To je polje sile na koje djeluje električni naboji te na tijelima u kretanju i koja imaju magnetski moment, bez obzira na stanje njihova gibanja. Magnetno polje je dio elektromagnetsko polje.

Struja nabijenih čestica ili magnetski momenti elektrona u atomima stvaraju magnetsko polje. Također, magnetsko polje nastaje kao rezultat određenih privremenih promjena u električnom polju.

Vektor indukcije magnetskog polja B je glavna karakteristika sile magnetskog polja. U matematici je B = B (X, Y, Z) definirano kao vektorsko polje. Ovaj koncept služi za definiranje i konkretizaciju fizičkog magnetskog polja. U znanosti se vektor magnetske indukcije često jednostavno, ukratko, naziva magnetskim poljem. Očito, takva aplikacija omogućuje slobodno tumačenje ovog koncepta.

Druga karakteristika trenutnog magnetskog polja je vektorski potencijal.

V znanstvena literaturačesto možete naći da kao glavne karakteristike magnetskog polja, u nedostatku magnetskog medija (vakuma), razmatra se vektor jakosti magnetskog polja. Formalno je takva situacija sasvim prihvatljiva, budući da se u vakuumu vektor jakosti magnetskog polja H i vektor magnetske indukcije B podudaraju. Istodobno, vektor jakosti magnetskog polja u magnetskom mediju nije ispunjen istim fizičkim značenjem, već je sekundarna vrijednost. Na temelju toga, s obzirom na formalnu jednakost ovih pristupa za vakuum, sustavno gledište razmatra vektor magnetske indukcije glavna je karakteristika magnetskog polja struje.

Magnetno polje svakako jest poseban pogled materija. Uz pomoć ove materije, postoji interakcija između posjedovanja magnetskog momenta i kretanja nabijenih čestica ili tijela.

Specijalna teorija relativnosti smatra magnetska polja posljedicom postojanja samih električnih polja.

Zajedno, magnetsko i električno polje tvore elektromagnetno polje. Manifestacije elektromagnetskog polja su svjetlost i elektromagnetski valovi.

Kvantna teorija magnetskog polja razmatra magnetsku interakciju kao poseban slučaj elektromagnetske interakcije. Nosi ga bozon bez mase. Bozon je foton – čestica koja se može zamisliti kao kvantna pobuda elektromagnetskog polja.

Magnetno polje nastaje ili strujom nabijenih čestica, ili električnim poljem koje se transformira u vremenskom prostoru, ili vlastitim magnetskim momentima čestica. Za jednoliku percepciju, magnetski momenti čestica se formalno svode na električne struje.

Proračun vrijednosti magnetskog polja.

Jednostavni slučajevi omogućuju vam da izračunate vrijednosti magnetskog polja vodiča sa strujom prema Bio-Savart-Laplaceovom zakonu ili pomoću teorema o cirkulaciji. Na isti se način može pronaći vrijednost magnetskog polja za struju proizvoljno raspoređenu u volumenu ili prostoru. Očito, ovi zakoni su primjenjivi za konstantna ili relativno sporo promjenjiva magnetska i električna polja. Odnosno u slučajevima gdje su prisutni magnetostatici. Više teški slučajevi zahtijevaju izračunavanje vrijednosti struja magnetskog polja prema Maxwellovim jednadžbama.

Manifestacija prisutnosti magnetskog polja.

Glavna manifestacija magnetskog polja je učinak na magnetske momente čestica i tijela, na nabijene čestice u kretanju. Lorentzovom silom naziva se sila koja djeluje na električki nabijenu česticu koja se kreće u magnetskom polju. Ova sila ima stalno izražen okomit smjer na vektore v i B. Također ima proporcionalnu vrijednost naboju čestice q, komponenti brzine v, koja se provodi okomito na smjer vektora magnetskog polja B, i vrijednost koja izražava indukciju magnetskog polja B. Lorentzova sila prema međunarodnom sustavu jedinica ima ovaj izraz: F = q, u CGS sustavu jedinica: F = q / c

Unakrsni proizvod prikazan je u uglastim zagradama.

Kao rezultat utjecaja Lorentzove sile na nabijene čestice koje se kreću duž vodiča, magnetsko polje može djelovati na vodič strujom. Amperova sila je sila koja djeluje na vodič kroz koji teče struja. Komponente ove sile su sile koje djeluju na pojedine naboje koji se kreću unutar vodiča.

Fenomen međudjelovanja dvaju magneta.

Fenomen magnetskog polja u kojem se možemo susresti Svakidašnjica, naziva se interakcija dva magneta. Izražava se u odbijanju istih polova jedan od drugog i privlačenju suprotnih polova. S formalne točke gledišta, opisivanje interakcije između dva magneta kao interakcije dvaju monopola je prilično korisna, izvediva i zgodna ideja. Ujedno, detaljna analiza pokazuje da u stvarnosti ovo nije potpuno ispravan opis fenomena. Glavno pitanje bez odgovora u ovom modelu je zašto se monopoli ne mogu podijeliti. Zapravo, eksperimentalno je dokazano da bilo koje izolirano tijelo nema magnetski naboj. Također, ovaj model se ne može primijeniti na magnetsko polje stvoreno makroskopskom strujom.

S naše točke gledišta, ispravno je pretpostaviti da sila koja djeluje na magnetski dipol koji se nalazi u nehomogenom polju teži da ga razvije na način da magnetski moment dipola ima isti smjer kao i magnetsko polje. Međutim, nema magneta koji su izloženi kumulativnoj sili izvana. jednolična struja magnetskog polja... Sila koja djeluje na magnetski dipol s magnetskim momentom m izraženo sljedećom formulom:

.

Sila koja djeluje na magnet sa strane nehomogenog magnetskog polja izražava se zbrojem svih sila koje su određene ovom formulom, a djeluju na elementarne dipole koji čine magnet.

Elektromagnetska indukcija.

U slučaju promjene vremena toka vektora magnetske indukcije kroz zatvorenu petlju, u ovoj petlji nastaje EMF elektromagnetske indukcije. Ako je krug nepomičan, stvara ga vrtložno električno polje, koje nastaje kao rezultat promjena magnetskog polja tijekom vremena. Kada se magnetsko polje ne mijenja s vremenom i nema promjena u fluksu zbog pomicanja petlje vodiča, tada EMF generira Lorentzova sila.

Kao što električni naboj koji miruje djeluje na drugi naboj kroz električno polje, električna struja djeluje na drugi naboj kroz električno polje magnetsko polje... Djelovanje magnetskog polja na trajne magnete svodi se na njegovo djelovanje na naboje koji se kreću u atomima tvari i stvaraju mikroskopske kružne struje.

Doktrina o elektromagnetizam na temelju dvije odredbe:

• magnetsko polje djeluje na pokretne naboje i struje;
• oko struja i pokretnih naboja nastaje magnetsko polje.

Interakcija magneta

Trajni magnet(ili magnetska igla) orijentirana je uzduž Zemljinog magnetskog meridijana. Kraj koji pokazuje na sjever zove se Sjeverni pol(N) a suprotni kraj je Južni pol(S). Približavajući dva magneta jedan drugome, primjećujemo da se njihovi slični polovi odbijaju, a suprotni privlače ( riža. 1 ).

Podijelimo li polove presijecanjem permanentnog magneta na dva dijela, tada ćemo naći da će svaki od njih također imati dva pola, odnosno bit će trajni magnet ( riža. 2 ). Oba pola - sjeverni i južni - međusobno su neodvojivi, jednaki.

Magnetsko polje koje stvara Zemlja ili trajni magneti prikazano je, poput električnog polja, magnetskim linijama sile. Slika sila magnetskog polja magneta može se dobiti tako da se iznad njega stavi list papira na koji se u ravnomjernom sloju izlijevaju željezne strugotine. Ulazeći u magnetsko polje, piljevina se magnetizira - svaki od njih ima sjevernu i južnim polovima... Suprotni polovi teže se približavanju jedan drugome, ali to otežava trenje piljevine o papir. Kucnete li prstom po papiru, trenje će se smanjiti i piljevina će se međusobno privlačiti, stvarajući lance koji predstavljaju linije magnetskog polja.

Na riža. 3 prikazuje položaj u polju izravnog magneta piljevine i male magnetske strelice koje pokazuju smjer linija magnetskog polja. Ovaj smjer se uzima kao smjer sjevernog pola magnetske igle.

Oerstedovo iskustvo. Struja magnetskog polja

V početkom XIX v. danski znanstvenik Oersted otkrio je važno otkriće otkrivši električna struja koja djeluje na trajne magnete ... Postavio je dugačku žicu blizu magnetske igle. Prilikom prolaska struje kroz žicu, strelica se okrenula, pokušavajući se postaviti okomito na nju ( riža. 4 ). To bi se moglo objasniti pojavom magnetskog polja oko vodiča.

Magnetske linije sile polja koje stvara ravni vodič sa strujom su koncentrične kružnice smještene u ravnini okomitoj na njega, sa središtima u točki kroz koju struja prolazi ( riža. 5 ). Smjer linija određen je pravilom desnog vijka:

Zakrene li se vijak u smjeru linija polja, kretat će se u smjeru struje u vodiču. .

Karakteristika jakosti magnetskog polja je vektor magnetske indukcije B ... U svakoj je točki usmjerena tangencijalno na liniju polja. Linije električnog polja počinju na pozitivnim nabojima i završavaju na negativnim, a sila koja djeluje na naboj u tom polju usmjerena je tangencijalno na liniju u svakoj točki. Za razliku od električnog, linije magnetskog polja su zatvorene, što je posljedica nepostojanja "magnetskih naboja" u prirodi.

Magnetno polje struje u osnovi se ne razlikuje od polja koje stvara stalni magnet. U tom smislu, analog ravnog magneta je dugi solenoid - svitak žice, čija je duljina mnogo veća od promjera. Dijagram linija magnetskog polja koje je stvorio, prikazan na riža. 6 , sličan je onom za ravni magnet ( riža. 3 ). Krugovi označavaju poprečne presjeke žice koja tvori solenoidni namot. Struje koje teku kroz žicu od promatrača označene su križićima, a struje u suprotnom smjeru od promatrača označene su točkama. Iste se oznake usvajaju za linije magnetskog polja kada su okomite na ravninu crteža ( riža. 7 a, b).

Smjer struje u namotu solenoida i smjer linija magnetskog polja unutar njega također su povezani pravilom desnog vijka, koje je u ovom slučaju formulirano na sljedeći način:

Ako pogledate duž osi solenoida, tada struja koja teče u smjeru kazaljke na satu stvara magnetsko polje u njemu, čiji se smjer podudara sa smjerom kretanja desnog vijka ( riža. osam )

Na temelju ovog pravila, lako je zaključiti da je solenoid prikazan na riža. 6 , sjeverni pol je njegov desni kraj, a južni pol je lijevi.

Magnetsko polje unutar solenoida je ujednačeno - vektor magnetske indukcije tamo ima konstantnu vrijednost (B = const). U tom pogledu, solenoid je sličan ravnom kondenzatoru, unutar kojeg je homogena električno polje.

Sila koja djeluje u magnetskom polju na vodič sa strujom

Eksperimentalno je utvrđeno da na vodič sa strujom u magnetskom polju djeluje sila. U jednoličnom polju, ravni vodič duljine l, kroz koji teče struja I, smješten okomito na vektor polja B, doživljava silu: F = I l B .

Određuje se smjer sile pravilo lijeve ruke:

Ako su četiri ispružena prsta lijeve ruke postavljena u smjeru struje u vodiču, a dlan okomit na vektor B, tada je razmaknuta palac pokazat će smjer sile koja djeluje na vodič (riža. devet ).

Valja napomenuti da sila koja djeluje na vodič sa strujom u magnetskom polju nije usmjerena tangencijalno na njegove linije sile, kao električna sila, već je okomita na njih. Magnetska sila ne djeluje na vodič koji se nalazi duž linija sile.

Jednadžba F = IlB omogućuje kvantificiranje indukcije magnetskog polja.

Stav ne ovisi o svojstvima vodiča i karakterizira samo magnetsko polje.

Modul vektora magnetske indukcije B brojčano je jednak sili koja djeluje na vodič jedinične duljine koji se nalazi okomito na njega, kroz koji teče struja od jednog ampera.

U SI sustavu jedinica indukcije magnetskog polja je tesla (T):

Magnetno polje. Tablice, dijagrami, formule

(Interakcija magneta, Oerstedov eksperiment, vektor magnetske indukcije, smjer vektora, princip superpozicije. Grafička slika magnetska polja, linije magnetske indukcije. Magnetski tok, energetska karakteristika polja. Magnetske sile, Amperova sila, Lorentzova sila. Kretanje nabijenih čestica u magnetskom polju. Magnetska svojstva materije, Amperova hipoteza)

Tema: Magnetno polje

Priredio: D.M. Baygarashev

Provjerio: A.T. Gabdullina

Magnetno polje

Ako su dva paralelna vodiča spojena na izvor struje tako da kroz njih prolazi električna struja, tada se, ovisno o smjeru struje u njima, vodiči odbijaju ili privlače.

Objašnjenje ovog fenomena moguće je sa stajališta nastanka oko vodiča posebne vrste materije - magnetskog polja.

Sile kojima vodiči međusobno djeluju na struju nazivaju se magnetski.

Magnetno polje- Ovo je posebna vrsta materije čija je specifičnost djelovanje na električni naboj koji se kreće, vodiče sa strujom, tijela s magnetskim momentom, sa silom koja ovisi o vektoru brzine naboja, smjeru struje u vodiča i na smjeru magnetskog momenta tijela.

Povijest magnetizma seže u duboku antiku, u drevne civilizacije Male Azije. Na području Male Azije, u Magneziji, pronađena je stijena čiji su se uzorci međusobno privlačili. Prema nazivu područja, takvi su se uzorci počeli zvati "magneti". Svaki magnet u obliku šipke ili potkove ima dva kraja, koji se nazivaju polovi; upravo na tom mjestu najviše dolaze do izražaja njegova magnetska svojstva. Ako magnet objesite na konac, jedan pol će uvijek biti usmjeren na sjever. Kompas se temelji na ovom principu. Pol slobodnog magneta okrenut prema sjeveru naziva se sjeverni pol magneta (N). Suprotni pol naziva se južni pol (S).

Magnetski polovi međusobno djeluju: poput polova se odbijaju, a za razliku od polova privlače. Slično konceptu električnog polja koje okružuje električni naboj, uvodi se koncept magnetskog polja oko magneta.

Godine 1820. Oersted (1777.-1851.) otkrio je da se magnetska igla koja se nalazi uz električni vodič skreće kada struja teče kroz vodič, odnosno stvara se magnetsko polje oko vodiča sa strujom. Ako uzmemo okvir sa strujom, tada vanjsko magnetsko polje stupa u interakciju s magnetskim poljem okvira i na njega vrši orijentacijski učinak, odnosno postoji položaj okvira u kojem vanjsko magnetsko polje vrši maksimalnu rotaciju utjecaj na njega, a postoji položaj kada su sile momenta nula.

Magnetno polje u bilo kojoj točki može se okarakterizirati vektorom B, koji se naziva vektor magnetske indukcije ili magnetska indukcija u točki.

Magnetska indukcija B je vektorska fizička veličina koja je sila karakteristična za magnetsko polje u točki. On je jednak omjeru maksimalnog mehaničkog momenta sila koje djeluju na okvir sa strujom, smješten u jednolično polje, i umnoška struje u okviru po njegovoj površini:

Za smjer vektora magnetske indukcije B uzima se smjer pozitivne normale na okvir, koji je po pravilu desnog vijka povezan sa strujom u okviru, s mehaničkim momentom jednakim nuli.

Na isti način kao što su prikazane linije jakosti električnog polja, prikazane su i linije magnetskog polja. Linija indukcije magnetskog polja je zamišljena linija čija se tangenta poklapa sa smjerom B u točki.

Smjer magnetskog polja u danoj točki također se može definirati kao smjer koji ukazuje

sjeverni pol igle kompasa postavljene u ovoj točki. Vjeruje se da su linije indukcije magnetskog polja usmjerene od sjevernog pola prema jugu.

Smjer linija magnetske indukcije stvorenog magnetskog polja elektro šok koji teče po ravnom vodiču određuje se pravilom kardana ili desnog vijka. Za smjer linija magnetske indukcije uzima se smjer vrtnje glave vijka koji bi osigurao njeno translacijsko kretanje u smjeru električne struje (slika 59).

gdje je n 01 = 4 Pi 10 -7 V s / (A m). - magnetska konstanta, R - udaljenost, I - jakost struje u vodiču.

Za razliku od elektrostatičkih linija koje počinju na pozitivan naboj i završavaju negativno, linije indukcije magnetskog polja su uvijek zatvorene. Nije pronađen magnetski naboj sličan električnom.

Kao jedinica indukcije uzima se jedna tesla (1 T) - indukcija takvog jednolikog magnetskog polja, u kojem maksimalni rotirajući mehanički moment sila jednak 1 N m djeluje na okvir površine 1 m 2 , kroz koji teče struja od 1 A.

Indukciju magnetskog polja može se odrediti i sila koja djeluje na vodič sa strujom u magnetskom polju.

Amperska sila djeluje na vodič sa strujom, smješten u magnetsko polje, čija je veličina određena sljedećim izrazom:

gdje je I struja u vodiču, l - duljina vodiča, V je modul vektora magnetske indukcije, a kut između vektora i smjera struje.

Smjer Amperove sile može se odrediti prema pravilu lijeve ruke: dlan lijeve ruke se postavi tako da linije magnetske indukcije ulaze u dlan, četiri prsta se stave u smjeru struje u vodiču, zatim savijeni palac pokazuje smjer Amperove sile.

Uzimajući u obzir da je I = q 0 nSv, i zamjenom ovog izraza u (3.21), dobivamo F = q 0 nSh / B sin a... Broj čestica (N) u danom volumenu vodiča jednak je N = nSl, tada je F = q 0 NvB sin a.

Definirajmo silu koja djeluje sa strane magnetskog polja na pojedinačnu nabijenu česticu koja se kreće u magnetskom polju:

Ta se sila naziva Lorentzova sila (1853-1928). Smjer Lorentzove sile možemo odrediti prema pravilu lijeve ruke: dlan lijeve ruke položimo tako da linije magnetske indukcije uđu u dlan, četiri prsta pokazuju smjer kretanja pozitivnog naboja, veliki savijen prst će pokazati smjer Lorentzove sile.

Sila interakcije između dva paralelna vodiča kroz koje teku struje I 1 i I 2 jednaka je:

gdje l - dio vodiča u magnetskom polju. Ako su struje u jednom smjeru, tada se vodiči privlače (slika 60), ako su u suprotnom smjeru, odbijaju se. Sile koje djeluju na svaki vodič jednake su po veličini, suprotnog smjera. Formula (3.22) je osnova za određivanje jedinice struje 1 amper (1 A).

Magnetska svojstva tvari karakterizira skalarna fizička veličina – magnetska permeabilnost, koja pokazuje koliko se puta indukcija B magnetskog polja u tvari koja potpuno ispunjava polje razlikuje po veličini od indukcije B 0 magnetskog polja u vakuum:

Prema svojim magnetskim svojstvima sve se tvari dijele na dijamagnetski, paramagnetski i feromagnetski.

Razmotrite prirodu magnetskih svojstava tvari.

Elektroni u ljusci atoma tvari kreću se različitim putanjama. Radi jednostavnosti, smatramo da su ove orbite kružne, a svaki elektron koji se okreće oko atomske jezgre može se smatrati kružnom električnom strujom. Svaki elektron, poput kružne struje, stvara magnetsko polje, koje ćemo nazvati orbitalnim. Osim toga, elektron u atomu ima svoje magnetsko polje, koje se naziva spin.

Ako se, kada se uvede u vanjsko magnetsko polje s indukcijom B 0, unutar tvari se stvori indukcija B< В 0 , то такие вещества называются диамагнитными (n< 1).

V dijamagnetski materijala u nedostatku vanjskog magnetskog polja, magnetska polja elektrona se kompenziraju, a kada se uvedu u magnetsko polje, indukcija magnetskog polja atoma postaje usmjerena protiv vanjsko polje... Dijamagnet se istiskuje iz vanjskog magnetskog polja.

Imati paramagnetski materijala, magnetska indukcija elektrona u atomima nije u potpunosti kompenzirana, a atom kao cjelina ispada poput malog trajnog magneta. Obično su u tvari svi ovi mali magneti orijentirani proizvoljno, a ukupna magnetska indukcija svih njihovih polja je nula. Ako paramagnet postavite u vanjsko magnetsko polje, tada će se svi mali magneti - atomi okrenuti u vanjskom magnetskom polju poput strelica kompasa i magnetsko polje u tvari se pojačava ( n >= 1).

feromagnetski takvi se materijali nazivaju u kojima n„1. U feromagnetskim materijalima stvaraju se tzv. domene, makroskopska područja spontane magnetizacije.

U različitim domenama indukcije magnetskih polja imaju različite smjerove (slika 61) iu velikom kristalu

međusobno kompenziraju jedni druge. Kada se feromagnetski uzorak unese u vanjsko magnetsko polje, granice pojedinih domena se pomiču tako da se povećava volumen domena orijentiranih duž vanjskog polja.

Povećanjem indukcije vanjskog polja B 0 raste i magnetska indukcija magnetizirane tvari. Pri nekim vrijednostima B 0 indukcija prestaje naglo povećanje... Taj se fenomen naziva magnetsko zasićenje.

Karakteristična značajka feromagnetskih materijala je fenomen histereze, koji se sastoji u dvosmislenoj ovisnosti indukcije u materijalu o indukciji vanjskog magnetskog polja kada se ono mijenja.

Petlja magnetske histereze je zatvorena krivulja (cdc`d`c), koja izražava ovisnost indukcije u materijalu o amplitudi indukcije vanjskog polja s periodičnom prilično sporom promjenom potonjeg (slika 62) .

Histereznu petlju karakteriziraju sljedeće vrijednosti B s, B r, B c. B s - maksimalna vrijednost indukcije materijala na B 0s; B r - zaostala indukcija, jednaka vrijednosti indukcije u materijalu sa smanjenjem indukcije vanjskog magnetskog polja od B 0s na nulu; -B c i B c - koercitivna sila - vrijednost jednaka indukciji vanjskog magnetskog polja koja je potrebna za promjenu indukcije u materijalu s preostale na nulu.

Za svaki feromagnet postoji takva temperatura (Curiejeva točka (J. Curie, 1859-1906), iznad koje feromagnet gubi svoja feromagnetska svojstva.

Postoje dva načina da se magnetizirani feromagnet dovede u demagnetizirano stanje: a) zagrijati iznad Curiejeve točke i ohladiti; b) magnetizirati materijal izmjeničnim magnetskim poljem s polagano opadajućom amplitudom.

Feromagneti s niskom zaostalom indukcijom i koercitivnom silom nazivaju se meki magneti. Primjenu nalaze u uređajima u kojima se feromagnet često mora ponovno magnetizirati (jezgre transformatora, generatora itd.).

Za proizvodnju trajnih magneta koriste se tvrdi magnetski feromagneti s velikom koercitivnom silom.

O magnetskom polju još se sjećamo iz škole, to je ono što je, “iskače” u sjećanjima ne svima. Osvježimo ono što smo prošli, a možda i nešto novo, korisno i zanimljivo.

Određivanje magnetskog polja

Magnetsko polje je polje sile koje djeluje na pokretne električne naboje (čestice). Zahvaljujući ovom polju sile, objekti se međusobno privlače. Postoje dvije vrste magnetskih polja:

1. Gravitacijski - nastaje isključivo u blizini elementarnih čestica i varira u svojoj snazi ​​na temelju karakteristika i strukture tih čestica.
2. Dinamički, generirani u objektima s pokretnim električnim nabojima (predajnici struje, magnetizirane tvari).

Oznaku magnetskog polja prvi put je uveo M. Faraday 1845. godine, iako je njegovo značenje bilo malo pogrešno, jer se vjerovalo da se i električni i magnetski učinci i interakcije provode iz istog materijalnog polja. Kasnije 1873. D. Maxwell je "predstavio" kvantna teorija, u kojem su se ti pojmovi počeli odvajati, a prethodno izvedeno polje sila nazvano je elektromagnetno polje.

Kako se pojavljuje magnetsko polje?

Magnetska polja raznih objekata ljudsko oko ne percipira, a samo posebni senzori to mogu zabilježiti. Izvor pojave polja magnetske sile u mikroskopskoj skali je kretanje magnetiziranih (nabijenih) mikročestica, a to su:

• ioni;
• elektroni;
• protona.

Njihovo kretanje nastaje zbog spin magnetskog momenta, koji je prisutan u svakoj mikročestici.

Magnetno polje, gdje ga možete pronaći?

Koliko god čudno zvučalo, gotovo svi objekti oko nas imaju svoje magnetsko polje. Iako u konceptu mnogih, samo kamenčić zvan magnet ima magnetsko polje, koje privlači željezne predmete na sebe. Zapravo, sila privlačenja je u svim predmetima, samo se ona manifestira u manjoj valentnosti.

Također treba pojasniti da se polje sile, zvano magnetsko, pojavljuje samo pod uvjetom da se električni naboji ili tijela kreću.

Nepokretni naboji imaju polje električne sile (može biti i u pokretnim nabojima). Ispada da su izvori magnetskog polja:

• trajni magneti;
• mobilne naknade.

Upute

Stvaranje magnetskog strujnog polja Uzmite vodič i spojite ga na izvor struje, pazeći da se vodič ne pregrije. Donesite do njega tanku magnetsku strelicu koja se može slobodno okretati. Kada ga postavljate na različitim točkama u prostoru oko vodiča, pazite da bude orijentiran duž linija sile magnetskog polja.

Magnetski polje Trajni magnet Uzmite trajni magnet i držite ga blizu predmeta koji sadrži veliku količinu. Odmah će se pojaviti magnetska sila koja privlači magnet i željezno tijelo - to je glavni dokaz magnetskog polja. Postavite trajni magnet na komad papira i pospite oko njega sitne željezne strugotine. Nakon nekog vremena pojavit će se list papira koji ilustrira prisutnost linija magnetskog polja. Zovu se linije magnetske indukcije.

Stvaranje magnetskog polja elektromagneta izolirana žica spojiti na izvor električne struje kroz. Kako biste izbjegli izgaranje žice, postavite reostat na maksimalni otpor. Postavite magnetsku jezgru u zavojnicu. Može biti komad mekog željeza ili. Ako namjeravate nabaviti magnetsku polje, željezna jezgra (magnetski krug) mora biti sastavljena od ploča izoliranih jedna od druge kako bi se izbjegle Foucaultove struje, koje će spriječiti stvaranje magnetskog polja. Nakon što spojite krug na izvor struje, počnite polako pomicati klizač reostata, pazeći da se namot zavojnice ne pregrije. U tom slučaju, magnetski krug će se pretvoriti u snažan magnet, privući i zadržati masivne željezne predmete.

Stvaranje moćne elektronike magneti To je složen tehnički izazov. U industriji, kao iu svakodnevnom životu, potrebni su magneti velike snage. U nizu zemalja već prometuju vlakovi s magnetskom levitacijom. Automobili s elektromagnetskim motorom uskoro će se pojaviti u velikim količinama pod markom Yo-mobile. Ali kako nastaju magneti velike snage?

Upute

U industriji se svugdje koriste snažni elektromagneti. Njihov dizajn je mnogo kompliciraniji od trajnog magneti... Za stvaranje snažnog elektromagneta potrebna je zavojnica koja se sastoji od namota bakrene žice kao i željezna jezgra. Snaga u u ovom slučaju ovisi samo o jačini struje koja se provodi kroz zavojnice, kao io broju zavoja žice na namotu. Treba napomenuti da je pri određenoj jakosti struje magnetizacija željezne jezgre podložna zasićenju. Stoga se najsnažniji industrijski magneti izrađuju bez njega. Umjesto toga, dodaju se još neke žice. U većini snažnih industrijskih magneta sa željezom, broj zavoja žice rijetko prelazi deset po metru, a struja koja se koristi je dva ampera.

Magnetno polje može nastati kretanjem nabijenih čestica, izmjeničnim električnim poljem ili magnetskim momentima čestica (kod trajnih magneta). Magnetski i električno polje manifestacije su jednog zajedničkog polja – elektromagnetskog.

Uređeno kretanje nabijenih čestica

Uređeno kretanje nabijenih čestica u vodičima naziva se električna struja. Da biste ga dobili, trebate stvoriti električno polje pomoću izvora struje koji obavljaju posao razdvajanja naboja - pozitivnih i negativnih. Mehanička, unutarnja ili bilo koja druga energija u izvoru pretvara se u električnu energiju.

Kojim se pojavama može prosuditi prisutnost struje u strujnom krugu

Kretanje nabijenih čestica u vodiču se ne može vidjeti. Međutim, prisutnost struje u krugu može se ocijeniti neizravnim znakovima. Ti fenomeni uključuju, na primjer, toplinske, kemijske i magnetske učinke struje, a potonje se opaža u svim vodičima - krutim, tekućim i plinovitim.

Kako nastaje magnetsko polje?

Postoji magnetsko polje oko svakog vodiča koji vodi struju. Stvaraju ga oni koji se kreću. Ako su naboji stacionarni, oni proizvode samo električno polje oko sebe, ali čim nastane struja, postoji i magnetsko polje struje.

Kako možete otkriti postojanje magnetskog polja

Može se otkriti postojanje magnetskog polja različiti putevi... Na primjer, u tu svrhu mogu se koristiti male željezne strugotine. U magnetskom polju se magnetiziraju i pretvaraju u magnetske strelice (kao kompas). Os svake takve strelice postavljena je u smjeru sila magnetskog polja.

Samo iskustvo izgleda ovako. Izlijte na komad kartona tanki slojželjezne strugotine, provući kroz njega ravan vodič i uključiti struju. Vidjet ćete kako se pod utjecajem magnetskog polja struje piljevina nalazi oko vodiča u koncentričnim krugovima. Ove linije, duž kojih se nalaze magnetske strelice, nazivaju se magnetske linije magnetskog polja. Strelica "Sjeverni pol" na svakoj točki polja smatra se smjerom.

Koje su magnetske linije magnetskog polja koje stvara struja

Magnetske linije trenutnog magnetskog polja su zatvorene krivulje koje zatvaraju vodič. Uz njihovu pomoć, prikladno je prikazati magnetska polja. A budući da postoji magnetsko polje u svim točkama u prostoru oko vodiča, magnetska linija može se povući kroz bilo koju točku u ovom prostoru. Smjer magnetskih linija ovisi o smjeru struje u vodiču.