Това е силово поле, въздействащо върху електрически заряди и върху тела в движение и имащи магнитен момент, независимо от състоянието на тяхното движение. Магнитното поле е част електромагнитно поле.

Токът на заредените частици или магнитните моменти на електроните в атомите създават магнитно поле. Също така магнитното поле е резултат от определени временни промени в електрическото поле.

Векторът на магнитната индукция B е основната сила, характерна за магнитното поле. В математиката B \u003d B (X, Y, Z) се определя като векторно поле. Тази концепция служи за дефиниране и конкретизиране на физическото магнитно поле. В науката векторът на магнитната индукция често се нарича просто, за краткост, магнитно поле. Очевидно е, че такова приложение дава възможност за свободно тълкуване на тази концепция.

Друга характеристика на текущото магнитно поле е векторният потенциал.

IN научна литература често можете да намерите това като основни характеристики магнитно поле, при липса на магнитна среда (вакуум) се разглежда векторът на силата на магнитното поле. Формално подобна ситуация е напълно приемлива, тъй като във вакуум векторът на силата на магнитното поле H и векторът на магнитната индукция B съвпадат. В същото време векторът на силата на магнитното поле в магнитна среда не е изпълнен със същото физическо значение и е вторична стойност. На тази основа, като се има предвид формалното равенство на тези подходи за вакуум, се разглежда систематичната гледна точка вектор на магнитна индукция е основната характеристика на текущото магнитно поле.

Магнитното поле със сигурност е специален вид материя. С помощта на тази материя има взаимодействие между притежаването на магнитен момент и движещите се заредени частици или тела.

Специалната теория на относителността разглежда магнитните полета като последица от съществуването на самите електрически полета.

Заедно магнитното и електрическото поле образуват електромагнитно поле. Проявите на електромагнитното поле са светлината и електромагнитните вълни.

Квантовата теория на магнитното поле разглежда магнитното взаимодействие като отделен случай на електромагнитно взаимодействие. Носи се от безмасов бозон. Бозонът е фотон - частица, която може да се разглежда като квантово възбуждане на електромагнитно поле.

Магнитно поле се генерира или от тока на заредените частици, или от електрическо поле, трансформиращо се във времевото пространство, или от собствените магнитни моменти на частиците. За еднакво възприемане, магнитните моменти на частиците формално се свеждат до електрически токове.

Изчисляване на стойността на магнитното поле.

Простите случаи ви позволяват да изчислите стойностите на магнитното поле на проводник с ток съгласно закона на Био-Саварт-Лаплас или като използвате теоремата за циркулацията. По същия начин стойността на магнитното поле може да бъде намерена за ток, произволно разпределен в обем или пространство. Очевидно тези закони са приложими за постоянни или относително бавно променящи се магнитни и електрически полета. Тоест в случаите, когато присъстват магнитостатици. | Повече ▼ трудни случаи изискват изчисляване на стойността ток на магнитното полеспоред уравненията на Максуел.

Проявата на наличието на магнитно поле.

Основната проява на магнитно поле е въздействието върху магнитните моменти на частиците и телата, върху заредените частици в движение. От силата на Лоренц се нарича сила, която действа върху електрически заредена частица, която се движи в магнитно поле. Тази сила има постоянно изразена перпендикулярна посока на векторите v и B. Също така има пропорционална стойност на заряда на частицата q, компонента на скоростта v, която се извършва перпендикулярно на посоката на вектора на магнитното поле B , и стойност, която изразява индукцията на магнитното поле B. Силата на Лоренц според Международната система от единици има този израз: F \u003d q, в CGS системата от единици: F \u003d q / c

Кръстосаният продукт се показва в квадратни скоби.

В резултат на влиянието на силата на Лоренц върху заредени частици, движещи се по проводника, магнитното поле може да действа върху проводника с ток. Амперна сила е силата, действаща върху проводник с ток. Компонентите на тази сила се считат за силите, действащи върху отделни заряди, които се движат вътре в проводника.

Феноменът на взаимодействието на два магнита.

Явлението на магнитно поле, в което можем да се срещнем ежедневието, се нарича взаимодействие на два магнита. Изразява се в отблъскването на едни и същи полюси един от друг и привличането на противоположни полюси. От формална гледна точка описването на взаимодействието между два магнита като взаимодействието на два монопола е доста полезна, осъществима и удобна идея. В същото време подробният анализ показва, че в действителност това не е напълно правилно описание на явлението. Основният въпрос без отговор в този модел е защо монополите не могат да бъдат разделени. Всъщност е експериментално доказано, че всяко изолирано тяло няма магнитен заряд. Също така този модел не може да се приложи към магнитно поле, създадено от макроскопичен ток.

От наша гледна точка е правилно да се приеме, че силата, действаща върху магнитен дипол, разположен в неоднородно поле, има тенденция да го разгъва по такъв начин, че магнитният момент на дипола да има същата посока като магнитното поле. Няма обаче магнити, които да са обект на комбинираната сила от ток на еднородно магнитно поле... Сила, която действа върху магнитен дипол с магнитен момент м изразено със следната формула:

.

Силата, действаща върху магнита от страната на неоднородното магнитно поле, се изразява като сбор от всички сили, определени от тази формула, и действащи върху елементарните диполи, изграждащи магнита.

Електромагнитна индукция.

В случай на промяна във времето на потока на вектора на магнитната индукция през затворен контур, в този контур се образува ЕРС на електромагнитна индукция. Ако веригата е неподвижна, тя се генерира от вихрово електрическо поле, което възниква в резултат на промени в магнитното поле с течение на времето. Когато магнитното поле не се променя с времето и няма промени в потока поради движението на контура на проводника, тогава ЕМП се генерира от силата на Лоренц.

Точно както електрическият заряд в покой действа върху друг заряд чрез електрическо поле, електрическият ток действа върху друг ток през магнитно поле... Действието на магнитното поле върху постоянните магнити се свежда до неговото действие върху заряди, движещи се в атомите на веществото и създаващи микроскопични кръгови токове.

Преподаване за електромагнетизъм въз основа на две разпоредби:

• магнитното поле действа върху движещи се заряди и токове;
• възниква магнитно поле около токове и движещи се заряди.

Взаимодействие на магнити

Постоянен магнит (или магнитна игла) е ориентирана по магнитния меридиан на Земята. Краят, който сочи на север, се нарича северен полюс (N) и противоположният край е южен полюс (С). Приближавайки два магнита по-близо един до друг, ние отбелязваме, че техните подобни полюси се отблъскват, а противоположните привличат ( фиг. един ).

Ако разделим полюсите, като разрежем постоянния магнит на две части, тогава ще открием, че всеки от тях също ще има два полюса, т.е. ще бъде постоянен магнит ( фиг. 2 ). И двата полюса - северният и южният - са неразделни един от друг, равни.

Магнитното поле, създадено от Земята или постоянните магнити, е изобразено като електрическо поле от магнитни силови линии. Изображение на силовите линии на магнитното поле на магнит може да се получи чрез поставяне на лист хартия над него, върху който се изсипват железни стружки на равномерен слой. Попадайки в магнитно поле, стърготините се магнетизират - всеки от тях има северно и южни полюси... Противоположните полюси са склонни да се доближават един до друг, но това се затруднява от триенето на дървени стърготини върху хартията. Ако почукате хартията с пръст, триенето ще намалее и стърготините ще се привличат един към друг, образувайки вериги, които представляват линиите на магнитното поле.

На фиг. 3 показва местоположението в полето на директен магнит от дървени стърготини и малки магнитни стрелки, показващи посоката на линиите на магнитното поле. Тази посока се приема като посока на северния полюс на магнитната игла.

Опитът на Ерстед. Текущо магнитно поле

IN началото на XIX в. Датски учен Ерстед направи важно откритие чрез откриване електрически ток, действащ върху постоянни магнити ... Той постави дълга жица близо до магнитната игла. При преминаване на ток през проводника стрелката се обърна, опитвайки се да се позиционира перпендикулярно на него ( фиг. четири ). Това може да се обясни с появата на магнитно поле около проводника.

Линиите на магнитното поле на полето, създадено от прав проводник с ток, са концентрични кръгове, разположени в равнина, перпендикулярна на него, с центрове в точката, през която преминава токът ( фиг. пет ). Посоката на линиите се определя от правилното правило на винта:

Ако винтът се завърти по посока на полевите линии, той ще се движи по посока на тока в проводника .

Силовата характеристика на магнитното поле е вектор на магнитна индукция B ... Във всяка точка той е насочен тангенциално към линията на полето. Линиите на електрическото поле започват с положителни заряди и завършват с отрицателни, а силата, действаща в това поле върху заряда, е насочена тангенциално към линията във всяка точка. За разлика от електрическото, линиите на магнитното поле са затворени, което се дължи на отсъствието на "магнитни заряди" в природата.

Магнитното поле на тока по същество не се различава от полето, създадено от постоянен магнит. В този смисъл аналогът на плосък магнит е дълъг соленоид - намотка от тел, чиято дължина е много по-голяма от диаметъра му. Диаграмата на линиите на създаденото от него магнитно поле, показана в фиг. 6 , е подобен на този за плосък магнит ( фиг. 3 ). Кръговете показват напречните сечения на проводника, който образува соленоидната намотка. Токовете, протичащи през проводника от наблюдателя, са обозначени с кръстове, а токовете в обратна посока към наблюдателя са обозначени с точки. Същите обозначения са приети за линиите на магнитното поле, когато са перпендикулярни на равнината на чертежа ( фиг. 7 а, б).

Посоката на тока в соленоидната намотка и посоката на линиите на магнитното поле вътре в нея също са свързани с правилото за дясното винтово, което в този случай е формулирано по следния начин:

Ако погледнете по оста на соленоида, токът, протичащ по посока на часовниковата стрелка, създава в него магнитно поле, чиято посока съвпада с посоката на движение на десния винт ( фиг. 8 )

Въз основа на това правило е лесно да се разбере, че соленоидът, показан на фиг. 6 , северният полюс е десният му край, а южният полюс е левият.

Магнитното поле вътре в соленоида е еднородно - векторът на магнитната индукция има постоянна стойност там (B \u003d const). В това отношение соленоидът е като плосък кондензатор, вътре в който е хомогенен електрическо поле.

Сила, действаща в магнитно поле върху проводник с ток

Експериментално е установено, че сила действа върху проводник с ток в магнитно поле. В равномерно поле прав проводник с дължина l, през който протича ток I, разположен перпендикулярно на вектора на полето B, изпитва сила: F \u003d I l B .

Посоката на сила се определя правило за лява ръка:

Ако четирите удължени пръста на лявата ръка са поставени в посока на тока в проводника, а дланта е перпендикулярна на вектор В, тогава палец ще посочи посоката на силата, действаща върху проводника (фиг. 9 ).

Трябва да се отбележи, че силата, действаща върху проводник с ток в магнитно поле, не е насочена тангенциално към силовите му линии, подобно на електрическа сила, а е перпендикулярна на тях. Магнитната сила не действа върху проводника, разположен по силовите линии.

Уравнението F \u003d IlB ви позволява да определите количествено индукцията на магнитното поле.

Поведение не зависи от свойствата на проводника и характеризира самото магнитно поле.

Модулът на вектора на магнитната индукция В е числено равен на силата, действаща върху проводник с единична дължина, разположен перпендикулярно на него, през който протича ток от един ампер.

В системата SI единицата за индукция на магнитно поле е tesla (T):

Магнитно поле. Таблици, диаграми, формули

(Взаимодействие на магнити, експеримент на Ерстед, вектор на магнитна индукция, векторна посока, принцип на суперпозицията. Графично изображение магнитни полета, линии на магнитна индукция. Магнитен поток, енергийна характеристика на полето. Магнитни сили, сила на Ампера, сила на Лоренц. Движението на заредени частици в магнитно поле. Магнитни свойства на материята, хипотезата на Ампер)

Тема: Магнитно поле

Изготвил: Д. М. Байгарашев

Проверено от: А. Т. Габдулина

Магнитно поле

Ако два паралелни проводника са свързани към източник на ток, така че през тях преминава електрически ток, тогава, в зависимост от посоката на тока в тях, проводниците или се отблъскват, или се привличат.

Обяснението на това явление е възможно от позицията на появата около проводниците на специален вид материя - магнитно поле.

Извикват се силите, с които проводниците взаимодействат с ток магнитни.

Магнитно поле - това е специален вид материя, специфична особеност на която е въздействието върху движещ се електрически заряд, проводници с ток, тела с магнитен момент, със сила в зависимост от вектора на скоростта на заряда, посоката на тока в проводник и посоката на магнитния момент на тялото.

Историята на магнетизма датира от дълбока древност, до древните цивилизации на Мала Азия. Именно на територията на Мала Азия, в Магнезия, е намерена скала, пробите от която са привлечени една от друга. Според името на района такива проби са били наричани „магнити“. Всеки магнит с форма на пръчка или подкова има два края, които се наричат \u200b\u200bстълбове; именно на това място неговите магнитни свойства са най-силно изразени. Ако окачите магнита на връв, един полюс винаги ще сочи на север. Компасът се основава на този принцип. Северният полюс на свободно окачен магнит се нарича северният полюс на магнит (N). Противоположният полюс се нарича южен полюс (S).

Магнитните полюси взаимодействат помежду си: като полюсите се отблъскват и за разлика от полюсите се привличат. Подобно на концепцията за електрическо поле, обграждащо електрически заряд, се въвежда понятието за магнитно поле около магнит.

През 1820 г. Ерстед (1777-1851) открива, че магнитна игла, разположена до електрически проводник, се отклонява, когато токът преминава през проводника, т.е.магнитно поле се създава около проводника с ток. Ако вземем рамка с ток, тогава външното магнитно поле взаимодейства с магнитното поле на рамката и упражнява ориентиращ ефект върху него, тоест има положение на рамката, при което външното магнитно поле има максимално въртеливо ефект върху него и има позиция, когато силите на въртящия момент са нула.

Магнитното поле във всяка точка може да се характеризира с вектор В, който се нарича вектор на магнитна индукция или магнитна индукция в точката.

Магнитната индукция B е векторна физическа величина, която е силовата характеристика на магнитното поле в дадена точка. Тя е равна на съотношението на максималния механичен момент на силите, действащи върху рамката с ток, поставен в еднородно поле, към произведението на тока в рамката от нейната площ:

За посоката на вектора на магнитната индукция B се приема посоката на положителната нормал към рамката, която е свързана с тока в рамката по правилото на десния винт, с механичен момент, равен на нула.

По същия начин, както са изобразени линиите на силата на електрическото поле, са изобразени линиите на магнитното поле. Линията на индукция на магнитно поле е въображаема линия, допирателната към която съвпада с посоката В в точката.

Посоката на магнитното поле в дадена точка може също да се определи като посока, която показва

северния полюс на иглата на компаса, поставена в тази точка. Смята се, че линиите на индукция на магнитното поле са насочени от северния полюс към южния.

Посоката на линиите на магнитната индукция на създаденото магнитно поле токов ударкойто тече по прав проводник се определя от правилото на кардана или десния винт. Посоката на въртене на главата на винта се приема като посока на линиите на магнитна индукция, която би осигурила нейното транслационно движение по посока на електрическия ток (фиг. 59).

където n 01 \u003d 4 Пи 10 -7 V s / (A m). - магнитна константа, R - разстояние, I - ток в проводника.

За разлика от силовите линии на електростатичното поле, които започват от положителен заряд и завършват с отрицателно, линиите на индукция на магнитното поле винаги са затворени. Не е открит магнитен заряд, подобен на електрическия.

За единица индукция се приема една тесла (1 T) - индукцията на такова еднородно магнитно поле, при което максимален въртящ се механичен момент на сили, равен на 1 N m, действа върху рамка с площ 1 m 2 , през който протича ток от 1 А.

Индукцията на магнитно поле може да се определи и от силата, действаща върху проводник с ток в магнитно поле.

Амперна сила действа върху токопроводящ проводник, поставен в магнитно поле, чиято величина се определя от следния израз:

където I е токът в проводника, л -дължина на проводника, V е модулът на вектора на магнитната индукция и е ъгълът между вектора и посоката на тока.

Посоката на силата на Ампера може да се определи според правилото за лявата ръка: дланта на лявата ръка е разположена така, че линиите на магнитната индукция да влязат в дланта, четири пръста са поставени по посока на тока в проводника, след това огънат палец показва посоката на силата на Ампера.

Като се вземе предвид, че I \u003d q 0 nSv, и замествайки този израз в (3.21), получаваме F \u003d q 0 nSh / B sin а... Броят на частиците (N) в даден обем на проводника е равен на N \u003d nSl, тогава F \u003d q 0 NvB sin а.

Нека определим силата, действаща от страната на магнитното поле върху отделна заредена частица, движеща се в магнитно поле:

Тази сила се нарича сила на Лоренц (1853-1928). Посоката на силата на Лоренц може да се определи от правилото на лявата ръка: поставяме дланта на лявата ръка така, че линиите на магнитна индукция да навлязат в дланта, четири пръста показват посоката на движение на положителния заряд, големия огънат пръст ще покаже посоката на силата на Лоренц.

Силата на взаимодействие между два паралелни проводника, през които протичат токове I 1 и I 2, е равна на:

където л -част от проводник в магнитно поле. Ако токовете са в една посока, тогава проводниците се привличат (фиг. 60), ако са в обратна посока, се отблъскват. Силите, действащи върху всеки проводник, са равни по големина, противоположни по посока. Формула (3.22) е основата за определяне на единицата сила на тока 1 ампер (1 A).

Магнитните свойства на веществото се характеризират със скаларна физическа величина - магнитна пропускливост, която показва колко пъти индукцията B на магнитното поле в вещество, което напълно запълва полето, се различава по големина от индукцията B 0 на магнитното поле в вакуум:

Според техните магнитни свойства всички вещества се разделят на диамагнитни, парамагнитни и феромагнитни.

Помислете за естеството на магнитните свойства на веществата.

Електроните в обвивката на атомите на материята се движат по различни орбити. За простота ние считаме, че тези орбити са кръгови и всеки електрон, въртящ се около атомно ядро, може да се разглежда като кръгов електрически ток. Всеки електрон, подобно на кръгов ток, създава магнитно поле, което ще наречем орбитално. Освен това електронът в атома има свое собствено магнитно поле, наречено спин.

Ако, когато се въведе във външно магнитно поле с индукция B 0, индукция B се създаде вътре в веществото< В 0 , то такие вещества называются диамагнитными (н< 1).

IN диамагнитни материали при липса на външно магнитно поле, магнитните полета на електроните се компенсират и когато те се въведат в магнитно поле, индукцията на магнитното поле на атома става насочена срещу външно поле... Диамагнитът се изтласква от външното магнитно поле.

Имайте парамагнитни материали, магнитната индукция на електрони в атомите не е напълно компенсирана и атомът като цяло се оказва като малък постоянен магнит. Обикновено в едно вещество всички тези малки магнити са ориентирани произволно и общата магнитна индукция на всичките им полета е нула. Ако поставите парамагнит във външно магнитно поле, тогава всички малки магнити - атоми ще се обърнат във външното магнитно поле като стрелките на компас и магнитното поле в веществото се усилва ( н >= 1).

Феромагнитни такива материали се наричат \u200b\u200bв които н "1. Във феромагнитните материали се създават така наречените домейни, макроскопични области на спонтанно намагнитване.

В различни области индукциите на магнитни полета имат различни посоки (фиг. 61) и в голям кристал

взаимно се компенсират. Когато феромагнитна проба се въведе във външно магнитно поле, границите на отделните домейни се изместват, така че обемът на домейните, ориентирани по външното поле, се увеличава.

С увеличаване на индукцията на външното поле В 0, магнитната индукция на магнетизираното вещество се увеличава. При някои стойности на B 0 индукцията спира рязко увеличение... Това явление се нарича магнитно насищане.

Характерна особеност на феромагнитните материали е феноменът на хистерезис, който се състои в неясната зависимост на индукцията в материала от индукцията на външното магнитно поле при неговото изменение.

Магнитната хистерезисна верига е затворена крива (cdc`d`c), която изразява зависимостта на индукцията в материала от амплитудата на индукцията на външното поле с периодично доста бавно изменение на последното (фиг. 62) .

Цикълът на хистерезис се характеризира със следните стойности Bs, B r, B c. B s - максимална стойност на индукцията на материала при B 0s; В r - остатъчна индукция, равна на стойността на индукцията в материала с намаляване на индукцията на външното магнитно поле от B 0s до нула; -B c и B c - принудителна сила - стойност, равна на индукцията на външното магнитно поле, необходима за промяна на индукцията в материала от остатъчна на нула.

За всеки феромагнетик има такава температура (точка на Кюри (J. Curie, 1859-1906), над която феромагнетикът губи своите феромагнитни свойства.

Има два начина за привеждане на магнетизирания феромагнетик в размагничено състояние: а) нагряване над точката на Кюри и охлаждане; б) намагнетизирайте материала с променливо магнитно поле с бавно намаляваща амплитуда.

Феромагнетиците с ниска остатъчна индукция и принудителна сила се наричат \u200b\u200bмеки магнитни. Те намират приложение в устройства, където феромагнетиците често трябва да се премагнетизират (ядра на трансформатори, генератори и др.).

Твърдите магнитни феромагнетици с висока принудителна сила се използват за производството на постоянни магнити.

Все още помним за магнитното поле от училище, точно това е, "изскача" в спомените на не всички. Нека освежим това, което сме преминали, и може би ще ви кажем нещо ново, полезно и интересно.

Определяне на магнитното поле

Магнитното поле е силово поле, което действа върху движещи се електрически заряди (частици). Благодарение на това силово поле обектите се привличат един към друг. Има два вида магнитни полета:

1. Гравитационно - образува се изключително близо до елементарни частици и варира в силата си в зависимост от характеристиките и структурата на тези частици.
2. Динамични, генерирани в обекти с движещи се електрически заряди (токови предаватели, магнетизирани вещества).

За първи път обозначението за магнитното поле е въведено от М. Фарадей през 1845 г., въпреки че значението му е малко погрешно, тъй като се смята, че както електрическите, така и магнитните ефекти и взаимодействието се извършват, изхождайки от едно и също материално поле. По-късно през 1873 г. Д. Максуел „представя“ квантова теория, в който тези понятия започнаха да се разделят и полученото преди това силово поле беше наречено електромагнитно поле.

Как се появява магнитно поле?

Магнитните полета на различни обекти не се възприемат от човешкото око и само специални сензори могат да го запишат. Източникът на появата на магнитно силово поле в микроскопичен мащаб е движението на магнетизирани (заредени) микрочастици, които са:

• йони;
• електрони;
• протони.

Тяхното движение се дължи на спиновия магнитен момент, който присъства във всяка микрочастица.

Къде е намерено магнитното поле?

Колкото и странно да звучи, почти всички обекти около нас имат свое собствено магнитно поле. Въпреки че в концепцията за много, само камъче, наречено магнит, има магнитно поле, което привлича железни предмети към себе си. Всъщност силата на привличане е във всички обекти, само че тя се проявява в по-малка валентност.

Трябва също да се изясни, че силовото поле, наречено магнитно, се появява само при условие, че електрическите заряди или тела се движат.

Неподвижните заряди имат електрическо силово поле (то може да присъства и в движещи се заряди). Оказва се, че източниците на магнитно поле са:

• постоянни магнити;
• мобилни такси.

Инструкции

Създаване на магнитно токово поле Вземете проводник и го свържете към източник на ток, като се уверите, че проводникът не се прегрява. Донесете до него тънка магнитна стрелка, която може да се върти свободно. Когато го инсталирате в различни точки от пространството около проводника, уверете се, че той е ориентиран по силовите линии на магнитното поле.

Магнитни поле Постоянен магнит Вземете постоянен магнит и го задръжте близо до обект, съдържащ голямо количество. Веднага ще се появи магнитна сила, привличаща магнита и железното тяло - това е основното доказателство за магнитното поле. Поставете постоянния магнит върху лист хартия и поръсете фини железни стърготини около него. След известно време ще се появи лист хартия, илюстриращ наличието на линии на магнитно поле. Те се наричат \u200b\u200bлинии на магнитна индукция.

Създаване на магнитно поле на електромагнит изолиран проводник свържете към източник на електрически ток чрез. За да избегнете прегаряне на проводника, настройте реостата на максимално съпротивление. Поставете магнитната сърцевина в намотката. Може да е парче меко желязо или. Ако възнамерявате да получите магнитна поле, желязната сърцевина (магнитна верига) трябва да бъде сглобена от плочи, изолирани една от друга, за да се избегнат токове на Фуко, които ще предотвратят генерирането на магнитно поле. След като свържете веригата към източника на ток, започнете бавно да движите плъзгача на реостата, като се уверите, че намотката на бобината не се прегрява. В този случай магнитната верига ще се превърне в мощен магнит, ще привлече и задържи масивни железни предмети.

Създаване на мощно електро магнити Е сложно техническо предизвикателство. В индустрията, както и в ежедневието, са необходими магнити с висока мощност. В редица държави влаковете с магнитна левитация вече работят. Автомобили с електромагнитен двигател скоро ще се появят в големи количества под марката Yo-mobile. Но как се създават магнити с висока мощност?

Инструкции

В индустрията навсякъде се използват мощни електромагнити. Дизайнът им е много по-сложен от този на постоянния магнити... За да се създаде мощен електромагнит, е необходима намотка, състояща се от намотка от меден проводниккакто и желязна сърцевина. Сила в в такъв случай зависи само от силата на тока, провеждан през намотките, както и от броя на завъртанията на проводника върху намотката. Трябва да се отбележи, че при определена сила на тока намагнитването на желязната сърцевина подлежи на насищане. Следователно, най-мощните индустриални магнити се правят без него. Вместо това се добавят още няколко проводника. При най-мощните индустриални магнити с желязо броят на завъртанията на проводниците рядко надвишава десет на метър, а използваният ток е два ампера.

Магнитно поле може да се създаде чрез движение на заредени частици, променливо електрическо поле или магнитни моменти на частици (в постоянни магнити). Магнитни и електрическо поле са прояви на едно общо поле - електромагнитно.

Подредено движение на заредени частици

Подреденото движение на заредени частици в проводниците се нарича електрически ток. За да го получите, трябва да създадете електрическо поле, използвайки източници на ток, които извършват работата по разделяне на зарядите - положителни и отрицателни. Механичната, вътрешната или друга енергия в източника се преобразува в електрическа.

Какви явления могат да се използват за преценка на наличието на ток във веригата

Движението на заредени частици в проводник не може да се види. Наличието на ток във веригата обаче може да се съди по косвени знаци. Такива явления включват например топлинното, химичното и магнитното въздействие на тока, като последното се наблюдава във всякакви проводници - твърди, течни и газообразни.

Как възниква магнитно поле

Има магнитно поле около всеки проводник на ток. Създава се от движещите се. Ако зарядите са неподвижни, те създават само електрическо поле около тях, но веднага щом възникне ток, има и магнитно токово поле.

Как можете да откриете съществуването на магнитно поле

Съществуването на магнитно поле може да бъде открито различни начини... Например за тази цел могат да се използват малки железни стърготини. В магнитно поле те се магнетизират и се превръщат в магнитни стрелки (като компас). Оста на всяка такава стрелка е настроена по посока на силите на магнитното поле.

Самото преживяване изглежда така. Изсипете върху картон тънък слой железни стружки, прекарайте през него прав проводник и включете тока. Ще видите как под въздействието на магнитното поле на тока стърготините ще се утаят около проводника в концентрични кръгове. Тези линии, по които са разположени магнитните стрелки, се наричат \u200b\u200bмагнитни линии на магнитното поле. Стрелката "Северен полюс" във всяка точка на полето се счита за посока.

Какви са магнитните линии на магнитното поле, създадени от тока

Магнитните линии на текущото магнитно поле са затворени криви, които затварят проводник. С тяхна помощ е удобно да се изобразяват магнитни полета. И тъй като има магнитно поле във всички точки в пространството около проводника, магнитна линия може да бъде изтеглена през всяка точка в това пространство. Посоката на магнитните линии зависи от посоката на тока в проводника.