Sa loob ng mahabang panahon, ang magnetic field ay nagtaas ng maraming mga katanungan sa mga tao, ngunit kahit na ngayon ito ay nananatiling isang hindi kilalang phenomenon. Sinubukan ng maraming siyentipiko na pag-aralan ang mga katangian at katangian nito, dahil ang mga benepisyo at potensyal ng paggamit ng larangan ay hindi mapag-aalinlanganan na mga katotohanan.

Kunin natin ang lahat sa pagkakasunud-sunod. Kaya, paano kumikilos at nabubuo ang anumang magnetic field? Tama, electric current. At ang kasalukuyang, ayon sa mga aklat-aralin sa pisika, ay isang stream ng mga sisingilin na particle na may direksyon, hindi ba? Kaya, kapag ang isang kasalukuyang dumadaan sa anumang konduktor, ang isang tiyak na uri ng bagay ay nagsisimulang kumilos sa paligid nito - isang magnetic field. Ang magnetic field ay maaaring malikha sa pamamagitan ng kasalukuyang ng mga sisingilin na particle o ng magnetic moments ng mga electron sa mga atomo. Ngayon ang larangan at bagay na ito ay may enerhiya, nakikita natin ito sa mga puwersang electromagnetic na maaaring makaapekto sa kasalukuyang at mga singil nito. Ang magnetic field ay nagsisimulang kumilos sa daloy ng mga sisingilin na particle, at binabago nila ang paunang direksyon ng paggalaw na patayo sa mismong field.

Ang isa pang magnetic field ay maaaring tawaging electrodynamic, dahil ito ay nabuo malapit sa gumagalaw na mga particle at nakakaapekto lamang sa mga gumagalaw na particle. Well, ito ay dynamic dahil sa ang katunayan na ito ay may isang espesyal na istraktura sa umiikot na mga bion sa isang rehiyon ng espasyo. Ang isang ordinaryong electric moving charge ay maaaring magpaikot at gumalaw sa kanila. Ang mga bion ay nagpapadala ng anumang posibleng pakikipag-ugnayan sa rehiyong ito ng espasyo. Samakatuwid, ang gumagalaw na singil ay umaakit ng isang poste ng lahat ng mga bion at nagiging sanhi ng pag-ikot ng mga ito. Siya lamang ang makapagpapalabas sa kanila mula sa isang estado ng pahinga, wala nang iba pa, dahil ang ibang mga puwersa ay hindi makakaimpluwensya sa kanila.

Sa isang electric field ay may charge na mga particle na napakabilis na gumagalaw at maaaring maglakbay ng 300,000 km sa loob lamang ng isang segundo. Ang liwanag ay may parehong bilis. Walang magnetic field na walang electric charge. Nangangahulugan ito na ang mga particle ay hindi kapani-paniwalang malapit na nauugnay sa isa't isa at umiiral sa isang karaniwang electromagnetic field. Iyon ay, kung mayroong anumang mga pagbabago sa magnetic field, pagkatapos ay magkakaroon ng mga pagbabago sa electric field. Binabaliktad din ang batas na ito.

Marami kaming pinag-uusapan tungkol sa magnetic field dito, ngunit paano mo ito maiisip? Hindi natin ito makikita sa ating mata ng tao. Bukod dito, dahil sa hindi kapani-paniwalang mabilis na pagpapalaganap ng patlang, wala kaming oras upang ayusin ito sa tulong ng iba't ibang mga aparato. Ngunit upang mapag-aralan ang isang bagay, ang isa ay dapat magkaroon ng hindi bababa sa ilang ideya nito. Madalas ding kinakailangan na ilarawan ang magnetic field sa mga diagram. Upang mas madaling maunawaan ito, iginuhit ang mga conditional field lines. Saan nila nakuha ang mga ito? Sila ay naimbento para sa isang dahilan.

Subukan nating makita ang magnetic field sa tulong ng maliliit na metal filing at isang ordinaryong magnet. Ibuhos namin ang mga sup na ito sa isang patag na ibabaw at ipakilala ang mga ito sa pagkilos ng isang magnetic field. Pagkatapos ay makikita natin na sila ay lilipat, paikutin at pumila sa isang pattern o pattern. Ang resultang imahe ay magpapakita ng tinatayang epekto ng mga puwersa sa isang magnetic field. Ang lahat ng pwersa at, nang naaayon, ang mga linya ng puwersa ay tuloy-tuloy at sarado sa lugar na ito.

Ang magnetic needle ay may katulad na mga katangian at katangian sa isang compass at ginagamit upang matukoy ang direksyon ng mga linya ng puwersa. Kung ito ay bumagsak sa zone ng pagkilos ng isang magnetic field, makikita natin ang direksyon ng pagkilos ng mga puwersa sa pamamagitan ng north pole nito. Pagkatapos ay mag-iisa kami ng ilang mga konklusyon mula dito: ang tuktok ng isang ordinaryong permanenteng magnet, kung saan nagmumula ang mga linya ng puwersa, ay itinalaga ng north pole ng magnet. Samantalang ang south pole ay tumutukoy sa punto kung saan sarado ang mga puwersa. Well, ang mga linya ng puwersa sa loob ng magnet ay hindi naka-highlight sa diagram.

Ang magnetic field, ang mga katangian at katangian nito ay lubos na ginagamit, dahil sa maraming mga problema ay dapat itong isaalang-alang at pag-aralan. Ito ang pinakamahalagang kababalaghan sa agham ng pisika. Ang mas kumplikadong mga bagay ay hindi mapaghihiwalay na nauugnay dito, tulad ng magnetic permeability at induction. Upang ipaliwanag ang lahat ng mga dahilan para sa paglitaw ng isang magnetic field, ang isa ay dapat umasa sa tunay na siyentipikong mga katotohanan at kumpirmasyon. Kung hindi, sa mas kumplikadong mga problema, ang maling diskarte ay maaaring lumabag sa integridad ng teorya.

Ngayon magbigay tayo ng mga halimbawa. Alam nating lahat ang ating planeta. Sabi mo wala itong magnetic field? Maaaring tama ka, ngunit sinasabi ng mga siyentipiko na ang mga proseso at pakikipag-ugnayan sa loob ng core ng Earth ay lumilikha ng isang malaking magnetic field na umaabot sa libu-libong kilometro. Ngunit ang anumang magnetic field ay dapat may mga pole nito. At umiiral ang mga ito, matatagpuan lamang ng kaunti ang layo mula sa geographic na poste. Paano natin ito nararamdaman? Halimbawa, ang mga ibon ay nakabuo ng mga kakayahan sa pag-navigate, at ini-orient nila ang kanilang sarili, lalo na, sa pamamagitan ng magnetic field. Kaya, sa tulong niya, ligtas na nakarating ang mga gansa sa Lapland. Ginagamit din ng mga espesyal na navigation device ang hindi pangkaraniwang bagay na ito.

ISANG MAGNETIC FIELD

Ang magnetic field ay isang espesyal na uri ng bagay, hindi nakikita at hindi nakikita ng mga tao,
umiiral nang hiwalay sa ating kamalayan.
Kahit noong sinaunang panahon, nahulaan ng mga scientist-thinkers na mayroong isang bagay sa paligid ng magnet.

Magnetic na karayom.

Ang magnetic needle ay isang aparato na kinakailangan para sa pag-aaral ng magnetic action ng isang electric current.
Ito ay isang maliit na magnet na nakakabit sa dulo ng karayom, may dalawang poste: hilaga at timog. Ang magnetic needle ay maaaring malayang umiikot sa dulo ng karayom.
Ang hilagang dulo ng magnetic needle ay laging tumuturo sa hilaga.
Ang linya na nagkokonekta sa mga pole ng magnetic needle ay tinatawag na axis ng magnetic needle.
Ang isang katulad na magnetic needle ay nasa anumang compass - isang aparato para sa orienteering sa lupa.

Saan nagmula ang magnetic field?

Ang eksperimento ni Oersted (1820) - ay nagpapakita kung paano nakikipag-ugnayan ang isang konduktor na may kasalukuyang at isang magnetic needle.

Kapag ang electric circuit ay sarado, ang magnetic needle ay lumihis mula sa orihinal na posisyon nito, kapag ang circuit ay binuksan, ang magnetic needle ay bumalik sa orihinal na posisyon nito.

Sa espasyo sa paligid ng isang konduktor na may kasalukuyang (at sa pangkalahatang kaso sa paligid ng anumang gumagalaw na singil ng kuryente) isang magnetic field ang lumitaw.
Ang magnetic forces ng field na ito ay kumikilos sa karayom ​​at pinihit ito.

Sa pangkalahatan, masasabi ng isa
na ang isang magnetic field ay lumitaw sa paligid ng gumagalaw na mga singil sa kuryente.
Ang electric current at magnetic field ay hindi mapaghihiwalay sa isa't isa.

INTERESTING ANO...

Maraming celestial body - mga planeta at bituin - ang may sariling magnetic field.
Gayunpaman, ang aming pinakamalapit na kapitbahay - ang Buwan, Venus at Mars - ay walang magnetic field,
katulad ng lupa.
___

Natuklasan ni Gilbert na kapag ang isang piraso ng bakal ay inilapit sa isang poste ng isang magnet, ang isa pang poste ay nagsisimulang makaakit ng mas malakas. Ang ideyang ito ay na-patent lamang 250 taon pagkatapos ng kamatayan ni Hilbert.

Sa unang kalahati ng 90s, nang lumitaw ang mga bagong Georgian na barya - lari,
Ang mga lokal na mandurukot ay may magnet,
kasi ang metal kung saan ginawa ang mga baryang ito ay mahusay na naakit ng isang magnet!

Kung kukuha ka ng isang dollar bill sa paligid at dalhin ito sa isang malakas na magnet
(halimbawa, horseshoe), na lumilikha ng hindi pare-parehong magnetic field, isang piraso ng papel
lumihis patungo sa isa sa mga poste. Lumalabas na ang kulay ng dollar bill ay naglalaman ng mga iron salts,
pagkakaroon ng magnetic properties, kaya ang dolyar ay naaakit sa isa sa mga pole ng magnet.

Kung magdadala ka ng malaking magnet sa antas ng bula ng karpintero, lilipat ang bula.
Ang katotohanan ay ang antas ng bubble ay puno ng isang diamagnetic na likido. Kapag ang naturang likido ay inilagay sa isang magnetic field, isang magnetic field ng kabaligtaran na direksyon ay nilikha sa loob nito, at ito ay itinulak palabas ng field. Samakatuwid, ang bula sa likido ay lumalapit sa magnet.

DAPAT MONG ALAM ANG TUNGKOL SA KANILA!

Ang tagapag-ayos ng negosyo ng magnetic compass sa Russian Navy ay isang kilalang deviator scientist,
kapitan ng 1st rank, may-akda ng mga siyentipikong gawa sa teorya ng compass I.P. Belavan.
Miyembro ng isang round-the-world trip sa frigate na "Pallada" at isang kalahok sa Crimean War ng 1853-56. siya ang una sa mundo na nag-demagnetize ng isang barko (1863)
at nalutas ang problema ng pag-install ng mga compass sa loob ng isang bakal na submarino.
Noong 1865 siya ay hinirang na pinuno ng unang Compass Observatory ng bansa sa Kronstadt.

Upang maunawaan kung ano ang isang katangian ng isang magnetic field, maraming phenomena ang dapat tukuyin. Kasabay nito, kailangan mong tandaan nang maaga kung paano at bakit ito lumilitaw. Alamin kung ano ang katangian ng kapangyarihan ng isang magnetic field. Mahalaga rin na ang gayong larangan ay maaaring mangyari hindi lamang sa mga magnet. Sa bagay na ito, hindi masakit na banggitin ang mga katangian ng magnetic field ng lupa.

Ang paglitaw ng larangan

Upang magsimula sa, ito ay kinakailangan upang ilarawan ang hitsura ng patlang. Pagkatapos nito, maaari mong ilarawan ang magnetic field at ang mga katangian nito. Lumilitaw ito sa panahon ng paggalaw ng mga sisingilin na particle. Maaaring makaapekto lalo na ang mga conductive conductor. Ang interaksyon sa pagitan ng magnetic field at gumagalaw na singil, o mga conductor kung saan dumadaloy ang kasalukuyang, ay nangyayari dahil sa mga pwersang tinatawag na electromagnetic.

Ang intensity o kapangyarihan na katangian ng magnetic field sa isang tiyak na spatial point ay tinutukoy gamit ang magnetic induction. Ang huli ay tinutukoy ng simbolo B.

Graphical na representasyon ng field

Ang magnetic field at ang mga katangian nito ay maaaring ilarawan sa grapiko gamit ang mga linya ng induction. Ang kahulugan na ito ay tinatawag na mga linya, ang mga tangent kung saan sa anumang punto ay magkakasabay sa direksyon ng vector y ng magnetic induction.

Ang mga linyang ito ay kasama sa mga katangian ng magnetic field at ginagamit upang matukoy ang direksyon at intensity nito. Kung mas mataas ang intensity ng magnetic field, mas maraming linya ng data ang iguguhit.

Ano ang mga magnetic lines

Ang mga magnetic na linya ng mga tuwid na conductor na may kasalukuyang ay may hugis ng isang concentric na bilog, ang gitna nito ay matatagpuan sa axis ng konduktor na ito. Ang direksyon ng mga magnetic na linya malapit sa mga conductor na may kasalukuyang ay tinutukoy ng panuntunan ng gimlet, na ganito ang tunog: kung ang gimlet ay matatagpuan upang ito ay screwed sa conductor sa direksyon ng kasalukuyang, pagkatapos ay ang direksyon ng Ang pag-ikot ng hawakan ay tumutugma sa direksyon ng mga magnetic na linya.

Para sa isang coil na may kasalukuyang, ang direksyon ng magnetic field ay matutukoy din ng panuntunan ng gimlet. Kinakailangan din na paikutin ang hawakan sa direksyon ng kasalukuyang sa mga pagliko ng solenoid. Ang direksyon ng mga linya ng magnetic induction ay tumutugma sa direksyon ng paggalaw ng pagsasalin ng gimlet.

Ito ang pangunahing katangian ng magnetic field.

Nilikha ng isang kasalukuyang, sa ilalim ng pantay na mga kondisyon, ang field ay mag-iiba sa intensity nito sa iba't ibang media dahil sa iba't ibang magnetic properties sa mga substance na ito. Ang mga magnetic na katangian ng daluyan ay nailalarawan sa pamamagitan ng ganap na magnetic permeability. Ito ay sinusukat sa henries kada metro (g/m).

Kasama sa katangian ng magnetic field ang absolute magnetic permeability ng vacuum, na tinatawag na magnetic constant. Ang halaga na tumutukoy kung gaano karaming beses ang absolute magnetic permeability ng medium ay mag-iiba mula sa constant ay tinatawag na relative magnetic permeability.

Magnetic permeability ng mga sangkap

Ito ay isang walang sukat na dami. Ang mga sangkap na may halaga ng permeability na mas mababa sa isa ay tinatawag na diamagnetic. Sa mga sangkap na ito, ang field ay magiging mas mahina kaysa sa vacuum. Ang mga katangiang ito ay naroroon sa hydrogen, tubig, kuwarts, pilak, atbp.

Ang media na may magnetic permeability na higit sa pagkakaisa ay tinatawag na paramagnetic. Sa mga sangkap na ito, ang field ay magiging mas malakas kaysa sa vacuum. Kabilang sa mga media at substance na ito ang hangin, aluminyo, oxygen, platinum.

Sa kaso ng paramagnetic at diamagnetic substance, ang halaga ng magnetic permeability ay hindi nakasalalay sa boltahe ng panlabas, magnetizing field. Nangangahulugan ito na ang halaga ay pare-pareho para sa isang tiyak na sangkap.

Ang mga ferromagnets ay nabibilang sa isang espesyal na grupo. Para sa mga sangkap na ito, ang magnetic permeability ay aabot sa ilang libo o higit pa. Ang mga sangkap na ito, na may pag-aari ng pagiging magnetized at pagpapalakas ng magnetic field, ay malawakang ginagamit sa electrical engineering.

Lakas ng field

Upang matukoy ang mga katangian ng magnetic field, kasama ang magnetic induction vector, isang halaga na tinatawag na magnetic field strength ay maaaring gamitin. Ang terminong ito ay tumutukoy sa intensity ng panlabas na magnetic field. Ang direksyon ng magnetic field sa isang medium na may parehong mga katangian sa lahat ng direksyon, ang intensity vector ay magkakasabay sa magnetic induction vector sa field point.

Ang mga lakas ng ferromagnets ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon sa kanila ng arbitrarily magnetized maliit na bahagi, na maaaring kinakatawan bilang maliit na magneto.

Sa kawalan ng isang magnetic field, ang isang ferromagnetic substance ay maaaring hindi binibigkas ang mga magnetic properties, dahil ang mga domain field ay nakakakuha ng iba't ibang mga oryentasyon, at ang kanilang kabuuang magnetic field ay zero.

Ayon sa pangunahing katangian ng magnetic field, kung ang isang ferromagnet ay inilagay sa isang panlabas na magnetic field, halimbawa, sa isang coil na may kasalukuyang, pagkatapos ay sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na field, ang mga domain ay liliko sa direksyon ng panlabas na field. . Bukod dito, ang magnetic field sa coil ay tataas, at ang magnetic induction ay tataas. Kung ang panlabas na patlang ay sapat na mahina, pagkatapos ay isang bahagi lamang ng lahat ng mga domain na ang mga magnetic field ay lumalapit sa direksyon ng panlabas na patlang ay babalik. Habang tumataas ang lakas ng panlabas na larangan, tataas ang bilang ng mga pinaikot na domain, at sa isang tiyak na halaga ng boltahe ng panlabas na field, halos lahat ng bahagi ay paikutin upang ang mga magnetic field ay matatagpuan sa direksyon ng panlabas na larangan. Ang estado na ito ay tinatawag na magnetic saturation.

Relasyon sa pagitan ng magnetic induction at intensity

Ang kaugnayan sa pagitan ng magnetic induction ng isang ferromagnetic substance at ang lakas ng isang panlabas na field ay maaaring ilarawan gamit ang isang graph na tinatawag na magnetization curve. Sa liko ng curve graph, bumababa ang rate ng pagtaas sa magnetic induction. Pagkatapos ng isang liko, kung saan ang pag-igting ay umabot sa isang tiyak na halaga, ang saturation ay nangyayari, at ang curve ay bahagyang tumataas, unti-unting nakuha ang hugis ng isang tuwid na linya. Sa seksyong ito, ang induction ay lumalaki pa rin, ngunit sa halip ay dahan-dahan at dahil lamang sa pagtaas ng lakas ng panlabas na larangan.

Ang graphic na pag-asa ng mga tagapagpahiwatig na ito ay hindi direkta, na nangangahulugan na ang kanilang ratio ay hindi pare-pareho, at ang magnetic permeability ng materyal ay hindi isang pare-parehong tagapagpahiwatig, ngunit depende sa panlabas na larangan.

Mga pagbabago sa magnetic properties ng mga materyales

Sa pagtaas ng kasalukuyang lakas hanggang sa ganap na saturation sa isang coil na may ferromagnetic core at ang kasunod na pagbaba nito, ang magnetization curve ay hindi magkakasabay sa demagnetization curve. Sa zero intensity, ang magnetic induction ay hindi magkakaroon ng parehong halaga, ngunit makakakuha ng ilang indicator na tinatawag na residual magnetic induction. Ang sitwasyon na may pagkahuli ng magnetic induction mula sa magnetizing force ay tinatawag na hysteresis.

Upang ganap na i-demagnetize ang ferromagnetic core sa coil, kinakailangan upang magbigay ng reverse current, na lilikha ng kinakailangang pag-igting. Para sa iba't ibang ferromagnetic substance, kailangan ang isang segment na may iba't ibang haba. Kung mas malaki ito, mas maraming enerhiya ang kailangan para sa demagnetization. Ang halaga kung saan ang materyal ay ganap na na-demagnetize ay tinatawag na puwersang mapilit.

Sa isang karagdagang pagtaas sa kasalukuyang sa likid, ang induction ay tataas muli sa saturation index, ngunit may ibang direksyon ng magnetic lines. Kapag nag-demagnetize sa kabaligtaran na direksyon, ang natitirang induction ay makukuha. Ang phenomenon ng residual magnetism ay ginagamit upang lumikha ng permanenteng magnet mula sa mga substance na may mataas na residual magnetism. Mula sa mga substance na may kakayahang mag-remagnetize, ang mga core ay nilikha para sa mga de-koryenteng makina at device.

panuntunan sa kaliwang kamay

Ang puwersa na kumikilos sa isang konduktor na may kasalukuyang ay may direksyon na tinutukoy ng panuntunan ng kaliwang kamay: kapag ang palad ng birhen na kamay ay matatagpuan sa paraan na ang mga magnetic na linya ay pumasok dito, at apat na daliri ay pinalawak sa direksyon ng kasalukuyang sa konduktor, ang baluktot na hinlalaki ay magsasaad ng direksyon ng puwersa. Ang puwersa na ito ay patayo sa induction vector at ang kasalukuyang.

Ang isang kasalukuyang nagdadala ng conductor na gumagalaw sa isang magnetic field ay itinuturing na isang prototype ng isang de-koryenteng motor, na nagbabago ng elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya.

Panuntunan ng kanang kamay

Sa panahon ng paggalaw ng konduktor sa isang magnetic field, ang isang electromotive na puwersa ay sapilitan sa loob nito, na may halaga na proporsyonal sa magnetic induction, ang haba ng konduktor na kasangkot at ang bilis ng paggalaw nito. Ang pag-asa na ito ay tinatawag na electromagnetic induction. Kapag tinutukoy ang direksyon ng sapilitan na EMF sa konduktor, ginagamit ang panuntunan sa kanang kamay: kapag ang kanang kamay ay matatagpuan sa parehong paraan tulad ng sa halimbawa mula sa kaliwa, ang mga magnetic na linya ay pumapasok sa palad, at ang hinlalaki ay nagpapahiwatig ng direksyon. ng paggalaw ng konduktor, ang mga nakabuka na mga daliri ay nagpapahiwatig ng direksyon ng sapilitan na EMF. Ang isang conductor na gumagalaw sa isang magnetic flux sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na mekanikal na puwersa ay ang pinakasimpleng halimbawa ng isang de-koryenteng generator kung saan ang mekanikal na enerhiya ay na-convert sa elektrikal na enerhiya.

Maaari itong mabuo nang iba: sa isang closed circuit, ang isang EMF ay na-induce, sa anumang pagbabago sa magnetic flux na sakop ng circuit na ito, ang EDE sa circuit ay numerically katumbas ng rate ng pagbabago ng magnetic flux na sumasaklaw sa circuit na ito.

Ang form na ito ay nagbibigay ng isang average na tagapagpahiwatig ng EMF at nagpapahiwatig ng pag-asa ng EMF hindi sa magnetic flux, ngunit sa rate ng pagbabago nito.

Batas ni Lenz

Kailangan mo ring tandaan ang batas ni Lenz: ang kasalukuyang dulot ng pagbabago sa magnetic field na dumadaan sa circuit, kasama ang magnetic field nito, ay pumipigil sa pagbabagong ito. Kung ang mga liko ng coil ay tinusok ng mga magnetic flux ng iba't ibang magnitude, kung gayon ang EMF na sapilitan sa buong coil ay katumbas ng kabuuan ng EMF sa iba't ibang mga liko. Ang kabuuan ng mga magnetic flux ng iba't ibang pagliko ng coil ay tinatawag na flux linkage. Ang yunit ng pagsukat ng dami na ito, pati na rin ang magnetic flux, ay weber.

Kapag nagbago ang electric current sa circuit, nagbabago rin ang magnetic flux na nilikha nito. Sa kasong ito, ayon sa batas ng electromagnetic induction, ang isang EMF ay sapilitan sa loob ng konduktor. Lumilitaw ito na may kaugnayan sa isang pagbabago sa kasalukuyang sa konduktor, samakatuwid ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na self-induction, at ang EMF na sapilitan sa konduktor ay tinatawag na self-induction EMF.

Ang ugnayan ng flux at magnetic flux ay nakasalalay hindi lamang sa lakas ng kasalukuyang, kundi pati na rin sa laki at hugis ng isang naibigay na konduktor, at ang magnetic permeability ng nakapalibot na sangkap.

inductance ng konduktor

Ang koepisyent ng proporsyonalidad ay tinatawag na inductance ng konduktor. Tinutukoy nito ang kakayahan ng isang konduktor na lumikha ng flux linkage kapag dumaan dito ang kuryente. Ito ay isa sa mga pangunahing parameter ng mga de-koryenteng circuit. Para sa ilang mga circuit, ang inductance ay pare-pareho. Ito ay depende sa laki ng tabas, pagsasaayos nito at ang magnetic permeability ng medium. Sa kasong ito, ang kasalukuyang lakas sa circuit at ang magnetic flux ay hindi mahalaga.

Ang mga kahulugan at phenomena sa itaas ay nagbibigay ng paliwanag kung ano ang magnetic field. Ang mga pangunahing katangian ng magnetic field ay ibinibigay din, sa tulong kung saan posible na tukuyin ang hindi pangkaraniwang bagay na ito.

Naaalala pa natin ang tungkol sa magnetic field mula sa paaralan, iyon lang, "lumulutaw" sa mga alaala ng hindi lahat. I-refresh natin ang mga pinagdaanan natin, at baka may sabihin sa iyo na bago, kapaki-pakinabang at kawili-wili.

Pagpapasiya ng magnetic field

Ang magnetic field ay isang force field na kumikilos sa mga gumagalaw na electric charges (mga particle). Dahil sa field ng puwersa na ito, ang mga bagay ay naaakit sa isa't isa. Mayroong dalawang uri ng magnetic field:

1. Gravitational - ay nabuo ng eksklusibo malapit sa elementarya particle at viruetsya sa lakas nito batay sa mga tampok at istraktura ng mga particle na ito.
2. Dynamic, na ginawa sa mga bagay na may gumagalaw na mga singil sa kuryente (kasalukuyang mga transmiter, magnetized substance).

Sa unang pagkakataon, ang pagtatalaga ng magnetic field ay ipinakilala ni M. Faraday noong 1845, kahit na ang kahulugan nito ay medyo mali, dahil pinaniniwalaan na ang parehong mga electric at magnetic effect at mga pakikipag-ugnayan ay batay sa parehong larangan ng materyal. Nang maglaon noong 1873, "iniharap" ni D. Maxwell ang quantum theory, kung saan ang mga konseptong ito ay nagsimulang paghiwalayin, at ang dating nagmula na patlang ng puwersa ay tinawag na electromagnetic field.

Paano lumilitaw ang isang magnetic field?

Ang mga magnetic field ng iba't ibang mga bagay ay hindi nakikita ng mata ng tao, at tanging mga espesyal na sensor lamang ang maaaring ayusin ito. Ang pinagmulan ng paglitaw ng isang magnetic force field sa isang microscopic scale ay ang paggalaw ng magnetized (charged) microparticle, na kung saan ay:

• mga ion;
• mga electron;
• mga proton.

Ang kanilang paggalaw ay nangyayari dahil sa spin magnetic moment, na naroroon sa bawat microparticle.

Magnetic field, saan ito matatagpuan?

Kahit gaano pa ito kakaiba, ngunit halos lahat ng mga bagay sa paligid natin ay may sariling magnetic field. Bagaman sa konsepto ng marami, isang maliit na bato lamang na tinatawag na magnet ang may magnetic field, na umaakit sa mga bagay na bakal sa sarili nito. Sa katunayan, ang puwersa ng pagkahumaling ay nasa lahat ng mga bagay, ito ay nagpapakita lamang ng sarili sa isang mas mababang valency.

Dapat ding linawin na ang force field, na tinatawag na magnetic, ay lilitaw lamang sa ilalim ng kondisyon na ang mga electric charge o katawan ay gumagalaw.

Ang mga hindi natitinag na singil ay may electric force field (maaari rin itong naroroon sa mga gumagalaw na singil). Ito ay lumiliko na ang mga mapagkukunan ng magnetic field ay:

• permanenteng magneto;
• mga singil sa mobile.

Magnetic field at mga katangian nito

Plano ng lecture:

Magnetic field, mga katangian at katangian nito.

Isang magnetic field- ang anyo ng pagkakaroon ng bagay na nakapalibot sa mga gumagalaw na singil sa kuryente (mga konduktor na may kasalukuyang, permanenteng magnet).

Ang pangalan na ito ay dahil sa ang katunayan na, tulad ng natuklasan ng Danish physicist na si Hans Oersted noong 1820, mayroon itong orienting effect sa magnetic needle. Eksperimento ni Oersted: isang magnetic needle ang inilagay sa ilalim ng wire na may current, umiikot sa isang needle. Kapag ang kasalukuyang ay naka-on, ito ay naka-install patayo sa wire; kapag binabago ang direksyon ng kasalukuyang, lumiko ito sa tapat na direksyon.

Ang mga pangunahing katangian ng magnetic field:

nabuo sa pamamagitan ng paglipat ng mga singil sa kuryente, mga conductor na may kasalukuyang, permanenteng magnet at isang alternating electric field;

kumikilos nang may puwersa sa paglipat ng mga singil sa kuryente, mga conductor na may kasalukuyang, magnetized na katawan;

ang isang alternating magnetic field ay bumubuo ng isang alternating electric field.

Ito ay sumusunod mula sa karanasan ni Oersted na ang magnetic field ay direksyon at dapat ay may katangian ng vector force. Ito ay itinalaga at tinatawag na magnetic induction.

Ang magnetic field ay inilalarawan nang grapiko gamit ang magnetic lines of force o mga linya ng magnetic induction. magnetic force mga linya ay tinatawag na mga linya kung saan ang mga iron filing o axes ng maliliit na magnetic arrow ay matatagpuan sa isang magnetic field. Sa bawat punto ng naturang linya, ang vector ay nakadirekta nang tangential.

Ang mga linya ng magnetic induction ay palaging sarado, na nagpapahiwatig ng kawalan ng mga magnetic charge sa kalikasan at ang vortex na kalikasan ng magnetic field.

Conventionally, umalis sila sa north pole ng magnet at pumasok sa timog. Ang density ng mga linya ay pinili upang ang bilang ng mga linya sa bawat yunit ng lugar na patayo sa magnetic field ay proporsyonal sa magnitude ng magnetic induction.

H

Magnetic solenoid na may kasalukuyang

Ang direksyon ng mga linya ay tinutukoy ng panuntunan ng tamang tornilyo. Solenoid - isang likid na may kasalukuyang, ang mga pagliko ay matatagpuan malapit sa isa't isa, at ang diameter ng pagliko ay mas mababa kaysa sa haba ng likid.

Ang magnetic field sa loob ng solenoid ay pare-pareho. Ang isang magnetic field ay tinatawag na homogenous kung ang vector ay pare-pareho sa anumang punto.

Ang magnetic field ng isang solenoid ay katulad ng magnetic field ng isang bar magnet.

Sa

Ang olenoid na may kasalukuyang ay isang electromagnet.

Ipinapakita ng karanasan na para sa isang magnetic field, gayundin para sa isang electric field, prinsipyo ng superposisyon: ang induction ng magnetic field na nilikha ng ilang mga alon o gumagalaw na singil ay katumbas ng vector sum ng mga induction ng magnetic field na nilikha ng bawat kasalukuyang o singil:

Ang vector ay ipinasok sa isa sa 3 paraan:

a) mula sa batas ni Ampère;

b) sa pamamagitan ng pagkilos ng isang magnetic field sa isang loop na may kasalukuyang;

c) mula sa expression para sa puwersa ng Lorentz.

PERO Sa eksperimento, itinatag na ang puwersa kung saan kumikilos ang magnetic field sa elemento ng conductor na may kasalukuyang I, na matatagpuan sa isang magnetic field, ay direktang proporsyonal sa puwersa.

kasalukuyang I at ang produkto ng vector ng elemento ng haba at ang magnetic induction:

- Batas ni Ampère

H
ang direksyon ng vector ay matatagpuan ayon sa mga pangkalahatang tuntunin ng produkto ng vector, kung saan sumusunod ang panuntunan ng kaliwang kamay: kung ang palad ng kaliwang kamay ay nakaposisyon upang ang mga magnetic na linya ng puwersa ay pumasok dito, at 4 na nakaunat. ang mga daliri ay nakadirekta kasama ang kasalukuyang, pagkatapos ay ipapakita ng nakatungo na hinlalaki ang direksyon ng puwersa.

Ang puwersa na kumikilos sa isang wire na may hangganan ang haba ay matatagpuan sa pamamagitan ng pagsasama sa buong haba.

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

Kung  =90 0 , F = BIl

Magnetic field induction- isang vector pisikal na dami ayon sa bilang na katumbas ng puwersang kumikilos sa isang pare-parehong magnetic field sa isang konduktor na may haba ng yunit na may kasalukuyang yunit, na matatagpuan patayo sa mga linya ng magnetic field.

Ang 1Tl ay ang induction ng isang pare-parehong magnetic field, kung saan ang isang 1m-long conductor na may kasalukuyang 1A, na matatagpuan patayo sa mga linya ng magnetic field, ay ginagampanan ng puwersa ng 1N.

Sa ngayon, isinasaalang-alang namin ang mga macrocurrent na dumadaloy sa mga konduktor. Gayunpaman, ayon sa palagay ni Ampere, sa anumang katawan mayroong mga microscopic na alon dahil sa paggalaw ng mga electron sa mga atomo. Ang mga microscopic molecular current na ito ay lumilikha ng sarili nilang magnetic field at maaaring lumiko sa mga field ng macrocurrents, na lumilikha ng karagdagang magnetic field sa katawan. Ang vector ay nagpapakilala sa nagresultang magnetic field na nilikha ng lahat ng macro- at microcurrents, i.e. para sa parehong macrocurrent, ang vector sa iba't ibang media ay may iba't ibang mga halaga.

Ang magnetic field ng macrocurrents ay inilalarawan ng magnetic intensity vector.

Para sa isang homogenous na isotropic medium

,

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

 - magnetic permeability ng medium, na nagpapakita kung gaano karaming beses nagbabago ang magnetic field ng macrocurrents dahil sa field ng microcurrents ng medium.

magnetic flux. Gauss' theorem para sa magnetic flux.

daloy ng vector(magnetic flux) sa pamamagitan ng pad dS ay tinatawag na scalar value na katumbas ng

kung saan ang projection papunta sa direksyon ng normal sa site;

 - anggulo sa pagitan ng mga vector at .

itinuro na elemento sa ibabaw,

Ang vector flux ay isang algebraic na dami,

kung - kapag umaalis sa ibabaw;

kung - sa pasukan sa ibabaw.

Ang flux ng magnetic induction vector sa pamamagitan ng isang arbitrary surface S ay katumbas ng

Para sa isang pare-parehong magnetic field = const,

1 Wb - magnetic flux na dumadaan sa isang patag na ibabaw na 1 m 2 na matatagpuan patayo sa isang pare-parehong magnetic field, ang induction kung saan ay katumbas ng 1 T.

Ang magnetic flux sa ibabaw ng S ay numerong katumbas ng bilang ng mga magnetic na linya ng puwersa na tumatawid sa ibinigay na ibabaw.

Dahil ang mga linya ng magnetic induction ay palaging sarado, para sa isang saradong ibabaw ang bilang ng mga linya na pumapasok sa ibabaw (Ф 0), samakatuwid, ang kabuuang pagkilos ng bagay ng magnetic induction sa pamamagitan ng isang saradong ibabaw ay zero.

- Gauss theorem: ang flux ng magnetic induction vector sa anumang saradong ibabaw ay zero.

Ang theorem na ito ay isang matematikal na pagpapahayag ng katotohanan na sa kalikasan ay walang magnetic charges kung saan magsisimula o magtatapos ang mga linya ng magnetic induction.

Batas ng Biot-Savart-Laplace at ang aplikasyon nito sa pagkalkula ng mga magnetic field.

Ang magnetic field ng mga direktang alon ng iba't ibang mga hugis ay pinag-aralan nang detalyado ni fr. mga siyentipiko na sina Biot at Savart. Natagpuan nila na sa lahat ng mga kaso ang magnetic induction sa isang arbitrary na punto ay proporsyonal sa lakas ng kasalukuyang, depende sa hugis, mga sukat ng konduktor, ang lokasyon ng puntong ito na may kaugnayan sa konduktor at sa daluyan.

Ang mga resulta ng mga eksperimentong ito ay na-summarize ni fr. mathematician na si Laplace, na isinasaalang-alang ang kalikasan ng vector ng magnetic induction at nag-hypothesize na ang induction sa bawat punto ay, ayon sa prinsipyo ng superposition, ang vector sum ng mga induction ng elementarya na magnetic field na nilikha ng bawat seksyon ng conductor na ito.

Ang Laplace noong 1820 ay nagbalangkas ng isang batas, na tinawag na batas ng Biot-Savart-Laplace: ang bawat elemento ng isang konduktor na may kasalukuyang lumilikha ng isang magnetic field, ang induction vector na kung saan sa ilang di-makatwirang punto K ay tinutukoy ng formula:

- Batas ng Biot-Savart-Laplace.

Ito ay sumusunod mula sa batas ng Biot-Sovar-Laplace na ang direksyon ng vector ay tumutugma sa direksyon ng cross product. Ang parehong direksyon ay ibinibigay ng panuntunan ng kanang tornilyo (gimlet).

Kung ganoon ,

Conductor element co-directional na may kasalukuyang;

Radius vector na kumukonekta sa point K;

Ang batas ng Biot-Savart-Laplace ay praktikal na kahalagahan, dahil ay nagbibigay-daan sa iyo upang mahanap sa isang naibigay na punto sa espasyo ang induction ng magnetic field ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng conductor ng may hangganan na laki at di-makatwirang hugis.

Para sa isang di-makatwirang kasalukuyang, ang gayong pagkalkula ay isang kumplikadong problema sa matematika. Gayunpaman, kung ang kasalukuyang distribusyon ay may tiyak na simetrya, kung gayon ang paggamit ng prinsipyo ng superposisyon kasama ng batas ng Biot-Savart-Laplace ay ginagawang posible upang makalkula ang mga partikular na magnetic field na medyo simple.

Tingnan natin ang ilang halimbawa.

A. Magnetic field ng isang rectilinear conductor na may kasalukuyang.

para sa isang konduktor na may hangganan ang haba:

para sa isang konduktor na walang katapusang haba:  1 = 0,  2 = 

B. Magnetic field sa gitna ng circular current:

=90 0 , kasalanan=1,

Oersted noong 1820 eksperimental na natagpuan na ang sirkulasyon sa isang closed circuit na nakapalibot sa isang sistema ng macrocurrents ay proporsyonal sa algebraic na kabuuan ng mga alon na ito. Ang koepisyent ng proporsyonalidad ay nakasalalay sa pagpili ng sistema ng mga yunit at katumbas ng 1 sa SI.

C
ang sirkulasyon ng isang vector ay tinatawag na isang closed-loop integral.

Ang formula na ito ay tinatawag na circulation theorem o kabuuang kasalukuyang batas:

ang sirkulasyon ng magnetic field strength vector kasama ang isang arbitrary closed circuit ay katumbas ng algebraic sum ng macrocurrents (o kabuuang kasalukuyang) na sakop ng circuit na ito. kanyang katangian Sa espasyong nakapalibot sa mga alon at permanenteng magnet, mayroong puwersa patlang tinawag magnetic. Availability magnetic mga patlang nagpakita...

Sa totoong istraktura ng electromagnetic mga patlang at kanyang katangian pagpapalaganap sa anyo ng mga alon ng eroplano.

Artikulo >> Physics

SA TUNAY NA STRUCTURE NG ELECTROMAGNETIC MGA LARANGAN At NIYA MGA KATANGIAN MGA PROPAGATIONS SA ANYO NG MGA AWOL NG EROPLO ... ibang mga bahagi ng isang solong mga patlang: electromagnetic patlang may mga bahagi ng vector at, electric patlang may mga bahagi at magnetic patlang may mga bahagi...

Magnetic patlang, mga circuit at induction

Abstract >> Physics

... mga patlang). Basic katangian magnetic mga patlang ay isang kanyang puwersa ng vector magnetic induction (induction vector magnetic mga patlang). sa SI magnetic... kasama magnetic sandali. Magnetic patlang at kanyang mga parameter Direksyon magnetic mga linya at...

Magnetic patlang (2)

Abstract >> Physics

Seksyon ng konduktor AB na may kasalukuyang in magnetic patlang patayo kanyang magnetic mga linya. Kapag ipinakita sa figure ... ang halaga ay nakasalalay lamang sa magnetic mga patlang at maaaring maglingkod kanyang dami katangian. Ang halagang ito ay kinuha...

Magnetic materyales (2)

Abstract >> Ekonomiks

Mga materyales na nakikipag-ugnayan sa magnetic patlang ipinahayag sa kanyang pagbabago, pati na rin sa iba ... at pagkatapos ng pagtigil ng pagkakalantad magnetic mga patlang.isa. Pangunahin katangian magnetic Ang mga magnetic na katangian ng mga materyales ay nailalarawan sa pamamagitan ng...