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Qu'est-ce qu'un champ magnétique externe. §16. Champ magnétique et ses caractéristiques et propriétés |
Un champ magnétique est une forme particulière de matière créée par des aimants, conducteurs de courant (particules chargées en mouvement) et qui peut être détectée par l'interaction d'aimants, conducteurs de courant (particules chargées en mouvement). L'expérience d'Oersted Les premières expériences (réalisées en 1820) qui ont montré qu'il existe un lien profond entre les phénomènes électriques et magnétiques ont été celles du physicien danois H. Oersted. Une aiguille magnétique située à proximité d'un conducteur tourne d'un certain angle lorsque le courant dans le conducteur est activé. Lorsque le circuit est ouvert, la flèche revient à sa position initiale. De l'expérience de G. Oersted il résulte qu'il existe un champ magnétique autour de ce conducteur. L'expérience d'Ampère Propriétés champ magnétique 1. Matériellement, c'est-à-dire existe indépendamment de nous et de nos connaissances à son sujet. 2. Créé par des aimants, conducteurs de courant (particules chargées en mouvement) 3. Détecté par l'interaction des aimants, des conducteurs avec le courant (particules chargées en mouvement) 4. Agit sur les aimants, les conducteurs porteurs de courant (particules chargées en mouvement) avec une certaine force 5. Il n’y a pas de charges magnétiques dans la nature. Vous ne pouvez pas séparer les pôles nord et sud et obtenir un corps avec un seul pôle. 6. La raison pour laquelle les corps ont des propriétés magnétiques a été découverte par le scientifique français Ampère. Ampère a avancé la conclusion - propriétés magnétiques de tout corps sont déterminés par des courants électriques fermés à l’intérieur de celui-ci. Ces courants représentent le mouvement des électrons autour des orbites d’un atome. Si les plans dans lesquels circulent ces courants sont situés de manière aléatoire les uns par rapport aux autres en raison du mouvement thermique des molécules qui composent le corps, alors leurs interactions se compensent mutuellement et le corps ne présente aucune propriété magnétique. Et vice versa : si les plans dans lesquels tournent les électrons sont parallèles les uns aux autres et que les directions des normales à ces plans coïncident, alors ces substances renforcent le champ magnétique externe. 7. Les forces magnétiques agissent dans un champ magnétique dans certaines directions, appelées lignes de force magnétiques. Avec leur aide, vous pouvez afficher facilement et clairement le champ magnétique dans un cas particulier. Afin de représenter plus précisément le champ magnétique, il a été convenu qu'aux endroits où le champ est plus fort, les lignes de champ devraient être représentées plus denses, c'est-à-dire plus proches les uns des autres. Et vice versa, aux endroits où le champ est plus faible, moins de lignes de champ sont affichées, c'est-à-dire moins fréquemment localisés. 8. Le champ magnétique est caractérisé par le vecteur induction magnétique. Le vecteur induction magnétique est une grandeur vectorielle caractérisant le champ magnétique. La direction du vecteur induction magnétique coïncide avec la direction du pôle nord de l'aiguille magnétique libre en un point donné. La direction du vecteur d'induction de champ et l'intensité du courant I sont liées par la « règle de la vis droite (vrille) » : si vous vissez une vrille dans le sens du courant dans le conducteur, alors la direction de la vitesse de déplacement de l'extrémité de son manche en un point donné coïncidera avec la direction du vecteur induction magnétique en ce point. Un champ magnétique est une région de l’espace dans laquelle la configuration des bions, émetteurs de toutes les interactions, représente une rotation dynamique et mutuellement cohérente. La direction d'action des forces magnétiques coïncide avec l'axe de rotation des bions en utilisant la règle à vis droite. La force caractéristique du champ magnétique est déterminée par la fréquence de rotation des biones. Plus la vitesse de rotation est élevée, plus champ plus fort. Il serait plus correct d'appeler le champ magnétique électrodynamique, car il n'apparaît que lorsque des particules chargées se déplacent et n'agit que sur des charges en mouvement. Expliquons pourquoi le champ magnétique est dynamique. Pour qu’un champ magnétique se forme, il est nécessaire que les bions commencent à tourner, et seule une charge en mouvement qui attirera l’un des pôles du bion pourra les faire tourner. Si la charge ne bouge pas, le bion ne tournera pas. Un champ magnétique se forme uniquement autour de charges électriques en mouvement. C'est pourquoi magnétique et champ électrique sont solidaires et forment ensemble le champ électromagnétique. Les composants du champ magnétique sont interconnectés et s’influencent mutuellement, modifiant ainsi leurs propriétés.
Les particules chargées se déplacent selon une trajectoire perpendiculaire. La taille du champ magnétique dépend de la vitesse de variation du champ magnétique. Selon cette caractéristique, il existe deux types de champ magnétique : le champ magnétique dynamique et le champ magnétique gravitationnel. Le champ magnétique gravitationnel apparaît uniquement à proximité des particules élémentaires et se forme en fonction des caractéristiques structurelles de ces particules. Un moment magnétique se produit lorsqu'un champ magnétique agit sur une trame conductrice. En d’autres termes, le moment magnétique est un vecteur situé sur la ligne perpendiculaire au repère. Il n’y a probablement personne qui n’ait pas réfléchi au moins une fois à ce qu’est un champ magnétique. Tout au long de l’histoire, ils ont tenté de l’expliquer par des vortex éthérés, des bizarreries, des monopoles magnétiques et bien plus encore. Nous savons tous que les aimants qui se font face et dont les pôles sont identiques se repoussent, tandis que ceux dont les pôles sont opposés s’attirent. Ce pouvoir Varie en fonction de la distance entre les deux parties. Il s'avère que l'objet décrit crée un halo magnétique autour de lui. En même temps, lorsque deux champs alternatifs de même fréquence se superposent, lorsque l'un est décalé dans l'espace par rapport à l'autre, on obtient un effet communément appelé « champ magnétique tournant ». La taille de l'objet étudié est déterminée par la force avec laquelle un aimant est attiré vers un autre ou vers le fer. En conséquence, plus l'attraction est grande, plus plus de champ. La force peut être mesurée en utilisant les moyens habituels consistant à placer un petit morceau de fer d'un côté et des poids de l'autre, conçus pour équilibrer le métal contre l'aimant. Pour une compréhension plus précise du sujet, vous devez étudier les domaines : En répondant à la question de savoir ce qu'est un champ magnétique, il convient de dire que les humains en possèdent également. Fin 1960, grâce au développement intensif de la physique, il est créé mètre"CALMAR." Son action s'explique par les lois des phénomènes quantiques. C'est un élément sensible des magnétomètres utilisés pour étudier le champ magnétique et autres quantités, par exemple, comme « SQUID » a rapidement commencé à être utilisé pour mesurer les champs générés par les organismes vivants et, bien sûr, par les humains. Cela a donné une impulsion au développement de nouveaux domaines de recherche basés sur l'interprétation des informations fournies par un tel dispositif. Cette direction est appelée « biomagnétisme ». Pourquoi, lors de la détermination de ce qu'est un champ magnétique, aucune étude n'a-t-elle été menée auparavant dans ce domaine ? Il s’est avéré qu’il est très faible dans les organismes et que sa mesure est une tâche physique difficile. Cela est dû à la présence d’une énorme quantité de bruit magnétique dans l’espace environnant. Par conséquent, il n'est tout simplement pas possible de répondre à la question de savoir ce qu'est le champ magnétique humain et de l'étudier sans recourir à des mesures de protection spécialisées. Un tel « halo » apparaît autour d’un organisme vivant pour trois raisons principales. Tout d’abord, grâce aux points ioniques qui apparaissent suite à l’activité électrique des membranes cellulaires. Deuxièmement, en raison de la présence de minuscules particules ferrimagnétiques qui pénètrent accidentellement ou sont introduites dans le corps. Troisièmement, lorsque des champs magnétiques externes se superposent, il en résulte une susceptibilité hétérogène des différents organes, ce qui déforme les sphères superposées. Propriétés de base d'un champ magnétiquePropriétés du champ magnétique Les phénomènes magnétiques étaient connus dès monde antique. La boussole a été inventée il y a plus de 4 500 ans. Il est apparu en Europe vers le XIIe siècle. nouvelle ère. Cependant, ce n'est qu'au XIXe siècle que le lien entre l'électricité et le magnétisme a été découvert et que l'idée de champ magnétique . Les premières expériences (réalisées en 1820) qui ont montré qu'il existe un lien profond entre les phénomènes électriques et magnétiques ont été celles du physicien danois H. Oersted. Ces expériences ont montré qu'une aiguille magnétique située à proximité d'un conducteur porteur de courant est soumise à des forces qui tendent à la faire tourner. La même année, le physicien français A. Ampère observe l'interaction de force de deux conducteurs avec des courants et établit la loi d'interaction des courants. Selon les concepts modernes, les conducteurs porteurs de courant exercent une force les uns sur les autres, non pas directement, mais à travers les champs magnétiques qui les entourent. Il existe une forme particulière de matière, un tout unique champ électromagnétique. Champ magnétique- c'est un type de matière à travers lequel se produit l'interaction de charges électriques en mouvement. Propriétés de base d'un champ magnétique 1. Champ magnétique est créé : · charges électriques en mouvement (conducteur avec courant électrique) ; · corps magnétisés (aimants) ; · un champ électrique variable dans le temps (le champ magnétique sera variable). 2. Champ magnétique continue dans l'espace. 3. Le champ magnétique est détecté par son effet sur le mouvement charges électriques(courant électrique) ou par effet sur des corps magnétisés, qu'ils soient en mouvement ou au repos. Champ électrique agit comme immobile bientôt mobile il contient des charges électriques. Champ magnétique ne s'applique qu'à mobile Il existe des charges électriques dans ce domaine. Les scientifiques du XIXe siècle ont tenté de créer une théorie du champ magnétique par analogie avec l'électrostatique, en introduisant ce qu'on appelle charges magnétiques deux signes (par exemple, nord N et du sud S pôles de l'aiguille magnétique). Cependant, l’expérience montre qu’il n’existe pas de charges magnétiques isolées. des corps, longue durée conservant les propriétés magnétiques après retrait du champ externe sont appelés aimants permanents . Les extrémités de l'aimant ont la plus grande force d'attraction, appelée pôles magnétiques (N – nord, S – sud et zone neutre). Pour étudier le champ magnétique, utilisez : · circuit de test (petit élément fermé d'un conducteur transportant du courant) ; · aiguille magnétique (petit aimant permanent). Lorsqu'un circuit de test ou une aiguille magnétique est placé dans le champ magnétique étudié, il les oriente d'une certaine manière. L'expérience montre que la valeur maximale du moment de force M m faisant tourner le circuit d'essai est proportionnelle à la surface S du circuit et à l'intensité du courant I qu'il contient : M m ~ IS. La quantité p m = IS est le module de ce qu'on appelle moment magnétique circuit avec courant. Le moment magnétique lui-même est un vecteur : , où est le vecteur unitaire normal au plan du circuit, associé à la direction du courant dans le circuit par la règle de la vis droite. Le rapport en un point donné du champ reste constant et constitue une force caractéristique du champ, appelée induction magnétique . L'induction magnétique est un vecteur dont la direction coïncide avec la direction de la normale au plan du circuit de test avec le courant dans la position de son équilibre stable, ou avec la direction S → N de l'aiguille magnétique. Caractéristique d'intensité du champ magnétique, analogique pour champ électrique. Semblable aux lignes de force en électrostatique, on peut construire lignes d'induction magnétique , en chaque point duquel le vecteur est dirigé selon une tangente.
Lignes d'induction magnétique des champs d'un aimant permanent et d'une bobine avec courant. Faites attention à l'analogie entre les champs magnétiques d'un aimant permanent et une bobine avec courant. Champ magnétique d'un conducteur droit transportant du courant Les lignes d'induction magnétique sont toujours fermées ; elles ne se cassent nulle part. Cela signifie que le champ magnétique n'a pas de sources - de charges magnétiques. Champs de force ayant cette propriété sont appelés vortex . Pour le champ magnétique c'est vrai principe de superposition: l'induction magnétique du champ créé par plusieurs courants est égale à la somme vectorielle des champs d'induction de chacun des courants séparément : Pour les champs magnétiques des aimants permanents, cette question est plus compliquée car en ajoutant une seconde aimant puissant non seulement ajoute, mais déforme également le champ magnétique du premier aimant. Pour caractériser le champ magnétique dans le vide, une autre grandeur est introduite, appelée tension champ magnétique. L'intensité du champ magnétique ne dépend pas des propriétés du milieu. L'intensité du champ magnétique est une quantité vectorielle qui coïncide dans un milieu homogène avec la direction du vecteur induction magnétique Les modules de ces caractéristiques sont liés par la relation. Les sources du champ magnétique sont mobile charges électriques (courants) . Un champ magnétique apparaît dans l’espace entourant les conducteurs porteurs de courant, tout comme un champ électrique apparaît dans l’espace entourant les charges électriques stationnaires. Le champ magnétique des aimants permanents est également créé par des microcourants électriques circulant à l'intérieur des molécules d'une substance (hypothèse d'Ampère). Pour décrire le champ magnétique, il faut introduire une force caractéristique du champ, similaire au vecteur tensions champ électrique. Cette caractéristique est vecteur d'induction magnétique Le vecteur induction magnétique détermine les forces agissant sur les courants ou les charges en mouvement dans un champ magnétique. Afin de décrire quantitativement le champ magnétique, il est nécessaire d'indiquer une méthode permettant de déterminer non seulement |
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