Магнитното поле е специална форма на материята, която се създава от магнити, проводници с ток (движещи се заредени частици) и която може да бъде открита чрез взаимодействието на магнити, проводници с ток (движещи се заредени частици).

Опитът на Ерстед

Първите експерименти (проведени през 1820 г.), които показват, че съществува дълбока връзка между електрическите и магнитните явления, са експериментите на датския физик Х. Ерстед.

Магнитната игла, разположена близо до проводника, се върти с определен ъгъл, когато токът в проводника е включен. Когато веригата се отвори, стрелката се връща в първоначалното си положение.

От опита на Г. Ерстед следва, че около този проводник има магнитно поле.

Опитът на Ампер
Два паралелни проводника, през които тече електричество, взаимодействат помежду си: те се привличат, ако токовете са едновременно насочени, и отблъскват, ако токовете са насочени противоположно. Това се дължи на взаимодействието на магнитни полета, възникващи около проводниците.

Имоти магнитно поле

1. Материално, т.е. съществува независимо от нас и нашите познания за него.

2. Създадени от магнити, проводници с ток (движещи се заредени частици)

3. Открива се от взаимодействието на магнити, проводници с ток (движещи се заредени частици)

4. Действа върху магнити, проводници с ток (движещи се заредени частици) с известна сила

5. В природата няма магнитни заряди. Не можете да разделите северния и южния полюс и да получите тяло с един полюс.

6. Причината, поради която телата са магнитни, е открита от френския учен Ампер. Ампер изложи заключение - магнитните свойства на всяко тяло се определят от затворени електрически токове вътре в него.

Тези токове представляват движението на електрони по орбити в атом.

Ако равнините, в които циркулират тези течения, са произволно разположени една спрямо друга поради топлинното движение на молекулите, изграждащи тялото, тогава техните взаимодействия се компенсират взаимно и тялото не проявява никакви магнитни свойства.

И обратното: ако равнините, в които електроните се въртят, са успоредни една на друга и посоките на нормалите към тези равнини съвпадат, тогава такива вещества усилват външното магнитно поле.

7. Магнитните сили действат в магнитно поле в определени посоки, които се наричат \u200b\u200bмагнитни силови линии. С тяхна помощ можете удобно и ясно да покажете магнитното поле в един или друг случай.

За да изобразим по-точно магнитното поле, се съгласихме на тези места, където полето е по-силно, да покажем силовите линии, разположени по-плътно, т.е. по-близо един до друг. И обратно, на места, където полето е по-слабо, силовите линии са показани в по-малки количества, т.е. разположени по-рядко.

8. Магнитното поле характеризира вектора на магнитна индукция.

Векторът на магнитната индукция е векторна величина, която характеризира магнитното поле.

Посоката на вектора на магнитната индукция съвпада с посоката на северния полюс на свободната магнитна игла в тази точка.

Посоката на индукционния вектор на полето и силата на тока I са свързани чрез „правилото на десния винт (кардан)“:

ако винтът се завинтва по посока на тока в проводника, тогава посоката на скоростта на движение на края на дръжката му в тази точка ще съвпадне с посоката на вектора на магнитната индукция в тази точка.

Магнитното поле е област от пространството, в която конфигурацията на бионите, предаватели на всички взаимодействия, е динамично, взаимно последователно въртене.

Посоката на действие на магнитните сили съвпада с оста на въртене на бионите, използвайки правилото за дясното винтче. Силовата характеристика на магнитното поле се определя от честотата на въртене на бионите. Колкото по-висока е скоростта, толкова по-силно поле... По-правилно би било магнитното поле да се нарече електродинамично, тъй като то възниква само при движение на заредени частици и действа само върху движещи се заряди.

Нека обясним защо магнитното поле е динамично. За да се появи магнитно поле, е необходимо бионите да започнат да се въртят и само движещ се заряд, който ще привлече един от полюсите на биона, може да ги накара да се въртят. Ако зарядът не се движи, тогава бионът също няма да се върти.

Магнитно поле се формира само около електрически заряди, които са в движение. Ето защо магнитните и електрическо поле са, интегрални и заедно образуват електромагнитното поле. Компонентите на магнитното поле са взаимосвързани и си влияят, променяйки своите свойства.

Свойства на магнитното поле:

• Магнитното поле възниква под въздействието на задвижващи заряди на електрически ток.
• Във всяка точка магнитното поле се характеризира с вектор на физическа величина, наречена магнитна индукция, която е силовата характеристика на магнитното поле.
• Магнитното поле може да въздейства само върху магнити, проводими проводници и движещи се заряди.
• Магнитното поле може да бъде от постоянен и променлив тип
• Магнитното поле се измерва само със специални устройства и не може да бъде възприето от човешките сетива.
• Магнитното поле е електродинамично, тъй като се генерира само при движение на заредени частици и засяга само зарядите, които са в движение.
• Заредените частици се движат по перпендикулярен път.

Размерът на магнитното поле зависи от скоростта, с която се променя магнитното поле. Според тази характеристика има два вида магнитно поле: динамично магнитно поле и гравитационно магнитно поле. Гравитационното магнитно поле възниква само в близост до елементарни частици и се формира в зависимост от структурните особености на тези частици.

Магнитен момент възниква, когато магнитно поле се прилага към проводима рамка. С други думи, магнитният момент е вектор, който се намира на линията, която минава перпендикулярно на рамката.

Магнитното поле може да бъде изобразено графично с помощта на линии на магнитно поле. Тези линии са начертани в такава посока, така че посоката на силите на полето да съвпада с посоката на самата линия на полето. Магнитните силови линии са непрекъснати и затворени едновременно. Посоката на магнитното поле се определя с помощта на магнитна игла. Силовите линии също определят полярността на магнита, краят с изхода на силовите линии е северният полюс, а краят с влизането на тези линии е южният полюс.

Вероятно няма човек, който поне веднъж да не се е сетил за въпроса какво е магнитно поле. През цялата история са правени опити да се обясни с етерни вихри, странности, магнитни монополи и много други.

Всички знаем, че магнитите, обърнати един към друг от едноименните полюси, се отблъскват, а от противоположните се привличат. Тази сила ще

Различават се в зависимост от това колко далеч са двете части една от друга. Оказва се, че описаният обект създава около себе си магнитен ореол. В същото време, когато се насложат две редуващи се полета с една и съща честота, когато едното се измести в пространството спрямо другото, се получава ефект, който обикновено се нарича „въртящо се магнитно поле“.

Размерът на изследвания обект се определя от силата, с която магнитът се привлича към друг или към желязо. Съответно, колкото по-голямо е привличането, толкова повече повече поле... Силата може да бъде измерена по обичайния метод, от едната страна се поставя малко парче желязо, а от другата се поставят тежести, предназначени да балансират метала срещу магнита.

За по-точно разбиране на темата на темата, трябва да изучите полетата:

Отговаряйки на въпроса какво е магнитно поле, струва си да се каже, че човек също го има. В края на 1960 г., благодарение на интензивното развитие на физиката, е създадена измервателен уред "СКИДИ". Действието му се обяснява със законите на квантовите явления. Това е чувствителен елемент на магнитометри, използван за изследване на магнитни полета и подобни

количества, например като

"СКИД" бързо започна да се използва за измерване на полета, които се генерират от живи организми и, разбира се, от хора. Това даде тласък за развитието на нови области на изследвания, основани на интерпретацията на информацията, предоставена от такова устройство. Тази посока е получила името „биомагнетизъм“.

Защо преди при определянето на магнитното поле в тази област не са провеждани изследвания? Оказа се, че е много слаб в организмите и измерването му не е лесна физическа задача. Това се дължи на наличието на огромно количество магнитен шум в околното пространство. Следователно просто не е възможно да се отговори на въпроса какво представлява човешкото магнитно поле и да се изследва без използването на специализирани мерки за защита.

Около жив организъм такъв „ореол“ възниква по три основни причини. Първо, поради йонни точки, които се появяват в резултат на електрическата активност на клетъчните мембрани. На второ място, поради наличието на малки феримагнитни частици, които случайно са били въведени или внесени в тялото. Трето, когато се наслагват външни магнитни полета, има нехомогенна податливост на различни органи, което изкривява насложените сфери.

Основни свойства на магнитното поле

Свойства на магнитното поле

Магнитните явления са известни оттогава древен свят... Компасът е изобретен преди повече от 4500 години. Появява се в Европа около 12 век. нова ера... Въпреки това, едва през 19 век е открита връзката между електричеството и магнетизма и идеята за магнитно поле .

Първите експерименти (проведени през 1820 г.), които показват, че съществува дълбока връзка между електрическите и магнитните явления, са експериментите на датския физик Х. Ерстед. Тези експерименти показаха, че магнитна игла, разположена близо до проводник с ток, се въздейства от сили, които са склонни да го завъртят. През същата година френският физик А. Ампер наблюдава силовото взаимодействие на два проводника с токове и установява закона за взаимодействието на токовете.

Според съвременните концепции проводниците с ток упражняват силов ефект един върху друг не директно, а чрез магнитните полета, които ги заобикалят.

Съществува специална форма на материята, едно цяло електромагнитно поле.

Магнитно поле Е вид материя, чрез която се осъществява взаимодействието на движещи се електрически заряди.

Основни свойства на магнитното поле

1. Магнитно поле е създаден:

· Подвижни електрически заряди (проводник с електрически ток);

· Намагнитени тела (магнити);

· Променящо се във времето електрическо поле (магнитното поле ще бъде променливо).

2. Магнитно поле непрекъснато в космоса.

3. Магнитното поле се открива от действието върху движещото се електрически заряди (електрически ток) или чрез действие върху магнетизирани тела, независимо дали се движат или са в покой.

Електрическо поле действа като на неподвижен и нататък движещ се в него има електрически заряди. Магнитно поле действа само на движещ се електрически заряди в това поле.

Учените от 19-ти век се опитват да създадат теория за магнитното поле по аналогия с електростатиката, въвеждайки под внимание т.нар. магнитни заряди два знака (например север н и южна С полюс на магнитната игла). Опитът обаче показва, че изолирани магнитни заряди не съществуват.

Тела, дълго време запазващи магнитни свойства след отстраняване от външното поле се наричат постоянни магнити ... Краищата на магнита, които се наричат магнитни полюси (N - северна, S - южна и неутрална зона).

За да изследвате магнитното поле, използвайте:

· Тестова верига (малък затворен елемент на проводника с ток);

· Магнитна игла (малък постоянен магнит).

Когато тестова верига или магнитна игла се поставят в изследваното магнитно поле, тя ги ориентира по определен начин.

Опитът показва, че максималната стойност на момента на силите M m, завъртащи тестовата верига, е пропорционална на площта S на веригата и текущата сила I в нея: M m ~ IS.

Количеството p m \u003d IS е модулът на т.нар магнитен момент верига с ток.

Самият магнитен момент е вектор :, където е единичният нормален вектор към равнината на контура, свързан с посоката на тока в контура по правилото на десния винт.

Съотношението в дадена точка на полето остава постоянно и е силовата характеристика на полето, наречена магнитна индукция .

Магнитната индукция е вектор, чиято посока съвпада с посоката на нормала към равнината на тестовата верига с тока в стабилното му равновесно положение или с посоката S → N на магнитната игла.

Силова характеристика на магнитното поле, аналогова за електрическо поле.

Подобно на силовите линии в електростатиката, можете да изграждате линии за магнитна индукция , във всяка точка на която векторът е насочен тангенциално.

Линии на магнитна индукция на полета с постоянен магнит и намотка с ток.

Обърнете внимание на аналогията между магнитните полета на постоянен магнит и токова намотка.

Магнитното поле на прав проводник с ток

Линиите на магнитна индукция са винаги затворени, те не се късат никъде. Това означава, че магнитното поле няма източници - магнитни заряди. Извикват се силови полета с това свойство вихър .

За магнитното поле, принцип на суперпозицията: магнитната индукция на полето, създадено от няколко тока, е равна на векторната сума на индукциите на полето на всеки от токовете поотделно:

За магнитните полета на постоянните магнити този въпрос е по-сложен, тъй като въвеждане на втория силен магнит не само добавя, но и изкривява магнитното поле на първия магнит.

За да се характеризира магнитното поле във вакуум, се въвежда друго количество, наречено напрежение магнитно поле.

Силата на магнитното поле не зависи от свойствата на средата.

Силата на магнитното поле е векторна величина, която съвпада в хомогенна среда с посоката на вектора на магнитната индукция

Модулите с тези характеристики са свързани по отношение на съотношението.

Източниците на магнитното поле са движещ се електрически заряди (токове) ... Магнитно поле възниква в пространството около проводниците с ток, точно както електрическото поле възниква в пространството около стационарни електрически заряди. Магнитното поле на постоянните магнити също се създава от електрически микротокове, циркулиращи вътре в молекулите на веществото (хипотезата на Ампера).

За да се опише магнитното поле, е необходимо да се въведе силовата характеристика на полето, подобна на вектора напрежение електрическо поле. Тази характеристика е вектор на магнитна индукция Векторът на магнитната индукция определя силите, действащи върху токове или движещи се заряди в магнитно поле.
Посоката от южен полюс S към северния полюс на N магнитната игла, свободно поставена в магнитното поле. По този начин, като изследвате магнитното поле, създадено от ток или постоянен магнит с помощта на малка магнитна стрелка, можете във всяка точка от пространството

За количествено описание на магнитното поле е необходимо да се посочи метод за определяне не само
посока на вектора, но също и неговия модул Модулът на вектора на магнитната индукция е равен на съотношението максимална стойност
Ампер сила, действаща върху прав проводник с ток, до сила на тока Аз в проводника и неговата дължина Δ л :

Силата на Ампера е насочена перпендикулярно на вектора на магнитната индукция и посоката на тока, протичащ през проводника. За да определите посоката на силата на Ампера, обикновено използвайте правило за лява ръка : ако позиционирате лява ръка така че линиите на индукция да влязат в дланта, а разширените пръсти да са насочени по течението, след това да се приберат палец ще посочи посоката на силата, действаща върху проводника.

Междупланетно магнитно поле

Ако междупланетното пространство беше вакуум, тогава единствените магнитни полета в него биха могли да бъдат само полетата на Слънцето и планетите, както и полето с галактически произход, което се простира по спиралните клони на нашата Галактика. В този случай полетата на Слънцето и планетите в междупланетното пространство биха били изключително слаби.
Всъщност междупланетното пространство не е вакуум, а е изпълнено с йонизиран газ, излъчван от Слънцето (слънчев вятър). Концентрацията на този газ е 1-10 cm -3, типичните скорости са между 300 и 800 km / s, а температурата е близо 10 5 K (припомняме, че температурата на короната е 2 × 10 6 K).
слънчев вятър - изтичане на плазма от слънчевата корона в междупланетното пространство. На нивото на земната орбита средната скорост на частиците на слънчевия вятър (протони и електрони) е около 400 km / s, броят на частиците е няколко десетки на 1 cm 3.

Английският учен Уилям Хилбърт, придворният лекар на кралица Елизабет, показа за първи път през 1600 г., че Земята е магнит, чиято ос не съвпада с оста на въртене на Земята. Следователно има магнитно поле около Земята, както и около всеки магнит. През 1635 г. Гелибранд открива, че полето на земния магнит бавно се променя и Едмънд Халей провежда първото магнитно изследване на океаните в света и създава първите магнитни карти в света (1702 г.). През 1835 г. Гаус извършва сферичен хармоничен анализ на магнитното поле на Земята. Той създава първата в света магнитна обсерватория в Гьотинген.

Няколко думи за магнитните карти. Обикновено на всеки 5 години разпределението на магнитното поле на повърхността на Земята се представя от магнитни карти на три или повече магнитни елемента. На всяка от тези карти се изчертават контури, по които даденият елемент има постоянна стойност. Линиите с еднаква деклинация D се наричат \u200b\u200bизогони, наклоните I се наричат \u200b\u200bизоклини, а величините на общата сила B се наричат \u200b\u200bизодинамични линии или изодини. Изомагнитните линии на елементи H, Z, X и Y се наричат \u200b\u200bсъответно изолини на хоризонталните, вертикалните, северните или източните компоненти.

Да се \u200b\u200bвърнем към картината. Той показва кръг с ъглов радиус 90 ° - d, който описва положението на Слънцето на земната повърхност. Дъгата на големия кръг, изтеглена през точка P и геомагнитния полюс B, пресича този кръг в точки H 'n и H' m, които показват позицията на Слънцето, съответно, в моментите на геомагнитния пладне и геомагнитната полунощ на точка P. Тези моментите зависят от географската ширина на точка P. Позиции Слънцето в местния истински обяд и полунощ са обозначени съответно с точки H n и H m. Когато d е положително (лятото в северното полукълбо), тогава сутрешната половина на геомагнитния ден не е равна на вечерната. При високи географски ширини геомагнитното време може да се различава много от истинското или средното време през по-голямата част от деня.
Говорейки за времето и координатните системи, нека кажем и за отчитане на ексцентричността на магнитния дипол. Ексцентричният дипол бавно се отклонява навън (на север и на запад) от 1836 г. Преместил ли е Екваториалната равнина? около 1862 г. Радиалната му траектория се намира близо до остров Гилбърт в Тихия океан

ДЕЙСТВИЕ НА МАГНИТНОТО ПОЛЕ В ТОК

Във всеки сектор скоростта на слънчевия вятър и плътността на частиците се променят систематично. Ракетните наблюдения показват, че и двата параметъра се увеличават драстично на границата на сектора. В края на втория ден след преминаване на границата на сектора, плътността много бързо, а след това, след два или три дни, бавно започва да расте. Скоростта на слънчевия вятър намалява бавно на втория или третия ден след достигане на пика. Секторната структура и забелязаните вариации в скоростта и плътността са тясно свързани с магнитосферните смущения. Секторната структура е доста стабилна, така че цялата структура на потока се върти със Слънцето за поне няколко слънчеви оборота, преминавайки над Земята приблизително на всеки 27 дни.