Multă vreme, câmpul magnetic a ridicat multe întrebări la om, dar și acum rămâne un fenomen puțin cunoscut. Mulți oameni de știință au încercat să-i studieze caracteristicile și proprietățile, deoarece beneficiile și potențialul utilizării domeniului erau fapte incontestabile.

Să luăm totul în ordine. Deci, cum acționează și se formează orice câmp magnetic? Așa e, curent electric. Iar curentul, conform manualelor de fizică, este un flux de particule încărcate cu o direcție, nu-i așa? Deci, atunci când un curent trece prin orice conductor, un anumit tip de materie începe să acționeze în jurul lui - un câmp magnetic. Câmpul magnetic poate fi creat de curentul particulelor încărcate sau de momentele magnetice ale electronilor din atomi. Acum acest câmp și materia au energie, o vedem în forțe electromagnetice care pot afecta curentul și sarcinile sale. Câmpul magnetic începe să acționeze asupra fluxului de particule încărcate și schimbă direcția inițială de mișcare perpendiculară pe câmpul însuși.

Un alt câmp magnetic poate fi numit electrodinamic, deoarece se formează în apropierea particulelor în mișcare și afectează doar particulele în mișcare. Ei bine, este dinamic datorită faptului că are o structură specială în rotația de bioni într-o regiune a spațiului. O sarcină electrică obișnuită în mișcare le poate face să se rotească și să se miște. Bionii transmit orice interacțiuni posibile în această regiune a spațiului. Prin urmare, sarcina în mișcare atrage un pol din toți bionii și îi face să se rotească. Numai el îi poate scoate dintr-o stare de odihnă, nimic altceva, pentru că alte forțe nu le vor putea influența.

Într-un câmp electric sunt particule încărcate care se mișcă foarte repede și pot parcurge 300.000 km într-o secundă. Lumina are aceeași viteză. Nu există câmp magnetic fără sarcină electrică. Aceasta înseamnă că particulele sunt incredibil de strâns legate între ele și există într-un câmp electromagnetic comun. Adică, dacă există modificări în câmpul magnetic, atunci vor exista modificări în câmpul electric. Această lege este, de asemenea, inversată.

Vorbim mult despre câmpul magnetic aici, dar cum vă puteți imagina? Nu o putem vedea cu ochiul nostru liber uman. Mai mult, din cauza propagării incredibil de rapide a câmpului, nu avem timp să-l reparăm cu ajutorul diverselor dispozitive. Dar pentru a studia ceva, trebuie să ai măcar o idee despre asta. De asemenea, este adesea necesar să se descrie câmpul magnetic în diagrame. Pentru a fi mai ușor de înțeles, sunt trasate linii de câmp condiționat. De unde le-au luat? Au fost inventate cu un motiv.

Să încercăm să vedem câmpul magnetic cu ajutorul unor mici pilituri metalice și a unui magnet obișnuit. Vom turna acest rumeguș pe o suprafață plană și le vom introduce în acțiunea unui câmp magnetic. Apoi vom vedea că se vor mișca, se vor roti și se vor alinia într-un model sau model. Imaginea rezultată va arăta efectul aproximativ al forțelor într-un câmp magnetic. Toate forțele și, în consecință, liniile de forță sunt continue și închise în acest loc.

Acul magnetic are caracteristici și proprietăți similare cu o busolă și este folosit pentru a determina direcția liniilor de forță. Dacă intră în zona de acțiune a unui câmp magnetic, putem vedea direcția de acțiune a forțelor de către polul său nord. Apoi vom evidenția câteva concluzii de aici: vârful unui magnet permanent obișnuit, din care emană liniile de forță, este desemnat de polul nord al magnetului. În timp ce polul sudic indică punctul în care forțele sunt închise. Ei bine, liniile de forță din interiorul magnetului nu sunt evidențiate în diagramă.

Câmpul magnetic, proprietățile și caracteristicile sale sunt de mare folos, deoarece în multe probleme trebuie luat în considerare și studiat. Acesta este cel mai important fenomen din știința fizicii. Lucrurile mai complexe sunt indisolubil legate de el, cum ar fi permeabilitatea magnetică și inducția. Pentru a explica toate motivele apariției unui câmp magnetic, trebuie să se bazeze pe fapte și confirmări științifice reale. În caz contrar, în probleme mai complexe, abordarea greșită poate încălca integritatea teoriei.

Acum să dăm exemple. Cu toții ne cunoaștem planeta. Spui că nu are câmp magnetic? Poate ai dreptate, dar oamenii de știință spun că procesele și interacțiunile din interiorul nucleului Pământului creează un câmp magnetic uriaș care se întinde pe mii de kilometri. Dar orice câmp magnetic trebuie să aibă polii săi. Și există, doar situate puțin departe de polul geografic. Cum o simțim? De exemplu, păsările au dezvoltat abilități de navigare și se orientează, în special, după câmpul magnetic. Așa că, cu ajutorul lui, gâștele ajung cu bine în Laponia. Dispozitivele speciale de navigație folosesc și ele acest fenomen.

UN CÂMP MAGNETIC

Câmpul magnetic este un tip special de materie, invizibil și intangibil pentru oameni,
existând independent de conștiința noastră.
Chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii de știință-gândiți au ghicit că există ceva în jurul magnetului.

Ac magnetic.

Un ac magnetic este un dispozitiv necesar pentru studierea acțiunii magnetice a unui curent electric.
Este un mic magnet montat pe varful acului, are doi poli: nord si sud.Acul magnetic se poate roti liber pe varful acului.
Capătul nordic al acului magnetic este întotdeauna îndreptat spre nord.
Linia care leagă polii acului magnetic se numește axa acului magnetic.
Un ac magnetic similar se află în orice busolă - un dispozitiv pentru orientare pe sol.

De unde provine câmpul magnetic?

Experimentul lui Oersted (1820) - arată cum interacționează un conductor cu curent și un ac magnetic.

Când circuitul electric este închis, acul magnetic se abate de la poziția inițială, când circuitul este deschis, acul magnetic revine în poziția inițială.

În spațiul din jurul unui conductor cu curent (și, în general, în jurul oricărei sarcini electrice în mișcare) apare un câmp magnetic.
Forțele magnetice ale acestui câmp acționează asupra acului și îl rotesc.

În general, se poate spune
că un câmp magnetic ia naștere în jurul sarcinilor electrice în mișcare.
Curentul electric și câmpul magnetic sunt inseparabile unul de celălalt.

INTERESANT CE...

Multe corpuri cerești - planete și stele - au propriile lor câmpuri magnetice.
Cu toate acestea, cei mai apropiați vecini ai noștri - Luna, Venus și Marte - nu au un câmp magnetic,
asemănător cu pământul.
___

Gilbert a descoperit că atunci când o bucată de fier este adusă lângă un pol al unui magnet, celălalt pol începe să se atragă mai puternic. Această idee a fost brevetată la numai 250 de ani de la moartea lui Hilbert.

În prima jumătate a anilor 90, când au apărut noi monede georgiene - lari,
hoții de buzunare locali au magneți,
deoarece metalul din care erau făcute aceste monede a fost bine atras de un magnet!

Dacă iei o bancnotă de un dolar după colț și o aduci la un magnet puternic
(de exemplu, potcoava), creând un câmp magnetic neuniform, o bucată de hârtie
deviază spre unul dintre poli. Se pare că culoarea bancnotei de un dolar conține săruri de fier,
având proprietăți magnetice, deci dolarul este atras de unul dintre polii magnetului.

Dacă aduceți un magnet mare la nivelul cu bule al tâmplarului, bula se va mișca.
Faptul este că nivelul cu bule este umplut cu un lichid diamagnetic. Când un astfel de lichid este plasat într-un câmp magnetic, în interiorul acestuia se creează un câmp magnetic de direcție opusă și este împins în afara câmpului. Prin urmare, bula din lichid se apropie de magnet.

TREBUIE SĂ ȘTIȚI DESPRE ELE!

Organizatorul afacerii busolei magnetice din Marina Rusă a fost un cunoscut om de știință deviator,
căpitan de rangul I, autor de lucrări științifice despre teoria busolei I.P. Belavan.
Membru al unei călătorii în jurul lumii pe fregata „Pallada” și participant la Războiul Crimeii din 1853-1856. a fost primul din lume care a demagnetizat o navă (1863)
și a rezolvat problema instalării busolelor în interiorul unui submarin de fier.
În 1865 a fost numit șef al primului Observator al Busolei din Kronstadt.

Pentru a înțelege ce este o caracteristică a unui câmp magnetic, ar trebui definite multe fenomene. În același timp, trebuie să vă amintiți în prealabil cum și de ce apare. Aflați care este puterea caracteristică a unui câmp magnetic. De asemenea, este important ca un astfel de câmp să apară nu numai în magneți. În acest sens, nu strica să menționăm caracteristicile câmpului magnetic al pământului.

Apariția câmpului

Pentru început, este necesar să descriem aspectul câmpului. După aceea, puteți descrie câmpul magnetic și caracteristicile acestuia. Apare în timpul mișcării particulelor încărcate. Poate afecta în special conductoarele conductoare. Interacțiunea dintre un câmp magnetic și sarcinile în mișcare, sau conductorii prin care trece curentul, are loc datorită forțelor numite electromagnetice.

Intensitatea sau puterea caracteristică a câmpului magnetic într-un anumit punct spațial este determinată folosind inducția magnetică. Acesta din urmă este notat cu simbolul B.

Reprezentarea grafică a câmpului

Câmpul magnetic și caracteristicile acestuia pot fi reprezentate grafic folosind linii de inducție. Această definiție se numește drepte, tangentele la care în orice punct vor coincide cu direcția vectorului y al inducției magnetice.

Aceste linii sunt incluse în caracteristicile câmpului magnetic și sunt folosite pentru a determina direcția și intensitatea acestuia. Cu cât este mai mare intensitatea câmpului magnetic, cu atât vor fi trase mai multe linii de date.

Ce sunt liniile magnetice

Liniile magnetice ale conductoarelor drepte cu curent au forma unui cerc concentric, al cărui centru este situat pe axa acestui conductor. Direcția liniilor magnetice din apropierea conductoarelor cu curent este determinată de regula brațului, care sună astfel: dacă brațul este amplasat astfel încât să fie înșurubat în conductor în direcția curentului, atunci direcția de rotația mânerului corespunde direcției liniilor magnetice.

Pentru o bobină cu curent, direcția câmpului magnetic va fi determinată și de regula gimletului. De asemenea, este necesar să se rotească mânerul în direcția curentului în spirele solenoidului. Direcția liniilor de inducție magnetică va corespunde cu direcția mișcării de translație a brațului.

Este principala caracteristică a câmpului magnetic.

Creat de un singur curent, în condiții egale, câmpul va diferi în intensitate în diferite medii datorită proprietăților magnetice diferite ale acestor substanțe. Proprietățile magnetice ale mediului sunt caracterizate de permeabilitatea magnetică absolută. Se măsoară în henri pe metru (g/m).

Caracteristica câmpului magnetic include permeabilitatea magnetică absolută a vidului, numită constantă magnetică. Valoarea care determină de câte ori va diferi permeabilitatea magnetică absolută a mediului de constantă se numește permeabilitatea magnetică relativă.

Permeabilitatea magnetică a substanțelor

Aceasta este o cantitate adimensională. Substanțele cu o valoare a permeabilității mai mică de unu se numesc diamagnetice. În aceste substanțe, câmpul va fi mai slab decât în ​​vid. Aceste proprietăți sunt prezente în hidrogen, apă, cuarț, argint etc.

Mediile cu o permeabilitate magnetică mai mare decât unitatea sunt numite paramagnetice. În aceste substanțe, câmpul va fi mai puternic decât în ​​vid. Aceste medii și substanțe includ aer, aluminiu, oxigen, platină.

În cazul substanțelor paramagnetice și diamagnetice, valoarea permeabilității magnetice nu va depinde de tensiunea câmpului extern, magnetizant. Aceasta înseamnă că valoarea este constantă pentru o anumită substanță.

Feromagneții aparțin unui grup special. Pentru aceste substanțe, permeabilitatea magnetică va ajunge la câteva mii sau mai mult. Aceste substanțe, care au proprietatea de a fi magnetizate și de a amplifica câmpul magnetic, sunt utilizate pe scară largă în inginerie electrică.

Puterea câmpului

Pentru a determina caracteristicile câmpului magnetic, împreună cu vectorul de inducție magnetică, se poate folosi o valoare numită intensitatea câmpului magnetic. Acest termen definește intensitatea câmpului magnetic extern. Direcția câmpului magnetic într-un mediu cu aceleași proprietăți în toate direcțiile, vectorul de intensitate va coincide cu vectorul de inducție magnetică în punctul de câmp.

Puterile feromagneților se explică prin prezența în ei a unor piese mici magnetizate arbitrar, care pot fi reprezentate ca magneți mici.

În absența unui câmp magnetic, o substanță feromagnetică poate să nu aibă proprietăți magnetice pronunțate, deoarece câmpurile de domeniu capătă orientări diferite, iar câmpul lor magnetic total este zero.

Conform caracteristicii principale a câmpului magnetic, dacă un feromagnet este plasat într-un câmp magnetic extern, de exemplu, într-o bobină cu curent, atunci sub influența câmpului extern, domeniile se vor întoarce în direcția câmpului extern. . Mai mult, câmpul magnetic de la bobină va crește, iar inducția magnetică va crește. Dacă câmpul extern este suficient de slab, atunci doar o parte din toate domeniile ale căror câmpuri magnetice se apropie de direcția câmpului extern se va răsturna. Pe măsură ce puterea câmpului extern crește, numărul domeniilor rotite va crește, iar la o anumită valoare a tensiunii câmpului extern, aproape toate părțile vor fi rotite astfel încât câmpurile magnetice să fie situate în direcția câmpului extern. Această stare se numește saturație magnetică.

Relația dintre inducția magnetică și intensitate

Relația dintre inducția magnetică a unei substanțe feromagnetice și puterea unui câmp extern poate fi reprezentată folosind un grafic numit curbă de magnetizare. La curba graficului curbei, rata de creștere a inducției magnetice scade. După o îndoire, unde tensiunea atinge o anumită valoare, apare saturația, iar curba crește ușor, dobândind treptat forma unei linii drepte. În această secțiune, inducția este în continuare în creștere, dar destul de lent și numai datorită creșterii puterii câmpului extern.

Dependența grafică a acestor indicatori nu este directă, ceea ce înseamnă că raportul lor nu este constant, iar permeabilitatea magnetică a materialului nu este un indicator constant, ci depinde de câmpul extern.

Modificări ale proprietăților magnetice ale materialelor

Cu o creștere a puterii curentului până la saturație completă într-o bobină cu miez feromagnetic și scăderea sa ulterioară, curba de magnetizare nu va coincide cu curba de demagnetizare. Cu intensitate zero, inducția magnetică nu va avea aceeași valoare, dar va dobândi un indicator numit inducția magnetică reziduală. Situația cu întârzierea inducției magnetice din forța de magnetizare se numește histerezis.

Pentru a demagnetiza complet miezul feromagnetic din bobină, este necesar să se dea un curent invers, care va crea tensiunea necesară. Pentru diferite substanțe feromagnetice este necesar un segment de lungimi diferite. Cu cât este mai mare, cu atât este nevoie de mai multă energie pentru demagnetizare. Valoarea la care materialul este complet demagnetizat se numește forță coercitivă.

Cu o creștere suplimentară a curentului în bobină, inducția va crește din nou până la indicele de saturație, dar cu o direcție diferită a liniilor magnetice. La demagnetizarea în sens opus se va obține inducția reziduală. Fenomenul magnetismului rezidual este folosit pentru a crea magneți permanenți din substanțe cu un magnetism rezidual ridicat. Din substanțe care au capacitatea de a se remagnetiza, miezurile sunt create pentru mașini și dispozitive electrice.

regula mana stanga

Forța care acționează asupra unui conductor cu curent are o direcție determinată de regula mâinii stângi: când palma mâinii fecioare este situată în așa fel încât liniile magnetice să intre în ea și patru degete sunt extinse în direcția curent în conductor, degetul mare îndoit va indica direcția forței. Această forță este perpendiculară pe vectorul de inducție și pe curent.

Un conductor purtător de curent care se mișcă într-un câmp magnetic este considerat un prototip al unui motor electric, care schimbă energia electrică în energie mecanică.

Regula pentru mâna dreaptă

În timpul mișcării conductorului într-un câmp magnetic, în interiorul acestuia este indusă o forță electromotoare, care are o valoare proporțională cu inducția magnetică, lungimea conductorului implicat și viteza de mișcare a acestuia. Această dependență se numește inducție electromagnetică. Când se determină direcția EMF indusă în conductor, se folosește regula mâinii drepte: când mâna dreaptă este situată în același mod ca în exemplul din stânga, liniile magnetice intră în palmă, iar degetul mare indică direcția. de mișcare a conductorului, degetele întinse indică direcția EMF indusă. Un conductor care se mișcă într-un flux magnetic sub influența unei forțe mecanice externe este cel mai simplu exemplu de generator electric în care energia mecanică este convertită în energie electrică.

Poate fi formulat diferit: într-un circuit închis, se induce un EMF, cu orice modificare a fluxului magnetic acoperit de acest circuit, EDE din circuit este numeric egal cu rata de modificare a fluxului magnetic care acoperă acest circuit.

Această formă oferă un indicator EMF mediu și indică dependența EMF nu de fluxul magnetic, ci de rata de schimbare a acestuia.

Legea lui Lenz

De asemenea, trebuie să vă amintiți legea lui Lenz: curentul indus de o modificare a câmpului magnetic care trece prin circuit, cu câmpul său magnetic, împiedică această modificare. Dacă spirele bobinei sunt străpunse de fluxuri magnetice de diferite mărimi, atunci EMF indus pe întreaga bobină este egal cu suma EMF în diferite spire. Suma fluxurilor magnetice ale diferitelor spire ale bobinei se numește legătură de flux. Unitatea de măsură a acestei mărimi, precum și fluxul magnetic, este weber.

Când curentul electric din circuit se modifică, se modifică și fluxul magnetic creat de acesta. În acest caz, conform legii inducției electromagnetice, în interiorul conductorului este indus un EMF. Apare în legătură cu o modificare a curentului în conductor, de aceea acest fenomen se numește auto-inducție, iar EMF indus în conductor se numește auto-inducție EMF.

Legătura fluxului și fluxul magnetic depind nu numai de puterea curentului, ci și de dimensiunea și forma unui conductor dat și de permeabilitatea magnetică a substanței înconjurătoare.

inductanța conductorului

Coeficientul de proporționalitate se numește inductanța conductorului. Indică capacitatea unui conductor de a crea o legătură de flux atunci când electricitatea trece prin el. Acesta este unul dintre principalii parametri ai circuitelor electrice. Pentru anumite circuite, inductanța este o constantă. Va depinde de dimensiunea conturului, de configurația acestuia și de permeabilitatea magnetică a mediului. În acest caz, puterea curentului din circuit și fluxul magnetic nu vor conta.

Definițiile și fenomenele de mai sus oferă o explicație a ceea ce este un câmp magnetic. Sunt prezentate și principalele caracteristici ale câmpului magnetic, cu ajutorul cărora se poate defini acest fenomen.

Încă ne amintim despre câmpul magnetic de la școală, tocmai asta este, „apare” în amintirile nu tuturor. Să reîmprospătăm prin ce am trecut și poate să vă spunem ceva nou, util și interesant.

Determinarea câmpului magnetic

Un câmp magnetic este un câmp de forță care acționează asupra sarcinilor electrice în mișcare (particule). Datorită acestui câmp de forță, obiectele sunt atrase unele de altele. Există două tipuri de câmpuri magnetice:

1. Gravitațional - se formează exclusiv în apropierea particulelor elementare și viruetsya în puterea sa pe baza caracteristicilor și structurii acestor particule.
2. Dinamic, produs în obiecte cu sarcini electrice în mișcare (transmițătoare de curent, substanțe magnetizate).

Pentru prima dată, denumirea câmpului magnetic a fost introdusă de M. Faraday în 1845, deși semnificația acestuia era puțin eronată, deoarece se credea că atât efectele, cât și interacțiunile electrice și magnetice se bazează pe același câmp material. Mai târziu, în 1873, D. Maxwell a „prezentat” teoria cuantică, în care aceste concepte au început să fie separate, iar câmpul de forță derivat anterior a fost numit câmp electromagnetic.

Cum apare un câmp magnetic?

Câmpurile magnetice ale diferitelor obiecte nu sunt percepute de ochiul uman și doar senzorii speciali îl pot repara. Sursa apariției unui câmp de forță magnetic la scară microscopică este mișcarea microparticulelor magnetizate (încărcate), care sunt:

• ioni;
• electroni;
• protoni.

Mișcarea lor are loc datorită momentului magnetic de spin, care este prezent în fiecare microparticulă.

Câmp magnetic, unde poate fi găsit?

Oricât de ciudat ar suna, dar aproape toate obiectele din jurul nostru au propriul lor câmp magnetic. Deși în conceptul multora, doar o pietricică numită magnet are un câmp magnetic, care atrage obiectele de fier spre sine. De fapt, forța de atracție este în toate obiectele, ea se manifestă doar într-o valență mai mică.

De asemenea, trebuie clarificat faptul că câmpul de forță, numit magnetic, apare doar cu condiția ca sarcinile electrice sau corpurile să se miște.

Sarcinile imobile au un câmp de forță electric (poate fi prezent și în sarcinile în mișcare). Rezultă că sursele câmpului magnetic sunt:

• magneți permanenți;
• taxe mobile.

Câmpul magnetic și caracteristicile acestuia

Planul cursului:

Câmpul magnetic, proprietățile și caracteristicile acestuia.

Un câmp magnetic- forma de existență a materiei care înconjoară sarcinile electrice în mișcare (conductoare cu curent, magneți permanenți).

Acest nume se datorează faptului că, după cum a descoperit fizicianul danez Hans Oersted în 1820, are un efect de orientare asupra acului magnetic. Experimentul lui Oersted: un ac magnetic a fost plasat sub un fir cu curent, rotindu-se pe un ac. Când curentul a fost pornit, acesta a fost instalat perpendicular pe fir; la schimbarea direcției curentului, acesta s-a întors în direcția opusă.

Principalele proprietăți ale câmpului magnetic:

generate de sarcini electrice în mișcare, conductori cu curent, magneți permanenți și un câmp electric alternativ;

acționează cu forță asupra sarcinilor electrice în mișcare, conductoarelor cu curent, corpurilor magnetizate;

un câmp magnetic alternativ generează un câmp electric alternativ.

Din experiența lui Oersted rezultă că câmpul magnetic este direcțional și trebuie să aibă o caracteristică de forță vectorială. Este desemnată și numită inducție magnetică.

Câmpul magnetic este reprezentat grafic folosind linii de forță magnetice sau linii de inducție magnetică. forta magnetica linii se numesc linii de-a lungul cărora se află pilitura de fier sau axele micilor săgeți magnetice într-un câmp magnetic. În fiecare punct al unei astfel de linii, vectorul este direcționat tangențial.

Liniile de inducție magnetică sunt întotdeauna închise, ceea ce indică absența sarcinilor magnetice în natură și natura vortex a câmpului magnetic.

În mod convențional, ele părăsesc polul nord al magnetului și intră în sud. Densitatea liniilor este aleasă astfel încât numărul de linii pe unitatea de suprafață perpendiculară pe câmpul magnetic să fie proporțional cu mărimea inducției magnetice.

H

Solenoid magnetic cu curent

Direcția liniilor este determinată de regula șurubului drept. Solenoid - o bobină cu curent, ale cărei spire sunt situate aproape una de alta, iar diametrul spirei este mult mai mic decât lungimea bobinei.

Câmpul magnetic din interiorul solenoidului este uniform. Un câmp magnetic se numește omogen dacă vectorul este constant în orice punct.

Câmpul magnetic al unui solenoid este similar cu câmpul magnetic al unui magnet de bară.

Cu

Olenoidul cu curent este un electromagnet.

Experiența arată că atât pentru un câmp magnetic, cât și pentru un câmp electric, principiul suprapunerii: inducerea câmpului magnetic creat de mai mulți curenți sau sarcini în mișcare este egală cu suma vectorială a inducțiilor câmpurilor magnetice create de fiecare curent sau sarcină:

Vectorul este introdus într-unul din 3 moduri:

a) din legea lui Ampère;

b) prin acţiunea unui câmp magnetic asupra unei bucle cu curent;

c) din expresia pentru forța Lorentz.

DAR mper a stabilit experimental că forța cu care acționează câmpul magnetic asupra elementului conductorului cu curent I, situat într-un câmp magnetic, este direct proporțională cu forța.

curentul I și produsul vectorial al elementului de lungime și inducția magnetică:

- Legea lui Ampère

H
direcția vectorului poate fi găsită după regulile generale ale produsului vectorial, din care urmează regula mâinii stângi: dacă palma mâinii stângi este poziționată astfel încât liniile magnetice de forță să intre în ea, iar 4 întinse degetele sunt îndreptate de-a lungul curentului, apoi degetul mare îndoit va arăta direcția forței.

Forța care acționează asupra unui fir de lungime finită poate fi găsită prin integrare pe toată lungimea.

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

Dacă  =90 0 , F = BIl

Inducerea câmpului magnetic- o mărime fizică vectorială egală numeric cu forța care acționează într-un câmp magnetic uniform asupra unui conductor de unitate de lungime cu curent unitar, situat perpendicular pe liniile câmpului magnetic.

1Tl este inducția unui câmp magnetic omogen, în care o forță de 1N acționează asupra unui conductor de 1m lungime cu un curent de 1A, situat perpendicular pe liniile câmpului magnetic.

Până acum, am luat în considerare macrocurenții care curg în conductori. Cu toate acestea, conform presupunerii lui Ampere, în orice corp există curenți microscopici datorați mișcării electronilor în atomi. Acești curenți moleculari microscopici își creează propriul câmp magnetic și se pot transforma în câmpurile macrocurenților, creând un câmp magnetic suplimentar în organism. Vectorul caracterizează câmpul magnetic rezultat creat de toți macro și microcurenți, adică. pentru același macrocurent, vectorul în medii diferite are valori diferite.

Câmpul magnetic al macrocurenților este descris de vectorul intensității magnetice.

Pentru un mediu izotrop omogen

,

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

 - permeabilitatea magnetică a mediului, arătând de câte ori se modifică câmpul magnetic al macrocurenților din cauza câmpului microcurenților din mediu.

flux magnetic. Teorema lui Gauss pentru fluxul magnetic.

flux vectorial(flux magnetic) prin tampon dS se numește valoare scalară egală cu

unde este proiecția pe direcția normală la amplasament;

 - unghiul dintre vectori şi .

element de suprafață direcțională,

Fluxul vectorial este o mărime algebrică,

dacă - la iesirea de la suprafata;

dacă - la intrarea in suprafata.

Fluxul vectorului de inducție magnetică printr-o suprafață arbitrară S este egal cu

Pentru un câmp magnetic uniform =const,

1 Wb - flux magnetic care trece printr-o suprafață plană de 1 m 2 situată perpendicular pe un câmp magnetic uniform, a cărui inducție este egală cu 1 T.

Fluxul magnetic prin suprafața S este numeric egal cu numărul de linii de forță magnetice care traversează suprafața dată.

Deoarece liniile de inducție magnetică sunt întotdeauna închise, pentru o suprafață închisă numărul de linii care intră pe suprafață (Ф 0), prin urmare, fluxul total de inducție magnetică printr-o suprafață închisă este zero.

- Teorema lui Gauss: fluxul vectorului de inducție magnetică prin orice suprafață închisă este zero.

Această teoremă este o expresie matematică a faptului că în natură nu există sarcini magnetice pe care liniile de inducție magnetică să înceapă sau să se termine.

Legea Biot-Savart-Laplace și aplicarea ei la calculul câmpurilor magnetice.

Câmpul magnetic al curenților continui de diverse forme a fost studiat în detaliu de fr. oamenii de știință Biot și Savart. Ei au descoperit că în toate cazurile inducția magnetică într-un punct arbitrar este proporțională cu puterea curentului, depinde de forma, dimensiunile conductorului, locația acestui punct în raport cu conductorul și de mediu.

Rezultatele acestor experimente au fost rezumate de fr. matematicianul Laplace, care a luat în considerare natura vectorială a inducției magnetice și a emis ipoteza că inducția în fiecare punct este, după principiul suprapunerii, suma vectorială a inducțiilor câmpurilor magnetice elementare create de fiecare secțiune a acestui conductor.

Laplace a formulat în 1820 o lege, care a fost numită legea Biot-Savart-Laplace: fiecare element al unui conductor cu curent creează un câmp magnetic, al cărui vector de inducție într-un punct arbitrar K este determinat de formula:

- Legea Biot-Savart-Laplace.

Din legea Biot-Sovar-Laplace rezultă că direcția vectorului coincide cu direcția produsului încrucișat. Aceeași direcție este dată de regula șurubului drept (gilet).

Dat fiind ,

Element conductor co-directional cu curentul;

Vector rază care se conectează cu punctul K;

Legea Biot-Savart-Laplace este de importanţă practică, deoarece vă permite să găsiți într-un punct dat din spațiu inducerea câmpului magnetic al curentului care curge prin conductorul de dimensiune finită și formă arbitrară.

Pentru un curent arbitrar, un astfel de calcul este o problemă matematică complexă. Totuși, dacă distribuția curentului are o anumită simetrie, atunci aplicarea principiului suprapunerii împreună cu legea Biot-Savart-Laplace face posibilă calcularea câmpurilor magnetice specifice relativ simplu.

Să ne uităm la câteva exemple.

A. Câmp magnetic al unui conductor rectiliniu cu curent.

pentru un conductor de lungime finită:

pentru un conductor de lungime infinită:  1 = 0,  2 = 

B. Câmp magnetic în centrul curentului circular:

=90 0 , sin=1,

Oersted în 1820 a descoperit experimental că circulația într-un circuit închis care înconjoară un sistem de macrocurenți este proporțională cu suma algebrică a acestor curenți. Coeficientul de proporționalitate depinde de alegerea sistemului de unități și în SI este egal cu 1.

C
circulația unui vector se numește integrală în buclă închisă.

Această formulă se numește teorema circulației sau legea curentului total:

circulația vectorului intensității câmpului magnetic de-a lungul unui circuit închis arbitrar este egală cu suma algebrică a macrocurenților (sau curentului total) acoperiți de acest circuit. a lui caracteristiciÎn spațiul care înconjoară curenții și magneții permanenți, există o forță camp numit magnetic. Disponibilitate magnetic câmpuri apare...

Despre structura reală a electromagneticului câmpuriși a lui caracteristici propagare sub formă de unde plane.

Articol >> Fizica

DESPRE STRUCTURA REALĂ A ELECTROMAGNETICII CÂMPURIȘi A LUI CARACTERISTICI PROPAGĂRI SUB FORMA DE UNDE PLANE ... alte componente ale unui singur câmpuri: electromagnetic camp cu componente vectoriale și, electrice camp cu componente şi magnetic camp cu componente...

Magnetic camp, circuite și inducție

Rezumat >> Fizica

... câmpuri). De bază caracteristică magnetic câmpuri este o a lui forță vectorială magnetic inducție (vector de inducție magnetic câmpuri). în SI magnetic... cu magnetic moment. Magnetic campși a lui parametrii Direcţia magnetic linii si...

Magnetic camp (2)

Rezumat >> Fizica

Secțiunea conductorului AB cu curent în magnetic camp perpendicular a lui magnetic linii. Când este prezentată în figură... valoarea depinde numai de magnetic câmpuriși poate servi a lui cantitativ caracteristică. Această valoare este luată...

Magnetic materiale (2)

Rezumat >> Economie

Materiale cu care interacționează magnetic camp exprimat în a lui schimbare, precum și în altele... și după încetarea expunerii magnetic câmpuri.unu. Principal caracteristici magnetic materialeProprietățile magnetice ale materialelor se caracterizează prin...