C'est un champ de force qui agit sur charges électriques et sur les corps en mouvement et ayant un moment magnétique, quel que soit l'état de leur mouvement. Le champ magnétique fait partie Champ électromagnétique.

Le courant des particules chargées ou les moments magnétiques des électrons dans les atomes créent un champ magnétique. De plus, un champ magnétique apparaît à la suite de certains changements temporels du champ électrique.

Le vecteur d'induction de champ magnétique B est la principale caractéristique de puissance du champ magnétique. En mathématiques, B = B (X,Y,Z) est défini comme un champ vectoriel. Ce concept sert à définir et à spécifier le champ magnétique physique. En science, le vecteur de l'induction magnétique est souvent simplement, par souci de brièveté, appelé le champ magnétique. Évidemment, une telle application permet une certaine interprétation libre de ce concept.

Une autre caractéristique du champ magnétique du courant est le potentiel vecteur.

V littérature scientifique vous pouvez souvent trouver que caractéristique principale champ magnétique, en l'absence de milieu magnétique (vide), le vecteur de l'intensité du champ magnétique est considéré. Formellement, cette situation est tout à fait acceptable, car dans le vide, le vecteur d'intensité de champ magnétique H et le vecteur d'induction magnétique B coïncident. Dans le même temps, le vecteur d'intensité du champ magnétique dans un support magnétique n'est pas rempli de la même signification physique et est une quantité secondaire. Partant de là, avec l'égalité formelle de ces approches pour le vide, le point de vue systématique considère vecteur d'induction magnétique la principale caractéristique du champ magnétique actuel.

Le champ magnétique est bien entendu type particulier matière. Avec l'aide de cette matière, il y a une interaction entre avoir un moment magnétique et déplacer des particules ou des corps chargés.

La théorie restreinte de la relativité considère les champs magnétiques comme une conséquence de l'existence des champs électriques eux-mêmes.

Ensemble, les champs magnétique et électrique forment un champ électromagnétique. Les manifestations du champ électromagnétique sont la lumière et les ondes électromagnétiques.

La théorie quantique du champ magnétique considère l'interaction magnétique comme un cas distinct de l'interaction électromagnétique. Il est porté par un boson sans masse. Un boson est un photon - une particule qui peut être représentée comme une excitation quantique d'un champ électromagnétique.

Un champ magnétique est généré soit par le courant de particules chargées, soit par un champ électrique se transformant dans l'espace-temps, soit par les moments magnétiques intrinsèques des particules. Les moments magnétiques des particules pour une perception uniforme sont formellement réduits à des courants électriques.

Calcul de la valeur du champ magnétique.

Des cas simples permettent de calculer les valeurs du champ magnétique d'un conducteur avec courant selon la loi de Biot-Savart-Laplace, ou en utilisant le théorème de circulation. De la même manière, la valeur du champ magnétique peut également être trouvée pour un courant réparti arbitrairement dans un volume ou un espace. Évidemment, ces lois sont applicables pour des champs magnétiques et électriques constants ou à évolution relativement lente. C'est-à-dire en cas de présence de magnétostatiques. Suite cas difficiles exiger le calcul de la valeur courant de champ magnétique selon les équations de Maxwell.

Manifestation de la présence d'un champ magnétique.

La principale manifestation du champ magnétique est l'effet sur les moments magnétiques des particules et des corps, sur les particules chargées en mouvement. Force de Lorentz appelée la force qui agit sur une particule chargée électriquement qui se déplace dans un champ magnétique. Cette force a une direction perpendiculaire constante aux vecteurs v et B. Elle a aussi une valeur proportionnelle à la charge de la particule q, la composante de la vitesse v, qui est perpendiculaire à la direction du vecteur champ magnétique B, et la grandeur qui exprime l'induction du champ magnétique B. La force de Lorentz selon le Système international d'unités a cette expression : F=q, dans le système d'unités CGS : F=q/c

Le produit vectoriel est affiché entre crochets.

En raison de l'influence de la force de Lorentz sur les particules chargées se déplaçant le long du conducteur, le champ magnétique peut également agir sur le conducteur porteur de courant. L'ampère-force est la force agissant sur un conducteur sous tension. Les composantes de cette force sont les forces agissant sur les charges individuelles qui se déplacent à l'intérieur du conducteur.

Le phénomène de l'interaction de deux aimants.

Le phénomène du champ magnétique, que l'on peut rencontrer dans Vie courante, s'appelle l'interaction de deux aimants. Elle se traduit par la répulsion des pôles identiques les uns par rapport aux autres et l'attraction des pôles opposés. D'un point de vue formel, décrire les interactions entre deux aimants comme l'interaction de deux monopôles est une idée plutôt utile, réalisable et pratique. Dans le même temps, une analyse détaillée montre qu'en réalité ce n'est pas une description tout à fait correcte du phénomène. La principale question sans réponse dans un tel modèle est de savoir pourquoi les monopôles ne peuvent pas être séparés. En fait, il a été prouvé expérimentalement que tout corps isolé n'a pas de charge magnétique. De plus, ce modèle n'est pas applicable à un champ magnétique créé par un courant macroscopique.

De notre point de vue, il est correct de supposer que la force agissant sur un dipôle magnétique situé dans un champ inhomogène tend à le faire tourner de telle manière que le moment magnétique du dipôle a la même direction que le champ magnétique. Cependant, aucun aimant n'est soumis à la force totale de courant de champ magnétique uniforme. La force qui agit sur un dipôle magnétique avec un moment magnétique m s'exprime par la formule suivante :

.

La force agissant sur l'aimant à partir d'un champ magnétique inhomogène s'exprime comme la somme de toutes les forces déterminées par cette formule et agissant sur les dipôles élémentaires qui composent l'aimant.

Induction électromagnétique.

Dans le cas d'une variation dans le temps du flux du vecteur d'induction magnétique à travers un circuit fermé, une FEM d'induction électromagnétique se forme dans ce circuit. Si le circuit est stationnaire, il est généré par un champ électrique vortex, qui résulte de la variation du champ magnétique au fil du temps. Lorsque le champ magnétique ne change pas avec le temps et qu'il n'y a pas de changement de flux dû au mouvement de la boucle conductrice, la FEM est générée par la force de Lorentz.

De même qu'une charge électrique au repos agit sur une autre charge à travers un champ électrique, un courant électrique agit sur un autre courant à travers champ magnétique. L'action d'un champ magnétique sur des aimants permanents se réduit à son action sur des charges se déplaçant dans les atomes d'une substance et créant des courants circulaires microscopiques.

Doctrine de électromagnétisme sur la base de deux hypothèses :

• le champ magnétique agit sur les charges et les courants en mouvement ;
• un champ magnétique se crée autour des courants et des charges en mouvement.

Interaction des aimants

Aimant permanent(ou aiguille magnétique) est orienté le long du méridien magnétique de la Terre. L'extrémité pointant vers le nord s'appelle pôle Nord(N) et l'extrémité opposée est pôle Sud(S). En rapprochant deux aimants l'un de l'autre, on constate que leurs pôles semblables se repoussent, et que les pôles opposés s'attirent ( riz. un ).

Si nous séparons les pôles en coupant l'aimant permanent en deux parties, alors nous constaterons que chacun d'eux aura également deux pôles, c'est-à-dire sera un aimant permanent ( riz. 2 ). Les deux pôles - nord et sud - sont inséparables l'un de l'autre, égaux.

Le champ magnétique créé par la Terre ou les aimants permanents est représenté, comme le champ électrique, par des lignes de force magnétiques. Une image des lignes de champ magnétique de n'importe quel aimant peut être obtenue en plaçant une feuille de papier dessus, sur laquelle de la limaille de fer est versée en une couche uniforme. Entrant dans un champ magnétique, la sciure de bois est magnétisée - chacun d'eux a un nord et pôles sud. Les pôles opposés ont tendance à se rapprocher, mais cela est empêché par le frottement de la sciure sur le papier. Si vous tapotez le papier avec votre doigt, le frottement diminuera et la limaille sera attirée l'une vers l'autre, formant des chaînes qui représentent les lignes d'un champ magnétique.

Sur le riz. 3 montre l'emplacement dans le champ d'un aimant direct de sciure de bois et de petites flèches magnétiques indiquant la direction des lignes de champ magnétique. Pour cette direction, on prend la direction du pôle nord de l'aiguille aimantée.

L'expérience d'Oersted. Courant de champ magnétique

V début XIX v. Scientifique danois Oersted fait une importante découverte en découvrant action du courant électrique sur les aimants permanents . Il a placé un long fil près de l'aiguille aimantée. Lorsqu'un courant traversait le fil, la flèche tournait en essayant d'être perpendiculaire à celui-ci ( riz. 4 ). Cela pourrait s'expliquer par l'apparition d'un champ magnétique autour du conducteur.

Les lignes de force magnétiques du champ créé par un conducteur continu avec courant sont des cercles concentriques situés dans un plan perpendiculaire à celui-ci, avec des centres au point par lequel passe le courant ( riz. 5 ). La direction des lignes est déterminée par la règle de la vis droite :

Si la vis est tournée dans le sens des lignes de champ, elle se déplacera dans le sens du courant dans le conducteur .

La force caractéristique du champ magnétique est vecteur d'induction magnétique B . En chaque point, elle est dirigée tangentiellement à la ligne de champ. Les lignes de champ électrique commencent sur des charges positives et se terminent sur des charges négatives, et la force agissant dans ce champ sur une charge est dirigée tangentiellement à la ligne en chacun de ses points. Contrairement au champ électrique, les lignes du champ magnétique sont fermées, ce qui est dû à l'absence de « charges magnétiques » dans la nature.

Le champ magnétique du courant n'est fondamentalement pas différent du champ créé par un aimant permanent. En ce sens, un analogue d'un aimant plat est un long solénoïde - une bobine de fil dont la longueur est bien supérieure à son diamètre. Le diagramme des lignes du champ magnétique qu'il a créé, représenté dans riz. 6 , similaire à celle d'un aimant plat ( riz. 3 ). Les cercles indiquent les sections du fil formant l'enroulement du solénoïde. Les courants traversant le fil depuis l'observateur sont indiqués par des croix et les courants dans la direction opposée - vers l'observateur - sont indiqués par des points. Les mêmes désignations sont acceptées pour les lignes de champ magnétique lorsqu'elles sont perpendiculaires au plan du dessin ( riz. sept un B).

La direction du courant dans l'enroulement du solénoïde et la direction des lignes de champ magnétique à l'intérieur de celui-ci sont également liées par la règle de la vis droite, qui dans ce cas est formulée comme suit :

Si vous regardez le long de l'axe du solénoïde, le courant circulant dans le sens des aiguilles d'une montre y crée un champ magnétique dont le sens coïncide avec le sens de déplacement de la vis droite ( riz. huit )

Sur la base de cette règle, il est facile de comprendre que le solénoïde illustré dans riz. 6 , son extrémité droite est le pôle nord et son extrémité gauche est le pôle sud.

Le champ magnétique à l'intérieur du solénoïde est homogène - le vecteur d'induction magnétique y a une valeur constante (B = const). À cet égard, le solénoïde est similaire à un condensateur plat, à l'intérieur duquel un uniforme champ électrique.

La force agissant dans un champ magnétique sur un conducteur avec du courant

Il a été établi expérimentalement qu'une force agit sur un conducteur porteur de courant dans un champ magnétique. Dans un champ uniforme, un conducteur rectiligne de longueur l, traversé par le courant I, situé perpendiculairement au vecteur champ B, subit la force : F = je l B .

La direction de la force est déterminée règle de la main gauche:

Si quatre doigts tendus de la main gauche sont placés dans le sens du courant dans le conducteur et que la paume est perpendiculaire au vecteur B, alors la mise de côté pouce indique la direction de la force agissant sur le conducteur (riz. 9 ).

Il convient de noter que la force agissant sur un conducteur avec du courant dans un champ magnétique n'est pas dirigée tangentiellement à ses lignes de force, comme une force électrique, mais perpendiculairement à celles-ci. Un conducteur situé le long des lignes de force n'est pas affecté par la force magnétique.

L'équation F = IlB permet de donner une caractéristique quantitative de l'induction du champ magnétique.

Attitude ne dépend pas des propriétés du conducteur et caractérise le champ magnétique lui-même.

Le module du vecteur d'induction magnétique B est numériquement égal à la force agissant sur un conducteur de longueur unitaire situé perpendiculairement à celui-ci, parcouru par un courant d'un ampère.

Dans le système SI, l'unité d'induction du champ magnétique est le tesla (T) :

Un champ magnétique. Tableaux, diagrammes, formules

(Interaction des aimants, expérience d'Oersted, vecteur d'induction magnétique, direction du vecteur, principe de superposition. Image graphique champs magnétiques, lignes d'induction magnétique. Flux magnétique, énergie caractéristique du champ. Forces magnétiques, force ampère, force de Lorentz. Mouvement de particules chargées dans un champ magnétique. Propriétés magnétiques de la matière, hypothèse d'Ampère)

Sujet : champ magnétique

Préparé par : Baigarashev D.M.

Vérifié par : Gabdullina A.T.

Un champ magnétique

Si deux conducteurs parallèles sont connectés à une source de courant de sorte qu'un courant électrique les traverse, alors, selon la direction du courant, les conducteurs se repoussent ou s'attirent.

L'explication de ce phénomène est possible du point de vue de l'apparition autour des conducteurs d'un type particulier de matière - un champ magnétique.

Les forces avec lesquelles les conducteurs porteurs de courant interagissent sont appelées magnétique.

Un champ magnétique- il s'agit d'un type particulier de matière, dont une caractéristique spécifique est l'action sur une charge électrique en mouvement, des conducteurs avec du courant, des corps avec un moment magnétique, avec une force dépendant du vecteur vitesse de charge, de la direction de l'intensité du courant dans le conducteur et sur la direction du moment magnétique du corps.

L'histoire du magnétisme remonte aux temps anciens, aux anciennes civilisations d'Asie Mineure. C'est sur le territoire de l'Asie Mineure, en Magnésie, qu'a été trouvée une roche dont les échantillons se sont attirés les uns vers les autres. Selon le nom de la zone, ces échantillons ont commencé à être appelés "aimants". Tout aimant en forme de tige ou de fer à cheval a deux extrémités, appelées pôles ; c'est à cet endroit que ses propriétés magnétiques sont les plus prononcées. Si vous suspendez un aimant à une ficelle, un pôle pointera toujours vers le nord. La boussole est basée sur ce principe. Le pôle nord d'un aimant suspendu est appelé pôle nord de l'aimant (N). Le pôle opposé est appelé pôle sud (S).

Les pôles magnétiques interagissent les uns avec les autres : les pôles semblables se repoussent et les pôles différents s'attirent. De même, le concept d'un champ électrique entourant une charge électrique introduit le concept d'un champ magnétique autour d'un aimant.

En 1820, Oersted (1777-1851) a découvert qu'une aiguille magnétique située à côté d'un conducteur électrique dévie lorsque le courant traverse le conducteur, c'est-à-dire qu'un champ magnétique est créé autour du conducteur porteur de courant. Si nous prenons un cadre avec du courant, alors le champ magnétique externe interagit avec le champ magnétique du cadre et a un effet d'orientation sur celui-ci, c'est-à-dire qu'il existe une position du cadre à laquelle le champ magnétique externe a un effet de rotation maximal sur il, et il y a une position où la force de couple est nulle.

Le champ magnétique en tout point peut être caractérisé par le vecteur B, qui est appelé vecteur d'induction magnétique ou induction magnétiqueà ce point.

L'induction magnétique B est une grandeur physique vectorielle, qui est une force caractéristique du champ magnétique en un point. Il est égal au rapport du moment mécanique maximal des forces agissant sur une boucle avec un courant placé dans un champ uniforme au produit de l'intensité du courant dans la boucle et de son aire :

La direction du vecteur d'induction magnétique B est prise comme la direction de la normale positive au bâti, qui est liée au courant dans le bâti par la règle de la vis droite, avec un moment mécanique égal à zéro.

De la même manière que les lignes d'intensité de champ électrique sont représentées, les lignes d'induction de champ magnétique sont représentées. La ligne d'induction du champ magnétique est une ligne imaginaire dont la tangente coïncide avec la direction B au point.

Les directions du champ magnétique en un point donné peuvent également être définies comme la direction qui indique

le pôle nord de l'aiguille de la boussole placée en ce point. On pense que les lignes d'induction du champ magnétique sont dirigées du pôle nord vers le sud.

La direction des lignes d'induction magnétique du champ magnétique créé choc électrique, qui s'écoule le long d'un conducteur rectiligne, est déterminé par la règle d'une vrille ou d'une vis droite. Le sens de rotation de la tête de vis est pris comme le sens des lignes d'induction magnétique, ce qui assurerait son mouvement de translation dans le sens du courant électrique (Fig. 59).

où n 01 = 4 Pi 10 -7 V s / (A m). - constante magnétique, R - distance, I - intensité du courant dans le conducteur.

Contrairement aux lignes d'intensité de champ électrostatique, qui commencent à charge positive et se terminent par le négatif, les lignes de champ magnétique sont toujours fermées. Aucune charge magnétique similaire à une charge électrique n'a été trouvée.

Un tesla (1 T) est pris comme unité d'induction - l'induction d'un tel champ magnétique uniforme dans lequel un couple maximal de 1 N m agit sur un cadre d'une surface de 1 m 2, à travers lequel un courant de 1 A circule.

L'induction d'un champ magnétique peut également être déterminée par la force agissant sur un conducteur porteur de courant dans un champ magnétique.

Un conducteur avec courant placé dans un champ magnétique est soumis à la force Ampère dont la valeur est déterminée par l'expression suivante :

où I est l'intensité du courant dans le conducteur, l- la longueur du conducteur, B est le module du vecteur d'induction magnétique, et est l'angle entre le vecteur et la direction du courant.

Le sens de la force Ampère peut être déterminé par la règle de la main gauche : la paume de la main gauche est positionnée de manière à ce que les lignes d'induction magnétique pénètrent dans la paume, quatre doigts sont placés dans le sens du courant dans le conducteur, puis le pouce plié indique la direction de la force Ampère.

En considérant que I = q 0 nSv et en remplaçant cette expression dans (3.21), on obtient F = q 0 nSh/B sin une. Le nombre de particules (N) dans un volume donné du conducteur est N = nSl, alors F = q 0 NvB sin une.

Déterminons la force agissant du côté du champ magnétique sur une particule chargée séparée se déplaçant dans un champ magnétique :

Cette force s'appelle la force de Lorentz (1853-1928). La direction de la force de Lorentz peut être déterminée par la règle de la main gauche : la paume de la main gauche est positionnée de manière à ce que les lignes d'induction magnétique pénètrent dans la paume, quatre doigts indiquent le sens de déplacement de la charge positive, le pouce courbé indique la direction de la force de Lorentz.

La force d'interaction entre deux conducteurs parallèles, parcourus par les courants I 1 et I 2, est égale à :

où l- la partie d'un conducteur qui se trouve dans un champ magnétique. Si les courants sont dans le même sens, alors les conducteurs sont attirés (Fig. 60), s'ils sont dans le sens opposé, ils sont repoussés. Les forces agissant sur chaque conducteur sont égales en grandeur, opposées en direction. La formule (3.22) est la principale pour déterminer l'unité d'intensité du courant 1 ampère (1 A).

Les propriétés magnétiques d'une substance sont caractérisées par une quantité physique scalaire - la perméabilité magnétique, qui montre combien de fois l'induction B d'un champ magnétique dans une substance qui remplit complètement le champ diffère en valeur absolue de l'induction B 0 d'un champ magnétique sous vide :

Selon leurs propriétés magnétiques, toutes les substances sont divisées en diamagnétique, paramagnétique et ferromagnétique.

Considérez la nature des propriétés magnétiques des substances.

Les électrons dans la coquille des atomes de matière se déplacent sur des orbites différentes. Pour simplifier, nous considérons ces orbites comme étant circulaires, et chaque électron tournant autour du noyau atomique peut être considéré comme un courant électrique circulaire. Chaque électron, comme un courant circulaire, crée un champ magnétique, que nous appellerons orbital. De plus, un électron dans un atome possède son propre champ magnétique, appelé champ de spin.

Si, lorsqu'il est introduit dans un champ magnétique externe d'induction B 0, l'induction B est créée à l'intérieur de la substance< В 0 , то такие вещества называются диамагнитными (n< 1).

V diamagnétique matériaux en l'absence de champ magnétique externe, les champs magnétiques des électrons sont compensés, et lorsqu'ils sont introduits dans un champ magnétique, l'induction du champ magnétique d'un atome devient dirigée contre champ externe. Le diamagnet est poussé hors du champ magnétique externe.

À paramagnétique matériaux, l'induction magnétique des électrons dans les atomes n'est pas entièrement compensée et l'atome dans son ensemble se révèle être comme un petit aimant permanent. Habituellement, dans la matière, tous ces petits aimants sont orientés arbitrairement et l'induction magnétique totale de tous leurs champs est égale à zéro. Si vous placez un paramagnétique dans un champ magnétique externe, tous les petits aimants - les atomes tourneront dans le champ magnétique externe comme des aiguilles de boussole et le champ magnétique dans la substance augmentera ( n >= 1).

ferromagnétique sont des matériaux qui sont n"1. Les soi-disant domaines, régions macroscopiques d'aimantation spontanée, sont créés dans les matériaux ferromagnétiques.

Dans différents domaines, l'induction de champs magnétiques a des directions différentes (Fig. 61) et dans un grand cristal

se compensent mutuellement. Lorsqu'un échantillon ferromagnétique est introduit dans un champ magnétique externe, les limites des domaines individuels sont décalées de sorte que le volume des domaines orientés le long du champ externe augmente.

Avec une augmentation de l'induction du champ externe B 0, l'induction magnétique de la substance aimantée augmente. Pour certaines valeurs de B 0, l'induction s'arrête une forte augmentation. Ce phénomène est appelé saturation magnétique.

Une caractéristique des matériaux ferromagnétiques est le phénomène d'hystérésis, qui consiste en la dépendance ambiguë de l'induction dans le matériau à l'induction du champ magnétique externe lorsqu'il change.

La boucle d'hystérésis magnétique est une courbe fermée (cdc`d`c), exprimant la dépendance de l'induction dans le matériau à l'amplitude de l'induction du champ externe avec une variation périodique plutôt lente de ce dernier (Fig. 62).

La boucle d'hystérésis est caractérisée par les valeurs suivantes B s , B r , B c . B s - la valeur maximale de l'induction du matériau à B 0s ; B r - induction résiduelle, égale à la valeur de l'induction dans le matériau lorsque l'induction du champ magnétique externe diminue de B 0s à zéro ; -B c et B c - force coercitive - une valeur égale à l'induction du champ magnétique externe nécessaire pour faire passer l'induction dans le matériau de résiduelle à zéro.

Pour chaque ferromagnétique, il existe une telle température (point de Curie (J. Curie, 1859-1906), au-dessus de laquelle le ferromagnétique perd ses propriétés ferromagnétiques.

Il existe deux manières d'amener un ferromagnétique magnétisé à un état démagnétisé : a) chauffer au-dessus du point de Curie et refroidir ; b) magnétiser le matériau avec un champ magnétique alternatif d'amplitude lentement décroissante.

Les ferromagnétiques à faible induction résiduelle et force coercitive sont appelés magnétiques doux. Ils trouvent application dans des appareils où un ferromagnétique doit être fréquemment remagnétisé (noyaux de transformateurs, générateurs, etc.).

Les ferromagnétiques magnétiquement durs, qui ont une grande force coercitive, sont utilisés pour la fabrication d'aimants permanents.

Nous nous souvenons encore du champ magnétique de l'école, c'est juste ce que c'est, "apparaît" dans les mémoires de tout le monde. Rafraîchissons ce que nous avons vécu, et peut-être vous dirons-nous quelque chose de nouveau, d'utile et d'intéressant.

Détermination du champ magnétique

Un champ magnétique est un champ de force qui agit sur des charges électriques en mouvement (particules). En raison de ce champ de force, les objets sont attirés les uns vers les autres. Il existe deux types de champs magnétiques :

1. Gravitationnel - est formé exclusivement près des particules élémentaires et viruetsya dans sa force basée sur les caractéristiques et la structure de ces particules.
2. Dynamique, produite dans des objets avec des charges électriques en mouvement (émetteurs de courant, substances magnétisées).

Pour la première fois, la désignation du champ magnétique a été introduite par M. Faraday en 1845, bien que sa signification soit un peu erronée, car on croyait que les effets et interactions électriques et magnétiques sont basés sur le même champ matériel. Plus tard en 1873, D. Maxwell "présenta" théorie des quanta, dans lequel ces concepts ont commencé à être séparés, et le champ de force précédemment dérivé s'appelait le champ électromagnétique.

Comment apparaît un champ magnétique ?

Les champs magnétiques de divers objets ne sont pas perçus par l'œil humain et seuls des capteurs spéciaux peuvent le réparer. La source de l'apparition d'un champ de force magnétique à l'échelle microscopique est le mouvement de microparticules magnétisées (chargées), qui sont :

• les ions ;
• électrons ;
• protons.

Leur mouvement se produit en raison du moment magnétique de spin, qui est présent dans chaque microparticule.

Champ magnétique, où le trouver ?

Aussi étrange que cela puisse paraître, presque tous les objets qui nous entourent ont leur propre champ magnétique. Bien que dans le concept de beaucoup, seul un caillou appelé aimant possède un champ magnétique qui attire les objets en fer vers lui. En fait, la force d'attraction est dans tous les objets, elle ne se manifeste que dans une valence inférieure.

Il convient également de préciser que le champ de force, dit magnétique, n'apparaît que sous la condition que des charges électriques ou des corps soient en mouvement.

Les charges immobiles ont un champ de force électrique (il peut également être présent dans les charges mobiles). Il s'avère que les sources du champ magnétique sont :

• aimants permanents;
• frais de téléphonie mobile.

Instruction

Création d'un champ de courant magnétique Prenez un conducteur et connectez-le à une source de courant en vous assurant que le conducteur ne surchauffe pas. Apportez-y une fine aiguille magnétique, qui peut tourner librement. En l'installant à différents points de l'espace autour du conducteur, assurez-vous qu'il est orienté le long des lignes de champ magnétique.

Magnétique domaine Aimant permanent Prenez un aimant permanent et tenez-le près d'un objet contenant une grande quantité de . Une force magnétique apparaîtra immédiatement, attirant l'aimant et le corps en fer - c'est la principale preuve du champ magnétique. Placez un aimant permanent sur une feuille de papier et saupoudrez-le de petits copeaux de fer. Au bout d'un moment, une feuille de papier apparaîtra, illustrant la présence de lignes de champ magnétique. On les appelle lignes d'induction magnétique.

Création d'un champ magnétique d'un electromagnetCoil avec fil isolé connecter à une source d'alimentation via . Pour éviter de brûler le fil, réglez le rhéostat sur la résistance maximale. Placez le noyau magnétique dans la bobine. Il peut s'agir d'un morceau de fer doux ou. S'il est censé recevoir un aimant domaine, le noyau de fer (circuit magnétique) doit être recruté dans des plaques isolées les unes des autres afin d'éviter les courants de Foucault, qui empêcheront la génération d'un champ magnétique. Après avoir connecté le circuit à une source de courant, commencez à déplacer lentement le curseur du rhéostat, en vous assurant que l'enroulement de la bobine ne surchauffe pas. Dans ce cas, le circuit magnétique se transformera en un aimant puissant, attirera et maintiendra des objets en fer massifs.

Créer de l'électro puissante aimants est une tâche technique difficile. Dans l'industrie, ainsi que dans la vie quotidienne, des aimants de grande puissance sont nécessaires. Dans un certain nombre d'États, des trains à lévitation magnétique fonctionnent déjà. Les voitures à moteur électromagnétique apparaîtront bientôt en grande quantité dans notre pays sous la marque Yo-mobile. Mais comment sont fabriqués les aimants à haute puissance ?

Instruction

Dans l'industrie, les électroaimants puissants sont largement utilisés. Leur conception est beaucoup plus compliquée que celle des permanents aimants. Pour créer un électroaimant puissant, une bobine constituée d'un enroulement de fil de cuivre, ainsi qu'un noyau de fer. force dans ce cas dépend uniquement de la force du courant tiré à travers les bobines, ainsi que du nombre de tours de fil sur l'enroulement. Il convient de noter qu'à une certaine intensité de courant, l'aimantation du noyau de fer est saturée. Par conséquent, les aimants industriels les plus puissants sont fabriqués sans lui. Au lieu de cela, un peu plus de fil est ajouté. Dans les aimants industriels les plus puissants avec du fer, le nombre de tours de fil dépasse rarement dix par mètre, et le courant utilisé est de deux ampères.

Le champ magnétique peut être créé par le mouvement de particules chargées, par un champ électrique alternatif ou par les moments magnétiques des particules (dans les aimants permanents). magnétique et champ électrique sont des manifestations d'un champ commun - électromagnétique.

Mouvement ordonné des particules chargées

Le mouvement ordonné des particules chargées dans les conducteurs est appelé courant électrique. Pour l'obtenir, vous devez créer un champ électrique à l'aide de sources de courant qui fonctionnent sur la séparation des charges - positives et négatives. L'énergie mécanique, interne ou toute autre énergie de la source est convertie en énergie électrique.

Par quels phénomènes peut-on juger de la présence de courant dans le circuit

Le mouvement des particules chargées dans un conducteur ne peut pas être vu. Cependant, il est possible de juger de la présence de courant dans le circuit par des signes indirects. Ces phénomènes comprennent, par exemple, les effets thermiques, chimiques et magnétiques du courant, ce dernier étant observé dans tous les conducteurs - solides, liquides et gazeux.

Comment un champ magnétique apparaît-il ?

Il existe un champ magnétique autour de tout conducteur porteur de courant. Il est créé par les mobiles. Si les charges sont stationnaires, elles ne produisent qu'un champ électrique autour d'elles, mais dès qu'un courant apparaît, un champ magnétique du courant apparaît également.

Comment détecter l'existence d'un champ magnétique ?

L'existence d'un champ magnétique peut être détectée différentes façons. Par exemple, vous pouvez utiliser de la petite limaille de fer à cet effet. Dans un champ magnétique, ils s'aimantent et se transforment en flèches magnétiques (comme une boussole). L'axe de chacune de ces flèches est défini dans la direction d'action des forces du champ magnétique.

L'expérience elle-même ressemble à ceci. Verser sur carton fine couche de la limaille de fer, faites-y passer un conducteur droit et ouvrez le courant. Vous verrez comment, sous l'influence du champ magnétique du courant, la sciure va se répartir autour du conducteur en cercles concentriques. Ces lignes, le long desquelles se trouvent les aiguilles magnétiques, sont appelées lignes magnétiques du champ magnétique. Le "Pôle Nord" de la flèche à chaque point du champ est considéré comme la direction.

Quelles sont les lignes magnétiques du champ magnétique créé par le courant

Les lignes magnétiques du champ magnétique du courant sont des courbes fermées recouvrant le conducteur. Avec leur aide, il est pratique de représenter des champs magnétiques. Et, puisqu'il existe un champ magnétique en tous points de l'espace autour du conducteur, une ligne magnétique peut être tracée à travers n'importe quel point de cet espace. Le sens des lignes magnétiques dépend du sens du courant dans le conducteur.