Вопросы § 34

2 Что создает магнитное поле постоянного магнита?

Вопросы § 34

Магнитное поле создается электрическим током (направленное движение заряженных частиц). 2.

2. Что создает магнитное поле постоянного магнита?

Магнитное поле постоянного магнита создается благодаря тому, что внутренние круговые токи в нем ориентированы одинаково и усиливают друг друга.

3 Что такое магнитные линии? Что принимается за их направление в каждой точке?

Магнитные линии или линии магнитного поля – это воображаемые линии – используемые для наглядности – направление которых в каждой точке совпадает с направлением маленькой магнитной стрелки, помещенной в магнитное поле.

4 Как выстраиваются магнитные стрелки в магнитном поле, линии которого прямые или изогнутые?

В магнитном поле с прямыми и изогнутыми линиями стрелки будут касательными к магнитным линиям.

5. что можно определить по расположению линий магнитного поля?

Направление и величина магнитного поля.

(6) Какое магнитное поле – однородное или неоднородное – возникает вокруг стержневого магнита; вокруг прямолинейного проводника с током; внутри соленоида, длина которого намного больше его диаметра?

Гетерогенное магнитное поле: вокруг полосового магнита и прямолинейного проводника с током. Однородное магнитное поле: внутри соленоида.

7 Что можно сказать о модуле и направлении силы, действующей на магнитную стрелку в разных точках неоднородного магнитного поля; однородного магнитного поля?

Сила, действующая на магнитную стрелку в однородном поле, имеет одинаковый модуль и направление в разных точках. В неоднородном поле они различны.

8 В чем разница между расположением магнитных линий в неоднородном и однородном магнитном поле?

В однородном поле магнитные линии расположены параллельно друг другу и имеют одинаковую плотность. В неоднородном магнитном поле их плотность и направление могут меняться, но они никогда не пересекаются.

Иногда ученые используют альтернативную единицу измерения, называемую гауссом (обозначается Gs). Единицы измерения конвертируются довольно легко: 1 Тесла = 10⁴ Гс. Причина использования гаусса в том, что 1 тесла – слишком высокое значение для индукции.

Магнитные поля: Источники, измерения

Источниками магнитных полей считаются:

• Изменяющиеся во времени электрические поля.
• Перемещение заряда.
• Постоянный магнит.

Магниты разных размеров: Фрипик

Мы с детства находимся в контакте с постоянными магнитами:

1. Они используются в качестве игрушек, притягивающих металлические детали.
2. Они часто крепятся к холодильнику.
3. Они используются в качестве встроенных деталей в игрушках.

Движущиеся электрические заряды, по сравнению с постоянными магнитами, обладают большей магнитной энергией.

Поскольку магнитное поле нельзя увидеть, как его можно представить? Физики предложили следующие способы:

1. Магнитные поля описываются в математике как векторные поля. Они представлены в виде упорядоченной сетки из множества векторов. Каждый из них направлен в разные стороны, и их длина зависит от величины магнитной силы. Если множество маленьких компасов расположить в определенном порядке, картина будет такой же, за исключением того, что напряженность поля не может быть известна.
2. Также используются силовые линии магнитного поля. В этом случае вместо сетки векторы соединяются плавными линиями. Таким образом, вы можете нарисовать столько линий, сколько захотите.

Второй тип рисунка имеет такие преимущества:

• Линии магнитного поля не пересекаются.
• Чем они плотнее, тем больше индукция (интенсивность) магнитного поля.
• Эти линии представлены как замкнутые петли, т.е. они имеют начало и конец с продолжением внутри магнита.

Для указания направления поля используются стрелки, расположенные вдоль линий поля. Иногда используются и другие символы. Традиционно полюса магнита называются “северным” и “южным”, а силовые линии проводятся в направлении от одного полюса к другому.

По этой причине типичным направлением является направление север-юг. Концы источника магнитного поля часто обозначаются английскими буквами N (север) и S (юг).

Любой желающий может полюбоваться линиями полей. Для этого:

• Сбросьте магнитные опилки на плоскую поверхность рядом с источником магнитного поля.
• Частицы металла начнут вести себя как крошечный магнит с южным и северным полюсами.
• Опилки постепенно образуют отдельные участки из-за отталкивания одноименных полюсов.
• В результате получится узор из энергетических линий.

Обычно так выглядит основной рисунок, при этом свойства материала опилок определяют расположение и плотность линий.

Магнит, который притягивает скрепки: Фрипик

Наконец, магнитное поле как векторная величина может быть описано и измерено. Это требует силы и направления:

1. Направление простое. Она определяется с помощью магнитного компаса и ожидания остановки стрелки на линии действия силы. Такие компасы были известны мореплавателям с 11 века. Кроме того, используется принцип сжатой правой руки (когда правая рука обхватывает проводник и большой палец направлен в сторону тока, остальные пальцы направлены в сторону поля).
2. С силой все немного сложнее. Приборы, называемые магнитометрами, были изобретены только в 19 веке. Большинство из них могут рассчитать силу, действующую на электрон, движущийся через поле.

Точные измерения слабых магнитных полей начались с открытия эффекта гигантского магнитосопротивления в 1988 году. Им обладают материалы, состоящие из специальных тонких пленок.

Интересно, что это открытие фундаментальной физики начали использовать для хранения информации на жестких дисках компьютеров. В результате плотность записи на магнитных носителях всего за несколько лет увеличилась в тысячи раз. В 2007 году ученые Ферт и Грюнберг были удостоены Нобелевской премии по физике за это открытие.

Согласно Международной системе единиц, напряженность (индукция) магнитного поля измеряется в теслах (обозначается Тесла, в честь Николы Тесла). Тесла – это сила, действующая на движущийся заряд со стороны магнитного поля. Например, небольшой магнит, подвешенный к холодильнику, создает индукцию около 0,001 Тесла, в то время как индукция магнитного поля нашей планеты составляет 5×10-⁵ Тесла.

Иногда ученые используют альтернативную единицу измерения, называемую гауссом (обозначается как Gs). Эти единицы пересчитываются довольно легко: 1 Тл = 10⁴ Гс. Причина использования единицы Hs заключается в том, что 1 тесла – слишком высокое значение для индукции.

В формулах величина магнитной индукции обозначается символом BBB. Иногда термин “напряженность магнитного поля” используется с символом HHH. Обе эти величины измеряются в одних и тех же единицах, но интенсивность учитывает магнитное поле, существующее внутри магнита. В простых задачах, где действие происходит в воздухе, этой разницей можно пренебречь.

Из практики мы знаем больше о том, что такое магнитное поле, но не всегда понимаем теорию. Оказывается, невидимые магнитные поля вполне реальны и создаются движением электронов. Их направление указывается стрелками компаса, а сила измеряется специальными приборами.

Более того, магнитные поля других электронов в атоме могут складываться или вычитаться друг из друга. Это объясняет наличие или отсутствие магнетизма (реакция на внешнее магнитное поле или наличие собственного магнитного поля) у некоторых веществ.

Модель магнитного поля движущегося заряда

Чтобы запомнить направление магнитного поля движущегося положительного заряда, давайте представим себя на его месте. Поднимите правую руку вверх, направьте ее вправо, опустите вниз, направьте ее влево и вернитесь в исходное положение – вверх. Затем повторите движение. Наша рука движется по часовой стрелке. Теперь начните движение вперед, продолжая вращать рукой. Движение нашего тела аналогично движению положительного заряда, а вращение руки по часовой стрелке аналогично магнитному полю этого заряда.

Теперь представьте, что вокруг нас находится тонкая и прочная эластичная паутина, похожая на нити пространства, которые мы рисовали при создании модели электрического поля.

При движении по этой трехмерной “паутине” под вращением руки она деформируется и движется по часовой стрелке, образуя своеобразную спираль, как будто наматывая витки вокруг заряда.

Позади нас, за нами, “сеть” восстанавливает свою обычную структуру. Примерно так можно представить себе магнитное поле положительного заряда, движущегося прямолинейно.

Теперь попробуйте двигаться не прямо вперед, а по кругу, например, поворачиваться влево по ходу движения, вращая при этом рукой по часовой стрелке. Представьте, что вы двигаетесь по чему-то, что похоже на желе. Из-за вращения вашей руки внутри круга, по которому вы двигаетесь, “желе” будет двигаться вверх, образуя горб над центром круга. Ниже центра круга образуется углубление, потому что часть желе поднялась вверх. Таким образом, можно представить себе формирование северного полюса (горб вверху) и южного полюса (впадина внизу) при движении заряда по кольцу или вращении.

Если во время ходьбы вращаться по часовой стрелке, внизу образуется “горб” (северный полюс).

Точно так же можно представить себе магнитное поле движущегося отрицательного заряда. Только вы вращаете руку в противоположном направлении, против часовой стрелки. Поэтому магнитное поле будет направлено в противоположную сторону. Следите за тем, в какую сторону ваша рука каждый раз толкает желе.

Эта модель иллюстрирует, почему северный полюс одного магнита притягивается к южному полюсу другого магнита: Горб” одного магнита втягивается во “впадину” другого магнита.

Эта модель также показывает, почему в магнитах нет отдельных северного и южного полюсов, как ни крути – магнитное поле представляет собой вращающуюся (замкнутую) “деформацию пространства” вокруг траектории движущегося заряда.

Было установлено, что электрон имеет магнитное поле, такое же, какое он имел бы, если бы был сферой, вращающейся вокруг своей оси. Это магнитное поле называется спином.

Кроме того, электрон также имеет орбитальный магнитный момент. Ведь электрон не просто “вращается”, он движется по орбите вокруг ядра атома. А движение заряженного тела создает магнитное поле. Поскольку электрон заряжен отрицательно, магнитное поле, обусловленное его орбитальным движением, будет следующим:

Если направление магнитного поля, обусловленного движением электрона по орбите, совпадает с направлением магнитного поля самого электрона (его спина), то эти поля складываются и становятся сильнее. Однако если эти магнитные поля направлены в противоположные стороны, они вычитаются друг из друга и ослабевают.

Кроме того, магнитные поля других электронов в атоме могут складываться или вычитаться друг из друга. Это объясняет наличие или отсутствие магнетизма (реакция на внешнее магнитное поле или наличие собственного магнитного поля) у некоторых веществ.

Эта статья представляет собой выдержку из книги по основам химии. Сама книга находится здесь:
sites.google.com/site/contrudar13/himia

UPD: Материал предназначен в первую очередь для учеников средней школы. Хабр, возможно, не место для таких вещей, но где же это место? Их нет.

Источники магнитного поля встречаются в природе. Они специально разработаны для различных практических применений. В следующем списке представлены популярные продукты, компоненты которых работают на основе соответствующих принципов. Разобрав магнитное поле, вы сможете определить, что является его источником:

Источники магнитного поля встречаются в природе. Они специально разработаны для различных практических применений. В следующем списке представлены популярные продукты, компоненты которых работают по одним и тем же принципам. Что является источником магнитного поля, можно определить путем разборки:

• электрический двигатель;
• эстафета;
• запорное устройство.

Магнетит и другие материалы

Особые свойства этого минерала известны еще со времен Древней Греции. Структура магнетита состоит из кристаллических групп кислорода и ионов железа (двухвалентных и трехвалентных). Типичные параметры:

• пористость – 2,2-9,6%;
• Низкая электропроводность – 240-260 Ом-1см-1, уменьшающаяся в несколько раз с понижением (повышением) температуры.

Спаркулит, титаномагнетит, мушкетовит обладают аналогичными свойствами.

10 -3 Gs. Геомагнитное поле защищает поверхность Земли и биосферу от потока заряженных частиц солнечного ветра и частично космических лучей. Влияние самого геомагнитного поля на жизнь организмов изучается в магнитобиологии. В орбитальном пространстве магнитное поле создает магнитную ловушку для высокоэнергетических заряженных частиц – радиационный пояс Земли. Частицы, содержащиеся в радиационном поясе, представляют значительную угрозу для космических полетов. Образование магнитного поля Земли объясняется конвективными движениями проводящей жидкой материи в ядре Земли.

Магнитные поля Определение, источники, санитарные нормы

Магнитное поле – это поле сил, действующих на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от их состояния движения.

Источниками макроскопического магнитного поля являются намагниченные тела, электрические проводники и движущиеся электрически заряженные тела. Природа этих источников одинакова: магнитное поле создается движением заряженных микрочастиц (электронов, протонов, ионов) и собственным (спиновым) магнитным моментом этих микрочастиц.

Переменное магнитное поле также возникает при изменении электрического поля во времени. В свою очередь, когда магнитное поле изменяется со временем, создается электрическое поле. Полное описание электрического и магнитного полей в их взаимосвязи дается уравнениями Максвелла. Для характеристики магнитных полей часто вводится понятие линий поля (линий магнитной индукции).

Различные типы магнитометров используются для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств веществ. Единицей индукции магнитного поля является Гаусс (Гс) в системе единиц СГС и Тесла (Тесла) в Международной системе единиц (СИ), 1 Тесла = 104 Гс. Интенсивность измеряется в эристадах (Э) и амперах на метр (А/м, 1 А/м = 0,01256 Э соответственно; энергия магнитного поля выражается в эрг/см2 или Дж/м2, 1 Дж/м2 = 10 эрг/см2.

Компас реагирует
к магнитному полю Земли

Магнитные поля в природе чрезвычайно разнообразны как по величине, так и по производимым ими эффектам. Магнитное поле Земли, образующее магнитосферу Земли, простирается на 70-80 000 км в сторону Солнца и на многие миллионы км в обратном направлении. У поверхности Земли магнитное поле составляет в среднем 50 мкТл, на границе магнитосферы

10 -3 Gs. Геомагнитное поле защищает поверхность Земли и биосферу от потока заряженных частиц солнечного ветра и частично от космических лучей. Влияние самого геомагнитного поля на жизнь организмов изучается в магнитобиологии. В орбитальном пространстве магнитное поле создает магнитную ловушку для высокоэнергетических заряженных частиц – радиационный пояс Земли. Частицы в радиационном поясе представляют значительную опасность во время космического полета. Образование магнитного поля Земли объясняется конвективными движениями проводящей жидкой материи в ядре Земли.

Прямые измерения с космических аппаратов показали, что ближайшие к Земле космические тела – Луна, планеты Венера и Марс – не имеют собственного магнитного поля, подобного земному. Из других планет Солнечной системы только Юпитер и, похоже, Сатурн имеют собственные магнитные поля, достаточные для создания планетарных магнитных ловушек. На Юпитере обнаружены магнитные поля до 10 Гс, а ряд характерных явлений (магнитные бури, синхротронное радиоизлучение и другие) указывает на значительную роль магнитного поля в планетарных процессах.

© Фото: http://www.tesis.lebedev.ru
Фотография Солнца
в узком спектре

Межпланетное магнитное поле – это прежде всего поле солнечного ветра (постоянно расширяющейся плазмы солнечной короны). Вблизи орбиты Земли межпланетное поле

10 -4 -10 -5 Gs. Регулярность межпланетного магнитного поля может быть нарушена развитием различных плазменных неустойчивостей, прохождением ударных волн и распространением потока быстрых частиц, генерируемых солнечными вспышками.

Во всех солнечных процессах – вспышках, солнечных пятнах, протуберанцах и производстве солнечных космических лучей – магнитное поле играет важную роль. Измерения, основанные на эффекте Зеемана, показали, что магнитное поле солнечных пятен достигает нескольких тысяч Гс, протуберанцы ограничены полями порядка

10-100 Гс (при среднем значении полного магнитного поля Солнца

Магнитные бури

Магнитные бури – это сильные возмущения магнитного поля Земли, которые резко нарушают плавный суточный ход земного магнетизма. Магнитные бури длятся от нескольких часов до нескольких дней и наблюдаются одновременно по всей Земле.

Как правило, магнитные бури состоят из предварительной, начальной и основной фаз, а также фазы восстановления. На начальном этапе наблюдаются небольшие изменения геомагнитного поля (в основном в высоких широтах) и возбуждение характерных кратковременных колебаний поля. Начальная фаза характеризуется внезапными изменениями отдельных компонентов поля по всей Земле, а основная фаза характеризуется большими колебаниями поля и сильным уменьшением горизонтальной составляющей. В фазе регенерации магнитной бури поле возвращается к своему нормальному значению.

Влияние солнечного ветра
на магнитосферу Земли

Магнитные бури вызываются потоками солнечной плазмы из активных областей Солнца, наложенными на спокойный солнечный ветер. Поэтому магнитные бури чаще наблюдаются вблизи максимумов 11-летнего солнечного цикла. Достигнув Земли, потоки солнечной плазмы усиливают сжатие магнитосферы, вызывая начальную фазу магнитной бури, и частично проникают в магнитосферу Земли. Проникновение высокоэнергетических частиц в верхнюю атмосферу Земли и их воздействие на магнитосферу приводит к генерации и усилению электрических токов в магнитосфере, достигающих наибольшей интенсивности в полярных областях ионосферы, что связано с наличием зоны высокой магнитной активности. Изменения в магнитосферно-ионосферных токовых системах проявляются на поверхности Земли в виде нерегулярных магнитных возмущений.

В явлениях микромира роль магнитного поля так же важна, как и в космических масштабах. Это связано с существованием магнитного момента у всех частиц – структурных элементов материи (электронов, протонов, нейтронов), а также с воздействием магнитного поля на движущиеся электрические заряды.

Применение магнитных полей в науке и технике. Магнитные поля обычно делятся на слабые (до 500 Гс), умеренные (500 Гс – 40 кГс), сильные (40 кГс – 1 МГц) и сверхсильные (выше 1 МГц). Почти вся электро-, радио- и электронная техника основана на использовании слабых и умеренных магнитных полей. Слабые и умеренные магнитные поля создаются постоянными магнитами, электромагнитами, неохлаждаемыми соленоидами и сверхпроводящими магнитами.

Источники магнитных полей

Все источники магнитного поля можно разделить на искусственные и естественные. Основными естественными источниками магнитного поля являются собственное магнитное поле планеты Земля и солнечный ветер. К искусственным источникам относятся все электромагнитные поля, которыми изобилует наш современный мир и, в частности, наши дома. Подробнее об электромагнитных полях, их воздействии на людей и о том, как их оценивать и экранировать, читайте на нашем сайте.

Транспортные средства с электрическим приводом являются мощными источниками магнитных полей с частотой от 0 до 1000 Гц. На железных дорогах используется переменный ток. В городских транспортных средствах используется постоянный ток. Максимальные значения индукции магнитного поля в пригородных электромобилях достигают 75 мкТл, а средние значения составляют около 20 мкТл. Средние значения для автомобилей постоянного тока зарегистрированы при 29 мкТ. В трамвае, где обратным проводником является рельс, магнитные поля компенсируются на гораздо большем расстоянии, чем в троллейбусных проводниках, а внутри троллейбуса колебания магнитного поля малы даже при ускорении. Однако наибольшие колебания магнитного поля происходят под землей. Когда поезд отходит, величина магнитного поля на платформе составляет 50-100 мкТл и более, превышая геомагнитное поле. Даже когда поезд уже давно скрылся в туннеле, магнитное поле не возвращается к своему прежнему значению. Только когда поезд проходит следующую точку соединения с рельсом, магнитное поле возвращается к своему прежнему значению. Но иногда этого не происходит: следующий поезд уже подходит к платформе, и магнитное поле снова меняется во время торможения. В самом вагоне магнитное поле еще сильнее – 150-200 мкТл, что в десять раз больше, чем в обычном электропоезде.

Значения индукции магнитного поля, с которыми мы чаще всего сталкиваемся в повседневной жизни, показаны на диаграмме ниже. Глядя на эту диаграмму, становится ясно, что мы постоянно и повсеместно подвергаемся воздействию магнитных полей. По мнению некоторых ученых, магнитные поля с индукцией более 0,2 мкТл считаются вредными. Следует принять некоторые меры предосторожности, чтобы защитить себя от окружающих нас вредных полей. Соблюдая несколько простых правил, вы можете значительно снизить воздействие магнитных полей на организм.

• Дома – 5 мкТл или 4 A/м;
• В нежилых помещениях жилых зданий, в жилых зонах, включая садовые участки -… 10 мкТл или 8 A/м.

Исходя из приведенных норм, каждый может рассчитать, сколько электрооборудования можно включать и выключать в отдельных комнатах, или заказать в нашей компании обследование помещения, которое станет основой для рекомендаций по нормализации жилого пространства.

Если вектор магнитного поля направлен в одном направлении с одной величиной, то поле называется однородным. Различные условия окружающей среды влияют на величину вектора индукции.

Теория магнетизма восходит к глубокой древности, к древней цивилизации Азии. В Магнезии в горах был найден особый камень, кусочки которого притягивались друг к другу. От названия места эта скала получила название “магнетик”. Сердечник магнита содержит два полюса. На полюсах его магнитные свойства особенно сильны.

Магнит, подвешенный на нитке, будет показывать своими полюсами стороны горизонта. Его полюса будут указывать на север и юг. Так работает компас. Противоположные полюса двух магнитов притягиваются друг к другу, а противоположные полюса отталкиваются друг от друга.

Ученые обнаружили, что намагниченная стрелка, помещенная рядом с проводником, отклоняется, когда через нее проходит электрический ток. Это означает, что вокруг него образуется МП.

Магнитное поле взаимодействует с:

• Движущиеся электрические заряды.
• Вещества, называемые ферромагнитами: железо, чугун, их сплавы.

Постоянные магниты – это тела, которые имеют общий магнитный момент заряженных частиц (электронов).

1 – Южный полюс магнита
2 – Северный полюс магнита
3 – МП на примере опилок
4 – Направление магнитного поля

Силовые линии появляются, когда постоянный магнит приближается к листу бумаги со слоем железных опилок на нем. На рисунке четко показаны места расположения столбов с ориентированными линиями поля.

Источники магнитного поля

• Изменяющееся во времени электрическое поле.
• Расходы на переезд.
• Постоянные магниты.

Постоянные магниты знакомы нам с детства. Они использовались в качестве игрушек, которые притягивали к себе различные металлические детали. Они крепились к холодильнику и были встроены в различные игрушки.

Электрические заряды, находящиеся в движении, часто обладают большей магнитной энергией, чем постоянные магниты.

Свойства

• Основной отличительной чертой и свойством магнитного поля является его относительность. Если заряженный объект оставить неподвижным в системе отсчета и поместить рядом магнитный указатель, он будет указывать на север и не “почувствует” чужого поля, отличного от земного. И если заряженное тело движется рядом со стрелкой, то вокруг тела появится МП. Отсюда следует, что МП создается только за счет движения какого-то заряда.
• Магнитное поле способно влиять на электрический ток. Его можно обнаружить, наблюдая за движением заряженных электронов. В магнитном поле заряженные частицы будут отклоняться, проводники с текущим током будут двигаться. Рамка с подключенным током начнет вращаться, а намагниченные материалы переместятся на определенное расстояние. Стрелка компаса обычно имеет синий цвет. Он представляет собой полосу из намагниченной стали. Компас всегда указывает на север, потому что Земля имеет МП. Вся планета похожа на большой магнит с полюсами.

Магнитное поле не воспринимается органами человека и может быть обнаружено только специальными приборами и датчиками. Он может быть переменного или постоянного типа. Переменное поле обычно создается специальными индукторами, которые работают на переменном токе. Постоянное поле создается постоянным электрическим полем.

Основные принципы

Принцип Буравника

Линия силы изображается на плоскости, расположенной под углом 90 0 к пути тока таким образом, что в каждой точке сила направлена по касательной к линии.

Чтобы определить направление магнитных сил, необходимо помнить правило правой нити буравчика.

Резчик должен быть расположен на той же оси, что и текущий вектор, а рукоятка должна быть повернута так, чтобы резчик двигался в направлении текущего вектора. Ориентация линии будет определяться вращением кривошипа шкалы.

Принцип работы кольцевой отвертки

Поступательное движение буры в проводнике, выполненном в виде кольца, показывает, как ориентирована индукция, вращение которой совпадает с протеканием тока.

Силовые линии имеют свое продолжение внутри магнита и не могут быть открыты.

Магнитные поля различных источников складываются друг с другом. Таким образом, они создают общее поле.

Магниты с одинаковыми полюсами отталкиваются друг от друга, а магниты с разными полюсами притягиваются друг к другу. Величина силы взаимодействия зависит от расстояния между ними. По мере сближения полюсов сила увеличивается.

Параметры магнитного поля

• Сопряжение потоков (Ψ).
• Вектор магнитной индукции (В).
• Магнитный поток (Ф).

Напряженность магнитного поля рассчитывается по величине вектора плотности магнитного потока, который зависит от силы F и формируется током I в проводнике длиной l: B = F / (I * l).

Магнитная индукция измеряется в единицах Тесла (Тесла Тесла), по имени ученого, который изучал и рассчитывал явления магнетизма. 1 Тесла равен индукции магнитного потока силой 1 Н по длине 1 м прямого проводника под углом 90 0 в направлении поля, с силой тока 1 ампер:

1 Тесла = 1 x Н / (А x м).

Правило левой руки

Это правило определяет направление вектора магнитной индукции.

Если поместить ладонь левой руки в поле так, чтобы линии магнитного поля входили в руку со стороны северного полюса под углом 90 0 , и расположить 4 пальца вдоль течения тока, то большой палец укажет направление магнитной силы.

Если проводник находится под другим углом, то сила будет напрямую зависеть от силы тока и проекции проводника на плоскость под соответствующим углом.

Эта сила не зависит от материала проводника и его поперечного сечения. Если проводника нет, а заряды движутся в другой среде, сила не изменится.

Если вектор магнитного поля направлен в одном направлении на одну величину, то поле называется однородным. Различные среды влияют на величину вектора индукции.

Магнитный поток

Магнитная индукция вдоль некоторой области S и ограниченной этой областью является магнитным потоком.

Если эта поверхность наклонена под некоторым углом α к линии индукции, то магнитный поток уменьшается на косинус этого угла. Наибольшее значение она имеет, если найти поверхность под прямым углом к магнитной индукции:

F = B * S.

Магнитный поток измеряется в единицах, называемых “Веббер”которая равна потоку индукции 1 Тесла в районе 1 м 2 .

Коэффициент коэрцитивности .

Это понятие используется для определения общего значения магнитного потока, создаваемого рядом проводников между магнитными полюсами.

В случае, когда тот же ток I магнитный поток протекает в обмотке с n витками, суммарный магнитный поток, создаваемый всеми витками, является емкостью потока.

Коэффициент когерентности Ψ измеряется в единицах Вебера и равна: Ψ = n * F.

Магнитные свойства

Магнитная проницаемость определяет, насколько магнитное поле в данной среде меньше или больше индукции поля в вакууме. Вещество называется намагниченным, если оно создает собственное магнитное поле. Когда вещество помещается в магнитное поле, оно становится намагниченным.

Ученые установили причину, по которой тела приобретают магнитные свойства. Согласно гипотезе ученых, внутри вещества существуют электрические токи микроскопического размера. Электрон имеет свой собственный магнитный момент, который является квантовым по своей природе, двигаясь по определенной орбите в атомах. Именно по таким малым токам определяются магнитные свойства.

Если токи движутся беспорядочно, то индуцируемые ими магнитные поля самокомпенсируются. Внешнее поле заставляет токи упорядочиваться, поэтому создается магнитное поле. Это и есть намагничивание материи.

Различные вещества можно классифицировать по их свойствам взаимодействия с магнитными полями. Они разделены на группы:

• Парамагнетики – Вещества, обладающие свойством намагничиваться в направлении внешнего поля и имеющие низкую намагничивающую способность. Они имеют положительную напряженность поля. К ним относятся хлорид железа, марганец, платина и др.
• Ферримагниты – Вещества с магнитными моментами, несбалансированными по направлению и величине. Они характеризуются наличием нескомпенсированного антиферромагнетизма. Напряженность поля и температура влияют на их магнитную восприимчивость (различные оксиды).
• Ферромагнетики – это вещества с повышенной положительной восприимчивостью, которая зависит от напряженности поля и температуры (кристаллы кобальта, никеля и т.д.).
• Диамагнетики – обладают свойством намагничиваться в направлении, противоположном внешнему полю, т.е. отрицательной магнитной восприимчивостью, которая не зависит от напряженности поля. В отсутствие поля вещество не будет обладать магнитными свойствами. К таким веществам относятся серебро, висмут, азот, цинк, водород и другие.
• Антиферромагниты – имеют сбалансированный магнитный момент, что приводит к низкой степени намагниченности вещества. При нагревании они претерпевают фазовый переход в веществе, в результате чего приобретают парамагнитные свойства. Если температура опускается ниже определенного предела, эти свойства не проявляются (хром, марганец).

Рассматриваемые магнитные системы также делятся на две другие категории:

• Магнитно-мягкие материалы. Они имеют низкую силу принуждения. В магнитных полях малой мощности они могут переходить в насыщенное состояние. В процессе перемагничивания они несут лишь минимальные потери. Поэтому эти материалы используются для изготовления сердечников электрооборудования, работающего при переменном напряжении (асинхронные двигатели, генераторы, трансформаторы).
• Магнитотвердые материалы. Они обладают повышенной принудительной силой. Для их перемагничивания требуется сильное магнитное поле. Эти материалы используются в производстве постоянных магнитов.

Магнитные свойства различных веществ используются в технических проектах и изобретениях.

Магнитные цепи

Сочетание нескольких магнитных веществ называется магнитной цепью. Они похожи на электрические цепи и определяются аналогичными законами математики.

Магнитные цепи являются основой электрических устройств, индукторов и трансформаторов. В работающем электромагните магнитный поток проходит через магнитную катушку, изготовленную из ферромагнитного материала и воздуха, который не является ферромагнитным. Сочетание этих элементов образует магнитную цепь. Многие электрические устройства включают в свою конструкцию магнитные цепи.

Читайте далее:

• 1 Понятие электромагнитного поля и его различные проявления. Материальность – Работа в школе.
• Географическими полюсами являются. Что такое географические полюса?.
• Правило Буравера ℹ️ определение, формулировка закона и основное значение.
• Электрический заряд и элементарные частицы. Закон сохранения заряда.
• Как и откуда берутся молнии: типы, физическая природа, причины. Физика атмосферы.
• Открытие племянника – Наука – Коммерсантъ.
• Магнетизм – Джеймс Трефил, энциклопедия "Двести законов Вселенной".