W Internecie jest wiele tematów poświęconych badaniu pole magnetyczne. Należy zauważyć, że wiele z nich odbiega od przeciętnego opisu, który istnieje w podręcznikach szkolnych. Moim zadaniem jest zebranie i usystematyzowanie całego ogólnodostępnego materiału na temat pola magnetycznego w celu skupienia się na Nowym Zrozumieniu pola magnetycznego. Badanie pola magnetycznego i jego właściwości można przeprowadzić przy użyciu różnych technik. Na przykład za pomocą opiłków żelaza towarzysz Fatyanow przeprowadził kompetentną analizę na stronie http://fatyf.narod.ru/Addition-list.htm

Z pomocą kineskopu. Nie znam imienia tej osoby, ale znam jego przezwisko. Nazywa siebie „Wiatrem”. Gdy magnes zostanie zbliżony do kineskopu, na ekranie powstaje „obraz plastra miodu”. Można by pomyśleć, że „siatka” jest kontynuacją siatki kineskopu. Jest to metoda wizualizacji pola magnetycznego.

Zacząłem badać pole magnetyczne za pomocą ferrofluidu. Jest to płyn magnetyczny, który maksymalnie wizualizuje wszystkie subtelności pola magnetycznego magnesu.

Z artykułu „czym jest magnes” dowiedzieliśmy się, że magnes jest fraktalizowany, tj. pomniejszona kopia naszej planety, której geometria magnetyczna jest jak najbardziej identyczna z prostym magnesem. Z kolei planeta Ziemia jest kopią tego, z czego została utworzona - Słońca. Dowiedzieliśmy się, że magnes jest rodzajem soczewki indukcyjnej, która skupia na swojej objętości wszystkie właściwości globalnego magnesu planety Ziemia. Istnieje potrzeba wprowadzenia nowych terminów, którymi będziemy opisywać właściwości pola magnetycznego.

Przepływ indukcyjny to przepływ, który pochodzi z biegunów planety i przechodzi przez nas w geometrii lejka. Biegun północny planety to wejście do lejka, biegun południowy planety to wyjście z lejka. Niektórzy naukowcy nazywają ten strumień eterycznym wiatrem, mówiąc, że ma on „pochodzenie galaktyczne”. Ale to nie jest „eteryczny wiatr” i bez względu na to, czym jest eter, jest to „rzeka indukcyjna”, która płynie od bieguna do bieguna. Elektryczność w piorunie ma ten sam charakter, co elektryczność wytwarzana przez oddziaływanie cewki i magnesu.

Najlepszym sposobem na zrozumienie, czym jest pole magnetyczne - żeby go zobaczyć. Można wymyślać i snuć niezliczone teorie, ale z punktu widzenia zrozumienia fizycznej istoty zjawiska jest to bezużyteczne. Myślę, że wszyscy się ze mną zgodzą, jeśli powtórzę słowa, nie pamiętam kto, ale istota jest taka, że ​​najlepszym kryterium jest doświadczenie. Doświadczenie i jeszcze raz doświadczenie.

W domu zrobiłem proste eksperymenty, ale pozwolił mi wiele zrozumieć. Prosty cylindryczny magnes… I przekręcił go w tę i tamtą stronę. Wylano na nią płyn magnetyczny. Kosztuje infekcję, nie rusza się. Wtedy przypomniałem sobie, że na jakimś forum czytałem, że dwa magnesy ściśnięte przez te same bieguny w uszczelnionym obszarze podwyższają temperaturę tego obszaru i odwrotnie obniżają ją przeciwległymi biegunami. Jeśli temperatura jest konsekwencją oddziaływania pól, to dlaczego nie miałaby być przyczyną? Ogrzałem magnes za pomocą „zwarcia” 12 woltów i rezystora, po prostu opierając podgrzewany rezystor o magnes. Magnes rozgrzał się, a płyn magnetyczny najpierw zaczął drgać, a następnie stał się całkowicie ruchomy. Pole magnetyczne jest wzbudzane przez temperaturę. Ale jak to jest, zadałem sobie pytanie, bo w elementarzach piszą, że temperatura osłabia właściwości magnetyczne magnesu. I to prawda, ale to „osłabienie” kagby jest kompensowane przez wzbudzenie pola magnetycznego tego magnesu. Innymi słowy, siła magnetyczna nie zanika, ale przekształca się w siłę wzbudzenia tego pola. Doskonale Wszystko się kręci i wszystko się kręci. Ale dlaczego wirujące pole magnetyczne ma właśnie taką geometrię rotacji, a nie inną? Na pierwszy rzut oka ruch jest chaotyczny, ale jeśli spojrzysz przez mikroskop, możesz to zobaczyć w tym ruchu system jest obecny. System w żaden sposób nie należy do magnesu, a jedynie go lokalizuje. Innymi słowy, magnes można uznać za soczewkę energii, która skupia zaburzenia w swojej objętości.

Pole magnetyczne jest wzbudzane nie tylko przez wzrost temperatury, ale także przez jej spadek. Myślę, że bardziej poprawne byłoby stwierdzenie, że pole magnetyczne jest wzbudzane przez gradient temperatury, niż przez jeden z jego znaków szczególnych. Faktem jest, że nie ma widocznej "przebudowy" struktury pola magnetycznego. Istnieje wizualizacja zakłócenia przechodzącego przez obszar tego pola magnetycznego. Wyobraź sobie perturbację, która zaczyna się spiralnie biegun północny na południe przez całą objętość planety. Zatem pole magnetyczne magnesu = lokalna część tego globalnego przepływu. Czy rozumiesz? Jednak nie jestem pewien, który konkretnie wątek... Ale faktem jest, że wątek. I nie ma jednego strumienia, ale dwa. Pierwszy jest zewnętrzny, a drugi jest w nim i razem z pierwszymi porusza się, ale obraca się w przeciwnym kierunku. Pole magnetyczne jest wzbudzane przez gradient temperatury. Ale znowu zniekształcamy istotę, kiedy mówimy „pole magnetyczne jest wzbudzone”. Faktem jest, że jest już w stanie wzbudzonym. Kiedy zastosujemy gradient temperatury, zniekształcamy to wzbudzenie w stan niezrównoważenia. Tych. rozumiemy, że proces wzbudzenia jest procesem ciągłym, w którym znajduje się pole magnetyczne magnesu. Gradient zniekształca parametry tego procesu w taki sposób, że optycznie zauważamy różnicę między jego normalnym wzbudzeniem a wzbudzeniem wywołanym gradientem.

Ale dlaczego pole magnetyczne magnesu jest stacjonarne w stanie stacjonarnym? NIE, też jest ruchomy, ale względem poruszających się układów odniesienia, np. nas, jest nieruchomy. Poruszamy się w przestrzeni z tym zaburzeniem Ra i wydaje nam się, że się porusza. Temperatura, którą przykładamy do magnesu, powoduje pewnego rodzaju lokalną nierównowagę w tym skupionym systemie. Pewna niestabilność pojawia się w siatce przestrzennej, jaką jest struktura plastra miodu. W końcu pszczoły nie budują swoich domów od podstaw, ale budulcem oplatają strukturę przestrzeni. Tak więc, na podstawie obserwacji czysto eksperymentalnych, dochodzę do wniosku, że pole magnetyczne prostego magnesu jest potencjalnym układem lokalnej nierównowagi sieci przestrzennej, w którym, jak można się domyślić, nie ma miejsca na atomy i cząsteczki, których nie jakie kiedykolwiek widziałeś. Temperatura jest jak „kluczyk zapłonu” w tym systemie lokalnym, zawiera brak równowagi. W ten moment Uważnie studiuję metody i środki radzenia sobie z tą nierównowagą.

Co to jest pole magnetyczne i czym różni się od pola elektromagnetycznego?

Co to jest pole torsyjne lub informacyjno-energetyczne?

To wszystko jedno i to samo, ale zlokalizowane różnymi metodami.

Siła prądu - jest plus i siła odpychająca,

napięcie to minus i siła przyciągania,

zwarcie, albo powiedzmy lokalna nierównowaga sieci - jest opór przed tym przenikaniem. Albo przenikanie się ojca, syna i ducha świętego. Pamiętajmy, że metafora „Adam i Ewa” to stare rozumienie chromosomów X i YG. Albowiem zrozumienie nowego jest nowym zrozumieniem starego. „Siła” - wir emanujący z nieustannie wirującego Ra, pozostawiający po sobie informacyjny splot. Napięcie to kolejny wir, ale wewnątrz głównego wiru Ra i poruszający się wraz z nim. Wizualnie można to przedstawić jako skorupę, której wzrost następuje w kierunku dwóch spiral. Pierwszy jest zewnętrzny, drugi wewnętrzny. Lub jeden w sobie i zgodnie z ruchem wskazówek zegara, a drugi poza sobą i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Kiedy dwa wiry przenikają się wzajemnie, tworzą strukturę podobną do warstw Jowisza, które poruszają się w różne strony. Pozostaje zrozumieć mechanizm tego przenikania i system, który się tworzy.

Przybliżone zadania na 2015 rok

1. Znaleźć metody i środki kontroli niewyważenia.

2. Zidentyfikuj materiały, które najbardziej wpływają na nierównowagę systemu. Znajdź zależność od stanu materiału zgodnie z tabelą 11 dziecka.

3. Jeśli każda żywa istota jest w swej istocie tą samą zlokalizowaną nierównowagą, to musi być „widoczna”. Innymi słowy, konieczne jest znalezienie metody utrwalenia osoby w innych widmach częstotliwości.

4. Głównym zadaniem jest wizualizacja niebiologicznych widm częstotliwości, w których zachodzi ciągły proces kreacji człowieka. Na przykład za pomocą narzędzia postępu analizujemy widma częstotliwości, które nie wchodzą w skład biologicznego spektrum ludzkich uczuć. Ale tylko je rejestrujemy, ale nie możemy ich „urzeczywistnić”. Dlatego nie widzimy dalej niż nasze zmysły mogą pojąć. Oto mój główny cel na 2015 rok. Znajdź technikę technicznej świadomości niebiologicznego widma częstotliwości, aby zobaczyć bazę informacyjną osoby. Tych. właściwie jego dusza.

Szczególnym rodzajem badań jest pole magnetyczne w ruchu. Jeśli wylejemy ferrofluid na magnes, zajmie on objętość pola magnetycznego i będzie nieruchomy. Trzeba jednak sprawdzić doświadczenie „Veteroka”, w którym przeniósł magnes na ekran monitora. Istnieje przypuszczenie, że pole magnetyczne jest już w stanie wzbudzonym, ale objętość płynnej kagby powstrzymuje je w stanie stacjonarnym. Ale jeszcze nie sprawdzałem.

Pole magnetyczne można wytworzyć, przykładając temperaturę do magnesu lub umieszczając magnes w cewce indukcyjnej. Należy zauważyć, że ciecz jest wzbudzana tylko w pewnym położeniu przestrzennym magnesu wewnątrz cewki, tworzącym pewien kąt do osi cewki, który można znaleźć empirycznie.

Przeprowadziłem dziesiątki eksperymentów z poruszaniem ferrofluidu i postawiłem sobie cele:

1. Ujawnij geometrię ruchu płynów.

2. Zidentyfikuj parametry wpływające na geometrię tego ruchu.

3. Jakie jest miejsce ruchu płynów w globalnym ruchu planety Ziemia.

4. Czy zależy od przestrzennego położenia magnesu i uzyskiwanej przez niego geometrii ruchu.

5. Dlaczego „wstążki”?

6. Dlaczego wstążki się zwijają

7. Od czego zależy wektor skręcania taśm

8. Dlaczego stożki są przemieszczane tylko za pomocą węzłów, które są wierzchołkami plastra miodu, a tylko trzy sąsiednie wstęgi są zawsze skręcone.

9. Dlaczego przemieszczenie szyszek następuje nagle, po osiągnięciu pewnego „skręcenia” w węzłach?

10. Dlaczego wielkość stożków jest proporcjonalna do objętości i masy cieczy wylanej na magnes

11. Dlaczego stożek jest podzielony na dwa odrębne sektory.

12. Jakie jest miejsce tej "separacji" pod względem interakcji między biegunami planety.

13. Jak geometria ruchu płynu zależy od pory dnia, pory roku, aktywności słonecznej, intencji eksperymentatora, ciśnienia i dodatkowych gradientów. Na przykład ostra zmiana „zimno gorąco”

14. Dlaczego geometria stożków identyczny z geometrią Varjiego- specjalna broń powracających bogów?

15. Czy w archiwach służb specjalnych 5 broni automatycznych znajdują się dane o przeznaczeniu, dostępności lub przechowywaniu próbek tego typu broni.

16. Co o tych stożkach mówią wypatroszone spiżarnie wiedzy różnych tajnych organizacji i czy geometria stożków jest powiązana z Gwiazdą Dawida, której istotą jest tożsamość geometrii stożków. (Masoni, Żydzi, Watykan i inne niespójne formacje).

17. Dlaczego wśród szyszek zawsze jest lider. Tych. stożek z „koroną” na górze, który „organizuje” wokół siebie ruchy 5,6,7 stożków.

stożek w momencie przemieszczenia. Szarpać. „…tylko przesuwając literę „G” dotrę do niego”…

Jest to pole siłowe, które oddziałuje na ładunki elektryczne i ciała, które są w ruchu i mają moment magnetyczny, niezależnie od stanu ich ruchu. Pole magnetyczne jest częścią pola elektromagnetycznego.

Prąd naładowanych cząstek lub momenty magnetyczne elektronów w atomach tworzą pole magnetyczne. Również pole magnetyczne powstaje w wyniku pewnych czasowych zmian pola elektrycznego.

Wektor indukcji pola magnetycznego B jest główną charakterystyką mocy pola magnetycznego. W matematyce B = B (X, Y, Z) jest definiowane jako pole wektorowe. Pojęcie to służy zdefiniowaniu i określeniu fizycznego pola magnetycznego. W nauce wektor indukcji magnetycznej jest często nazywany po prostu polem magnetycznym. Oczywiście taka aplikacja pozwala na dowolną interpretację tego pojęcia.

Inną cechą pola magnetycznego prądu jest potencjał wektorowy.

W literaturze naukowej często spotyka się tzw główna cecha pole magnetyczne, w przypadku braku ośrodka magnetycznego (próżni) uwzględnia się wektor natężenia pola magnetycznego. Formalnie ta sytuacja jest całkiem do przyjęcia, ponieważ w próżni wektor natężenia pola magnetycznego H i wektor indukcji magnetycznej B pokrywają się. Jednocześnie wektor natężenia pola magnetycznego w ośrodku magnetycznym nie jest wypełniony tym samym znaczeniem fizycznym i jest wielkością drugorzędną. Na tej podstawie, z formalną równością tych podejść do próżni, rozważa systematyczny punkt widzenia wektor indukcji magnetycznej główna charakterystyka obecnego pola magnetycznego.

Pole magnetyczne jest oczywiście szczególnym rodzajem materii. Za pomocą tej materii zachodzi interakcja między momentem magnetycznym a poruszającymi się naładowanymi cząstkami lub ciałami.

Szczególna teoria względności traktuje pola magnetyczne jako konsekwencję istnienia samych pól elektrycznych.

Pola magnetyczne i elektryczne tworzą razem pole elektromagnetyczne. Przejawami pola elektromagnetycznego są światło i fale elektromagnetyczne.

Kwantowa teoria pola magnetycznego traktuje oddziaływanie magnetyczne jako odrębny przypadek oddziaływania elektromagnetycznego. Jest przenoszony przez bezmasowy bozon. Bozon to foton - cząstka, którą można przedstawić jako kwantowe wzbudzenie pola elektromagnetycznego.

Pole magnetyczne jest generowane albo przez prąd naładowanych cząstek, albo przez pole elektryczne przekształcające się w przestrzeni czasowej, albo przez wewnętrzne momenty magnetyczne cząstek. Momenty magnetyczne cząstek dla jednolitej percepcji są formalnie zredukowane do prądów elektrycznych.

Obliczanie wartości pola magnetycznego.

Proste przypadki pozwalają nam obliczyć wartości pola magnetycznego przewodnika z prądem zgodnie z prawem Biota-Savarta-Laplace'a lub za pomocą twierdzenia o cyrkulacji. W ten sam sposób wartość pola magnetycznego można również znaleźć dla prądu dowolnie rozłożonego w objętości lub przestrzeni. Oczywiście prawa te mają zastosowanie do stałych lub stosunkowo wolno zmieniających się pól magnetycznych i elektrycznych. To znaczy w przypadkach obecności magnetostatyki. Więcej trudne przypadki wymagają kalkulacji wartości prąd pola magnetycznego zgodnie z równaniami Maxwella.

Manifestacja obecności pola magnetycznego.

Głównym przejawem pola magnetycznego jest wpływ na momenty magnetyczne cząstek i ciał, na cząstki naładowane w ruchu. Siła Lorentza nazywana jest siłą działającą na naładowaną elektrycznie cząstkę poruszającą się w polu magnetycznym. Siła ta ma stały kierunek prostopadły do ​​wektorów v i B. Ma również wartość proporcjonalną do ładunku cząstki q, składowej prędkości v, prowadzonej prostopadle do kierunku wektora pola magnetycznego B, oraz wielkość wyrażająca indukcję pola magnetycznego B. Siła Lorentza według Międzynarodowego Układu Jednostek ma postać: F=q, w układzie jednostek CGS: F=q/c

Iloczyn wektorowy jest wyświetlany w nawiasach kwadratowych.

W wyniku oddziaływania siły Lorentza na naładowane cząstki poruszające się wzdłuż przewodnika, pole magnetyczne może oddziaływać również na przewodnik z prądem. Siła amperowa to siła działająca na przewodnik z prądem. Składowymi tej siły są siły działające na poszczególne ładunki poruszające się wewnątrz przewodnika.

Zjawisko oddziaływania dwóch magnesów.

Zjawisko pola magnetycznego, w którym możemy się spotkać Życie codzienne, nazywa się oddziaływaniem dwóch magnesów. Wyraża się to w odpychaniu się identycznych biegunów od siebie i przyciąganiu przeciwnych biegunów. Z formalnego punktu widzenia opisanie oddziaływań między dwoma magnesami jako oddziaływań dwóch monopoli jest dość użytecznym, wykonalnym i wygodnym pomysłem. Jednocześnie szczegółowa analiza pokazuje, że w rzeczywistości nie jest to do końca poprawny opis zjawiska. Głównym pytaniem bez odpowiedzi w takim modelu jest to, dlaczego nie można rozdzielić monopoli. Właściwie udowodniono eksperymentalnie, że żadne izolowane ciało nie ma ładunku magnetycznego. Modelu tego nie można również zastosować do pola magnetycznego wytwarzanego przez makroskopowy prąd.

Z naszego punktu widzenia słuszne jest założenie, że siła działająca na dipol magnetyczny znajdujący się w niejednorodnym polu ma tendencję do obracania go w taki sposób, że moment magnetyczny dipola ma ten sam kierunek co pole magnetyczne. Nie ma jednak magnesów, na które działa całkowita siła równomierny prąd pola magnetycznego. Siła działająca na dipol magnetyczny z momentem magnetycznym m wyraża się następującym wzorem:

.

Siła działająca na magnes z niejednorodnego pola magnetycznego jest wyrażona jako suma wszystkich sił określonych tym wzorem i działających na elementarne dipole tworzące magnes.

Indukcja elektromagnetyczna.

W przypadku zmiany w czasie strumienia wektora indukcji magnetycznej przez obwód zamknięty, w tym obwodzie powstaje EMF indukcji elektromagnetycznej. Jeśli obwód jest nieruchomy, jest on generowany przez wirowe pole elektryczne, które powstaje w wyniku zmiany pola magnetycznego w czasie. Gdy pole magnetyczne nie zmienia się w czasie i nie ma zmiany strumienia spowodowanego ruchem pętli przewodnika, wówczas siła Lorentza generuje siłę EMF.

O polu magnetycznym pamiętamy jeszcze ze szkoły, po prostu „wyskakuje” ono w pamięci nie każdemu. Odświeżmy to, przez co przeszliśmy, a może powiemy coś nowego, przydatnego i interesującego.

Wyznaczanie pola magnetycznego

Pole magnetyczne jest polem siłowym, które oddziałuje na poruszające się ładunki elektryczne (cząstki). Dzięki temu polu siłowe obiekty przyciągają się do siebie. Istnieją dwa rodzaje pól magnetycznych:

1. Grawitacyjny - powstaje wyłącznie w pobliżu cząstek elementarnych i wiruetsya w swojej sile w oparciu o cechy i strukturę tych cząstek.
2. Dynamiczne, powstające w obiektach z poruszającymi się ładunkami elektrycznymi (przekaźniki prądu, substancje namagnesowane).

Po raz pierwszy oznaczenie pola magnetycznego wprowadził M. Faradaya w 1845 r., choć jego znaczenie było nieco błędne, ponieważ uważano, że zarówno efekty elektryczne, jak i magnetyczne oraz oddziaływanie opierają się na tym samym polu materialnym. Później w 1873 roku D. Maxwell „przedstawił” teorię kwantową, w której zaczęto rozdzielać te pojęcia, a wyprowadzone wcześniej pole siłowe nazwano polem elektromagnetycznym.

Jak pojawia się pole magnetyczne?

Pola magnetyczne nie są postrzegane przez ludzkie oko różne przedmioty i tylko specjalne czujniki mogą to naprawić. Źródłem powstawania magnetycznego pola siłowego w skali mikroskopowej jest ruch namagnesowanych (naładowanych) mikrocząstek, którymi są:

• jony;
• elektrony;
• protony.

Ich ruch zachodzi dzięki spinowemu momentowi magnetycznemu, który jest obecny w każdej mikrocząstce.

Pole magnetyczne, gdzie można je znaleźć?

Bez względu na to, jak dziwnie może to zabrzmieć, prawie wszystkie otaczające nas obiekty mają własne pole magnetyczne. Chociaż w koncepcji wielu tylko kamyk zwany magnesem ma pole magnetyczne, które przyciąga do siebie żelazne przedmioty. W rzeczywistości siła przyciągania jest we wszystkich przedmiotach, przejawia się tylko w niższej wartościowości.

Należy również wyjaśnić, że pole siłowe, zwane magnetycznym, pojawia się tylko pod warunkiem, że poruszają się ładunki elektryczne lub ciała.

Ładunki nieruchome mają pole siłowe (może być również obecne w ładunkach ruchomych). Okazuje się, że źródła pola magnetycznego to:

• magnesy trwałe;
• opłaty za telefon komórkowy.

Pole magnetyczne- jest to ośrodek materialny, przez który odbywa się interakcja między przewodnikami z prądem lub poruszającymi się ładunkami.

Właściwości pola magnetycznego:

Charakterystyka pola magnetycznego:

Do badania pola magnetycznego stosuje się obwód testowy z prądem. Jest mały, a prąd w nim jest znacznie mniejszy niż prąd w przewodniku, który wytwarza pole magnetyczne. Po przeciwnych stronach obwodu z prądem od strony pola magnetycznego działają siły o równej wielkości, ale skierowane w przeciwnych kierunkach, ponieważ kierunek siły zależy od kierunku prądu. Punkty przyłożenia tych sił nie leżą na jednej linii prostej. Siły takie nazywamy parę sił. W wyniku działania pary sił kontur nie może poruszać się do przodu, obraca się wokół własnej osi. Charakteryzuje się działanie obrotowe moment obrotowy.

, gdzie l–ramię pary sił(odległość między punktami przyłożenia sił).

Wraz ze wzrostem prądu w obwodzie testowym lub obszarze obwodu moment pary sił wzrośnie proporcjonalnie. Stosunek maksymalnego momentu sił działających na obwód z prądem do wielkości prądu w obwodzie i powierzchni obwodu jest wartością stałą dla danego punktu pola. To jest nazwane Indukcja magnetyczna.

, gdzie
-Moment magnetyczny obwody z prądem.

jednostka miary Indukcja magnetyczna - Tesli [T].

Moment magnetyczny obwodu- wielkość wektorowa, której kierunek zależy od kierunku prądu w obwodzie i jest określony przez reguła prawej śruby: zaciśnij prawą dłoń w pięść, a następnie skieruj cztery palce w kierunku prądu w obwodzie kciuk wskaże kierunek wektora momentu magnetycznego. Wektor momentu magnetycznego jest zawsze prostopadły do ​​płaszczyzny konturu.

Za kierunek wektora indukcji magnetycznej przyjąć kierunek wektora momentu magnetycznego obwodu zorientowanego w polu magnetycznym.

Linia indukcji magnetycznej- linia, której styczna w każdym punkcie pokrywa się z kierunkiem wektora indukcji magnetycznej. Linie indukcji magnetycznej są zawsze zamknięte, nigdy się nie przecinają. Linie indukcji magnetycznej przewodnika prostego z prądem mają postać okręgów położonych w płaszczyźnie prostopadłej do przewodnika. Kierunek linii indukcji magnetycznej określa reguła prawej śruby. Linie indukcji magnetycznej prądu kołowego(cewka z prądem) również mają postać okręgów. Każdy element cewki jest długi
można traktować jako prosty przewodnik, który wytwarza własne pole magnetyczne. W przypadku pól magnetycznych spełniona jest zasada superpozycji (niezależnego dodawania). Całkowity wektor indukcji magnetycznej prądu kołowego wyznacza się w wyniku dodania tych pól w środku cewki zgodnie z regułą prawej śruby.

Jeśli wielkość i kierunek wektora indukcji magnetycznej są takie same w każdym punkcie przestrzeni, wówczas nazywamy pole magnetyczne jednorodny. Jeśli wielkość i kierunek wektora indukcji magnetycznej w każdym punkcie nie zmieniają się w czasie, wówczas nazywa się takie pole stały.

Wartość Indukcja magnetyczna w dowolnym punkcie pola jest wprost proporcjonalna do natężenia prądu w przewodniku wytwarzającym pole, jest odwrotnie proporcjonalna do odległości przewodnika od danego punktu pola, zależy od właściwości ośrodka i kształtu przewodnik, który tworzy pole.

, gdzie
WŁ 2 ; H/m jest stałą magnetyczną próżni,

-względna przenikalność magnetyczna ośrodka,

-absolutna przenikalność magnetyczna ośrodka.

W zależności od wielkości przenikalności magnetycznej wszystkie substancje dzielą się na trzy klasy:

Wraz ze wzrostem bezwzględnej przepuszczalności ośrodka wzrasta również indukcja magnetyczna w danym punkcie pola. Stosunek indukcji magnetycznej do bezwzględnej przenikalności magnetycznej ośrodka jest wartością stałą dla danego punktu poli, e nazywa się napięcie.

.

Wektory napięcia i indukcji magnetycznej pokrywają się w kierunkach. Siła pola magnetycznego nie zależy od właściwości ośrodka.

Moc wzmacniacza- siła, z jaką pole magnetyczne działa na przewodnik z prądem.

Gdzie l- długość przewodu, - kąt między wektorem indukcji magnetycznej a kierunkiem prądu.

Kierunek siły Ampera jest określony przez reguła lewej ręki: lewa ręka jest ustawiona tak, że składowa wektora indukcji magnetycznej, prostopadła do przewodnika, wchodzi w dłoń, skieruj cztery wyciągnięte palce wzdłuż prądu, następnie kciuk zgięty o 90 0 wskaże kierunek siły Ampera.

Wynikiem działania siły Ampera jest ruch przewodnika w określonym kierunku.

mi jeśli = 90 0 , to F=max, jeśli = 0 0 , wtedy F = 0.

Siła Lorentza- siła pola magnetycznego działająca na poruszający się ładunek.

, gdzie q to ładunek, v to prędkość jego ruchu, - kąt między wektorami napięcia i prędkości.

Siła Lorentza jest zawsze prostopadła do wektorów indukcji magnetycznej i prędkości. Kierunek jest określony przez reguła lewej ręki(palce - na ruch ładunku dodatniego). Jeżeli kierunek prędkości cząstki jest prostopadły do ​​linii indukcji magnetycznej jednorodnego pola magnetycznego, to cząstka porusza się po okręgu bez zmiany energii kinetycznej.

Ponieważ kierunek działania siły Lorentza zależy od znaku ładunku, służy ona do rozdzielania ładunków.

strumień magnetyczny- wartość równa liczbie linii indukcji magnetycznej przechodzących przez dowolny obszar położony prostopadle do linii indukcji magnetycznej.

, gdzie - kąt między indukcją magnetyczną a normalną (prostopadłą) do pola S.

jednostka miary– Webera [Wb].

Metody pomiaru strumienia magnetycznego:

Zmiana orientacji miejsca w polu magnetycznym (zmiana kąta)

Zmiana w obszarze konturu umieszczonego w polu magnetycznym

Zmiana natężenia prądu, który wytwarza pole magnetyczne

Zmiana odległości konturu od źródła pola magnetycznego

Zmiana właściwości magnetycznych ośrodka.

F Araday zarejestrował prąd elektryczny w obwodzie, który nie zawierał źródła, ale znajdował się obok innego obwodu zawierającego źródło. Ponadto prąd w obwodzie pierwotnym powstawał w następujących przypadkach: przy każdej zmianie prądu w obwodzie A, przy względnym ruchu obwodów, przy wprowadzaniu żelaznego pręta do obwodu A, przy ruchu magnesu trwałego względem obwód B. Ukierunkowany ruch ładunków swobodnych (prądu) zachodzi tylko w polu elektrycznym. Oznacza to, że zmieniające się pole magnetyczne wytwarza pole elektryczne, które wprawia w ruch ładunki swobodne przewodnika. To pole elektryczne nazywa się wywołany lub wir.

Różnice między wirowym polem elektrycznym a elektrostatycznym:

Źródłem pola wirowego jest zmienne pole magnetyczne.

Linie natężenia pola wirowego są zamknięte.

Praca wykonana przez to pole, aby przesunąć ładunek wzdłuż obwodu zamkniętego, nie jest równa zeru.

Charakterystyka energetyczna pola wirowego nie jest potencjałem, ale Indukcja pola elektromagnetycznego- wartość równa pracy sił zewnętrznych (sił pochodzenia nieelektrostatycznego) przy przemieszczaniu jednostki ładunku po obwodzie zamkniętym.

.Mierzone w woltach[W].

Wirowe pole elektryczne powstaje przy każdej zmianie pola magnetycznego, niezależnie od tego, czy istnieje przewodząca pętla zamknięta, czy nie. Kontur pozwala jedynie na wykrycie wirowego pola elektrycznego.

Indukcja elektromagnetyczna- jest to występowanie pola elektromagnetycznego indukcji w obwodzie zamkniętym przy dowolnej zmianie strumienia magnetycznego przechodzącego przez jego powierzchnię.

SEM indukcji w obwodzie zamkniętym generuje prąd indukcyjny.

.

Kierunek prądu indukcyjnego zdeterminowany przez Reguła Lenza: prąd indukcyjny ma taki kierunek, że wytworzone przez niego pole magnetyczne przeciwstawia się wszelkim zmianom strumienia magnetycznego, który wygenerował ten prąd.

Prawo Faradaya dla indukcji elektromagnetycznej: SEM indukcji w zamkniętej pętli jest wprost proporcjonalna do szybkości zmiany strumienia magnetycznego przez powierzchnię ograniczoną przez pętlę.

T dobra foucault- wirowe prądy indukcyjne, które występują w dużych przewodnikach umieszczonych w zmiennym polu magnetycznym. Rezystancja takiego przewodnika jest niewielka, ponieważ ma duży przekrój S, więc prądy Foucaulta mogą być duże, w wyniku czego przewodnik się nagrzewa.

samoindukcja- jest to występowanie pola elektromagnetycznego indukcji w przewodniku, gdy zmienia się w nim siła prądu.

Przewodnik z prądem wytwarza pole magnetyczne. Indukcja magnetyczna zależy od siły prądu, dlatego własny strumień magnetyczny zależy również od siły prądu.

, gdzie L jest współczynnikiem proporcjonalności, indukcyjność.

jednostka miary indukcyjność - Henry [H].

Indukcyjność przewodnika zależy od jego wielkości, kształtu i przenikalności magnetycznej ośrodka.

Indukcyjność rośnie wraz z długością przewodu, indukcyjność cewki jest większa niż indukcyjność prostego przewodu o tej samej długości, indukcyjność cewki (przewodu o dużej liczbie zwojów) jest większa niż indukcyjność jednego zwoju , indukcyjność cewki wzrasta, jeśli włoży się do niej żelazny pręt.

Prawo Faradaya dla samoindukcji:
.

Samoindukcja pola elektromagnetycznego wprost proporcjonalna do szybkości zmian prądu.

Samoindukcja pola elektromagnetycznego generuje prąd samoindukcji, który zawsze zapobiega jakiejkolwiek zmianie prądu w obwodzie, to znaczy, jeśli prąd wzrasta, prąd indukcji własnej jest skierowany w przeciwnym kierunku, gdy prąd w obwodzie maleje, samo-indukcja prąd indukcyjny jest skierowany w tym samym kierunku. Im większa indukcyjność cewki, tym więcej występuje w niej indukcyjności własnej.

Energia pola magnetycznego jest równa pracy, jaką prąd wykonuje, aby pokonać pole elektromagnetyczne indukcji własnej w czasie, gdy prąd wzrasta od zera do wartości maksymalnej.

.

Wibracje elektromagnetyczne- są to okresowe zmiany ładunku, natężenia prądu oraz wszelkie charakterystyki pól elektrycznych i magnetycznych.

Elektryczny system oscylacyjny(obwód oscylacyjny) składa się z kondensatora i cewki indukcyjnej.

Warunki występowania drgań:

System musi zostać wyprowadzony z równowagi; w tym celu ładunek jest przekazywany do kondensatora. Energia pola elektrycznego naładowanego kondensatora:

.

Układ musi powrócić do stanu równowagi. Pod wpływem pola elektrycznego ładunek przechodzi z jednej okładki kondensatora na drugą, to znaczy w obwodzie, który przepływa przez cewkę, powstaje prąd elektryczny. Wraz ze wzrostem prądu w cewce indukcyjnej powstaje pole elektromagnetyczne samoindukcji, prąd samoindukcji jest skierowany w przeciwnym kierunku. Gdy prąd w cewce maleje, prąd samoindukcji jest kierowany w tym samym kierunku. Zatem prąd samoindukcji ma tendencję do przywracania układu do stanu równowagi.

Opór elektryczny obwodu musi być mały.

Idealny obwód oscylacyjny nie ma oporu. Oscylacje w nim nazywane są darmowy.

Dla dowolnego obwodu elektrycznego spełnione jest prawo Ohma, zgodnie z którym siła elektromotoryczna działająca w obwodzie jest równa sumie napięć we wszystkich sekcjach obwodu. W obwodzie oscylacyjnym nie ma źródła prądu, ale w cewce indukcyjnej powstaje samoindukujące się pole elektromagnetyczne, które jest równe napięciu na kondensatorze.

Wniosek: ładunek kondensatora zmienia się zgodnie z prawem harmonicznym.

Napięcie kondensatora:
.

Prąd pętli:
.

Wartość
- amplituda natężenia prądu.

Różnica od opłaty w dniu
.

Okres drgań swobodnych w obwodzie:

Energia pola elektrycznego kondensatora:

Energia pola magnetycznego cewki:

Energie pól elektrycznych i magnetycznych zmieniają się zgodnie z prawem harmonicznym, ale fazy ich oscylacji są różne: gdy energia pola elektrycznego jest maksymalna, energia pola magnetycznego wynosi zero.

Całkowita energia układu oscylacyjnego:
.

W idealny kontur całkowita energia się nie zmienia.

W procesie oscylacji energia pola elektrycznego jest całkowicie przekształcana w energię pola magnetycznego i odwrotnie. Oznacza to, że energia w dowolnym momencie jest równa albo maksymalnej energii pola elektrycznego, albo maksymalnej energii pola magnetycznego.

Prawdziwy obwód oscylacyjny zawiera odporność. Oscylacje w nim nazywane są zblakły.

Prawo Ohma ma postać:

Przy założeniu, że tłumienie jest małe (kwadrat częstotliwości drgań własnych jest znacznie większy niż kwadrat współczynnika tłumienia), logarytmiczny dekrement tłumienia:

Przy silnym tłumieniu (kwadrat naturalnej częstotliwości oscylacji jest mniejszy niż kwadrat współczynnika oscylacji):

To równanie opisuje proces rozładowywania kondensatora przez rezystor. W przypadku braku indukcyjności oscylacje nie wystąpią. Zgodnie z tym prawem zmienia się również napięcie na okładkach kondensatora.

całkowita energia w prawdziwym obwodzie maleje, ponieważ ciepło jest uwalniane na rezystancji R, gdy przepływa prąd.

proces przejściowy- proces zachodzący w obwodach elektrycznych podczas przejścia z jednego trybu pracy do drugiego. Szacowany czas ( ), podczas którego parametr charakteryzujący proces przejściowy będzie się zmieniał e razy.

Do obwód z kondensatorem i rezystorem:
.

Teoria pola elektromagnetycznego Maxwella:

1 pozycja:

Każde zmienne pole elektryczne generuje wirowe pole magnetyczne. Zmienne pole elektryczne zostało nazwane przez Maxwella prądem przesunięcia, ponieważ podobnie jak zwykły prąd indukuje pole magnetyczne.

Aby wykryć prąd przesunięcia, rozważa się przepływ prądu przez układ, w skład którego wchodzi kondensator z dielektrykiem.

Gęstość prądu polaryzacji:
. Gęstość prądu jest skierowana w kierunku zmiany natężenia.

Pierwsze równanie Maxwella:
- wirowe pole magnetyczne jest generowane zarówno przez prądy przewodzące (ruch ładunków elektrycznych), jak i prądy przesunięcia (przemienne pole elektryczne E).

2 pozycja:

Każde zmienne pole magnetyczne generuje wirowe pole elektryczne - podstawowe prawo indukcji elektromagnetycznej.

Drugie równanie Maxwella:
- wiąże szybkość zmiany strumienia magnetycznego przez dowolną powierzchnię z cyrkulacją wektora natężenia pola elektrycznego, jaka powstaje w tym przypadku.

Każdy przewodnik z prądem wytwarza pole magnetyczne w przestrzeni. Jeśli prąd jest stały (nie zmienia się w czasie), to związane z nim pole magnetyczne jest również stałe. Zmieniający się prąd wytwarza zmienne pole magnetyczne. Wewnątrz przewodnika z prądem występuje pole elektryczne. Dlatego zmienne pole elektryczne wytwarza zmienne pole magnetyczne.

Pole magnetyczne jest wirowe, ponieważ linie indukcji magnetycznej są zawsze zamknięte. Wielkość natężenia pola magnetycznego H jest proporcjonalna do szybkości zmian natężenia pola elektrycznego . Kierunek wektora pola magnetycznego związane ze zmianą natężenia pola elektrycznego zgodnie z regułą prawej śruby: prawą dłoń zaciśnij w pięść, kciukiem skieruj w kierunku zmiany natężenia pola elektrycznego, wówczas zgięte 4 palce wskażą kierunek linii natężenia pola magnetycznego.

Każde zmieniające się pole magnetyczne tworzy wirowe pole elektryczne, którego linie sił są zamknięte i leżą w płaszczyźnie prostopadłej do natężenia pola magnetycznego.

Wielkość natężenia E wirowego pola elektrycznego zależy od szybkości zmian pola magnetycznego . Kierunek wektora E jest powiązany z kierunkiem zmiany pola magnetycznego H zgodnie z regułą lewej śruby: lewą dłoń zaciśnij w pięść, kciuk skieruj w kierunku zmiany pola magnetycznego, zgnij cztery palce wskażą kierunek linii wirowego pola elektrycznego.

Zestaw połączonych ze sobą wirowych pól elektrycznych i magnetycznych reprezentuje pole elektromagnetyczne. Pole elektromagnetyczne nie pozostaje w miejscu powstania, lecz rozchodzi się w przestrzeni w postaci poprzecznej fali elektromagnetycznej.

fala elektromagnetyczna- jest to rozkład w przestrzeni wirowych pól elektrycznych i magnetycznych połączonych ze sobą.

Warunek wystąpienia fali elektromagnetycznej- ruch ładunku z przyspieszeniem.

Równanie fali elektromagnetycznej:

- częstotliwość cykliczna oscylacji elektromagnetycznych

t to czas od początku oscylacji

l to odległość od źródła fali do danego punktu w przestrzeni

- prędkość propagacji fali

Czas potrzebny fali na przebycie drogi od źródła do określonego punktu.

Wektory E i H w fali elektromagnetycznej są prostopadłe do siebie i do prędkości propagacji fali.

Źródło fal elektromagnetycznych- przewodniki, przez które przepływają szybkozmienne prądy przemienne (makroemitery) oraz wzbudzone atomy i cząsteczki (mikroemitery). Im wyższa częstotliwość oscylacji, tym lepiej emitowane są fale elektromagnetyczne w przestrzeni.

Właściwości fal elektromagnetycznych:

Wszystkie fale elektromagnetyczne poprzeczny

W ośrodku jednorodnym fale elektromagnetyczne propagować ze stałą prędkością, która zależy od właściwości środowiska:

- względna przenikalność ośrodka

jest stałą dielektryczną próżni,
F/m, Cl2/nm2

- względna przenikalność magnetyczna ośrodka

- próżniowa stała magnetyczna,
WŁ 2 ; H/m

Fale elektromagnetyczne odbite od przeszkód, pochłonięte, rozproszone, załamane, spolaryzowane, ugięte, zakłócone.

Objętościowa gęstość energii pole elektromagnetyczne składa się z objętościowych gęstości energii pól elektrycznych i magnetycznych:

Gęstość strumienia energii fali - intensywność fali:

-Wektor Umowa-Poyntinga.

Wszystkie fale elektromagnetyczne są ułożone w szereg częstotliwości lub długości fal (
). Ten rząd jest skala fal elektromagnetycznych.

Wibracje o niskiej częstotliwości. 0 - 10 4 Hz. Otrzymywany z generatorów. Nie promieniują dobrze.

fale radiowe. 10 4 - 10 13 Hz. Promieniowane przez stałe przewodniki, przez które przepływają szybkie prądy przemienne.

Promieniowanie podczerwone- fale emitowane przez wszystkie ciała w temperaturach powyżej 0 K, w wyniku procesów wewnątrzatomowych i wewnątrzcząsteczkowych.

widzialne światło- fale działające na oko, wywołujące wrażenie wzrokowe. 380-760 nm

Promieniowanie ultrafioletowe. 10 - 380 nm. Światło widzialne i UV powstają, gdy zmienia się ruch elektronów w zewnętrznych powłokach atomu.

promieniowanie rentgenowskie. 80 - 10 -5 nm. Występuje, gdy zmienia się ruch elektronów w wewnętrznych powłokach atomu.

Promieniowanie gamma. Występuje podczas rozpadu jąder atomowych.

Pole magnetyczne jest specjalny formularz materia, która jest tworzona przez magnesy, przewodniki z prądem (poruszające się naładowane cząstki) i którą można wykryć poprzez oddziaływanie magnesów, przewodniki z prądem (poruszające się naładowane cząstki).

doświadczenia Oersteda

Pierwsze eksperymenty (przeprowadzone w 1820 r.), które wykazały, że między elektrycznym a zjawiska magnetyczne istnieje głęboki związek, były eksperymenty duńskiego fizyka H. Oersteda.

Igła magnetyczna umieszczona w pobliżu przewodnika obraca się o określony kąt, gdy prąd w przewodzie jest włączony. Gdy obwód jest otwarty, strzałka powraca do pierwotnej pozycji.

Z doświadczenia G. Oersteda wynika, że ​​wokół tego przewodnika występuje pole magnetyczne.

Doświadczenie Ampera
Dwa równoległe przewodniki, przez które przepływa prąd elektryczny, oddziałują na siebie: przyciągają się, jeśli prądy płyną w tym samym kierunku, i odpychają się, jeśli prądy płyną w przeciwnym kierunku. Wynika to z interakcji pól magnetycznych, które powstają wokół przewodników.

Właściwości pola magnetycznego

1. Materialnie, tj. istnieje niezależnie od nas i naszej wiedzy o nim.

2. Tworzone przez magnesy, przewodniki z prądem (poruszające się naładowane cząstki)

3. Wykrywane przez oddziaływanie magnesów, przewodników z prądem (ruchome naładowane cząstki)

4. Działa na magnesy, przewodniki z prądem (poruszające się naładowane cząstki) z pewną siłą

5. W przyrodzie nie ma ładunków magnetycznych. Nie możesz oddzielić biegunów północnego i południowego i otrzymać ciała z jednym biegunem.

6. Powód, dla którego ciała mają właściwości magnetyczne, odkrył francuski naukowiec Ampère. Ampere wysunął wniosek, że właściwości magnetyczne dowolnego ciała są określone przez zamknięte w nim prądy elektryczne.

Prądy te reprezentują ruch elektronów po orbitach w atomie.

Jeśli płaszczyzny, w których krążą te prądy, są rozmieszczone losowo względem siebie w wyniku ruchu termicznego cząsteczek tworzących ciało, to ich oddziaływania są wzajemnie kompensowane, a ciało nie wykazuje żadnych właściwości magnetycznych.

I odwrotnie: jeśli płaszczyzny, w których obracają się elektrony, są do siebie równoległe, a kierunki normalnych do tych płaszczyzn pokrywają się, to takie substancje wzmacniają zewnętrzne pole magnetyczne.

7. Siły magnetyczne działają w polu magnetycznym wzdłuż pewne kierunki które nazywane są magnetycznymi liniami sił. Z ich pomocą można wygodnie i czytelnie pokazać pole magnetyczne w konkretnym przypadku.

W celu dokładniejszego zobrazowania pola magnetycznego uzgodniliśmy, że w tych miejscach, gdzie pole jest silniejsze, linie sił będą gęściej pokazane, tj. bliższy przyjaciel do przyjaciela. I odwrotnie, w miejscach, gdzie pole jest słabsze, linie pola są pokazywane w mniejszej liczbie, tj. rzadziej zlokalizowane.

8. Pole magnetyczne charakteryzuje wektor indukcji magnetycznej.

Wektor indukcji magnetycznej jest wielkością wektorową charakteryzującą pole magnetyczne.

Kierunek wektora indukcji magnetycznej pokrywa się z kierunkiem bieguna północnego swobodnej igły magnetycznej w danym punkcie.

Kierunek wektora indukcji pola i natężenie prądu I są powiązane „regułą prawej śruby (świderka)”:

jeśli wkręcisz świder w kierunku prądu w przewodniku, to kierunek prędkości ruchu końca jego rączki w danym punkcie zbiegnie się z kierunkiem wektora indukcji magnetycznej w tym punkcie.

/ pole magnetyczne

Temat: Pole magnetyczne

Opracował: Baigarashev D.M.

Sprawdzone przez: Gabdullina A.T.

Pole magnetyczne

Jeśli dwa równoległe przewodniki są podłączone do źródła prądu w taki sposób, że przepływa przez nie prąd elektryczny, to w zależności od kierunku prądu w nich przewodniki albo się odpychają, albo przyciągają.

Wyjaśnienie tego zjawiska jest możliwe z punktu widzenia pojawienia się wokół przewodników szczególnego rodzaju materii - pola magnetycznego.

Nazywa się siły, z którymi oddziałują przewodniki przewodzące prąd magnetyczny.

Pole magnetyczne- jest to szczególny rodzaj materii, której specyficzną cechą jest oddziaływanie na poruszający się ładunek elektryczny, przewodniki z prądem, ciała z momentem magnetycznym, z siłą zależną od wektora prędkości ładunku, kierunku natężenia prądu w przewodnika i od kierunku momentu magnetycznego ciała.

Historia magnetyzmu sięga czasów starożytnych, do Starożytne cywilizacje Azja Miniejsza. Znaleźli to na terenie Azji Mniejszej, w Magnezji głaz, których próbki przyciągają się do siebie. Zgodnie z nazwą obszaru takie próbki zaczęto nazywać „magnesami”. Każdy magnes w postaci pręta lub podkowy ma dwa końce, które nazywane są biegunami; to właśnie w tym miejscu jego właściwości magnetyczne są najbardziej widoczne. Jeśli zawiesisz magnes na sznurku, jeden biegun zawsze będzie wskazywał północ. Kompas opiera się na tej zasadzie. Skierowany na północ biegun swobodnie wiszącego magnesu nazywany jest biegunem północnym magnesu (N). Przeciwny biegun nazywany jest biegunem południowym (S).

Bieguny magnetyczne oddziałują na siebie: podobne bieguny odpychają się, w przeciwieństwie do biegunów przyciągają. Podobnie koncepcja pola elektrycznego otaczającego ładunek elektryczny wprowadza koncepcję pola magnetycznego wokół magnesu.

W 1820 roku Oersted (1777-1851) odkrył, że igła magnetyczna umieszczona obok przewodnika elektrycznego odchyla się, gdy prąd przepływa przez przewodnik, to znaczy, że wokół przewodnika z prądem powstaje pole magnetyczne. Jeśli weźmiemy ramkę z prądem, to zewnętrzne pole magnetyczne oddziałuje z polem magnetycznym ramy i ma na nią wpływ orientujący, tj. to i istnieje pozycja, w której siła momentu obrotowego wynosi zero.

Pole magnetyczne w dowolnym punkcie można scharakteryzować za pomocą wektora B, który nazywa się wektor indukcji magnetycznej lub Indukcja magnetyczna w punkcie.

Indukcja magnetyczna B jest wektorową wielkością fizyczną, która jest siłą charakterystyczną dla pola magnetycznego w punkcie. Jest on równy stosunkowi maksymalnego momentu mechanicznego sił działających na pętlę z prądem umieszczoną w jednorodnym polu do iloczynu natężenia prądu w pętli i jej powierzchni:

Za kierunek wektora indukcji magnetycznej B przyjmuje się kierunek dodatniej normalnej do ramy, która jest powiązana z prądem w ramie za pomocą reguły prawej śruby, z momentem mechanicznym równym zeru.

W ten sam sposób, w jaki przedstawiane są linie natężenia pola elektrycznego, przedstawiane są linie indukcji pola magnetycznego. Linia indukcji pola magnetycznego jest wyimaginowaną linią, której styczna pokrywa się z kierunkiem B w punkcie.

Kierunki pola magnetycznego w danym punkcie można również zdefiniować jako kierunek, który wskazuje

biegun północny igły kompasu umieszczony w tym punkcie. Uważa się, że linie indukcji pola magnetycznego są skierowane z bieguna północnego na południe.

Kierunek linii indukcji magnetycznej pola magnetycznego wytwarzanego przez prąd elektryczny przepływający przez prosty przewodnik jest określony przez regułę świdra lub śruby prawoskrętnej. Kierunek obrotu łba śruby przyjmuje się jako kierunek linii indukcji magnetycznej, która zapewniłaby jego ruch postępowy w kierunku przepływu prądu elektrycznego (ryc. 59).

gdzie n 01 = 4 Liczba Pi 10-7Vs/(Am). - stała magnetyczna, R - odległość, I - natężenie prądu w przewodniku.

W przeciwieństwie do linii pola elektrostatycznego, które zaczynają się od ładunku dodatniego, a kończą na ujemnym, linie pola magnetycznego są zawsze zamknięte. Nie znaleziono ładunku magnetycznego podobnego do ładunku elektrycznego.

Jedna tesla (1 T) jest traktowana jako jednostka indukcji - indukcja takiego jednorodnego pola magnetycznego, w którym maksymalny moment obrotowy 1 Nm działa na ramę o powierzchni 1 m2, przez którą przepływa prąd 1 płynie.

Indukcję pola magnetycznego można również określić na podstawie siły działającej na przewodnik z prądem w polu magnetycznym.

Na przewodnik z prądem umieszczony w polu magnetycznym działa siła Ampère'a, której wartość określa równanie:

gdzie I jest natężeniem prądu w przewodniku, ja- długość przewodnika, B jest modułem wektora indukcji magnetycznej i jest kątem między wektorem a kierunkiem prądu.

Kierunek siły Ampera można określić za pomocą reguły lewej ręki: dłoń lewej ręki jest ustawiona tak, aby linie indukcji magnetycznej wchodziły w dłoń, cztery palce są ustawione zgodnie z kierunkiem prądu w przewodniku, następnie zgięty kciuk pokazuje kierunek siły Ampera.

Biorąc pod uwagę, że I = q 0 nSv i podstawiając to wyrażenie do (3.21), otrzymujemy F = q 0 nSh/B sin a. Liczba cząstek (N) w danej objętości przewodnika wynosi N = nSl, wtedy F = q 0 NvB sin a.

Wyznaczmy siłę działającą od strony pola magnetycznego na oddzielną naładowaną cząstkę poruszającą się w polu magnetycznym:

Siła ta nazywana jest siłą Lorentza (1853-1928). Kierunek siły Lorentza można określić za pomocą reguły lewej ręki: dłoń lewej ręki jest ustawiona tak, że linie indukcji magnetycznej wchodzą do dłoni, cztery palce wskazują kierunek ruchu ładunku dodatniego, kciuk pokaże kierunek siły Lorentza.

Siła oddziaływania między dwoma równoległymi przewodnikami, przez które przepływają prądy I 1 i I 2, jest równa:

gdzie ja- część przewodnika, która znajduje się w polu magnetycznym. Jeśli prądy płyną w tym samym kierunku, przewodniki są przyciągane (ryc. 60), jeśli w przeciwnym kierunku, są odpychane. Siły działające na każdy przewodnik są równe co do wielkości, ale przeciwnie skierowane. Formuła (3.22) jest głównym sposobem określania jednostki natężenia prądu 1 amper (1 A).

Właściwości magnetyczne substancji charakteryzują się skalarną wielkością fizyczną - przepuszczalnością magnetyczną, pokazującą, ile razy indukcja B pola magnetycznego w substancji całkowicie wypełniającej pole różni się wartością bezwzględną od indukcji B 0 pola magnetycznego w próżnia:

Zgodnie z ich właściwościami magnetycznymi wszystkie substancje dzielą się na diamagnetyczny, paramagnetyczny oraz ferromagnetyczny.

Rozważ naturę właściwości magnetycznych substancji.

Elektrony w powłoce atomów materii poruszają się po różnych orbitach. Dla uproszczenia uważamy, że orbity te są kołowe, a każdy elektron krążący wokół jądra atomowego można uznać za kołowy prąd elektryczny. Każdy elektron, podobnie jak prąd okrężny, wytwarza pole magnetyczne, które nazwiemy orbitalnym. Ponadto elektron w atomie ma swoje własne pole magnetyczne, zwane polem spinowym.

Jeżeli po wprowadzeniu do zewnętrznego pola magnetycznego z indukcją B 0, wewnątrz substancji powstaje indukcja B< В 0 , то такие вещества называются диамагнитными (nr 1).

W materiałach diamagnetycznych przy braku zewnętrznego pola magnetycznego następuje kompensacja pól magnetycznych elektronów, a po wprowadzeniu ich w pole magnetyczne indukcja pola magnetycznego atomu zostaje skierowana przeciwnie do pola zewnętrznego. Diamagnes jest wypychany z zewnętrznego pola magnetycznego.

Na paramagnetyczny materiałów indukcja magnetyczna elektronów w atomach nie jest w pełni kompensowana, a atom jako całość okazuje się być jak mały magnes trwały. Zwykle w materii wszystkie te małe magnesy są zorientowane dowolnie, a całkowita indukcja magnetyczna wszystkich ich pól jest równa zeru. Jeśli umieścisz paramagnes w zewnętrznym polu magnetycznym, wówczas wszystkie małe magnesy - atomy będą się obracać w zewnętrznym polu magnetycznym jak igły kompasu, a pole magnetyczne w substancji wzrośnie ( n >= 1).

ferromagnetyczny są materiały, które są n„1. W materiałach ferromagnetycznych powstają tak zwane domeny, makroskopowe obszary spontanicznego namagnesowania.

W różnych dziedzinach indukcja pól magnetycznych ma różne kierunki (ryc. 61) iw dużym krysztale

wzajemnie się kompensować. Gdy próbkę ferromagnetyczną wprowadza się w zewnętrzne pole magnetyczne, granice poszczególnych domen przesuwają się tak, że zwiększa się objętość domen zorientowanych wzdłuż pola zewnętrznego.

Wraz ze wzrostem indukcji pola zewnętrznego B 0 wzrasta indukcja magnetyczna namagnesowanej substancji. Dla niektórych wartości B 0 indukcja zatrzymuje jej gwałtowny wzrost. Zjawisko to nazywane jest nasyceniem magnetycznym.

Cechą charakterystyczną materiałów ferromagnetycznych jest zjawisko histerezy, które polega na niejednoznacznej zależności indukcji w materiale od indukcji zewnętrznego pola magnetycznego przy jego zmianie.

Pętla histerezy magnetycznej jest zamkniętą krzywą (cdc`d`c), wyrażającą zależność indukcji w materiale od amplitudy indukcji pola zewnętrznego z okresową raczej powolną zmianą tego ostatniego (ryc. 62).

Pętla histerezy charakteryzuje się następującymi wartościami B s , B r , B c . B s - maksymalna wartość indukcji materiału w B 0s ; B r - indukcja szczątkowa, równa wartości indukcji w materiale, gdy indukcja zewnętrznego pola magnetycznego zmniejsza się od B 0s do zera; -Bc i Bc - siła koercji - wartość równa indukcji zewnętrznego pola magnetycznego niezbędnej do zmiany indukcji w materiale od szczątkowej do zerowej.

Dla każdego ferromagnesu istnieje taka temperatura (punkt Curie (J. Curie, 1859-1906), powyżej której ferromagnetyk traci swoje właściwości ferromagnetyczne.

Istnieją dwa sposoby doprowadzenia namagnesowanego ferromagnesu do stanu rozmagnesowania: a) podgrzanie powyżej punktu Curie i schłodzenie; b) namagnesować materiał zmiennym polem magnetycznym o powoli malejącej amplitudzie.

Ferromagnesy o niskiej indukcji szczątkowej i sile koercji nazywane są miękkimi magnetykami. Znajdują zastosowanie w urządzeniach, w których ferromagnes musi być często przemagnesowywany (rdzenie transformatorów, generatorów itp.).

Magnetycznie twarde ferromagnesy, które mają dużą siłę koercji, są wykorzystywane do produkcji magnesów trwałych.

WYZNACZANIE INDUKCJI POLA MAGNETYCZNEGO W OSI PRĄDU KOŁOWEGO

Cel : badanie właściwości pola magnetycznego, zapoznanie się z pojęciem indukcji magnetycznej. Wyznacz indukcję pola magnetycznego na osi prądu kołowego.

Wstęp teoretyczny. Pole magnetyczne. Istnienie pola magnetycznego w przyrodzie przejawia się w wielu zjawiskach, z których najprostszym jest oddziaływanie poruszających się ładunków (prądów), prądu i magnesu trwałego, dwóch magnesów trwałych. Pole magnetyczne wektor . Oznacza to, że dla jego ilościowego opisu w każdym punkcie przestrzeni konieczne jest wyznaczenie wektora indukcji magnetycznej. Czasami ta ilość jest po prostu nazywana Indukcja magnetyczna . Kierunek wektora indukcji magnetycznej pokrywa się z kierunkiem igły magnetycznej znajdującej się w rozpatrywanym punkcie w przestrzeni i wolnej od innych wpływów.

Ponieważ pole magnetyczne jest polem siłowym, jest przedstawiane za pomocą linie indukcji magnetycznej - linie, których styczne w każdym punkcie pokrywają się z kierunkiem wektora indukcji magnetycznej w tych punktach pola. Zwyczajowo rysuje się pewną liczbę linii indukcji magnetycznej przechodzącą przez pojedynczy obszar prostopadły do ​​\u200b\u200brównej wartości indukcji magnetycznej. Zatem gęstość linii odpowiada wartości W . Eksperymenty pokazują, że w przyrodzie nie ma ładunków magnetycznych. Konsekwencją tego jest zamknięcie linii indukcji magnetycznej. Pole magnetyczne nazywa się jednorodny jeśli wektory indukcyjne we wszystkich punktach tego pola są takie same, to znaczy mają taką samą wartość bezwzględną i mają te same kierunki.

Dla pola magnetycznego, zasada superpozycji: indukcja magnetyczna powstałego pola utworzonego przez kilka prądów lub poruszających się ładunków wynosi suma wektorów pola indukcji magnetycznej tworzone przez każdy prąd lub poruszający się ładunek.

W jednorodnym polu magnetycznym działa prosty przewodnik moc amperów:

gdzie jest wektorem równym wartości bezwzględnej długości przewodnika l i pokrywa się z kierunkiem prądu I w tym dyrygencie.

Kierunek siły Ampere'a jest określony reguła prawej śruby(wektory , i tworzą układ śrub prawoskrętnych): jeśli śrubę z gwintem prawoskrętnym ustawimy prostopadle do płaszczyzny utworzonej przez wektory i , i obrócimy ją od do o najmniejszy kąt, to ruch postępowy śruba wskaże kierunek siły.W postaci skalarnej zależność (1) można zapisać w następujący sposób:

F=I× l× B× grzech a lub (2).

Z ostatniej relacji wynika fizyczne znaczenie indukcji magnetycznej : indukcja magnetyczna jednorodnego pola jest liczbowo równa sile działającej na przewodnik z prądem o natężeniu 1 A i długości 1 m, położony prostopadle do kierunku pola.

Jednostką SI dla indukcji magnetycznej jest Tesli (Tl): .

Pole magnetyczne prądu kołowego. Prąd elektryczny nie tylko oddziałuje z polem magnetycznym, ale także je wytwarza. Doświadczenie pokazuje, że w próżni element prądu wytwarza pole magnetyczne z indukcją w punkcie przestrzeni

(3) ,

gdzie jest współczynnik proporcjonalności, m 0 \u003d 4p × 10-7 H / m jest stałą magnetyczną, jest wektorem liczbowo równym długości elementu przewodzącego i pokrywającym się w kierunku z prądem elementarnym; r jest modułem wektora promienia. Zależność (3) została eksperymentalnie ustalona przez Biota i Savarta, przeanalizowana przez Laplace'a i dlatego nosi nazwę Prawo Biota-Savarta-Laplace'a. Zgodnie z regułą prawej śruby wektor indukcji magnetycznej w rozpatrywanym punkcie okazuje się prostopadły do ​​elementu prądu i wektora promienia.

W oparciu o prawo Biota-Savarta-Laplace'a i zasadę superpozycji obliczanie pól magnetycznych prądów elektrycznych płynących w przewodach o dowolnej konfiguracji odbywa się poprzez całkowanie na całej długości przewodu. Na przykład indukcja magnetyczna pola magnetycznego w środku okrągłej cewki o promieniu R przez który przepływa prąd I , jest równe:

Linie indukcji magnetycznej prądu kołowego i stałego pokazano na rysunku 1. Na osi prądu kołowego linia indukcji magnetycznej jest prosta. Kierunek indukcji magnetycznej jest powiązany z kierunkiem prądu w obwodzie reguła prawej śruby. W odniesieniu do prądu kołowego można go sformułować następująco: jeżeli śruba z gwintem prawoskrętnym jest obracana w kierunku prądu kołowego, to ruch postępowy śruby będzie wskazywał kierunek linii indukcji magnetycznej, stycznych do którego w każdym punkcie pokrywają się z wektorem indukcji magnetycznej.

, (5)

gdzie R jest promieniem pierścienia, X jest odległością od środka pierścienia do punktu na osi, w którym określa się indukcję magnetyczną.

Jaka jest definicja, pole magnetyczne ..??

zrozumiałem

We współczesnej fizyce „pole magnetyczne” jest uważane za jedno z pól siłowych, które prowadzi do działania siły magnetycznej na poruszające się ładunki elektryczne. Pole magnetyczne jest tworzone przez poruszające się ładunki elektryczne, zwykle prądy elektryczne, a także zmienne pole elektryczne. Istnieje hipoteza o możliwości istnienia ładunków magnetycznych, co w zasadzie nie jest zabronione przez elektrodynamikę, ale jak dotąd nie odkryto takich ładunków (monopoli magnetycznych). W ramach elektrodynamiki Maxwella okazało się, że pole magnetyczne jest ściśle związane z polem elektrycznym, co doprowadziło do powstania jednej koncepcji pola elektromagnetycznego.
Fizyka pola nieco zmienia stosunek do pola magnetycznego. Po pierwsze, dowodzi to, że ładunki magnetyczne w zasadzie nie mogą istnieć. Po drugie, okazuje się, że pole magnetyczne nie jest niezależnym polem, równym elektrycznemu, ale jedną z trzech korekt dynamicznych, które powstają podczas ruchu ładunków elektrycznych. Dlatego fizyka pola uważa tylko pole elektryczne za fundamentalne, a siła magnetyczna staje się jedną z pochodnych oddziaływania elektrycznego.
PS profesor to oczywiście łopian, ale sprzęt jest z nim....

Maria

Pole magnetyczne - składowa pola elektromagnetycznego, która pojawia się w obecności zmiennego w czasie pola elektrycznego. Ponadto pole magnetyczne może być wytwarzane przez prąd naładowanych cząstek lub momenty magnetyczne elektronów w atomach (magnesy trwałe). Główną cechą pola magnetycznego jest jego siła, którą określa wektor indukcji magnetycznej \vec(\mathbf(B)). W układzie SI indukcję magnetyczną mierzy się w teslach (T).
Właściwości fizyczne
Pole magnetyczne jest tworzone przez zmieniające się w czasie pole elektryczne lub wewnętrzne momenty magnetyczne cząstek. Ponadto pole magnetyczne może być wytwarzane przez prąd naładowanych cząstek. W prostych przypadkach można je znaleźć na podstawie prawa Biota-Savarta-Laplace'a lub twierdzenia o cyrkulacji (jest to również prawo Ampère'a). w więcej trudne sytuacje jest poszukiwany jako rozwiązanie równań Maxwella
Pole magnetyczne przejawia się w oddziaływaniu na momenty magnetyczne cząstek i ciał, na poruszające się cząstki naładowane (lub przewodniki z prądem). Siła działająca na naładowaną cząstkę poruszającą się w polu magnetycznym nazywana jest siłą Lorentza. Jest proporcjonalny do ładunku cząstki i iloczynu wektorowego pola i prędkości cząstki.
Reprezentacja matematyczna
Wielkość wektorowa, która tworzy pole o zerowej rozbieżności w przestrzeni.