Това е силово поле, което влияе електрически зарядии върху тела, които се движат и имат магнитен момент, независимо от състоянието на тяхното движение. Магнитното поле е част от електрическото магнитно поле.

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

Векторът на индукция на магнитното поле B е основната силова характеристика на магнитното поле. В математиката B = B (X,Y,Z) се определя като векторно поле. Тази концепция служи за дефиниране и уточняване на физическото магнитно поле. В науката векторът на магнитната индукция често се нарича просто за краткост магнитно поле. Очевидно такова приложение позволява някаква свободна интерпретация на тази концепция.

Друга характеристика на магнитното поле на тока е векторният потенциал.

IN научна литературачесто можете да намерите това като a основни характеристикимагнитно поле, при липса на магнитна среда (вакуум) се разглежда векторът на силата на магнитното поле. Формално тази 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 същия физически смисъл и е вторична величина. Въз основа на това, при формалното равенство на тези подходи за вакуум, систематичната гледна точка счита векторът на магнитната индукция е основната характеристика на магнитното поле на тока.

Магнитното поле със сигурност е специален видматерия. С помощта на тази материя възниква взаимодействие между тези с магнитен момент и движещи се заредени частици или тела.

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

Заедно магнитните и електрическите полета образуват електромагнитно поле. Прояви електромагнитно полее светлина и електромагнитни 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.

Магнитното поле се генерира или от ток от заредени частици, или от електрическо поле, трансформиращо се във време-пространството, 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 позволяват да се изчислят стойностите на магнитното поле на проводник с ток, използвайки закона на Biot-Savart-Laplace или използвайки теоремата за циркулацията. По същия начин може да се намери стойността на магнитното поле 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 на магнитостатика. повече сложни случаиизискват изчисляване на стойността ток на магнитно полеспоред уравненията на Максуел.

Проява на наличието на магнитно поле.

Основното проявление на магнитното поле е влиянието върху магнитните моменти на частиците и телата, върху заредените частици в движение. Чрез силата на Лоренце силата, която действа върху електрически заредена частица, движеща се в магнитно поле. Тази сила има постоянно изразена перпендикулярна посока на векторите v и B. Тя също има пропорционална стойност на заряда на частицата q, компонента на скоростта v, която е перпендикулярна на посоката на вектора на магнитното поле B, и големината, която изразява индукцията на магнитното поле B. Силата на Лоренц според Международната система от единици има следния израз: F = q, в системата от единици GHS: F=q/c

Кръстосаното произведение е показано в квадратни скоби.

В резултат на въздействието на силата на Лоренц върху заредени частици, движещи се по протежение на проводник, магнитно поле може да действа върху проводник с ток. Силата на Ампер е силата, действаща върху проводник с ток. Компонентите на тази сила се считат за сили, действащи върху отделни заряди, които се движат вътре в проводника.

Феноменът на взаимодействие между два магнита.

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

От наша гледна точка е правилно да приемем, че силата, действаща върху магнитен дипол, разположен в нехомогенно поле, се стреми да го завърти по такъв начин, че магнитният момент на дипола да има същата посока като магнитното поле. Въпреки това, няма магнити, които да са обект на общата сила от равномерен ток на магнитно поле. Силата, която действа върху магнитен дипол с магнитен момент мсе изразява със следната формула:

.

Силата, действаща върху магнит от нееднородно магнитно поле, се изразява чрез сумата от всички сили, които се определят от тази формула и действат върху елементарните диполи, които изграждат магнита.

Електромагнитна индукция.

Ако потокът на вектора на магнитната индукция през затворена верига се променя с течение на времето, в тази верига се образува електромагнитна индукционна едс. Ако веригата е неподвижна, тя се генерира от вихрово електрическо поле, което възниква в резултат на промяна на магнитното поле с течение на времето. Когато магнитното поле не се променя с времето и няма промени в потока поради движението на веригата на проводника, тогава ЕМП се генерира от силата на Лоренц.

Точно както електрически заряд в покой действа върху друг заряд чрез електрическо поле, електрическият ток действа върху друг ток през магнитно поле. Ефектът на магнитното поле върху постоянните магнити се свежда до неговия ефект върху зарядите, движещи се в атомите на веществото и създаващи микроскопични кръгови токове.

Учението за електромагнетизъмвъз основа на две разпоредби:

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

Магнитно взаимодействие

Постоянен магнит(или магнитна стрелка) е ориентирана по магнитния меридиан на Земята. Краят, който сочи на север, се нарича северен полюс(N), а противоположният край е южен полюс(S). Приближавайки два магнита един до друг, отбелязваме, че техните еднакви полюси се отблъскват, а техните различни полюси се привличат ( ориз. 1 ).

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

Магнитното поле, създадено от Земята или постоянните магнити, се представя, подобно на електрическо поле, от магнитни силови линии. Картина на линиите на магнитното поле на магнит може да се получи, като върху него се постави лист хартия, върху който са поръсени на равномерен слой железни стружки. Попадайки в магнитно поле, дървените стърготини се магнетизират - всеки от тях има север и южните полюси. Противоположните полюси се стремят да се доближат един до друг, но това се предотвратява от триенето на стърготините върху хартията. Ако почукате хартията с пръст, триенето ще намалее и стърготини ще се привличат една към друга, образувайки вериги, представляващи линии на магнитно поле.

включено ориз. 3 показва местоположението на дървени стърготини и малки магнитни стрелки в полето на директен магнит, което показва посоката на линиите на магнитното поле. Тази посока се приема за посока на северния полюс на магнитната стрелка.

Опитът на Ерстед. Магнитно поле на тока

IN началото на XIX V. датски учен Ørstedнаправих важно откритие, като откри действие на електрически ток върху постоянни магнити . Той постави дълъг проводник близо до магнитна стрелка. Когато токът премина през проводника, стрелката се завъртя, опитвайки се да се позиционира перпендикулярно на него ( ориз. 4 ). Това може да се обясни с появата на магнитно поле около проводника.

Линиите на магнитното поле, създадени от прав проводник, по който протича ток, са концентрични кръгове, разположени в равнина, перпендикулярна на него, с центрове в точката, през която преминава токът ( ориз. 5 ). Посоката на линиите се определя от правилото за десния винт:

Ако винтът се завърти по посока на силовите 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 тя е насочена тангенциално към линията на полето. Силовите линии на електрическото поле започват от положителни заряди и завършват с отрицателни, а силата, действаща върху заряда в това поле, е насочена тангенциално към линията във всяка точка. За разлика от електрическото поле, линиите на магнитното поле са затворени, което се дължи на липсата на „магнитни заряди“ в природата.

Магнитното поле на тока по същество не се различава от полето, създадено от постоянен магнит. В този смисъл аналог на плосък магнит е дълъг соленоид - намотка от тел, чиято дължина е значително по-голяма от диаметъра. Диаграмата на линиите на създаденото от него магнитно поле, показана в ориз. 6 , е подобен на този за плосък магнит ( ориз. 3 ). Кръговете показват напречните сечения на проводника, образуващ намотката на соленоида. Токове, протичащи през проводника встрани от наблюдателя, са обозначени с кръстове, а токовете в обратна посока - към наблюдателя - са обозначени с точки. Същите обозначения се приемат и за линиите на магнитното поле, когато са перпендикулярни на равнината на чертежа ( ориз. 7 а, б).

Посоката на тока в намотката на соленоида и посоката на линиите на магнитното поле вътре в нея също са свързани с правилото на десния винт, което в този случай се формулира, както следва:

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 ( ориз. 8 )

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

Магнитното поле вътре в соленоида е равномерно - векторът на магнитната индукция има постоянна стойност там (B = const). В това отношение соленоидът е подобен на кондензатор с паралелни пластини, вътре в който има хомогенна електрическо поле.

Сила, действаща в магнитно поле върху проводник с ток

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

Определя се посоката на силата правило на лявата ръка:

Ако четирите изпънати пръста на лявата ръка са поставени по посока на тока в проводника, а дланта е перпендикулярна на вектор B, тогава изпънатият палецпоказва посоката на силата, действаща върху проводника (ориз. 9 ).

Трябва да се отбележи, че силата, действаща върху проводник с ток в магнитно поле, не е насочена тангенциално към неговите силови линии, като електрическа сила, а перпендикулярна на тях. Проводник, разположен по протежение на силовите линии, не се влияе от магнитна сила.

Уравнение F = IlBнека дадем количествени характеристикииндукция на магнитно поле.

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

Големината на вектора на магнитната индукция B е числено равна 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 тесла (T):

Магнитно поле. Таблици, диаграми, формули

(Взаимодействие на магнити, експеримент на Ерстед, вектор на магнитна индукция, векторна посока, принцип на суперпозиция. Графично представянемагнитни полета, линии на магнитна индукция. Магнитен поток, енергийни характеристики на полето. Магнитни сили, сила на Ампер, сила на Лоренц. Движение на заредени частици в магнитно поле. Магнитни свойства на материята, хипотеза на Ампер)

Тема: Магнитно поле

Изготвил: Байгарашев Д.М.

Проверено от: Gabdullina A.T.

Магнитно поле

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

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

Наричат ​​се силите, с които взаимодействат проводниците с ток магнитен.

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

Историята на магнетизма датира от дълбока древност, от древните цивилизации на Мала Азия. Именно на територията на Мала Азия, в Магнезия, са открити скали, проби от които са привлечени един към друг. Въз основа на името на района, такива проби започнаха да се наричат ​​​​„магнити“. Всеки пръчков или подковообразен магнит има два края, наречени полюси; именно на това място тя се проявява най-силно магнитни свойства. Ако окачите магнит на връв, единият полюс винаги ще сочи на север. Компасът е базиран на този принцип. Обърнатият на север полюс на свободно висящ магнит се нарича северен полюс на магнита (N). Противоположният полюс се нарича южен полюс (S).

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

През 1820 г. Оерстед (1777-1851) открива, че магнитна стрелка, разположена до електрически проводник, се отклонява, когато през проводника протича ток, т.е. около проводника с ток се създава магнитно поле. Ако вземем рамка с ток, тогава външното магнитно поле взаимодейства с магнитното поле на рамката и има ориентиращ ефект върху нея, т.е. има позиция на рамката, при която външното магнитно поле има максимален въртящ ефект върху нея , и има положение, когато силата на въртящия момент е нула.

Магнитното поле във всяка точка може да се характеризира с вектор B, който се нарича вектор на магнитната индукцияили магнитна индукцияв точката.

Магнитната индукция B е векторна физическо количество, което е характеристиката на силата на магнитното поле в точка. Той е равен на съотношението на максималния механичен момент на силите, действащи върху рамка с ток, поставен в равномерно поле, към произведението на силата на тока в рамката и нейната площ:

Посоката на вектора на магнитната индукция B се приема за посока на положителната нормала към рамката, която е свързана с тока в рамката по правилото на десния винт, с механичен въртящ момент, равен на нула.

По същия начин, както са изобразени линиите на напрегнатост на електрическото поле, са изобразени линиите на индукция на магнитното поле. Линията на магнитното поле е въображаема линия, допирателната към която съвпада с посоката B в точка.

Посоките на магнитното поле в дадена точка също могат да бъдат определени като посоката, която показва

северния полюс на стрелката на компаса, поставен в тази точка. Смята се, че линиите на магнитното поле са насочени от северния полюс към юга.

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

където n01 = 4 Пи 10 -7 V s/(A m). - магнитна константа, R - разстояние, I - сила на тока в проводника.

За разлика от линиите на напрегнатост на електростатичното поле, които започват от положителен заряди завършващи на отрицателно, индукционните линии на магнитното поле са винаги затворени. Не беше открит магнитен заряд, подобен на електрическия.

За единица индукция се приема една тесла (1 T) - индукцията на такова равномерно магнитно поле, при което максимален механичен въртящ момент от 1 N m действа върху рамка с площ 1 m2, през която протича ток от 1 A тече.

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

Върху проводник с ток, поставен в магнитно поле, действа сила на Ампер, чиято големина се определя от следния израз:

където I е силата на тока в проводника, аз -дължината на проводника, B е големината на вектора на магнитната индукция и е ъгълът между вектора и посоката на тока.

Посоката на силата на Ампер може да се определи по правилото на лявата ръка: поставяме дланта на лявата ръка така, че линиите на магнитната индукция да влизат в дланта, поставяме четири пръста по посока на тока в проводника, след това огънат палецът показва посоката на силата на Ампер.

Като вземем предвид, че I = q 0 nSv и замествайки този израз в (3.21), получаваме F = q 0 nSh/B sin а. Броят на частиците (N) в даден обем на проводник е N = nSl, тогава F = q 0 NvB sin а.

Нека определим силата, упражнявана от 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 магнитната индукция да влизат в дланта, четирите пръста показват посоката на движение на положителния заряд, големият огънатият пръст показва посоката на силата на Лоренц.

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

Къде аз -част от проводник, намираща се в магнитно поле. Ако токовете са в една и съща посока, то проводниците се привличат (фиг. 60), ако са в противоположна посока, те се отблъскват. Силите, действащи върху всеки проводник, са равни по големина и противоположни по посока. Формула (3.22) е основа за определяне на единицата ток 1 ампер (1 A).

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

Според магнитните си свойства всички вещества се делят на диамагнитен, парамагнитенИ феромагнитен.

Нека разгледаме природата на магнитните свойства на веществата.

Електроните в обвивката на атомите на дадено вещество се движат по различни орбити. За да опростим, ние считаме тези орбити за кръгови и всеки електрон, обикалящ около атомно ядро, може да се разглежда като кръгов електрически ток. Всеки електрон, подобно на кръгов ток, създава магнитно поле, което наричаме орбитално. Освен това електронът в атома има собствено магнитно поле, наречено спиново поле.

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

IN диамагнитниВ материалите при отсъствие на външно магнитно поле, магнитните полета на електроните се компенсират и когато те бъдат въведени в магнитно поле, индукцията на магнитното поле на атома става насочена срещу външното поле. Диамагнитният материал се изтласква от външното магнитно поле.

U парамагнитниматериали, магнитната индукция на електроните 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 въртят във външното магнитно поле като стрелки на компас и магнитното поле в веществото ще се увеличи ( п >= 1).

Феромагнитниса тези материали, в които п" 1. Във феромагнитните материали се създават така наречените домейни, макроскопични области на спонтанно намагнитване.

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

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

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

Характерна особеност на феромагнитните материали е явлението хистерезис, което се състои в двусмислената зависимост на индукцията в материала от индукцията на външното магнитно поле, когато се променя.

Магнитният хистерезис е затворена крива (cdc`d`c), изразяваща зависимостта на индукцията в материала от амплитудата на индукцията на външното поле с периодично доста бавно изменение на последното (фиг. 62).

Хистерезисната верига се характеризира със следните стойности: B s, Br, B c. B s - максималната стойност на материалната индукция при B 0s; В r е остатъчната индукция, равна на стойността на индукцията в материала, когато индукцията на външното магнитно поле намалява от B 0s до нула; -B c и B c - коерцитивна сила - стойност, равна на индукцията на външното магнитно поле, необходима за промяна на индукцията в материала от остатъчна до нула.

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

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

Феромагнетиците с ниска остатъчна индукция и коерцитивна сила се наричат ​​меки магнити. Те намират приложение в устройства, където феромагнетиците често трябва да се намагнитват (ядра на трансформатори, генератори и др.).

За производството на постоянни магнити се използват магнитно твърди феромагнетици, които имат висока коерцитивна сила.

Все още помним за магнитното поле от училище, но това, което то представлява, не е нещо, което „изскача“ в спомените на всеки. Нека опресним това, което покрихме, и може би да ви кажем нещо ново, полезно и интересно.

Определяне на магнитно поле

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

1. Гравитационен - ​​образува се изключително в близост до елементарни частици и варира в силата си въз основа на характеристиките и структурата на тези частици.
2. Динамични, произведени в обекти с движещи се електрически заряди (предаватели на ток, магнетизирани вещества).

Означението за магнитно поле е въведено за първи път от М. Фарадей през 1845 г., въпреки че значението му е малко погрешно, тъй като се смяташе, че както електрическото, така и магнитното влияние и взаимодействие се извършват на базата на едно и също материално поле. По-късно през 1873 г. Д. Максуел „представи“ квантова теория, в който тези понятия започнаха да се разделят, а полученото по-рано силово поле беше наречено електромагнитно поле.

Как се появява магнитното поле?

Магнитните полета на различни обекти не се възприемат от човешкото око и само специални сензори могат да го засекат. Източникът на появата на магнитни силово полев 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.

Магнитно поле, къде може да се намери?

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

Трябва също така да се изясни, че силовото поле, наречено магнитно, се появява само при движение на електрически заряди или тела.

Стационарните заряди имат електрично силово поле (може да присъства и в движещи се заряди). Оказва се, че източниците на магнитното поле са:

• постоянни магнити;
• движещи се заряди.

Инструкции

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

Магнитни полепостоянен магнит Вземете постоянен магнит и го дръжте близо до предмет, съдържащ голямо количество . Веднага ще се появи магнитна сила, която привлича магнита и желязното тяло - това е основното доказателство за магнитното поле. Поставете постоянен магнит върху лист хартия и поръсете фини железни стружки около него. След известно време върху лист хартия ще се появи символ, илюстриращ наличието на линии на магнитно поле. Те се наричат ​​линии на магнитна индукция.

Създаване на магнитно поле от електромагнит Намотка с изолиран проводниксвържете към източник на електрически ток чрез. За да избегнете изгаряне на проводника, настройте реостата на максимално съпротивление. Поставете магнитна верига в намотката. Може да е парче меко желязо или. Ако възнамерявате да получите магнитен поле, желязното ядро ​​(магнитното ядро) трябва да бъде сглобено от плочи, изолирани една от друга, за да се избегнат токове на Фуко, които ще пречат на 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 прегрява. В този случай магнитната верига ще се превърне в мощен магнит, привличащ и задържащ масивни железни предмети.

Създаване на мощни електрически магнити- Това е сложна техническа задача. В промишлеността, както и в ежедневието, са необходими магнити с висока мощност. В редица страни вече работят влакове с магнитна левитация. Автомобили с електромагнитен двигател скоро ще се появят в големи количества у нас под марката Yo-mobile. Но как се създават магнити с висока мощност?

Инструкции

В промишлеността мощните електромагнити се използват навсякъде. Техният дизайн е много по-сложен от този на постоянните магнити. За да създадете мощен електромагнит, ви е необходима намотка, състояща се от намотка от медна тел, както и желязна сърцевина. Сила в в този случайзависи само от силата на тока, преминал през бобините, както и от броя на завъртанията на проводника върху намотката. Струва си да се отбележи, че при определена сила на тока намагнитването на желязното ядро ​​претърпява насищане. Следователно най-мощните индустриални магнити се правят без него. Вместо това се добавя още малко тел. В повечето мощни промишлени магнити с желязо броят на навивките на проводника рядко надвишава десет на метър, а използваният ток е два ампера.

Магнитно поле може да бъде създадено от движението на заредени частици, променливо електрическо поле или магнитните моменти на частиците (в постоянните магнити). Магнитни и електрическо полеса проявления на едно общо поле – електромагнитното.

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, като използвате източници на ток, които вършат работа за разделяне на зарядите - положителни и отрицателни. Механичната, вътрешната или друга енергия в източника се преобразува в електрическа енергия.

Какви явления могат да се използват, за да се прецени наличието на ток във верига?

Движението на заредени частици в проводник не може да се види. Въпреки това, наличието на ток във веригата може да се съди по косвени признаци. Такива явления включват например топлинните, химичните и магнитните ефекти на тока, като последните се наблюдават във всякакви проводници - твърди, течни и газообразни.

Как възниква магнитно поле?

Около всеки проводник, по който протича ток, има магнитно поле. Създава се от движещи се неща. Ако зарядите са неподвижни, те създават само електрическо поле около себе си, но щом възникне ток, се появява и магнитно поле на тока.

Как можете да откриете съществуването на магнитно поле?

Може да се установи наличието на магнитно поле по различни начини. Например, можете да използвате малки железни стружки за тази цел. В магнитно поле те се магнетизират и се превръщат в магнитни стрелки (като компас). Оста на всяка такава стрелка е настроена в посоката на действие на силите на магнитното поле.

Самото преживяване изглежда така. Поставете върху картон тънък слойжелезни стружки, прекарайте през него прав проводник и пуснете тока. Ще видите как под въздействието на магнитното поле на тока стърготините ще се разположат около проводника в концентрични кръгове. Тези линии, по които са разположени магнитните стрелки, се наричат ​​магнитни линии на магнитното поле. „Северният полюс“ на стрелката във всяка точка на полето се счита за посока.

Какво представляват магнитните линии на магнитно поле, създадено от ток?

Магнитните линии на магнитното поле на тока са затворени криви, които обграждат 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 начертана през всяка точка в това пространство. Посоката на магнитните линии зависи от посоката на тока в проводника.