Ito ay isang force field na nakakaapekto mga singil sa kuryente at sa mga katawan na gumagalaw at may magnetic moment, anuman ang estado ng kanilang paggalaw. Ang magnetic field ay bahagi ng electric magnetic field.

Ang kasalukuyang ng mga sisingilin na particle o ang magnetic moments ng mga electron sa mga atom ay lumilikha ng magnetic field. Gayundin, ang isang magnetic field ay lumitaw bilang isang resulta ng ilang mga pansamantalang pagbabago sa electric field.

Ang magnetic field induction vector B ay ang pangunahing katangian ng puwersa ng magnetic field. Sa matematika, ang B = B (X,Y,Z) ay tinukoy bilang isang vector field. Ang konseptong ito ay nagsisilbing tukuyin at tukuyin ang pisikal na magnetic field. Sa agham, ang magnetic induction vector ay kadalasang simple, para sa kaiklian, na tinatawag na magnetic field. Malinaw, ang ganitong aplikasyon ay nagbibigay-daan para sa ilang libreng interpretasyon ng konseptong ito.

Ang isa pang katangian ng magnetic field ng kasalukuyang ay potensyal ng vector.

SA siyentipikong panitikan madalas mong mahahanap iyon bilang isang pangunahing katangian magnetic field, sa kawalan ng isang magnetic na kapaligiran (vacuum), ang vector ng lakas ng magnetic field ay isinasaalang-alang. Sa pormal, ang sitwasyong ito ay lubos na katanggap-tanggap, dahil sa isang vacuum ang magnetic field strength vector H at ang magnetic induction vector B ay nag-tutugma. Kasabay nito, ang vector ng lakas ng magnetic field sa isang magnetic medium ay hindi napuno ng parehong pisikal na kahulugan at ito ay isang pangalawang dami. Batay dito, sa pormal na pagkakapantay-pantay ng mga pamamaraang ito para sa vacuum, isinasaalang-alang ng sistematikong pananaw Ang magnetic induction vector ay ang pangunahing katangian ng magnetic field ng kasalukuyang.

Ang magnetic field ay tiyak espesyal na hitsura bagay. Sa tulong ng bagay na ito, nangyayari ang interaksyon sa pagitan ng mga may magnetic moment at gumagalaw na mga particle o katawan na may charge.

Itinuturing ng espesyal na teorya ng relativity ang mga magnetic field na bunga ng pagkakaroon ng mga electric field mismo.

Magkasama, ang mga magnetic at electric field ay bumubuo ng isang electromagnetic field. Mga pagpapakita electromagnetic field ay liwanag at electromagnetic waves.

Itinuturing ng quantum magnetic field theory ang magnetic interaction bilang isang hiwalay na kaso ng electromagnetic interaction. Ito ay dinadala ng isang walang masa na boson. Ang boson ay isang photon, isang particle na maaaring isipin bilang isang quantum excitation ng isang electromagnetic field.

Ang isang magnetic field ay nabuo alinman sa pamamagitan ng isang kasalukuyang ng mga sisingilin na particle, o sa pamamagitan ng isang electric field na nagbabago sa espasyo ng oras, o sa pamamagitan ng sariling magnetic moment ng mga particle. Para sa pare-parehong pang-unawa, ang mga magnetic moment ng mga particle ay pormal na nabawasan sa electric currents.

Pagkalkula ng halaga ng magnetic field.

Ginagawang posible ng mga simpleng kaso na kalkulahin ang mga halaga ng magnetic field ng isang kasalukuyang nagdadala ng conductor gamit ang batas ng Biot-Savart-Laplace, o gamit ang circulation theorem. Sa parehong paraan, ang halaga ng magnetic field ay matatagpuan para sa isang kasalukuyang arbitraryong ipinamamahagi sa isang volume o espasyo. Malinaw, ang mga batas na ito ay naaangkop para sa pare-pareho o medyo mabagal na pagbabago ng mga magnetic at electric field. Iyon ay, sa mga kaso ng magnetostatics. Higit pa kumplikadong mga kaso nangangailangan ng pagkalkula ng halaga kasalukuyang magnetic field ayon sa mga equation ni Maxwell.

Pagpapakita ng pagkakaroon ng isang magnetic field.

Ang pangunahing pagpapakita ng magnetic field ay ang impluwensya sa mga magnetic na sandali ng mga particle at katawan, sa mga sisingilin na particle sa paggalaw. Sa pamamagitan ng puwersa ni Lorentz ay ang puwersa na kumikilos sa isang particle na may kuryente na gumagalaw sa isang magnetic field. Ang puwersang ito ay may patuloy na ipinahayag na patayong direksyon sa mga vectors v at B. Mayroon din itong proporsyonal na halaga sa singil ng particle q, ang bahagi ng velocity v, na patayo sa direksyon ng magnetic field vector B, at ang magnitude na nagpapahayag ng induction ng magnetic field B. Lorentz force ayon sa International System of Units ay may sumusunod na expression: F = q, sa sistema ng yunit ng GHS: F=q/c

Ang cross product ay ipinapakita sa mga square bracket.

Bilang resulta ng impluwensya ng puwersa ng Lorentz sa mga sisingilin na particle na gumagalaw kasama ang isang konduktor, ang isang magnetic field ay maaaring kumilos sa isang kasalukuyang nagdadala ng conductor. Ang puwersa ng ampere ay ang puwersa na kumikilos sa isang conductor na nagdadala ng kasalukuyang. Ang mga bahagi ng puwersang ito ay itinuturing na mga puwersang kumikilos sa mga indibidwal na singil na gumagalaw sa loob ng konduktor.

Ang kababalaghan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang magnet.

Ang kababalaghan ng isang magnetic field na maaari nating makatagpo araw-araw na buhay, na tinatawag na interaksyon ng dalawang magnet. Ito ay ipinahayag sa pagtataboy ng tulad ng mga poste mula sa isa't isa at ang pagkahumaling ng magkasalungat na mga poste. Mula sa isang pormal na pananaw, ang paglalarawan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang magnet bilang ang pakikipag-ugnayan ng dalawang monopole ay isang medyo kapaki-pakinabang, maipapatupad at maginhawang ideya. Kasabay nito, ang isang detalyadong pagsusuri ay nagpapakita na sa katotohanan ay hindi ito isang ganap na tamang paglalarawan ng hindi pangkaraniwang bagay. Ang pangunahing tanong na nananatiling hindi nasasagot sa loob ng naturang modelo ay kung bakit hindi maaaring paghiwalayin ang mga monopolyo. Sa totoo lang, napatunayan sa eksperimento na ang anumang nakahiwalay na katawan ay walang magnetic charge. Gayundin, hindi mailalapat ang modelong ito sa magnetic field na nilikha ng isang macroscopic current.

Mula sa aming pananaw, tama na ipagpalagay na ang puwersa na kumikilos sa isang magnetic dipole na matatagpuan sa isang hindi magkakatulad na larangan ay may posibilidad na paikutin ito sa paraang ang magnetic moment ng dipole ay may parehong direksyon tulad ng magnetic field. Gayunpaman, walang mga magnet na napapailalim sa kabuuang puwersa mula sa pare-parehong kasalukuyang magnetic field. Ang puwersa na kumikilos sa isang magnetic dipole na may magnetic moment m ay ipinahayag ng sumusunod na pormula:

.

Ang puwersa na kumikilos sa isang magnet mula sa isang hindi pantay na magnetic field ay ipinahayag ng kabuuan ng lahat ng pwersa na tinutukoy ng formula na ito at kumikilos sa mga elementarya na dipoles na bumubuo sa magnet.

Electromagnetic induction.

Kung ang flux ng magnetic induction vector sa pamamagitan ng closed circuit ay nagbabago sa paglipas ng panahon, ang isang electromagnetic induction emf ay nabuo sa circuit na ito. Kung ang circuit ay nakatigil, ito ay nabuo ng isang vortex electric field, na lumitaw bilang isang resulta ng isang pagbabago sa magnetic field sa paglipas ng panahon. Kapag ang magnetic field ay hindi nagbabago sa oras at walang mga pagbabago sa pagkilos ng bagay dahil sa paggalaw ng conductor loop, ang EMF ay nabuo ng Lorentz force.

Kung paanong kumikilos ang electric charge sa rest sa isa pang charge sa pamamagitan ng electric field, kumikilos din ang electric current sa isa pang current through magnetic field. Ang epekto ng magnetic field sa mga permanenteng magnet ay nababawasan hanggang sa epekto nito sa mga singil na gumagalaw sa mga atomo ng isang substance at lumilikha ng mga microscopic circular currents.

Ang doktrina ng electromagnetism batay sa dalawang probisyon:

• kumikilos ang magnetic field sa mga gumagalaw na singil at alon;
• lumilitaw ang isang magnetic field sa paligid ng mga alon at gumagalaw na singil.

Pakikipag-ugnayan ng magneto

Permanenteng magnet(o magnetic needle) ay nakatuon sa kahabaan ng magnetic meridian ng Earth. Ang dulo na tumuturo sa hilaga ay tinatawag north pole(N), at ang kabaligtaran ay timog pole(S). Ang pagdadala ng dalawang magnet na mas malapit sa isa't isa, napansin namin na ang kanilang mga katulad na pole ay nagtataboy, at ang kanilang hindi katulad na mga pole ay umaakit ( kanin. 1 ).

Kung paghihiwalayin natin ang mga poste sa pamamagitan ng pagputol ng permanenteng magnet sa dalawang bahagi, makikita natin na magkakaroon din ang bawat isa sa kanila dalawang poste, ibig sabihin, magiging permanenteng magnet ( kanin. 2 ). Parehong pole - hilaga at timog - ay hindi mapaghihiwalay sa isa't isa at may pantay na karapatan.

Ang magnetic field na nilikha ng Earth o permanenteng magnet ay kinakatawan, tulad ng isang electric field, sa pamamagitan ng magnetic lines of force. Ang isang larawan ng mga linya ng magnetic field ng isang magnet ay maaaring makuha sa pamamagitan ng paglalagay ng isang sheet ng papel sa ibabaw nito, kung saan ang mga iron filing ay iwinisik sa isang kahit na layer. Ang pagpasok sa isang magnetic field, ang sawdust ay nagiging magnetized - bawat isa sa kanila ay may hilaga at mga pole sa timog. Ang magkasalungat na mga poste ay may posibilidad na lumipat nang mas malapit sa isa't isa, ngunit ito ay pinipigilan ng alitan ng sawdust sa papel. Kung pipindutin mo ang papel gamit ang iyong daliri, bababa ang friction at maaakit ang mga file sa isa't isa, na bumubuo ng mga chain na kumakatawan sa mga linya ng magnetic field.

Naka-on kanin. 3 ay nagpapakita ng lokasyon ng sawdust at maliliit na magnetic arrow sa larangan ng isang direktang magnet, na nagpapahiwatig ng direksyon ng mga linya ng magnetic field. Ang direksyong ito ay kinuha na direksyon ng north pole ng magnetic needle.

Ang karanasan ni Oersted. Magnetic field ng kasalukuyang

SA maagang XIX V. Danish na siyentipiko Ørsted ginawa mahalagang pagtuklas, nang matuklasan pagkilos ng electric current sa mga permanenteng magnet . Naglagay siya ng mahabang wire malapit sa magnetic needle. Kapag ang kasalukuyang ay dumaan sa wire, ang arrow ay umiikot, sinusubukang iposisyon ang sarili patayo dito ( kanin. 4 ). Ito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng paglitaw ng isang magnetic field sa paligid ng konduktor.

Ang mga linya ng magnetic field na nilikha ng isang tuwid na konduktor na nagdadala ng kasalukuyang ay mga concentric na bilog na matatagpuan sa isang eroplano na patayo dito, na may mga sentro sa punto kung saan ang kasalukuyang pumasa ( kanin. 5 ). Ang direksyon ng mga linya ay tinutukoy ng tamang panuntunan ng turnilyo:

Kung ang tornilyo ay pinaikot sa direksyon ng mga linya ng field, ito ay lilipat sa direksyon ng kasalukuyang sa konduktor .

Ang katangian ng lakas ng magnetic field ay magnetic induction vector B . Sa bawat punto ito ay nakadirekta nang tangential sa linya ng field. Ang mga linya ng electric field ay nagsisimula sa mga positibong singil at nagtatapos sa mga negatibo, at ang puwersang kumikilos sa singil sa field na ito ay nakadirekta nang tangential sa linya sa bawat punto. Hindi tulad ng electric field, ang mga linya ng magnetic field ay sarado, na dahil sa kawalan ng "magnetic charges" sa kalikasan.

Ang magnetic field ng isang kasalukuyang ay sa panimula ay hindi naiiba mula sa field na nilikha ng isang permanenteng magnet. Sa ganitong kahulugan, ang isang analogue ng isang flat magnet ay isang mahabang solenoid - isang coil ng wire, ang haba nito ay mas malaki kaysa sa diameter nito. Ang diagram ng mga linya ng magnetic field na nilikha niya, na ipinapakita sa kanin. 6 , ay katulad ng para sa isang flat magnet ( kanin. 3 ). Ang mga bilog ay nagpapahiwatig ng mga cross section ng wire na bumubuo ng solenoid winding. Ang mga agos na dumadaloy sa wire palayo sa tagamasid ay ipinahiwatig ng mga krus, at ang mga alon sa kabilang direksyon - patungo sa tagamasid - ay ipinahiwatig ng mga tuldok. Ang parehong mga pagtatalaga ay tinatanggap din para sa mga linya ng magnetic field kapag sila ay patayo sa eroplano ng pagguhit ( kanin. 7 a, b).

Ang direksyon ng kasalukuyang sa solenoid winding at ang direksyon ng mga linya ng magnetic field sa loob nito ay nauugnay din sa panuntunan ng tamang tornilyo, na sa kasong ito ay nabuo tulad ng sumusunod:

Kung titingnan mo ang kahabaan ng axis ng solenoid, ang kasalukuyang dumadaloy sa isang direksyon sa orasan ay lumilikha ng isang magnetic field sa loob nito, ang direksyon kung saan tumutugma sa direksyon ng paggalaw ng kanang tornilyo ( kanin. 8 )

Batay sa panuntunang ito, madaling maunawaan na ang solenoid na ipinapakita sa kanin. 6 , ang north pole ay ang kanang dulo nito, at ang south pole ay ang kaliwa nito.

Ang magnetic field sa loob ng solenoid ay pare-pareho - ang magnetic induction vector ay may pare-parehong halaga doon (B = const). Sa bagay na ito, ang solenoid ay katulad ng isang parallel-plate capacitor, sa loob kung saan ang isang homogenous electric field.

Puwersa na kumikilos sa isang magnetic field sa isang kasalukuyang nagdadala ng conductor

Ito ay eksperimento na itinatag na ang isang puwersa ay kumikilos sa isang konduktor na nagdadala ng kasalukuyang sa isang magnetic field. Sa isang pare-parehong larangan, ang isang tuwid na konduktor ng haba l, kung saan ang isang kasalukuyang I ay dumadaloy, na matatagpuan patayo sa field vector B, ay nakakaranas ng puwersa: F = I l B .

Natutukoy ang direksyon ng puwersa panuntunan sa kaliwang kamay:

Kung ang apat na nakaunat na daliri ng kaliwang kamay ay inilagay sa direksyon ng kasalukuyang nasa konduktor, at ang palad ay patayo sa vector B, kung gayon ang nakabuka hinlalaki ay nagpapahiwatig ng direksyon ng puwersa na kumikilos sa konduktor (kanin. 9 ).

Dapat pansinin na ang puwersa na kumikilos sa isang konduktor na may kasalukuyang sa isang magnetic field ay hindi nakadirekta nang tangential sa mga linya ng puwersa nito, tulad ng isang electric force, ngunit patayo sa kanila. Ang isang konduktor na matatagpuan sa kahabaan ng mga linya ng puwersa ay hindi apektado ng magnetic force.

Equation F = IlB bigyan natin quantitative na katangian magnetic field induction.

Saloobin ay hindi nakasalalay sa mga katangian ng konduktor at nagpapakilala sa magnetic field mismo.

Ang magnitude ng magnetic induction vector B ay numerong katumbas ng puwersa na kumikilos sa isang konduktor ng haba ng yunit na matatagpuan patayo dito, kung saan dumadaloy ang isang kasalukuyang ng isang ampere.

Sa sistema ng SI, ang yunit ng magnetic field induction ay ang tesla (T):

Magnetic field. Mga talahanayan, diagram, formula

(Interaction ng mga magnet, eksperimento ni Oersted, magnetic induction vector, direksyon ng vector, superposition na prinsipyo. Graphic na larawan magnetic field, magnetic induction lines. Magnetic flux, mga katangian ng enerhiya ng field. Magnetic forces, Ampere force, Lorentz force. Ang paggalaw ng mga sisingilin na particle sa isang magnetic field. Magnetic na katangian ng bagay, hypothesis ng Ampere)

Paksa: Magnetic field

Inihanda ni: Baygarashev D.M.

Sinuri ni: Gabdullina A.T.

Magnetic field

Kung ang dalawang magkatulad na konduktor ay konektado sa isang kasalukuyang pinagmumulan upang ang isang electric current ay dumaan sa kanila, kung gayon, depende sa direksyon ng kasalukuyang nasa kanila, ang mga konduktor ay nagtataboy o umaakit.

Ang isang paliwanag sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay posible mula sa posisyon ng paglitaw ng isang espesyal na uri ng bagay sa paligid ng mga konduktor - isang magnetic field.

Ang mga puwersa kung saan nakikipag-ugnayan ang mga conductor na nagdadala ng kasalukuyang ay tinatawag magnetic.

Magnetic field- ito ay isang espesyal na uri ng bagay, ang tiyak na tampok na kung saan ay ang epekto sa isang gumagalaw na singil ng kuryente, kasalukuyang nagdadala ng mga conductor, mga katawan na may magnetic moment, na may puwersa depende sa vector ng bilis ng singil, ang direksyon ng kasalukuyang nasa ang konduktor at ang direksyon ng magnetic moment ng katawan.

Ang kasaysayan ng magnetismo ay bumalik sa sinaunang panahon, sa mga sinaunang sibilisasyon ng Asia Minor. Ito ay sa teritoryo ng Asia Minor, sa Magnesia, na natagpuan ang mga bato, ang mga sample nito ay naaakit sa isa't isa. Batay sa pangalan ng lugar, ang mga naturang sample ay nagsimulang tawaging "magnets". Anumang bar o horseshoe-shaped magnet ay may dalawang dulo na tinatawag na pole; ito ay sa lugar na ito na ito manifests kanyang sarili pinaka-malakas magnetic properties. Kung magsasabit ka ng magnet sa isang string, ang isang poste ay palaging nakaturo sa hilaga. Ang compass ay batay sa prinsipyong ito. Ang nakaharap sa hilaga na poste ng isang free-hanging magnet ay tinatawag na magnet's north pole (N). Ang tapat na poste ay tinatawag na south pole (S).

Ang mga magnetic pole ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa: tulad ng mga pole na nagtataboy, at hindi katulad ng mga pole na umaakit. Katulad ng konsepto ng isang electric field na nakapalibot sa isang electric charge, ang konsepto ng isang magnetic field sa paligid ng isang magnet ay ipinakilala.

Noong 1820, natuklasan ni Oersted (1777-1851) na ang isang magnetic needle na matatagpuan sa tabi ng isang electrical conductor ay pinalihis kapag ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng conductor, ibig sabihin, isang magnetic field ay nalikha sa paligid ng kasalukuyang nagdadala ng conductor. Kung kukuha kami ng isang frame na may kasalukuyang, kung gayon ang panlabas na magnetic field ay nakikipag-ugnayan sa magnetic field ng frame at may isang orienting na epekto dito, i.e. mayroong isang posisyon ng frame kung saan ang panlabas na magnetic field ay may maximum na umiikot na epekto dito. , at mayroong isang posisyon kapag ang torque force ay zero.

Ang magnetic field sa anumang punto ay maaaring mailalarawan ng vector B, na tinatawag vector ng magnetic induction o magnetic induction sa punto.

Ang magnetic induction B ay vector pisikal na dami, na siyang katangian ng lakas ng magnetic field sa isang punto. Ito ay katumbas ng ratio ng maximum na mekanikal na sandali ng mga puwersa na kumikilos sa isang frame na may kasalukuyang inilagay sa isang pare-parehong larangan sa produkto ng kasalukuyang lakas sa frame at ang lugar nito:

Ang direksyon ng magnetic induction vector B ay itinuturing na direksyon ng positibong normal sa frame, na nauugnay sa kasalukuyang nasa frame ayon sa panuntunan ng kanang turnilyo, na may mekanikal na torque na katumbas ng zero.

Sa parehong paraan kung paano ipinakita ang mga linya ng lakas ng electric field, ang mga linya ng induction ng magnetic field ay inilalarawan. Ang linya ng magnetic field ay isang haka-haka na linya, ang padaplis na kung saan ay tumutugma sa direksyon B sa isang punto.

Ang mga direksyon ng magnetic field sa isang naibigay na punto ay maaari ding tukuyin bilang direksyon na nagpapahiwatig

ang north pole ng compass needle na inilagay sa puntong ito. Ito ay pinaniniwalaan na ang mga linya ng magnetic field ay nakadirekta mula sa north pole hanggang sa timog.

Ang direksyon ng magnetic induction lines ng magnetic field na nilikha electric shock, na dumadaloy sa isang tuwid na konduktor, ay tinutukoy ng panuntunan ng gimlet o ang kanang turnilyo. Ang direksyon ng mga linya ng magnetic induction ay itinuturing na direksyon ng pag-ikot ng ulo ng tornilyo, na titiyakin ang paggalaw ng pagsasalin nito sa direksyon ng electric current (Larawan 59).

kung saan ang n01 = 4 Pi 10 -7 V s/(A m). - magnetic constant, R - distansya, I - kasalukuyang lakas sa konduktor.

Hindi tulad ng mga linya ng lakas ng electrostatic field, na nagsisimula sa positibong singil at nagtatapos sa negatibo, ang mga linya ng induction ng magnetic field ay palaging sarado. Walang nakitang magnetic charge na katulad ng electric charge.

Ang isang tesla (1 T) ay kinuha bilang isang yunit ng induction - ang induction ng tulad ng isang pare-parehong magnetic field kung saan ang isang maximum na mekanikal na metalikang kuwintas na 1 N m ay kumikilos sa isang frame na may isang lugar na 1 m2, kung saan ang isang kasalukuyang ng 1 A ay dumadaloy.

Ang magnetic field induction ay maaari ding matukoy sa pamamagitan ng puwersa na kumikilos sa isang kasalukuyang nagdadala ng conductor sa isang magnetic field.

Ang isang conductor na nagdadala ng kasalukuyang inilagay sa isang magnetic field ay ginagampanan ng isang puwersa ng Ampere, na ang magnitude nito ay tinutukoy ng sumusunod na expression:

kung saan ako ang kasalukuyang lakas sa konduktor, l - ang haba ng konduktor, B ay ang magnitude ng magnetic induction vector, at ang anggulo sa pagitan ng vector at ang direksyon ng kasalukuyang.

Ang direksyon ng puwersa ng Ampere ay maaaring matukoy ng panuntunan sa kaliwang kamay: inilalagay namin ang palad ng kaliwang kamay upang ang mga linya ng magnetic induction ay pumasok sa palad, inilalagay namin ang apat na daliri sa direksyon ng kasalukuyang sa konduktor, pagkatapos ay ang baluktot ipinapakita ng hinlalaki ang direksyon ng puwersa ng Ampere.

Isinasaalang-alang na ang I = q 0 nSv, at pinapalitan ang expression na ito sa (3.21), nakukuha natin ang F = q 0 nSh/B sin a. Ang bilang ng mga particle (N) sa isang ibinigay na volume ng isang conductor ay N = nSl, pagkatapos ay F = q 0 NvB sin a.

Tukuyin natin ang puwersang ginagawa ng magnetic field sa isang indibidwal na may charge na particle na gumagalaw sa magnetic field:

Ang puwersang ito ay tinatawag na Lorentz force (1853-1928). Ang direksyon ng puwersa ng Lorentz ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng panuntunan ng kaliwang kamay: inilalagay namin ang palad ng kaliwang kamay upang ang mga linya ng magnetic induction ay pumasok sa palad, ang apat na daliri ay nagpapakita ng direksyon ng paggalaw ng positibong singil, ang malaking ang nakabaluktot na daliri ay nagpapakita ng direksyon ng puwersa ng Lorentz.

Ang puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang magkatulad na konduktor na nagdadala ng mga alon I 1 at I 2 ay katumbas ng:

saan l - bahagi ng isang konduktor na matatagpuan sa isang magnetic field. Kung ang mga alon ay nasa parehong direksyon, kung gayon ang mga konduktor ay umaakit (Larawan 60), kung sila ay nasa kabaligtaran ng direksyon, sila ay nagtataboy. Ang mga puwersang kumikilos sa bawat konduktor ay pantay sa magnitude at magkasalungat sa direksyon. Ang formula (3.22) ay ang batayan para sa pagtukoy ng yunit ng kasalukuyang 1 ampere (1 A).

Ang magnetic properties ng isang substance ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang scalar physical quantity - magnetic permeability, na nagpapakita kung gaano karaming beses ang induction B ng isang magnetic field sa isang substance na ganap na pumupuno sa field ay naiiba sa magnitude mula sa induction B 0 ng isang magnetic field sa isang vacuum:

Ayon sa kanilang mga magnetic na katangian, ang lahat ng mga sangkap ay nahahati sa diamagnetic, paramagnetic At ferromagnetic.

Isaalang-alang natin ang likas na katangian ng mga magnetic na katangian ng mga sangkap.

Ang mga electron sa shell ng mga atomo ng isang substance ay gumagalaw sa iba't ibang orbit. Upang pasimplehin, isinasaalang-alang namin ang mga orbit na ito na pabilog, at ang bawat electron na nag-oorbit sa isang atomic nucleus ay maaaring ituring bilang isang pabilog na electric current. Ang bawat elektron, tulad ng isang circular current, ay lumilikha ng magnetic field, na tinatawag nating orbital. Bilang karagdagan, ang isang electron sa isang atom ay may sariling magnetic field, na tinatawag na spin field.

Kung, kapag ipinakilala sa isang panlabas na magnetic field na may induction B 0, ang induction B ay nilikha sa loob ng substance< В 0 , то такие вещества называются диамагнитными (n< 1).

SA diamagnetic Sa mga materyales sa kawalan ng isang panlabas na magnetic field, ang mga magnetic field ng mga electron ay nabayaran, at kapag sila ay ipinakilala sa isang magnetic field, ang induction ng magnetic field ng atom ay nagiging nakadirekta laban sa panlabas na field. Ang diamagnetic na materyal ay itinulak palabas ng panlabas na magnetic field.

U paramagnetic materyales, ang magnetic induction ng mga electron sa mga atomo ay hindi ganap na nabayaran, at ang atom sa kabuuan ay parang isang maliit na permanenteng magnet. Karaniwan sa isang sangkap ang lahat ng maliliit na magnet na ito ay random na nakatuon, at ang kabuuang magnetic induction ng lahat ng kanilang mga patlang ay zero. Kung maglalagay ka ng isang paramagnet sa isang panlabas na magnetic field, kung gayon ang lahat ng maliliit na magneto - ang mga atomo ay liliko sa panlabas na magnetic field tulad ng mga karayom ​​ng compass at ang magnetic field sa sangkap ay tataas ( n >= 1).

Ferromagnetic ay ang mga materyales kung saan n" 1. Sa mga ferromagnetic na materyales, ang tinatawag na mga domain ay nilikha, mga macroscopic na rehiyon ng kusang magnetization.

Sa iba't ibang mga domain, ang mga magnetic field induction ay may iba't ibang direksyon (Larawan 61) at sa isang malaking kristal

tumbasan ang isa't isa. Kapag ang isang ferromagnetic sample ay ipinakilala sa isang panlabas na magnetic field, ang mga hangganan ng mga indibidwal na domain ay nagbabago upang ang dami ng mga domain na nakatuon sa kahabaan ng panlabas na field ay tumataas.

Sa isang pagtaas sa induction ng panlabas na field B 0, ang magnetic induction ng magnetized substance ay tumataas. Sa ilang mga halaga ng B 0 huminto ang induction matalim na pagtaas. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na magnetic saturation.

Ang isang tampok na katangian ng mga ferromagnetic na materyales ay ang kababalaghan ng hysteresis, na binubuo sa hindi maliwanag na pag-asa ng induction sa materyal sa induction ng panlabas na magnetic field kapag nagbago ito.

Ang magnetic hysteresis loop ay isang closed curve (cdc`d`c), na nagpapahayag ng dependence ng induction sa materyal sa amplitude ng induction ng external field na may panaka-nakang medyo mabagal na pagbabago sa huli (Fig. 62).

Ang hysteresis loop ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na halaga: B s, Br, B c. B s - maximum na halaga ng induction ng materyal sa B 0s; Sa r ay ang natitirang induction, katumbas ng induction value sa materyal kapag ang induction ng panlabas na magnetic field ay bumababa mula B 0s hanggang zero; -B c at B c - mapilit na puwersa - isang halaga na katumbas ng induction ng panlabas na magnetic field na kinakailangan upang baguhin ang induction sa materyal mula sa residual hanggang zero.

Para sa bawat ferromagnet mayroong isang temperatura (Curie point (J. Curie, 1859-1906), sa itaas kung saan ang ferromagnet loses nito ferromagnetic properties.

Mayroong dalawang paraan upang dalhin ang isang magnetized ferromagnet sa isang demagnetized na estado: a) init ito sa itaas ng Curie point at palamig ito; b) i-magnetize ang materyal gamit ang isang alternating magnetic field na may dahan-dahang pagbaba ng amplitude.

Ang mga ferromagnets na may mababang natitirang induction at mapilit na puwersa ay tinatawag na soft magnetic. Nakahanap sila ng aplikasyon sa mga device kung saan ang mga ferromagnets ay madalas na kailangang i-remagnetize (mga core ng mga transformer, generator, atbp.).

Ang mga magnetic na hard ferromagnets, na may mataas na puwersang pumipilit, ay ginagamit upang gumawa ng mga permanenteng magnet.

Naaalala pa rin namin ang tungkol sa magnetic field mula sa paaralan, ngunit ang kinakatawan nito ay hindi isang bagay na "lumulutaw" sa mga alaala ng lahat. I-refresh natin ang napag-usapan namin, at marahil ay may sasabihin sa iyo na bago, kapaki-pakinabang at kawili-wili.

Pagpapasiya ng magnetic field

Ang magnetic field ay isang force field na nakakaapekto sa gumagalaw na electric charges (particles). Salamat sa field ng puwersa na ito, ang mga bagay ay naaakit sa isa't isa. Mayroong dalawang uri ng magnetic field:

1. Gravitational - ay nabuo ng eksklusibo malapit sa elementarya na mga particle at nag-iiba sa lakas nito batay sa mga katangian at istraktura ng mga particle na ito.
2. Dynamic, na ginawa sa mga bagay na may gumagalaw na electric charges (kasalukuyang mga transmiter, magnetized substance).

Ang pagtatalaga para sa magnetic field ay unang ipinakilala ni M. Faraday noong 1845, kahit na ang kahulugan nito ay medyo mali, dahil pinaniniwalaan na ang parehong electric at magnetic na impluwensya at pakikipag-ugnayan ay isinasagawa batay sa parehong larangan ng materyal. Nang maglaon noong 1873, "nagharap" si D. Maxwell teoryang quantum, kung saan ang mga konseptong ito ay nagsimulang paghiwalayin, at ang dating nagmula na patlang ng puwersa ay tinawag na electromagnetic field.

Paano lumilitaw ang isang magnetic field?

Ang mga magnetic field ng iba't ibang mga bagay ay hindi nakikita ng mata ng tao, at tanging mga espesyal na sensor lamang ang maaaring makakita nito. Ang pinagmulan ng hitsura ng magnetic patlang ng puwersa sa isang microscopic scale ay ang paggalaw ng magnetized (charged) microparticle, na kung saan ay:

• mga ion;
• mga electron;
• mga proton.

Ang kanilang paggalaw ay nangyayari dahil sa spin magnetic moment na naroroon sa bawat microparticle.

Magnetic field, saan ito matatagpuan?

Kahit gaano pa ito kakaiba, halos lahat ng bagay sa paligid natin ay may sariling magnetic field. Bagaman sa konsepto ng marami, isang maliit na bato lamang na tinatawag na magnet ang may magnetic field, na umaakit sa mga bagay na bakal sa sarili nito. Sa katunayan, ang puwersa ng pagkahumaling ay umiiral sa lahat ng mga bagay, tanging ito ay nagpapakita ng sarili sa mas kaunting valence.

Dapat ding linawin na ang force field, na tinatawag na magnetic, ay lilitaw lamang kapag ang mga electric charge o katawan ay gumagalaw.

Ang mga nakatigil na singil ay may electric force field (maaari rin itong naroroon sa mga gumagalaw na singil). Ito ay lumiliko na ang mga mapagkukunan ng magnetic field ay:

• permanenteng magneto;
• paglipat ng mga singil.

Mga tagubilin

Paglikha ng magnetic field ng kasalukuyang Kumuha ng konduktor at ikonekta ito sa isang kasalukuyang pinagmumulan, siguraduhing hindi mag-overheat ang konduktor. Magdala ng manipis na magnetic needle dito, na maaaring malayang umiikot. Kapag ini-install ito sa iba't ibang mga punto sa espasyo sa paligid ng konduktor, siguraduhin na ito ay nakatuon sa mga linya ng magnetic field.

Magnetic patlang Permanent MagnetKumuha ng permanenteng magnet at hawakan ito malapit sa isang bagay na naglalaman ng malaking halaga ng . Ang isang magnetic force ay agad na lilitaw, na umaakit sa magnet at ang bakal na katawan - ito ang pangunahing patunay ng magnetic field. Maglagay ng permanenteng magnet sa isang piraso ng papel at iwiwisik ang mga pinong iron filing sa paligid nito. Pagkaraan ng ilang oras, lilitaw ang isang simbolo sa isang piraso ng papel, na naglalarawan ng pagkakaroon ng mga linya ng magnetic field. Ang mga ito ay tinatawag na magnetic induction lines.

Paglikha ng isang magnetic field sa pamamagitan ng isang electromagnet Coil na may insulated wire kumonekta sa isang pinagmumulan ng electric current sa pamamagitan ng . Para maiwasan ang wire burnout, itakda ang rheostat sa maximum resistance. Maglagay ng magnetic circuit sa coil. Maaaring ito ay isang piraso ng malambot na bakal o. Kung balak mong makakuha ng magnetic patlang, ang iron core (magnetic core) ay dapat na tipunin mula sa mga plate na nakahiwalay sa isa't isa upang maiwasan ang mga alon ng Foucault, na makagambala sa pagbuo ng isang magnetic field. Ang pagkakaroon ng konektado sa circuit sa kasalukuyang pinagmulan, simulan upang dahan-dahang ilipat ang rheostat slider, siguraduhin na ang coil winding ay hindi overheat. Sa kasong ito, ang magnetic circuit ay magiging isang malakas na magnet, na umaakit at humahawak ng napakalaking bagay na bakal.

Paglikha ng malakas na elektrikal magneto- Ito ay isang kumplikadong teknikal na gawain. Sa industriya, pati na rin sa pang-araw-araw na buhay, ang mga high-power magnet ay kinakailangan. Sa ilang bansa, nagpapatakbo na ang mga magnetic levitation train. Ang mga kotse na may electromagnetic engine ay malapit nang lumitaw sa maraming dami sa ating bansa sa ilalim ng tatak ng Yo-mobile. Ngunit paano nilikha ang mga high-power magnet?

Mga tagubilin

Sa industriya, ang mga makapangyarihang electromagnet ay ginagamit sa lahat ng dako. Ang kanilang disenyo ay mas kumplikado kaysa sa permanenteng magneto. Upang lumikha ng isang malakas na electromagnet, kailangan mo ng isang likid na binubuo ng isang paikot-ikot ng kawad na tanso, pati na rin ang isang iron core. Lakas sa sa kasong ito depende lamang sa lakas ng kasalukuyang dumaan sa mga coils, pati na rin ang bilang ng mga liko ng wire sa paikot-ikot. Ito ay nagkakahalaga na tandaan na sa isang tiyak na kasalukuyang lakas, ang magnetization ng iron core ay sumasailalim sa saturation. Samakatuwid, ang pinakamalakas na pang-industriya na magnet ay ginawa nang wala ito. Sa halip, may idinagdag pang wire. Sa pinakamalakas na pang-industriya na magnet na may bakal, ang bilang ng mga pagliko ng kawad ay bihirang lumampas sa sampu bawat metro, at ang kasalukuyang ginagamit ay dalawang amperes.

Ang isang magnetic field ay maaaring malikha sa pamamagitan ng paggalaw ng mga naka-charge na particle, isang alternating electric field, o ang magnetic moments ng mga particle (sa permanenteng magnet). Magnetic at electric field ay mga pagpapakita ng isang karaniwang larangan - electromagnetic.

Nakaayos na paggalaw ng mga sisingilin na particle

Ang iniutos na paggalaw ng mga sisingilin na particle sa mga conductor ay tinatawag na electric current. Upang makuha ito, kailangan mong lumikha ng isang electric field gamit ang kasalukuyang mga mapagkukunan na gumagana upang paghiwalayin ang mga singil - positibo at negatibo. Ang mekanikal, panloob o anumang iba pang enerhiya sa pinagmulan ay na-convert sa elektrikal na enerhiya.

Anong mga phenomena ang maaaring gamitin upang hatulan ang pagkakaroon ng kasalukuyang sa isang circuit?

Ang paggalaw ng mga naka-charge na particle sa isang konduktor ay hindi makikita. Gayunpaman, ang pagkakaroon ng kasalukuyang sa isang circuit ay maaaring hatulan ng hindi direktang mga palatandaan. Ang ganitong mga phenomena ay kinabibilangan, halimbawa, ang thermal, kemikal at magnetic na epekto ng kasalukuyang, ang huli ay sinusunod sa anumang mga konduktor - solid, likido at gas.

Paano lumilitaw ang isang magnetic field?

Mayroong magnetic field sa paligid ng anumang konduktor na nagdadala ng kasalukuyang. Ito ay nilikha sa pamamagitan ng paggalaw ng mga bagay. Kung ang mga singil ay nakatigil, gumagawa lamang sila ng isang electric field sa kanilang sarili, ngunit sa sandaling lumitaw ang isang kasalukuyang, isang magnetic field ng kasalukuyang ay lilitaw din.

Paano mo matutukoy ang pagkakaroon ng magnetic field?

Ang pagkakaroon ng isang magnetic field ay maaaring makita sa iba't ibang paraan. Halimbawa, maaari kang gumamit ng maliliit na iron filing para sa layuning ito. Sa isang magnetic field, sila ay magnetized at nagiging magnetic arrow (tulad ng isang compass). Ang axis ng bawat naturang arrow ay nakatakda sa direksyon ng pagkilos ng mga puwersa ng magnetic field.

Ang karanasan mismo ay ganito ang hitsura. Ilagay sa karton manipis na layer iron filings, ipasa ang isang tuwid na konduktor sa pamamagitan nito at i-on ang kasalukuyang. Makikita mo kung paano, sa ilalim ng impluwensya ng magnetic field ng kasalukuyang, ang sawdust ay matatagpuan sa paligid ng konduktor sa mga concentric na bilog. Ang mga linyang ito, kung saan matatagpuan ang mga magnetic needle, ay tinatawag na magnetic magnetic field lines. Ang "North Pole" ng arrow sa bawat punto sa field ay itinuturing na direksyon.

Ano ang mga magnetic lines ng isang magnetic field na nilikha ng isang kasalukuyang?

Ang mga magnetic na linya ng magnetic field ng kasalukuyang ay mga saradong kurba na pumapalibot sa isang konduktor. Sa kanilang tulong ito ay maginhawa upang ilarawan ang mga magnetic field. At, dahil mayroong isang magnetic field sa lahat ng mga punto sa espasyo sa paligid ng konduktor, isang magnetic line ay maaaring iguguhit sa anumang punto sa puwang na ito. Ang direksyon ng mga magnetic na linya ay depende sa direksyon ng kasalukuyang sa konduktor.