Existem dois tipos principais de ímãs: permanentes e eletroímãs. É possível determinar o que é um ímã permanente com base em sua propriedade principal. O ímã permanente recebe esse nome pelo fato de seu magnetismo estar sempre "ligado". Ele gera seu próprio campo magnético, ao contrário de um eletroímã, que é feito de fio enrolado em um núcleo de ferro e requer que a corrente flua para criar um campo magnético.

História do estudo das propriedades magnéticas

Séculos atrás, as pessoas descobriram que alguns tipos de rochas têm características originais: são atraídas por objetos de ferro. A menção à magnetita é encontrada em antigas crônicas históricas: há mais de dois mil anos na Europa e muito antes no Leste Asiático. A princípio, foi avaliado como um objeto curioso.

Mais tarde, a magnetita foi usada para navegação, descobrindo que ela tende a tomar uma certa posição quando é dada a liberdade de girar. Um estudo científico de P. Peregrine no século 13 mostrou que o aço poderia adquirir essas características após ser esfregado com magnetita.

Objetos magnetizados tinham dois pólos: "norte" e "sul", em relação ao campo magnético da Terra. Como Peregrine descobriu, não era possível isolar um dos pólos cortando um fragmento de magnetita em dois - cada fragmento separado tinha seu próprio par de pólos como resultado.

De acordo com as idéias atuais, o campo magnético dos ímãs permanentes é a orientação resultante dos elétrons em uma única direção. Apenas alguns tipos de materiais interagem com campos magnéticos, um número muito menor deles é capaz de manter um campo magnético constante.

Propriedades dos ímãs permanentes

As principais propriedades dos ímãs permanentes e o campo que eles criam são:

• a existência de dois pólos;
• pólos opostos se atraem e pólos semelhantes se repelem (como cargas positivas e negativas);
• a força magnética se propaga imperceptivelmente no espaço e passa pelos objetos (papel, madeira);
• há um aumento na intensidade de MF próximo aos polos.

Os ímãs permanentes suportam MT sem ajuda externa. Os materiais, dependendo das propriedades magnéticas, são divididos nos principais tipos:

• ferromagnetos - facilmente magnetizados;
• paraímãs - magnetizados com grande dificuldade;
• diamagnets - tendem a refletir o MF externo por magnetização na direção oposta.

Importante! Materiais magnéticos macios, como o aço, conduzem o magnetismo quando presos a um ímã, mas isso para quando ele é removido. Os ímãs permanentes são feitos de materiais magneticamente duros.

Como funciona um ímã permanente

Seu trabalho está relacionado à estrutura atômica. Todos os ferroímãs criam um campo magnético natural, embora fraco, graças aos elétrons que cercam os núcleos dos átomos. Esses grupos de átomos são capazes de se orientar em uma única direção e são chamados de domínios magnéticos. Cada domínio tem dois pólos: norte e sul. Quando um material ferromagnético não é magnetizado, suas regiões são orientadas em direções aleatórias e seus MFs se cancelam.

Para criar ímãs permanentes, os ferroímãs são aquecidos a temperaturas muito altas e submetidos a um forte campo magnético externo. Isso leva ao fato de que os domínios magnéticos individuais dentro do material começam a se orientar na direção do MF externo até que todos os domínios se alinhem, atingindo o ponto de saturação magnética. O material é então resfriado e os domínios alinhados são travados na posição. Após a remoção do MF externo, materiais magneticamente duros reterão a maior parte de seus domínios, criando um ímã permanente.

Características de um ímã permanente

1. A força magnética é caracterizada por indução magnética residual. Designado Br. Esta é a força que permanece após o desaparecimento do MT externo. Medida em testes (Tl) ou gauss (Gs);
2. Coercividade ou resistência à desmagnetização - Ns. Medido em A / m. Mostra qual deve ser a intensidade do MF externo para desmagnetizar o material;
3. Energia máxima - BHmax. Calculado multiplicando a força magnética residual Br e a coercividade Hc. Medido em MGSE (megagaussersted);
4. O coeficiente de temperatura da força magnética residual é Тс de Br. Caracteriza a dependência de Br com o valor da temperatura;
5. Tmax é o maior valor de temperatura em que os ímãs permanentes perdem suas propriedades com possibilidade de recuperação reversa;
6. Tcur é o valor de temperatura mais alto no qual o material magnético perde permanentemente suas propriedades. Este indicador é chamado de temperatura Curie.

As características individuais de um ímã mudam com a temperatura. Em diferentes temperaturas, diferentes tipos de materiais magnéticos funcionam de maneira diferente.

Importante! Todos os ímãs permanentes perdem uma porcentagem de magnetismo à medida que a temperatura aumenta, mas em uma taxa diferente, dependendo do tipo.

Tipos de ímãs permanentes

Existem cinco tipos de ímãs permanentes no total, cada um dos quais é feito de maneira diferente com base em materiais com propriedades diferentes:

• alnico;
• ferrites;
• SmCo de terras raras à base de cobalto e samário;
• neodímio;
• polimérico.

Alnico

Estes são ímãs permanentes compostos principalmente de uma combinação de alumínio, níquel e cobalto, mas também podem incluir cobre, ferro e titânio. Devido às propriedades dos ímãs de Alnico, eles podem operar em temperaturas mais altas, mantendo seu magnetismo, no entanto, desmagnetizam mais facilmente do que a ferrite ou o SmCo de terras raras. Eles foram os primeiros ímãs permanentes produzidos em massa, substituindo metais magnetizados e eletroímãs caros.

Inscrição:

• motores elétricos;
• tratamento térmico;
• rolamentos;
• veículos aeroespaciais;
• equipamento militar;
• equipamentos de carga e descarga de alta temperatura;
• microfones.

Ferritas

Para a fabricação de ímãs de ferrite, também conhecidos como cerâmicos, são utilizados carbonato de estrôncio e óxido de ferro na proporção de 10/90. Ambos os materiais são abundantes e economicamente disponíveis.

Devido aos baixos custos de produção, resistência ao calor (até 250°C) e corrosão, os ímãs de ferrite são um dos mais populares para o uso diário. Eles têm maior coercividade interna do que o alnico, mas menos força magnética do que os de neodímio.

Inscrição:

• alto-falantes de som;
• Sistemas de segurança;
• ímãs de placas grandes para remover a contaminação por ferro das linhas de processo;
• motores e geradores elétricos;
• Instrumentos médicos;
• ímãs de elevação;
• ímãs de busca marítima;
• dispositivos baseados na operação de correntes parasitas;
• interruptores e relés;
• freios.

Ímãs de terras raras SmCo

Os ímãs de cobalto e samário operam em uma ampla faixa de temperatura, possuem altos coeficientes de temperatura e alta resistência à corrosão. Este tipo mantém suas propriedades magnéticas mesmo em temperaturas abaixo do zero absoluto, tornando-os populares para uso em aplicações criogênicas.

Inscrição:

• turbotécnicos;
• acoplamentos de bombas;
• ambientes úmidos;
• dispositivos de alta temperatura;
• carros de corrida elétricos em miniatura;
• dispositivos eletrônicos para operação em condições críticas.

Ímãs de neodímio

Os ímãs mais fortes existentes, constituídos por uma liga de neodímio, ferro e boro. Devido à sua enorme força, até os ímãs em miniatura são eficazes. Isso proporciona versatilidade de uso. Cada pessoa está constantemente ao lado de um dos ímãs de neodímio. Eles estão, por exemplo, em um smartphone. A fabricação de motores elétricos, equipamentos médicos, eletrônicos de rádio dependem de ímãs de neodímio para serviços pesados. Devido à sua super força, enorme força magnética e resistência à desmagnetização, podem ser produzidas amostras de até 1 mm.

Inscrição:

• Discos rígidos;
• dispositivos de reprodução de som - microfones, sensores acústicos, fones de ouvido, alto-falantes;
• próteses;
• bombas de acoplamento magnético;
• fechos de portas;
• motores e geradores;
• fechaduras em jóias;
• scanners de ressonância magnética;
• magnetoterapia;
• Sensores ABS em automóveis;
• equipamento de elevação;
• separadores magnéticos;
• interruptores de palheta, etc.

Os ímãs flexíveis contêm partículas magnéticas dentro de um aglutinante de polímero. Eles são usados ​​para dispositivos exclusivos onde é impossível instalar análogos sólidos.

Inscrição:

• publicidade display - fixação rápida e remoção rápida em exposições e eventos;
• placas de veículos, painéis escolares educacionais, logotipos de empresas;
• brinquedos, quebra-cabeças e jogos;
• superfícies de mascaramento para pintura;
• calendários e marcadores magnéticos;
• vedações de portas e janelas.

A maioria dos ímãs permanentes são frágeis e não devem ser usados ​​como elementos estruturais. São fabricados em formas padronizadas: anéis, varetas, discos e individuais: trapézios, arcos, etc. titânio, borracha e outros materiais.

Vídeo

a) Informações gerais. Para criar um campo magnético constante em vários dispositivos elétricos, são usados ​​ímãs permanentes, feitos de materiais magneticamente duros com um amplo circuito de histerese (Fig. 5.6).

O trabalho de um ímã permanente ocorre na área de H = 0 antes da H \u003d - H s. Esta parte do loop é chamada de curva de desmagnetização.

Considere as relações básicas em um ímã permanente, que tem a forma de um toróide com uma pequena lacuna b(fig.5.6). Devido à forma de um toróide e um pequeno intervalo, os fluxos dispersos em tal ímã podem ser desprezados. Se o intervalo for pequeno, o campo magnético nele pode ser considerado uniforme.

Fig.5.6. Curva de Desmagnetização de Ímã Permanente

Se a flambagem for desprezada, então a indução na folga NO & e dentro do ímã NO são os mesmos.

Com base na lei da corrente total na integração em malha fechada 1231 arroz. Nós temos:

Fig.5.7. Ímã permanente em forma de toróide

Assim, a intensidade do campo no intervalo é direcionada oposta à intensidade do campo no corpo do ímã. Para um eletroímã DC com forma semelhante ao circuito magnético, sem levar em conta a saturação, você pode escrever:.

Comparando pode-se ver que no caso de um ímã permanente n. c, que cria um fluxo na folga de trabalho, é o produto da tensão no corpo do ímã e seu comprimento com o sinal oposto - Hl.

Aproveitando o fato de que

, (5.29)

, (5.30)

Onde S- a área do poste; - condutividade do entreferro.

A equação é a equação de uma linha reta que passa pela origem no segundo quadrante em um ângulo a com o eixo H. Dada a escala de indução lata e tensão t n o ângulo a é definido pela igualdade

Como a indução e a intensidade do campo magnético no corpo de um ímã permanente estão conectadas por uma curva de desmagnetização, a interseção dessa linha reta com a curva de desmagnetização (ponto MAS na Fig.5.6) e determina o estado do núcleo em um determinado intervalo.

Com circuito fechado e

Com crescimento b condutividade da folga de trabalho e tga diminui, a indução na folga de trabalho diminui e a intensidade do campo dentro do ímã aumenta.

Uma das características importantes de um ímã permanente é a energia do campo magnético na folga de trabalho Wt. Considerando que o campo na lacuna é uniforme,

Substituindo valor H Nós temos:

, (5.35)

onde V M é o volume do corpo magnético.

Assim, a energia na folga de trabalho é igual à energia dentro do ímã.

Dependência do produto B(-H) na função de indução é mostrado na Fig.5.6. Obviamente, para o ponto C, onde B(-H) atinge seu valor máximo, a energia no entreferro também atinge seu valor máximo e, do ponto de vista do uso de um ímã permanente, esse ponto é o ideal. Pode-se mostrar que o ponto C correspondente ao máximo do produto é o ponto de interseção com a curva de desmagnetização do feixe OK, através de um ponto com coordenadas e .

Vamos considerar com mais detalhes a influência do gap b pela quantidade de indução NO(fig.5.6). Se a magnetização do ímã foi realizada com uma folga b, então após a remoção do campo externo no corpo do ímã, será estabelecida uma indução correspondente ao ponto MAS. A posição deste ponto é determinada pelo gap b.

Diminua a diferença para o valor , então

. (5.36)

Com a diminuição do gap, a indução no corpo do ímã aumenta, no entanto, o processo de alteração da indução não segue a curva de desmagnetização, mas ao longo do ramo de um loop de histerese privado AMD. Indução NO 1 é determinado pelo ponto de intersecção deste ramo com um raio desenhado em ângulo com o eixo - H(ponto D).

Se aumentarmos a diferença novamente para o valor b, então a indução cairá para o valor NO, e dependência B (H) será determinado pela filial ADN loop de histerese privado. Geralmente loop de histerese parcial AMDNA estreito o suficiente e substituído por um reto DE ANÚNCIOS, que é chamada de linha de retorno. A inclinação para o eixo horizontal (+ H) desta linha é chamada de coeficiente de retorno:

. (5.37)

A característica de desmagnetização de um material geralmente não é fornecida na íntegra, mas apenas os valores de indução de saturação são fornecidos. Bs, indução residual Em g, força coercitiva N s. Para calcular um ímã, é necessário conhecer toda a curva de desmagnetização, que para a maioria dos materiais magneticamente duros é bem aproximada pela fórmula

A curva de desmagnetização dada por (5.30) pode ser facilmente traçada graficamente se soubermos B s , B r .

b) Determinação do fluxo na folga de trabalho para um determinado circuito magnético. Em um sistema real com ímã permanente, o fluxo na folga de trabalho difere do fluxo na seção neutra (no meio do ímã) devido à presença de fluxos dispersos e de flambagem (Fig.).

O fluxo na seção neutra é igual a:

, (5.39)

onde é o fluxo na seção neutra;

Fluxo abaulado nos pólos;

Espalhamento de fluxo;

fluxo de trabalho.

O coeficiente de espalhamento o é determinado pela igualdade

Se aceitarmos que flui criado pela mesma diferença de potencial magnético, então

. (5.41)

Encontramos a indução na seção neutra definindo:

,

e usando a curva de desmagnetização Fig.5.6. A indução na folga de trabalho é igual a:

uma vez que o fluxo na folga de trabalho é várias vezes menor que o fluxo na seção neutra.

Muitas vezes, a magnetização do sistema ocorre em um estado desmontado, quando a condutividade da folga de trabalho é reduzida devido à ausência de peças feitas de material ferromagnético. Nesse caso, o cálculo é realizado usando um retorno direto. Se os fluxos de fuga forem significativos, recomenda-se que o cálculo seja realizado por seções, bem como no caso de um eletroímã.

Fluxos dispersos em ímãs permanentes desempenham um papel muito maior do que em eletroímãs. O fato é que a permeabilidade magnética dos materiais magnéticos duros é muito menor do que a dos materiais magnéticos macios, dos quais são feitos os sistemas para eletroímãs. Os fluxos dispersos causam uma queda significativa no potencial magnético ao longo do ímã permanente e reduzem n. c e, portanto, o fluxo na folga de trabalho.

O coeficiente de dissipação dos sistemas completos varia em uma faixa bastante ampla. O cálculo do coeficiente de espalhamento e dos fluxos de espalhamento está associado a grandes dificuldades. Portanto, ao desenvolver um novo projeto, recomenda-se determinar o valor do coeficiente de espalhamento em um modelo especial no qual o ímã permanente é substituído por um eletroímã. O enrolamento de magnetização é escolhido de forma a obter o fluxo necessário na folga de trabalho.

Fig.5.8. Circuito magnético com ímã permanente e fluxos de fuga e flambagem

c) Determinar as dimensões do ímã de acordo com a indução necessária na folga de trabalho. Esta tarefa é ainda mais difícil do que determinar o fluxo com dimensões conhecidas. Ao escolher as dimensões de um circuito magnético, geralmente se esforça para garantir que a indução Em 0 e tensão H 0 na seção neutra correspondeu ao valor máximo do produto N 0 V 0 . Nesse caso, o volume do ímã será mínimo. As seguintes recomendações são dadas para a escolha dos materiais. Se for necessário obter um grande valor de indução em grandes intervalos, o material mais adequado é o magnico. Se for necessário criar pequenas induções com uma grande lacuna, o alnisi pode ser recomendado. Com pequenas folgas de trabalho e um grande valor de indução, é aconselhável usar um alni.

A seção transversal do ímã é selecionada a partir das seguintes considerações. A indução na seção neutra é escolhida igual a Em 0. Então o fluxo na seção neutra

,

onde é a seção transversal do ímã

.
Valores de indução no intervalo de trabalho Em R e a área do polo recebem valores. O mais difícil é determinar o valor do coeficiente espalhamento. Seu valor depende do design e indução no núcleo. Se a seção transversal do ímã for grande, vários ímãs conectados em paralelo serão usados. O comprimento do ímã é determinado a partir da condição para criar o NS necessário. na folga de trabalho com tensão no corpo do ímã H 0:

Onde b p - o valor da folga de trabalho.

Depois de escolher as dimensões principais e projetar o ímã, é realizado um cálculo de verificação de acordo com o método descrito anteriormente.

d) Estabilização das características do ímã. Durante a operação do ímã, observa-se uma diminuição do fluxo na folga de trabalho do sistema - o envelhecimento do ímã. Há envelhecimento estrutural, mecânico e magnético.

O envelhecimento estrutural ocorre devido ao fato de que, após o endurecimento do material, surgem tensões internas, o material adquire uma estrutura não homogênea. No processo de trabalho, o material se torna mais homogêneo, as tensões internas desaparecem. Neste caso, a indução residual Em t e força coercitiva N s diminuir. Para combater o envelhecimento estrutural, o material é submetido a tratamento térmico na forma de têmpera. Neste caso, as tensões internas no material desaparecem. Suas características tornam-se mais estáveis. As ligas de alumínio-níquel (alni, etc.) não requerem estabilização estrutural.

O envelhecimento mecânico ocorre com choque e vibração do ímã. Para tornar o ímã insensível a influências mecânicas, ele é submetido a um envelhecimento artificial. Os corpos de prova magnéticos estão sujeitos a choques e vibrações encontrados em operação antes da instalação no aparelho.

O envelhecimento magnético é uma mudança nas propriedades de um material sob a influência de campos magnéticos externos. Um campo externo positivo aumenta a indução ao longo da linha de retorno e um campo negativo a reduz ao longo da curva de desmagnetização. Para tornar o ímã mais estável, ele é submetido a um campo de desmagnetização, após o qual o ímã opera em uma linha de retorno. Devido à menor inclinação da linha de retorno, a influência de campos externos é reduzida. Ao calcular sistemas magnéticos com ímãs permanentes, deve-se levar em consideração que, no processo de estabilização, o fluxo magnético diminui em 10 a 15%.

Os sistemas de comutação de fluxo magnético são baseados na comutação de fluxo magnético em relação a bobinas destacáveis.
A essência dos dispositivos CE considerados na Internet é que existe um ímã pelo qual pagamos uma vez e existe um campo magnético do ímã pelo qual ninguém paga dinheiro.
A questão é que é necessário em transformadores com comutação de fluxos magnéticos criar tais condições sob as quais o campo magnético se torne controlável e nós o direcionamos. interromper. redirecionar assim. para que a energia para comutação seja mínima ou gratuita

A fim de considerar opções para esses sistemas, decidi estudar e trazer meus pensamentos sobre novas ideias.

Para começar, eu queria ver quais propriedades magnéticas um material ferromagnético tem, etc. Materiais magnéticos têm uma força coercitiva.

Assim, a força coercitiva obtida do ciclo, ou do ciclo, é considerada. são designados respectivamente

A força coercitiva é sempre maior. Este fato é explicado pelo fato de que no semiplano direito do gráfico de histerese, o valor é maior que o valor:

No semiplano esquerdo, ao contrário, é menor que , pelo valor . Assim, no primeiro caso, as curvas estarão localizadas acima das curvas e, no segundo, abaixo. Isso torna o ciclo de histerese mais estreito que o ciclo.

Força coercitiva

Força coercitiva - (de lat. coercitio - holding), o valor da força do campo magnético necessário para a desmagnetização completa de uma substância ferro- ou ferrimagnética. É medido em Amperes/metro (no sistema SI). De acordo com a magnitude da força coercitiva, os seguintes materiais magnéticos são distinguidos

Materiais magnéticos macios são materiais com baixa força coercitiva que são magnetizados até a saturação e remagnetizados em campos magnéticos relativamente fracos de cerca de 8-800 A/m. Após a reversão da magnetização, eles não exibem propriedades magnéticas externamente, pois consistem em regiões orientadas aleatoriamente magnetizadas até a saturação. Um exemplo seria vários aços. Quanto mais força coercitiva um ímã tiver, mais resistente ele será aos fatores desmagnetizantes. Materiais magnéticos duros são materiais com alta força coercitiva que são magnetizados até a saturação e remagnetizados em campos magnéticos relativamente fortes com uma força de milhares e dezenas de milhares de a/m. Após a magnetização, os materiais magneticamente duros permanecem ímãs permanentes devido aos altos valores de força coercitiva e indução magnética. Exemplos são os ímãs de terras raras NdFeB e SmCo, ferritas magnéticas duras de bário e estrôncio.

Com o aumento da massa da partícula, o raio de curvatura da trajetória aumenta e, de acordo com a primeira lei de Newton, sua inércia aumenta.

Com um aumento na indução magnética, o raio de curvatura da trajetória diminui, ou seja, a aceleração centrípeta da partícula aumenta. Consequentemente, sob a ação da mesma força, a mudança na velocidade da partícula será menor e o raio de curvatura da trajetória será maior.

Com o aumento da carga da partícula, a força de Lorentz (componente magnética) aumenta, portanto, a aceleração centrípeta também aumenta.

Quando a velocidade da partícula muda, o raio de curvatura de sua trajetória muda, a aceleração centrípeta muda, o que segue as leis da mecânica.

Se uma partícula voa em um campo magnético uniforme por indução NO em um ângulo diferente de 90°, então a componente horizontal da velocidade não muda, e a componente vertical adquire aceleração centrípeta sob a ação da força de Lorentz, e a partícula descreverá um círculo em um plano perpendicular ao vetor de força magnética indução e velocidade. Devido ao movimento simultâneo ao longo da direção do vetor de indução, a partícula descreve uma hélice e retornará à horizontal original em intervalos regulares, ou seja, atravessá-lo a distâncias iguais.

A interação retardadora dos campos magnéticos é causada pelas correntes de Foucault

Assim que o circuito no indutor é fechado, dois fluxos de direção oposta começam a agir em torno do condutor. De acordo com a lei de Lenz, as cargas positivas do eletrogás (éter) iniciam seu movimento helicoidal, pondo em movimento os átomos, segundo a qual a conexão elétrica é estabelecida. A partir daqui é mono para explicar a existência de ação magnética e contra-ação.

Com isso explico a inibição do campo magnético excitante e sua contra-ação em circuito fechado, o efeito de frenagem no gerador elétrico (frenagem mecânica ou resistência do rotor do gerador elétrico à força aplicada mecanicamente e a oposição (frenagem) de a corrente de Foucault a um ímã de neodímio caindo em um tubo de cobre.

Um pouco sobre motores magnéticos

O princípio de comutação de fluxos magnéticos também é aplicado aqui.
Mas é mais fácil ir aos desenhos.

Como esse sistema deve funcionar?

A bobina do meio é removível e opera em um comprimento de pulso relativamente amplo, que é criado pela passagem de fluxos magnéticos dos ímãs mostrados no diagrama.
O comprimento do pulso é determinado pela indutância da bobina e pela resistência da carga.
Assim que o tempo se esgota e o núcleo fica magnetizado, é necessário interromper, desmagnetizar ou remagnetizar o próprio núcleo. para continuar trabalhando com a carga.

O que é um ímã permanente? Um ímã permanente é um corpo capaz de manter a magnetização por um longo tempo. Como resultado de vários estudos, inúmeras experiências, podemos dizer que apenas três substâncias na Terra podem ser ímãs permanentes (Fig. 1).

Arroz. 1. Ímãs permanentes. ()

Somente essas três substâncias e suas ligas podem ser ímãs permanentes, somente elas podem ser magnetizadas e manter esse estado por muito tempo.

Os ímãs permanentes são usados ​​há muito tempo e, antes de tudo, são dispositivos de orientação espacial - a primeira bússola foi inventada na China para navegar no deserto. Hoje, ninguém discute sobre agulhas magnéticas, ímãs permanentes, eles são usados ​​em todos os lugares em telefones e transmissores de rádio e simplesmente em vários produtos elétricos. Eles podem ser diferentes: existem ímãs de barra (Fig. 2)

Arroz. 2. Barra magnética ()

E há ímãs que são chamados de arqueados ou ferradura (Fig. 3)

Arroz. 3. Ímã arqueado ()

O estudo dos ímãs permanentes está associado exclusivamente à sua interação. O campo magnético pode ser criado por corrente elétrica e um ímã permanente, então a primeira coisa que se fez foi pesquisar com agulhas magnéticas. Se você levar o ímã para a seta, veremos a interação - os mesmos pólos se repelirão e os opostos se atrairão. Essa interação é observada com todos os ímãs.

Vamos colocar pequenas setas magnéticas ao longo da barra magnética (Fig. 4), o pólo sul irá interagir com o norte, e o norte atrairá o sul. As agulhas magnéticas serão colocadas ao longo da linha do campo magnético. É geralmente aceito que as linhas magnéticas são direcionadas para fora do ímã permanente do pólo norte para o sul e para dentro do ímã do pólo sul para o norte. Assim, as linhas magnéticas são fechadas da mesma forma que a corrente elétrica, são círculos concêntricos, são fechados dentro do próprio ímã. Acontece que fora do ímã o campo magnético é direcionado de norte para sul e dentro do ímã de sul para norte.

Arroz. 4. Linhas de campo magnético de um ímã de barra ()

Para observar a forma do campo magnético de um ímã em barra, a forma do campo magnético de um ímã arqueado, usaremos os seguintes dispositivos ou detalhes. Pegue um prato transparente, limalha de ferro e faça um experimento. Vamos polvilhar limalha de ferro na placa localizada na barra magnética (Fig. 5):

Arroz. 5. A forma do campo magnético da barra magnética ()

Vemos que as linhas do campo magnético saem do pólo norte e entram no pólo sul, pela densidade das linhas podemos julgar os pólos do ímã, onde as linhas são mais grossas - existem os pólos do ímã ( Fig. 6).

Arroz. 6. A forma do campo magnético do ímã em forma de arco ()

Faremos um experimento semelhante com um ímã arqueado. Vemos que as linhas magnéticas começam no norte e terminam no pólo sul em todo o ímã.

Já sabemos que o campo magnético é formado apenas em torno de ímãs e correntes elétricas. Como podemos determinar o campo magnético da Terra? Qualquer seta, qualquer bússola no campo magnético da Terra é estritamente orientada. Como a agulha magnética está estritamente orientada no espaço, portanto, um campo magnético atua sobre ela, e esse é o campo magnético da Terra. Pode-se concluir que nossa Terra é um grande ímã (Fig. 7) e, portanto, este ímã cria um campo magnético bastante poderoso no espaço. Quando olhamos para a agulha de uma bússola magnética, sabemos que a seta vermelha aponta para o sul e a azul aponta para o norte. Como estão localizados os pólos magnéticos da Terra? Neste caso, é necessário lembrar que o pólo magnético sul está localizado no pólo norte geográfico da Terra e o pólo magnético norte da Terra está localizado no pólo sul geográfico. Se considerarmos a Terra como um corpo no espaço, podemos dizer que quando formos para o norte ao longo da bússola, chegaremos ao pólo magnético sul e, quando formos ao sul, chegaremos ao pólo magnético norte. No equador, a agulha da bússola estará localizada quase horizontalmente em relação à superfície da Terra, e quanto mais perto estivermos dos pólos, mais vertical será a seta. O campo magnético da Terra podia mudar, havia momentos em que os pólos mudavam um em relação ao outro, ou seja, o sul era onde ficava o norte e vice-versa. Segundo os cientistas, este foi um prenúncio de grandes catástrofes na Terra. Isso não foi observado nas últimas dezenas de milênios.

Arroz. 7. Campo magnético da Terra ()

Os pólos magnéticos e geográficos não coincidem. Há também um campo magnético dentro da própria Terra e, como em um ímã permanente, é direcionado do pólo sul magnético para o norte.

De onde vem o campo magnético em ímãs permanentes? A resposta a esta pergunta foi dada pelo cientista francês Andre-Marie Ampère. Ele expressou a ideia de que o campo magnético dos ímãs permanentes é explicado por correntes elementares e simples que fluem dentro dos ímãs permanentes. Essas correntes elementares mais simples se amplificam de uma certa maneira e criam um campo magnético. Uma partícula carregada negativamente - um elétron - se move ao redor do núcleo de um átomo, esse movimento pode ser considerado direcionado e, consequentemente, um campo magnético é criado em torno de tal carga em movimento. Dentro de qualquer corpo, o número de átomos e elétrons é simplesmente enorme, respectivamente, todas essas correntes elementares tomam uma direção ordenada e obtemos um campo magnético bastante significativo. Podemos dizer o mesmo sobre a Terra, ou seja, o campo magnético da Terra é muito semelhante ao campo magnético de um ímã permanente. E um ímã permanente é uma característica bastante brilhante de qualquer manifestação de um campo magnético.

Além da existência de tempestades magnéticas, existem também anomalias magnéticas. Eles estão relacionados com o campo magnético solar. Quando explosões ou ejeções suficientemente poderosas ocorrem no Sol, elas não ocorrem sem a ajuda da manifestação do campo magnético do Sol. Esse eco atinge a Terra e afeta seu campo magnético, como resultado, observamos tempestades magnéticas. Anomalias magnéticas estão associadas a depósitos de minério de ferro na Terra, enormes depósitos são magnetizados pelo campo magnético da Terra por um longo tempo, e todos os corpos ao redor experimentarão um campo magnético dessa anomalia, as agulhas da bússola mostrarão a direção errada.

Na próxima lição, consideraremos outros fenômenos associados a ações magnéticas.

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3. Files.school-collection.edu.ru ().

Trabalho de casa

1. Qual extremidade da agulha da bússola é atraída para o pólo norte da Terra?
2. Em que lugar da Terra você não pode confiar na agulha magnética?
3. O que a densidade de linhas em um ímã indica?