devem ser definidos. Ao mesmo tempo, você precisa lembrar com antecedência como e por que ele aparece. Descubra qual é a característica de potência de um campo magnético. Também é importante que tal campo possa ocorrer não apenas em ímãs. A esse respeito, não custa mencionar as características do campo magnético da Terra.

Surgimento do campo

Para começar, é necessário descrever a aparência do campo. Depois disso, você pode descrever o campo magnético e suas características. Aparece durante o movimento de partículas carregadas. Pode afetar condutores especialmente condutores. A interação entre um campo magnético e cargas em movimento, ou condutores através dos quais a corrente flui, ocorre devido a forças chamadas eletromagnéticas.

A intensidade ou potência característica do campo magnético em um determinado ponto espacial é determinada usando indução magnética. Este último é indicado pelo símbolo B.

Representação gráfica do campo

O campo magnético e suas características podem ser representados graficamente usando linhas de indução. Essa definição é chamada de linhas, as tangentes às quais em qualquer ponto coincidirão com a direção do vetor y da indução magnética.

Essas linhas estão incluídas nas características do campo magnético e são usadas para determinar sua direção e intensidade. Quanto maior a intensidade do campo magnético, mais linhas de dados serão desenhadas.

O que são linhas magnéticas

As linhas magnéticas de condutores retos com corrente têm a forma de um círculo concêntrico, cujo centro está localizado no eixo desse condutor. A direção das linhas magnéticas próximas aos condutores com corrente é determinada pela regra da verruma, que soa assim: se a verruma estiver localizada de modo que seja parafusada no condutor na direção da corrente, a direção de rotação de a alça corresponde à direção das linhas magnéticas.

Para uma bobina com corrente, a direção do campo magnético também será determinada pela regra do verruma. Também é necessário girar a alça na direção da corrente nas voltas do solenóide. A direção das linhas de indução magnética corresponderá à direção do movimento de translação da verruma.

É a principal característica do campo magnético.

Criado por uma corrente, em condições iguais, o campo diferirá em sua intensidade em diferentes meios devido às diferentes propriedades magnéticas dessas substâncias. As propriedades magnéticas do meio são caracterizadas pela permeabilidade magnética absoluta. É medido em henries por metro (g/m).

A característica do campo magnético inclui a permeabilidade magnética absoluta do vácuo, chamada de constante magnética. O valor que determina quantas vezes a permeabilidade magnética absoluta do meio será diferente da constante é chamada de permeabilidade magnética relativa.

Permeabilidade magnética de substâncias

Esta é uma quantidade adimensional. Substâncias com um valor de permeabilidade inferior a um são chamadas de diamagnéticas. Nessas substâncias, o campo será mais fraco do que no vácuo. Essas propriedades estão presentes no hidrogênio, água, quartzo, prata, etc.

Meios com uma permeabilidade magnética maior que a unidade são chamados paramagnéticos. Nessas substâncias, o campo será mais forte do que no vácuo. Esses meios e substâncias incluem ar, alumínio, oxigênio, platina.

No caso de substâncias paramagnéticas e diamagnéticas, o valor da permeabilidade magnética não dependerá da voltagem do campo magnetizante externo. Isso significa que o valor é constante para uma determinada substância.

Os ferroímãs pertencem a um grupo especial. Para essas substâncias, a permeabilidade magnética atingirá vários milhares ou mais. Essas substâncias, que possuem a propriedade de serem magnetizadas e amplificarem o campo magnético, são amplamente utilizadas na engenharia elétrica.

Força de campo

Para determinar as características do campo magnético, juntamente com o vetor de indução magnética, pode-se usar um valor chamado intensidade do campo magnético. Este termo define a intensidade do campo magnético externo. A direção do campo magnético em um meio com as mesmas propriedades em todas as direções, o vetor de intensidade coincidirá com o vetor de indução magnética no ponto do campo.

As forças dos ferroímãs são explicadas pela presença neles de pequenas peças arbitrariamente magnetizadas, que podem ser representadas como pequenos ímãs.

Na ausência de um campo magnético, uma substância ferromagnética pode não ter propriedades magnéticas pronunciadas, uma vez que os campos de domínio adquirem orientações diferentes e seu campo magnético total é zero.

De acordo com a principal característica do campo magnético, se um ferroímã for colocado em um campo magnético externo, por exemplo, em uma bobina com corrente, sob a influência do campo externo, os domínios girarão na direção do campo externo . Além disso, o campo magnético na bobina aumentará e a indução magnética aumentará. Se o campo externo for suficientemente fraco, então apenas uma parte de todos os domínios cujos campos magnéticos se aproximam da direção do campo externo serão invertidos. À medida que a força do campo externo aumenta, o número de domínios girados aumentará e, em um determinado valor da tensão do campo externo, quase todas as partes serão giradas para que os campos magnéticos estejam localizados na direção do campo externo. Este estado é chamado de saturação magnética.

Relação entre indução magnética e intensidade

A relação entre a indução magnética de uma substância ferromagnética e a força de um campo externo pode ser representada usando um gráfico chamado curva de magnetização. Na curva do gráfico da curva, a taxa de aumento da indução magnética diminui. Após uma curva, onde a tensão atinge um determinado valor, ocorre a saturação e a curva sobe levemente, adquirindo gradualmente a forma de uma linha reta. Nesta seção, a indução ainda está crescendo, mas lentamente e apenas devido ao aumento da força do campo externo.

A dependência gráfica desses indicadores não é direta, o que significa que sua relação não é constante, e a permeabilidade magnética do material não é um indicador constante, mas depende do campo externo.

Alterações nas propriedades magnéticas dos materiais

Com um aumento na intensidade da corrente até a saturação total em uma bobina com núcleo ferromagnético e sua subsequente diminuição, a curva de magnetização não coincidirá com a curva de desmagnetização. Com intensidade zero, a indução magnética não terá o mesmo valor, mas adquirirá algum indicador chamado indução magnética residual. A situação com o atraso da indução magnética da força de magnetização é chamada de histerese.

Para desmagnetizar completamente o núcleo ferromagnético na bobina, é necessário fornecer uma corrente reversa, que criará a tensão necessária. Para diferentes substâncias ferromagnéticas, é necessário um segmento de diferentes comprimentos. Quanto maior, mais energia é necessária para a desmagnetização. O valor no qual o material é completamente desmagnetizado é chamado de força coercitiva.

Com um aumento adicional na corrente na bobina, a indução aumentará novamente até o índice de saturação, mas com uma direção diferente das linhas magnéticas. Ao desmagnetizar na direção oposta, a indução residual será obtida. O fenômeno do magnetismo residual é usado para criar ímãs permanentes a partir de substâncias com alto magnetismo residual. A partir de substâncias que possuem a capacidade de remagnetização, são criados núcleos para máquinas e dispositivos elétricos.

regra da mão esquerda

A força que atua sobre um condutor com corrente tem uma direção determinada pela regra da mão esquerda: quando a palma da mão virgem está localizada de tal forma que as linhas magnéticas nela entram, e quatro dedos são estendidos na direção do corrente no condutor, o polegar dobrado indicará a direção da força. Esta força é perpendicular ao vetor de indução e à corrente.

Um condutor portador de corrente movendo-se em um campo magnético é considerado um protótipo de um motor elétrico, que transforma energia elétrica em energia mecânica.

Regra da mão direita

Durante o movimento do condutor em um campo magnético, uma força eletromotriz é induzida em seu interior, que tem um valor proporcional à indução magnética, ao comprimento do condutor envolvido e à velocidade de seu movimento. Essa dependência é chamada de indução eletromagnética. Ao determinar a direção da EMF induzida no condutor, a regra da mão direita é usada: quando a mão direita está localizada da mesma maneira que no exemplo da esquerda, as linhas magnéticas entram na palma e o polegar indica a direção de movimento do condutor, os dedos estendidos indicam a direção da EMF induzida. Um condutor movendo-se em um fluxo magnético sob a influência de uma força mecânica externa é o exemplo mais simples de um gerador elétrico no qual a energia mecânica é convertida em energia elétrica.

Pode ser formulado de forma diferente: em um circuito fechado, um EMF é induzido, com qualquer mudança no fluxo magnético coberto por este circuito, o EDE no circuito é numericamente igual à taxa de variação do fluxo magnético que cobre este circuito.

Este formulário fornece um indicador EMF médio e indica a dependência do EMF não no fluxo magnético, mas na taxa de sua mudança.

Lei de Lenz

Você também precisa se lembrar da lei de Lenz: a corrente induzida por uma mudança no campo magnético que passa pelo circuito, com seu campo magnético, impede essa mudança. Se as espiras da bobina são perfuradas por fluxos magnéticos de diferentes magnitudes, então a EMF induzida em toda a bobina é igual à soma da EMF em diferentes espiras. A soma dos fluxos magnéticos de diferentes espiras da bobina é chamada de ligação de fluxo. A unidade de medida desta grandeza, assim como o fluxo magnético, é weber.

Quando a corrente elétrica no circuito muda, o fluxo magnético criado por ele também muda. Neste caso, de acordo com a lei da indução eletromagnética, um EMF é induzido dentro do condutor. Aparece em conexão com uma mudança na corrente no condutor, portanto, esse fenômeno é chamado de auto-indução, e o EMF induzido no condutor é chamado de EMF de auto-indução.

A ligação de fluxo e o fluxo magnético dependem não apenas da força da corrente, mas também do tamanho e da forma de um determinado condutor e da permeabilidade magnética da substância circundante.

indutância do condutor

O coeficiente de proporcionalidade é chamado de indutância do condutor. Denota a capacidade de um condutor para criar ligação de fluxo quando a eletricidade passa por ele. Este é um dos principais parâmetros dos circuitos elétricos. Para certos circuitos, a indutância é uma constante. Dependerá do tamanho do contorno, da sua configuração e da permeabilidade magnética do meio. Nesse caso, a intensidade da corrente no circuito e o fluxo magnético não importarão.

As definições e fenômenos acima fornecem uma explicação do que é um campo magnético. As principais características do campo magnético também são dadas, com a ajuda das quais é possível definir esse fenômeno.

Ainda nos lembramos do campo magnético da escola, é isso mesmo, "aparece" na memória de nem todos. Vamos atualizar o que passamos e talvez contar algo novo, útil e interessante.

Determinação do campo magnético

Um campo magnético é um campo de força que atua sobre cargas elétricas em movimento (partículas). Devido a este campo de força, os objetos são atraídos uns pelos outros. Existem dois tipos de campos magnéticos:

1. Gravitacional - é formado exclusivamente perto de partículas elementares e viruetsya em sua força com base nas características e estrutura dessas partículas.
2. Dinâmico, produzido em objetos com cargas elétricas em movimento (transmissores de corrente, substâncias magnetizadas).

Pela primeira vez, a designação de campo magnético foi introduzida por M. Faraday em 1845, embora seu significado fosse um pouco errôneo, pois acreditava-se que tanto os efeitos e as interações elétricas quanto os magnéticos são baseados no mesmo campo material. Mais tarde, em 1873, D. Maxwell “apresentou” a teoria quântica, na qual esses conceitos começaram a ser separados, e o campo de força anteriormente derivado foi chamado de campo eletromagnético.

Como surge um campo magnético?

Os campos magnéticos de vários objetos não são percebidos pelo olho humano, e apenas sensores especiais podem corrigi-lo. A fonte do aparecimento de um campo de força magnética em escala microscópica é o movimento de micropartículas magnetizadas (carregadas), que são:

• íons;
• elétrons;
• prótons.

Seu movimento ocorre devido ao momento magnético de spin, que está presente em cada micropartícula.

Campo magnético, onde pode ser encontrado?

Não importa o quão estranho possa parecer, mas quase todos os objetos ao nosso redor têm seu próprio campo magnético. Embora no conceito de muitos, apenas um seixo chamado ímã tenha um campo magnético, que atrai objetos de ferro para si. Na verdade, a força de atração está em todos os objetos, ela só se manifesta em uma valência inferior.

Também deve ser esclarecido que o campo de força, chamado magnético, aparece apenas sob a condição de que cargas ou corpos elétricos estejam em movimento.

Cargas imóveis têm um campo de força elétrica (também pode estar presente em cargas em movimento). Acontece que as fontes do campo magnético são:

• imãs permanentes;
• cobranças móveis.

Campo magnético e suas características

Plano de aula:

Campo magnético, suas propriedades e características.

Um campo magnético- a forma de existência da matéria em torno de cargas elétricas em movimento (condutores com corrente, ímãs permanentes).

Esse nome se deve ao fato de que, como o físico dinamarquês Hans Oersted descobriu em 1820, tem um efeito de orientação sobre a agulha magnética. Experiência de Oersted: uma agulha magnética foi colocada sob um fio com corrente, girando sobre uma agulha. Quando a corrente foi ligada, ela foi instalada perpendicular ao fio; ao mudar a direção da corrente, ela girava na direção oposta.

As principais propriedades do campo magnético:

gerado por cargas elétricas em movimento, condutores com corrente, ímãs permanentes e um campo elétrico alternado;

atua com força sobre cargas elétricas em movimento, condutores com corrente, corpos magnetizados;

um campo magnético alternado gera um campo elétrico alternado.

Decorre da experiência de Oersted que o campo magnético é direcional e deve ter uma característica de força vetorial. É designado e chamado de indução magnética.

O campo magnético é representado graficamente usando linhas magnéticas de força ou linhas de indução magnética. força magnética linhas são chamadas de linhas ao longo das quais limalhas de ferro ou eixos de pequenas setas magnéticas estão localizadas em um campo magnético. Em cada ponto de tal linha, o vetor é direcionado tangencialmente.

As linhas de indução magnética são sempre fechadas, o que indica a ausência de cargas magnéticas na natureza e a natureza vórtice do campo magnético.

Convencionalmente, eles saem do pólo norte do ímã e entram no sul. A densidade das linhas é escolhida de modo que o número de linhas por unidade de área perpendicular ao campo magnético seja proporcional à magnitude da indução magnética.

H

Solenóide magnético com corrente

A direção das linhas é determinada pela regra do parafuso direito. Solenóide - uma bobina com corrente, cujas voltas estão localizadas próximas umas das outras, e o diâmetro da volta é muito menor que o comprimento da bobina.

O campo magnético dentro do solenóide é uniforme. Um campo magnético é dito homogêneo se o vetor é constante em qualquer ponto.

O campo magnético de um solenóide é semelhante ao campo magnético de um ímã de barra.

A PARTIR DE

O olenóide com corrente é um eletroímã.

A experiência mostra que para um campo magnético, assim como para um campo elétrico, princípio de superposição: a indução do campo magnético criado por várias correntes ou cargas em movimento é igual à soma vetorial das induções dos campos magnéticos criados por cada corrente ou carga:

O vetor é inserido de 3 maneiras:

a) da lei de Ampère;

b) pela ação de um campo magnético sobre uma espira com corrente;

c) da expressão para a força de Lorentz.

MAS mper estabeleceu experimentalmente que a força com que o campo magnético atua sobre o elemento do condutor com corrente I, localizado em um campo magnético, é diretamente proporcional à força

corrente I e o produto vetorial do elemento de comprimento e a indução magnética:

- Lei de Ampère

H
a direção do vetor pode ser encontrada de acordo com as regras gerais do produto vetorial, das quais segue a regra da mão esquerda: se a palma da mão esquerda estiver posicionada de modo que as linhas de força magnéticas entrem nela, e 4 estendidas dedos são direcionados ao longo da corrente, então o polegar dobrado mostrará a direção da força.

A força que atua em um fio de comprimento finito pode ser encontrada integrando ao longo de todo o comprimento.

Para I = const, B=const, F = BIlsin

Se  =90 0 , F = BIl

Indução de campo magnético- uma grandeza física vetorial numericamente igual à força que atua em um campo magnético uniforme sobre um condutor de comprimento unitário com corrente unitária, localizado perpendicularmente às linhas do campo magnético.

1Tl é a indução de um campo magnético homogêneo, no qual uma força de 1N atua sobre um condutor de 1m de comprimento com uma corrente de 1A, localizada perpendicularmente às linhas do campo magnético.

Até agora, consideramos macrocorrentes fluindo em condutores. No entanto, de acordo com a suposição de Ampere, em qualquer corpo existem correntes microscópicas devido ao movimento dos elétrons nos átomos. Essas correntes moleculares microscópicas criam seu próprio campo magnético e podem transformar os campos de macrocorrentes, criando um campo magnético adicional no corpo. O vetor caracteriza o campo magnético resultante criado por todas as macro e microcorrentes, ou seja, para a mesma macrocorrente, o vetor em diferentes meios tem valores diferentes.

O campo magnético das macrocorrentes é descrito pelo vetor de intensidade magnética.

Para um meio isotrópico homogêneo

,

 0 \u003d 410 -7 H / m - constante magnética,  0 \u003d 410 -7 N / A 2,

 - permeabilidade magnética do meio, mostrando quantas vezes o campo magnético das macrocorrentes muda devido ao campo das microcorrentes do meio.

fluxo magnético. Teorema de Gauss para o fluxo magnético.

fluxo vetorial(fluxo magnético) através da almofada dSé chamado de valor escalar igual a

onde é a projeção na direção da normal ao local;

 - ângulo entre vetores e .

elemento de superfície direcional,

O fluxo vetorial é uma grandeza algébrica,

E se - ao sair da superfície;

E se - na entrada da superfície.

O fluxo do vetor de indução magnética através de uma superfície arbitrária S é igual a

Para um campo magnético uniforme =const,

1 Wb - fluxo magnético que passa por uma superfície plana de 1 m 2 localizada perpendicularmente a um campo magnético uniforme, cuja indução é igual a 1 T.

O fluxo magnético através da superfície S é numericamente igual ao número de linhas de campo magnético que atravessam a superfície dada.

Como as linhas de indução magnética são sempre fechadas, para uma superfície fechada o número de linhas que entram na superfície (Ф 0), portanto, o fluxo total de indução magnética através de uma superfície fechada é zero.

- Teorema de Gauss: o fluxo do vetor de indução magnética através de qualquer superfície fechada é zero.

Este teorema é uma expressão matemática do fato de que na natureza não existem cargas magnéticas nas quais as linhas de indução magnética começariam ou terminariam.

Lei de Biot-Savart-Laplace e sua aplicação ao cálculo de campos magnéticos.

O campo magnético de correntes contínuas de várias formas foi estudado em detalhes por fr. cientistas Biot e Savart. Eles descobriram que em todos os casos a indução magnética em um ponto arbitrário é proporcional à intensidade da corrente, depende da forma, das dimensões do condutor, da localização deste ponto em relação ao condutor e do meio.

Os resultados destas experiências foram resumidos por fr. matemático Laplace, que levou em conta a natureza vetorial da indução magnética e levantou a hipótese de que a indução em cada ponto é, de acordo com o princípio da superposição, a soma vetorial das induções dos campos magnéticos elementares criados por cada seção desse condutor.

Laplace em 1820 formulou uma lei, que foi chamada de lei de Biot-Savart-Laplace: cada elemento de um condutor com corrente cria um campo magnético, cujo vetor de indução em algum ponto arbitrário K é determinado pela fórmula:

- Lei de Biot-Savart-Laplace.

Segue da lei de Biot-Sovar-Laplace que a direção do vetor coincide com a direção do produto vetorial. A mesma direção é dada pela regra do parafuso direito (verruma).

Dado que ,

Elemento condutor co-direcional com corrente;

Vetor de raio conectando com o ponto K;

A lei de Biot-Savart-Laplace é de importância prática, porque permite encontrar em um determinado ponto no espaço a indução do campo magnético da corrente que flui através do condutor de tamanho finito e forma arbitrária.

Para uma corrente arbitrária, tal cálculo é um problema matemático complexo. No entanto, se a distribuição de corrente tiver uma certa simetria, a aplicação do princípio da superposição juntamente com a lei de Biot-Savart-Laplace torna possível calcular campos magnéticos específicos de forma relativamente simples.

Vejamos alguns exemplos.

A. Campo magnético de um condutor retilíneo com corrente.

para um condutor de comprimento finito:

para um condutor de comprimento infinito:  1 = 0,  2 = 

B. Campo magnético no centro da corrente circular:

=90 0 , sen=1,

Oersted em 1820 descobriu experimentalmente que a circulação em um circuito fechado em torno de um sistema de macrocorrentes é proporcional à soma algébrica dessas correntes. O coeficiente de proporcionalidade depende da escolha do sistema de unidades e no SI é igual a 1.

C
a circulação de um vetor é chamada de integral de malha fechada.

Essa fórmula é chamada teorema da circulação ou lei da corrente total:

a circulação do vetor de intensidade do campo magnético ao longo de um circuito fechado arbitrário é igual à soma algébrica das macrocorrentes (ou corrente total) cobertas por este circuito. seu características No espaço que envolve as correntes e os ímãs permanentes, há uma força campo chamado magnético. Disponibilidade magnético Campos Aparece...

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