Το μαγνητικό πεδίο έχει από καιρό εγείρει πολλά ερωτήματα στους ανθρώπους, αλλά ακόμα και τώρα παραμένει ένα ελάχιστα γνωστό φαινόμενο. Πολλοί επιστήμονες προσπάθησαν να μελετήσουν τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητές του, επειδή τα οφέλη και οι δυνατότητες από τη χρήση του πεδίου ήταν αναμφισβήτητα γεγονότα.

Ας τα δούμε όλα με τη σειρά. Λοιπόν, πώς λειτουργεί και σχηματίζεται οποιοδήποτε μαγνητικό πεδίο; Σωστά, από ηλεκτρικό ρεύμα. Και το ρεύμα, σύμφωνα με τα εγχειρίδια φυσικής, είναι μια κατευθυντική ροή φορτισμένων σωματιδίων, έτσι δεν είναι; Έτσι, όταν ένα ρεύμα διέρχεται από οποιονδήποτε αγωγό, ένας συγκεκριμένος τύπος ύλης αρχίζει να ενεργεί γύρω του - ένα μαγνητικό πεδίο. Ένα μαγνητικό πεδίο μπορεί να δημιουργηθεί από ένα ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων ή από τις μαγνητικές ροπές των ηλεκτρονίων στα άτομα. Τώρα αυτό το πεδίο και η ύλη έχουν ενέργεια, το βλέπουμε σε ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις που μπορούν να επηρεάσουν το ρεύμα και τα φορτία του. Το μαγνητικό πεδίο αρχίζει να επηρεάζει τη ροή των φορτισμένων σωματιδίων και αλλάζουν την αρχική κατεύθυνση κίνησης κάθετα προς το ίδιο το πεδίο.

Ένα μαγνητικό πεδίο μπορεί επίσης να ονομαστεί ηλεκτροδυναμικό, επειδή σχηματίζεται κοντά σε κινούμενα σωματίδια και επηρεάζει μόνο τα κινούμενα σωματίδια. Λοιπόν, είναι δυναμικό λόγω του γεγονότος ότι έχει μια ειδική δομή σε περιστρεφόμενα βιόνια σε μια περιοχή του διαστήματος. Ένα συνηθισμένο κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο μπορεί να τα κάνει να περιστρέφονται και να κινούνται. Τα Βιόνια μεταδίδουν οποιεσδήποτε πιθανές αλληλεπιδράσεις σε αυτήν την περιοχή του χώρου. Επομένως, ένα κινούμενο φορτίο έλκει έναν πόλο όλων των βιονίων και τα κάνει να περιστρέφονται. Μόνο αυτός μπορεί να τους βγάλει από την κατάσταση ηρεμίας τους, τίποτα άλλο, γιατί άλλες δυνάμεις δεν θα μπορέσουν να τους επηρεάσουν.

Σε ένα ηλεκτρικό πεδίο υπάρχουν φορτισμένα σωματίδια που κινούνται πολύ γρήγορα και μπορούν να διανύσουν 300.000 km σε μόλις ένα δευτερόλεπτο. Το φως έχει την ίδια ταχύτητα. Ένα μαγνητικό πεδίο δεν μπορεί να υπάρξει χωρίς ηλεκτρικό φορτίο. Αυτό σημαίνει ότι τα σωματίδια συνδέονται απίστευτα στενά μεταξύ τους και υπάρχουν σε ένα κοινό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Δηλαδή, εάν υπάρχουν αλλαγές στο μαγνητικό πεδίο, τότε θα υπάρξουν αλλαγές στο ηλεκτρικό. Αυτός ο νόμος είναι επίσης αντίστροφος.

Εδώ μιλάμε πολύ για το μαγνητικό πεδίο, αλλά πώς μπορούμε να το φανταστούμε; Δεν μπορούμε να το δούμε με γυμνό μάτι. Επιπλέον, λόγω της απίστευτα γρήγορης διάδοσης του πεδίου, δεν έχουμε χρόνο να το εντοπίσουμε χρησιμοποιώντας διάφορες συσκευές. Αλλά για να μελετήσετε κάτι, πρέπει να έχετε τουλάχιστον κάποια ιδέα για αυτό. Είναι επίσης συχνά απαραίτητο να απεικονίζεται ένα μαγνητικό πεδίο σε διαγράμματα. Για να γίνει πιο κατανοητό, σχεδιάζονται γραμμές πεδίου υπό όρους. Από πού τα πήραν; Επινοήθηκαν για κάποιο λόγο.

Ας προσπαθήσουμε να δούμε το μαγνητικό πεδίο χρησιμοποιώντας μικρά μεταλλικά ρινίσματα και έναν συνηθισμένο μαγνήτη. Ας ρίξουμε αυτό το πριονίδι σε μια επίπεδη επιφάνεια και ας το κάνουμε πράξη μαγνητικό πεδίο. Στη συνέχεια θα δούμε ότι θα κινούνται, θα περιστρέφονται και θα ευθυγραμμίζονται σε μοτίβο ή μοτίβο. Η εικόνα που προκύπτει θα δείξει την κατά προσέγγιση επίδραση των δυνάμεων στο μαγνητικό πεδίο. Όλες οι δυνάμεις και, κατά συνέπεια, οι γραμμές δύναμης είναι συνεχείς και κλειστές σε αυτό το μέρος.

Μια μαγνητική βελόνα έχει παρόμοια χαρακτηριστικά και ιδιότητες με μια πυξίδα και χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης των γραμμών δύναμης. Αν πέσει στη ζώνη δράσης ενός μαγνητικού πεδίου, μπορούμε να δούμε την κατεύθυνση δράσης των δυνάμεων από τον βόρειο πόλο του. Στη συνέχεια, ας επισημάνουμε πολλά συμπεράσματα από εδώ: η κορυφή ενός συνηθισμένου μόνιμου μαγνήτη, από τον οποίο προέρχονται οι γραμμές δύναμης, ορίζεται ως ο βόρειος πόλος του μαγνήτη. Ενώ ο νότιος πόλος υποδηλώνει το σημείο όπου οι δυνάμεις είναι κλειστές. Λοιπόν, οι γραμμές δύναμης μέσα στον μαγνήτη δεν επισημαίνονται στο διάγραμμα.

Το μαγνητικό πεδίο, οι ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του έχουν αρκετά ευρεία εφαρμογή, γιατί σε πολλά προβλήματα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη και να μελετάται. Αυτό είναι το πιο σημαντικό φαινόμενο στην επιστήμη της φυσικής. Πιο πολύπλοκα πράγματα όπως η μαγνητική διαπερατότητα και η επαγωγή είναι άρρηκτα συνδεδεμένα με αυτό. Για να εξηγήσουμε όλους τους λόγους για την εμφάνιση ενός μαγνητικού πεδίου, πρέπει να βασιστούμε σε πραγματικά επιστημονικά δεδομένα και επιβεβαίωση. Διαφορετικά, σε πιο σύνθετα προβλήματα, μια εσφαλμένη προσέγγιση μπορεί να παραβιάζει την ακεραιότητα της θεωρίας.

Τώρα ας δώσουμε παραδείγματα. Όλοι γνωρίζουμε τον πλανήτη μας. Θα πείτε ότι δεν έχει μαγνητικό πεδίο; Μπορεί να έχετε δίκιο, αλλά οι επιστήμονες λένε ότι οι διαδικασίες και οι αλληλεπιδράσεις μέσα στον πυρήνα της Γης δημιουργούν ένα τεράστιο μαγνητικό πεδίο που εκτείνεται για χιλιάδες χιλιόμετρα. Αλλά σε οποιοδήποτε μαγνητικό πεδίο πρέπει να υπάρχουν οι πόλοι του. Και υπάρχουν, απλώς βρίσκονται λίγο πιο μακριά από τον γεωγραφικό πόλο. Πώς το νιώθουμε; Για παράδειγμα, τα πουλιά έχουν αναπτύξει ικανότητες πλοήγησης και πλοηγούνται, ειδικότερα, μέσω του μαγνητικού πεδίου. Έτσι, με τη βοήθειά του, οι χήνες φτάνουν σώοι στη Λαπωνία. Ειδικές συσκευές πλοήγησης χρησιμοποιούν επίσης αυτό το φαινόμενο.

Το μαγνητικό πεδίο και τα χαρακτηριστικά του. Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από έναν αγωγό, α ένα μαγνητικό πεδίο. Ένα μαγνητικό πεδίο αντιπροσωπεύει ένα από τα είδη της ύλης. Έχει ενέργεια που εκδηλώνεται με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων που δρουν σε μεμονωμένα κινούμενα μέρη. ηλεκτρικά φορτία(ηλεκτρόνια και ιόντα) και τις ροές τους, δηλαδή ηλεκτρικό ρεύμα. Υπό την επίδραση ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων, τα κινούμενα φορτισμένα σωματίδια αποκλίνουν από την αρχική τους διαδρομή σε κατεύθυνση κάθετη στο πεδίο (Εικ. 34). Σχηματίζεται το μαγνητικό πεδίομόνο γύρω από κινούμενα ηλεκτρικά φορτία, και η δράση του επεκτείνεται επίσης μόνο σε κινούμενα φορτία. Μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδίααχώριστοι και αποτελούν μαζί ένα ενιαίο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Καμία αλλαγή ηλεκτρικό πεδίοοδηγεί στην εμφάνιση μαγνητικού πεδίου και, αντίθετα, οποιαδήποτε αλλαγή στο μαγνητικό πεδίο συνοδεύεται από την εμφάνιση ηλεκτρικού πεδίου. Ηλεκτρομαγνητικό πεδίοδιαδίδεται με την ταχύτητα του φωτός, δηλαδή 300.000 km/s.

Γραφική αναπαράσταση του μαγνητικού πεδίου.Γραφικά, το μαγνητικό πεδίο αντιπροσωπεύεται από μαγνητικές γραμμές δύναμης, οι οποίες σχεδιάζονται έτσι ώστε η κατεύθυνση της γραμμής πεδίου σε κάθε σημείο του πεδίου να συμπίπτει με την κατεύθυνση των δυνάμεων του πεδίου. Οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου είναι πάντα συνεχείς και κλειστές. Η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου σε κάθε σημείο μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας μια μαγνητική βελόνα. Ο βόρειος πόλος του βέλους βρίσκεται πάντα προς την κατεύθυνση των δυνάμεων πεδίου. Το άκρο ενός μόνιμου μαγνήτη από τον οποίο αναδύονται οι γραμμές πεδίου (Εικ. 35, α) θεωρείται ότι είναι ο βόρειος πόλος και το αντίθετο άκρο, στο οποίο εισέρχονται οι γραμμές πεδίου, είναι ο νότιος πόλος (οι γραμμές πεδίου που περνούν μέσα στο μαγνήτης δεν εμφανίζονται). Η κατανομή των γραμμών πεδίου μεταξύ των πόλων ενός επίπεδου μαγνήτη μπορεί να ανιχνευθεί χρησιμοποιώντας ρινίσματα χάλυβα πασπαλισμένα σε ένα φύλλο χαρτιού τοποθετημένο στους πόλους (Εικ. 35, β). Το μαγνητικό πεδίο στο διάκενο αέρα μεταξύ δύο παράλληλων αντίθετων πόλων ενός μόνιμου μαγνήτη χαρακτηρίζεται από ομοιόμορφη κατανομή γραμμών μαγνητικής δύναμης (Εικ. 36) (οι γραμμές πεδίου που περνούν μέσα στον μαγνήτη δεν φαίνονται).

Ρύζι. 37. Μαγνητική ροή που διαπερνά το πηνίο όταν οι θέσεις του είναι κάθετες (α) και κεκλιμένες (β) σε σχέση με την κατεύθυνση των μαγνητικών γραμμών δύναμης.

Για μια πιο οπτική αναπαράσταση του μαγνητικού πεδίου, οι γραμμές πεδίου τοποθετούνται λιγότερο συχνά ή πιο πυκνές. Σε εκείνα τα μέρη όπου το μαγνητικό πεδίο είναι ισχυρότερο, οι γραμμές πεδίου βρίσκονται πιο κοντά η μία στην άλλη και σε μέρη όπου είναι πιο αδύναμο, είναι πιο μακριά. Οι γραμμές δύναμης δεν τέμνονται πουθενά.

Σε πολλές περιπτώσεις, είναι βολικό να θεωρούνται οι μαγνητικές γραμμές δύναμης ως μερικά ελαστικά τεντωμένα νήματα που τείνουν να συστέλλονται και επίσης να απωθούν το ένα το άλλο (έχουν αμοιβαία πλευρική ώθηση). Αυτή η μηχανική έννοια των γραμμών δύναμης καθιστά δυνατή την ξεκάθαρη εξήγηση της εμφάνισης ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων κατά την αλληλεπίδραση ενός μαγνητικού πεδίου και ενός αγωγού με το ρεύμα, καθώς και δύο μαγνητικών πεδίων.

Τα κύρια χαρακτηριστικά ενός μαγνητικού πεδίου είναι η μαγνητική επαγωγή, η μαγνητική ροή, η μαγνητική διαπερατότητα και η ένταση του μαγνητικού πεδίου.

Μαγνητική επαγωγή και μαγνητική ροή.Η ένταση του μαγνητικού πεδίου, δηλαδή η ικανότητά του να παράγει έργο, καθορίζεται από μια ποσότητα που ονομάζεται μαγνητική επαγωγή. Όσο ισχυρότερο είναι το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από έναν μόνιμο μαγνήτη ή ηλεκτρομαγνήτη, τόσο μεγαλύτερη είναι η επαγωγή που έχει. Η μαγνητική επαγωγή Β μπορεί να χαρακτηριστεί από την πυκνότητα των γραμμών μαγνητικού πεδίου, δηλαδή τον αριθμό των γραμμών πεδίου που διέρχονται από μια περιοχή 1 m 2 ή 1 cm 2 που βρίσκεται κάθετα στο μαγνητικό πεδίο. Υπάρχουν ομοιογενή και ανομοιογενή μαγνητικά πεδία. Σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, η μαγνητική επαγωγή σε κάθε σημείο του πεδίου έχει την ίδια τιμή και κατεύθυνση. Το πεδίο στο διάκενο αέρα μεταξύ των αντίθετων πόλων ενός μαγνήτη ή ηλεκτρομαγνήτη (βλ. Εικ. 36) μπορεί να θεωρηθεί ομοιογενές σε κάποια απόσταση από τα άκρα του. Προσδιορίζεται η μαγνητική ροή Ф που διέρχεται από οποιαδήποτε επιφάνεια συνολικός αριθμόςμαγνητικές γραμμές δύναμης που διαπερνούν αυτήν την επιφάνεια, για παράδειγμα πηνίο 1 (Εικ. 37, α), επομένως, σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο

F = BS (40)

όπου S είναι η περιοχή διατομής της επιφάνειας από την οποία διέρχονται οι γραμμές μαγνητικού πεδίου. Συνεπάγεται ότι σε ένα τέτοιο πεδίο η μαγνητική επαγωγή είναι ίση με τη ροή διαιρούμενη με το εμβαδόν διατομής S:

σι = φά/ΜΙΚΡΟ (41)

Εάν οποιαδήποτε επιφάνεια βρίσκεται λοξά ως προς την κατεύθυνση των γραμμών του μαγνητικού πεδίου (Εικ. 37, β), τότε η ροή που τη διαπερνά θα είναι μικρότερη από ό,τι αν είναι κάθετη στη θέση της, δηλαδή Φ 2 θα είναι μικρότερη από Ф 1 .

Στο σύστημα μονάδων SI, η μαγνητική ροή μετριέται σε webers (Wb), αυτή η μονάδα έχει τη διάσταση V*s (volt-second). Η μαγνητική επαγωγή σε μονάδες SI μετριέται σε teslas (T). 1 T = 1 Wb/m2.

Μαγνητική διαπερατότητα.Η μαγνητική επαγωγή δεν εξαρτάται μόνο από την ισχύ του ρεύματος που διέρχεται από έναν ευθύ αγωγό ή πηνίο, αλλά και από τις ιδιότητες του μέσου στο οποίο δημιουργείται το μαγνητικό πεδίο. Η ποσότητα που χαρακτηρίζει τις μαγνητικές ιδιότητες ενός μέσου είναι απόλυτη μαγνητική διαπερατότητα; ΕΝΑ. Η μονάδα μέτρησής του είναι henry ανά μέτρο (1 H/m = 1 Ohm*s/m).
Σε ένα μέσο με μεγαλύτερη μαγνητική διαπερατότητα, ένα ηλεκτρικό ρεύμα ορισμένης ισχύος δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο με μεγαλύτερη επαγωγή. Έχει διαπιστωθεί ότι η μαγνητική διαπερατότητα του αέρα και όλων των ουσιών, με εξαίρεση τα σιδηρομαγνητικά υλικά (βλ. § 18), έχει περίπου την ίδια τιμή με τη μαγνητική διαπερατότητα του κενού. Η απόλυτη μαγνητική διαπερατότητα ενός κενού ονομάζεται μαγνητική σταθερά, ? o = 4?*10 -7 H/m. Η μαγνητική διαπερατότητα των σιδηρομαγνητικών υλικών είναι χιλιάδες και μάλιστα δεκάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από τη μαγνητική διαπερατότητα των μη σιδηρομαγνητικών ουσιών. Λόγος μαγνητικής διαπερατότητας; και οποιαδήποτε ουσία στη μαγνητική διαπερατότητα του κενού; o ονομάζεται σχετική μαγνητική διαπερατότητα:

? = ? ΕΝΑ /; Ο (42)

Ισχύς μαγνητικού πεδίου. Ένταση Και δεν εξαρτάται από μαγνητικές ιδιότητεςπεριβάλλον, αλλά λαμβάνει υπόψη την επίδραση της ισχύος του ρεύματος και του σχήματος των αγωγών στην ένταση του μαγνητικού πεδίου σε ένα δεδομένο σημείο του χώρου. Η μαγνητική επαγωγή και η τάση σχετίζονται με τη σχέση

H = B/? a = B/(?? o) (43)

Κατά συνέπεια, σε ένα μέσο με σταθερή μαγνητική διαπερατότητα, η επαγωγή του μαγνητικού πεδίου είναι ανάλογη με την ισχύ του.
Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου μετριέται σε αμπέρ ανά μέτρο (A/m) ή αμπέρ ανά εκατοστό (A/cm).

Ας καταλάβουμε μαζί τι είναι μαγνητικό πεδίο. Εξάλλου, πολλοί άνθρωποι ζουν σε αυτόν τον τομέα όλη τους τη ζωή και δεν το σκέφτονται καν. Ήρθε η ώρα να το φτιάξετε!

Ένα μαγνητικό πεδίο

Ένα μαγνητικό πεδίο – ιδιαίτερο είδοςύλη. Εκδηλώνεται με τη δράση σε κινούμενα ηλεκτρικά φορτία και σώματα που έχουν τη δική τους μαγνητική ροπή (μόνιμοι μαγνήτες).

Σημαντικό: το μαγνητικό πεδίο δεν επηρεάζει τα σταθερά φορτία! Ένα μαγνητικό πεδίο δημιουργείται επίσης από κινούμενα ηλεκτρικά φορτία, ή από ένα χρονικά μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο ή από τις μαγνητικές ροπές των ηλεκτρονίων στα άτομα. Δηλαδή, οποιοδήποτε σύρμα από το οποίο περνάει ρεύμα γίνεται και μαγνήτης!

Ένα σώμα που έχει το δικό του μαγνητικό πεδίο.

Ένας μαγνήτης έχει πόλους που ονομάζονται βόρειοι και νότιοι. Οι ονομασίες "βορράς" και "νότος" δίνονται μόνο για λόγους ευκολίας (όπως "συν" και "πλην" στον ηλεκτρισμό).

Το μαγνητικό πεδίο αντιπροσωπεύεται από μαγνητικές γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας. Οι γραμμές δύναμης είναι συνεχείς και κλειστές και η κατεύθυνσή τους συμπίπτει πάντα με την κατεύθυνση δράσης των δυνάμεων πεδίου. Εάν τα μεταλλικά ρινίσματα είναι διασκορπισμένα γύρω από έναν μόνιμο μαγνήτη, τα μεταλλικά σωματίδια θα δείχνουν μια καθαρή εικόνα των γραμμών μαγνητικού πεδίου που βγαίνουν από τον βόρειο πόλο και εισέρχονται στον νότιο πόλο. Γραφικό χαρακτηριστικό ενός μαγνητικού πεδίου - γραμμές δύναμης.

Χαρακτηριστικά του μαγνητικού πεδίου

Τα κύρια χαρακτηριστικά του μαγνητικού πεδίου είναι μαγνητική επαγωγή, μαγνητική ροήΚαι μαγνητική διαπερατότητα. Αλλά ας μιλήσουμε για όλα με τη σειρά.

Ας σημειώσουμε αμέσως ότι όλες οι μονάδες μέτρησης δίνονται στο σύστημα ΣΙ.

Μαγνητική επαγωγή σι – διάνυσμα φυσική ποσότητα, που είναι η κύρια δύναμη που χαρακτηρίζει το μαγνητικό πεδίο. Υποδηλώνεται με το γράμμα σι . Μονάδα μέτρησης μαγνητικής επαγωγής – Tesla (Τ).

Η μαγνητική επαγωγή δείχνει πόσο ισχυρό είναι το πεδίο προσδιορίζοντας τη δύναμη που ασκεί σε ένα φορτίο. Αυτή η δύναμη ονομάζεται Δύναμη Lorentz.

Εδώ q - χρέωση, v - η ταχύτητά του σε μαγνητικό πεδίο, σι - επαγωγή, φά - Δύναμη Lorentz με την οποία το πεδίο δρα στο φορτίο.

φά– φυσική ποσότητα ίση με το γινόμενο της μαγνητικής επαγωγής από την περιοχή του κυκλώματος και του συνημιτόνου μεταξύ του διανύσματος επαγωγής και του κανονικού στο επίπεδο του κυκλώματος από το οποίο διέρχεται η ροή. Η μαγνητική ροή είναι ένα βαθμωτό χαρακτηριστικό ενός μαγνητικού πεδίου.

Μπορούμε να πούμε ότι η μαγνητική ροή χαρακτηρίζει τον αριθμό των γραμμών μαγνητικής επαγωγής που διαπερνούν μια μονάδα επιφάνειας. Η μαγνητική ροή μετράται σε Weberach (Wb).

Μαγνητική διαπερατότητα– συντελεστής που καθορίζει τις μαγνητικές ιδιότητες του μέσου. Μία από τις παραμέτρους από τις οποίες εξαρτάται η μαγνητική επαγωγή ενός πεδίου είναι η μαγνητική διαπερατότητα.

Ο πλανήτης μας είναι ένας τεράστιος μαγνήτης για αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια. Η επαγωγή του μαγνητικού πεδίου της Γης ποικίλλει ανάλογα με τις συντεταγμένες. Στον ισημερινό είναι περίπου 3,1 επί 10 στη μείον πέμπτη δύναμη του Τέσλα. Επιπλέον, υπάρχουν μαγνητικές ανωμαλίες όπου η τιμή και η κατεύθυνση του πεδίου διαφέρουν σημαντικά από τις γειτονικές περιοχές. Μερικές από τις μεγαλύτερες μαγνητικές ανωμαλίες στον πλανήτη - ΚουρσκΚαι Μαγνητικές ανωμαλίες της Βραζιλίας.

Η προέλευση του μαγνητικού πεδίου της Γης παραμένει ακόμα ένα μυστήριο για τους επιστήμονες. Υποτίθεται ότι η πηγή του πεδίου είναι ο υγρός μεταλλικός πυρήνας της Γης. Ο πυρήνας κινείται, πράγμα που σημαίνει ότι το λιωμένο κράμα σιδήρου-νικελίου κινείται και η κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων είναι το ηλεκτρικό ρεύμα που δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο. Το πρόβλημα είναι ότι αυτή η θεωρία ( γεωδύναμο) δεν εξηγεί πώς το πεδίο διατηρείται σταθερό.

Η Γη είναι ένα τεράστιο μαγνητικό δίπολο.Οι μαγνητικοί πόλοι δεν συμπίπτουν με τους γεωγραφικούς, αν και βρίσκονται σε κοντινή απόσταση. Επιπλέον, οι μαγνητικοί πόλοι της Γης κινούνται. Η μετατόπισή τους καταγράφεται από το 1885. Για παράδειγμα, τα τελευταία εκατό χρόνια, ο μαγνητικός πόλος στο νότιο ημισφαίριο έχει μετατοπιστεί σχεδόν 900 χιλιόμετρα και βρίσκεται τώρα στον Νότιο Ωκεανό. Ο πόλος του αρκτικού ημισφαιρίου κινείται μέσω του Αρκτικού Ωκεανού στην μαγνητική ανωμαλία της Ανατολικής Σιβηρίας (σύμφωνα με τα δεδομένα του 2004) ήταν περίπου 60 χιλιόμετρα ετησίως. Τώρα υπάρχει μια επιτάχυνση της κίνησης των πόλων - κατά μέσο όρο, η ταχύτητα αυξάνεται κατά 3 χιλιόμετρα ετησίως.

Ποια είναι η σημασία του μαγνητικού πεδίου της Γης για εμάς;Πρώτα απ 'όλα, το μαγνητικό πεδίο της Γης προστατεύει τον πλανήτη από τις κοσμικές ακτίνες και τον ηλιακό άνεμο. Τα φορτισμένα σωματίδια από το βαθύ διάστημα δεν πέφτουν απευθείας στο έδαφος, αλλά εκτρέπονται από έναν τεράστιο μαγνήτη και κινούνται κατά μήκος των γραμμών δύναμής του. Έτσι, όλα τα έμβια όντα προστατεύονται από την επιβλαβή ακτινοβολία.

Πολλά γεγονότα έχουν συμβεί κατά τη διάρκεια της ιστορίας της Γης. αναστροφές(αλλαγές) μαγνητικών πόλων. Αναστροφή πόλου- αυτό είναι όταν αλλάζουν θέσεις. Τελευταία φοράΑυτό το φαινόμενο συνέβη πριν από περίπου 800 χιλιάδες χρόνια, και συνολικά υπήρξαν περισσότερες από 400 γεωμαγνητικές αναστροφές στην ιστορία της Γης, μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι, δεδομένης της παρατηρούμενης επιτάχυνσης της κίνησης των μαγνητικών πόλων, θα πρέπει να αναμένεται η επόμενη αναστροφή του πόλου. στα επόμενα δύο χιλιάδες χρόνια.

Ευτυχώς, δεν αναμένεται ακόμη αλλαγή πόλου στον αιώνα μας. Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να σκεφτείτε ευχάριστα πράγματα και να απολαύσετε τη ζωή στο παλιό καλό σταθερό πεδίο της Γης, έχοντας λάβει υπόψη τις βασικές ιδιότητες και χαρακτηριστικά του μαγνητικού πεδίου. Και για να το κάνετε αυτό, υπάρχουν οι συγγραφείς μας, στους οποίους μπορείτε να εμπιστευτείτε με σιγουριά μερικά από τα εκπαιδευτικά προβλήματα με σιγουριά! και άλλα είδη εργασιών που μπορείτε να παραγγείλετε χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο.

Η ευρεία χρήση των μαγνητικών πεδίων στην καθημερινή ζωή, στην παραγωγή και στην επιστημονική έρευνα. Αρκεί να ονομάσουμε τέτοιες συσκευές όπως γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος, ηλεκτρικούς κινητήρες, ρελέ, επιταχυντές σωματιδίων και διάφορους αισθητήρες. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο τι είναι ένα μαγνητικό πεδίο και πώς σχηματίζεται.

Τι είναι μαγνητικό πεδίο - ορισμός

Το μαγνητικό πεδίο είναι ένα πεδίο δύναμης που δρα σε κινούμενα φορτισμένα σωματίδια. Το μέγεθος του μαγνητικού πεδίου εξαρτάται από τον ρυθμό μεταβολής του. Σύμφωνα με αυτό το χαρακτηριστικό, διακρίνονται δύο τύποι μαγνητικών πεδίων: το δυναμικό και το βαρυτικό.

Το βαρυτικό μαγνητικό πεδίο προκύπτει μόνο κοντά σε στοιχειώδη σωματίδια και σχηματίζεται ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της δομής τους. Οι πηγές ενός δυναμικού μαγνητικού πεδίου είναι κινούμενα ηλεκτρικά φορτία ή φορτισμένα σώματα, αγωγοί που μεταφέρουν ρεύμα και μαγνητισμένες ουσίες.

Ιδιότητες μαγνητικού πεδίου

Ο μεγάλος Γάλλος επιστήμονας Andre Ampère κατάφερε να καταλάβει δύο θεμελιώδεις ιδιότητες του μαγνητικού πεδίου:

1. Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός μαγνητικού πεδίου και ενός ηλεκτρικού πεδίου και η κύρια ιδιότητά του είναι ότι είναι σχετική. Εάν πάρετε ένα φορτισμένο σώμα, το αφήσετε ακίνητο σε κάποιο πλαίσιο αναφοράς και τοποθετήσετε μια μαγνητική βελόνα κοντά, τότε, ως συνήθως, θα δείχνει προς το βορρά. Δηλαδή, δεν θα ανιχνεύσει κανένα πεδίο εκτός από αυτό της γης. Εάν αρχίσετε να μετακινείτε αυτό το φορτισμένο σώμα σε σχέση με το βέλος, θα αρχίσει να περιστρέφεται - αυτό δείχνει ότι όταν το φορτισμένο σώμα κινείται, δημιουργείται επίσης μαγνητικό πεδίο, εκτός από το ηλεκτρικό. Έτσι, ένα μαγνητικό πεδίο εμφανίζεται εάν και μόνο εάν υπάρχει ένα κινούμενο φορτίο.
2. Ένα μαγνητικό πεδίο δρα σε ένα άλλο ηλεκτρικό ρεύμα. Έτσι, μπορεί να ανιχνευθεί ανιχνεύοντας την κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων - σε ένα μαγνητικό πεδίο θα αποκλίνουν, οι αγωγοί με ρεύμα θα μετακινηθούν, το πλαίσιο με ρεύμα θα περιστραφεί, οι μαγνητισμένες ουσίες θα μετατοπιστούν. Εδώ θα πρέπει να θυμηθούμε τη βελόνα της μαγνητικής πυξίδας, συνήθως έγχρωμη Μπλε χρώμα, - τελικά, είναι απλώς ένα κομμάτι μαγνητισμένου σιδήρου. Είναι πάντα στραμμένο προς τον βορρά επειδή η Γη έχει μαγνητικό πεδίο. Ολόκληρος ο πλανήτης μας είναι ένας τεράστιος μαγνήτης: στον Βόρειο Πόλο υπάρχει μια νότια μαγνητική ζώνη και στον Νότιο Γεωγραφικό Πόλο υπάρχει ένας βόρειος μαγνητικός πόλος.

Επιπλέον, οι ιδιότητες του μαγνητικού πεδίου περιλαμβάνουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

1. Η ισχύς ενός μαγνητικού πεδίου περιγράφεται με μαγνητική επαγωγή - αυτή είναι μια διανυσματική ποσότητα που καθορίζει την ισχύ με την οποία το μαγνητικό πεδίο επηρεάζει τα κινούμενα φορτία.
2. Το μαγνητικό πεδίο μπορεί να είναι σταθερού και μεταβλητού τύπου. Το πρώτο δημιουργείται από ένα ηλεκτρικό πεδίο που δεν αλλάζει στο χρόνο, η επαγωγή ενός τέτοιου πεδίου είναι επίσης σταθερή. Το δεύτερο δημιουργείται συχνότερα χρησιμοποιώντας επαγωγείς που τροφοδοτούνται από εναλλασσόμενο ρεύμα.
3. Το μαγνητικό πεδίο δεν μπορεί να γίνει αντιληπτό από τις ανθρώπινες αισθήσεις και καταγράφεται μόνο από ειδικούς αισθητήρες.

Για να κατανοήσουμε ποιο είναι το χαρακτηριστικό ενός μαγνητικού πεδίου, πρέπει να οριστούν πολλά φαινόμενα. Ταυτόχρονα, πρέπει να θυμάστε εκ των προτέρων πώς και γιατί εμφανίζεται. Μάθετε ποιο είναι το χαρακτηριστικό ισχύος ενός μαγνητικού πεδίου. Είναι σημαντικό ότι ένα τέτοιο πεδίο μπορεί να συμβεί όχι μόνο σε μαγνήτες. Από αυτή την άποψη, δεν θα ήταν κακό να αναφέρουμε τα χαρακτηριστικά του μαγνητικού πεδίου της γης.

Ανάδυση του πεδίου

Πρώτα πρέπει να περιγράψουμε την εμφάνιση του πεδίου. Στη συνέχεια μπορείτε να περιγράψετε το μαγνητικό πεδίο και τα χαρακτηριστικά του. Εμφανίζεται κατά την κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων. Μπορεί να επηρεάσει ιδιαίτερα τους ενεργούς αγωγούς. Η αλληλεπίδραση μεταξύ ενός μαγνητικού πεδίου και των κινούμενων φορτίων, ή των αγωγών μέσω των οποίων ρέει το ρεύμα, συμβαίνει λόγω δυνάμεων που ονομάζονται ηλεκτρομαγνητικές.

Η ένταση ή η ισχύς που χαρακτηρίζει ένα μαγνητικό πεδίο σε ένα συγκεκριμένο χωρικό σημείο προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας μαγνητική επαγωγή. Το τελευταίο δηλώνεται με το σύμβολο B.

Γραφική αναπαράσταση του πεδίου

Το μαγνητικό πεδίο και τα χαρακτηριστικά του μπορούν να αναπαρασταθούν σε γραφική μορφή χρησιμοποιώντας γραμμές επαγωγής. Αυτός ο ορισμός αναφέρεται σε γραμμές των οποίων οι εφαπτομένες σε οποιοδήποτε σημείο συμπίπτουν με την κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής.

Αυτές οι γραμμές περιλαμβάνονται στα χαρακτηριστικά του μαγνητικού πεδίου και χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης και της έντασής του. Όσο μεγαλύτερη είναι η ένταση του μαγνητικού πεδίου, τόσο περισσότερες από αυτές τις γραμμές θα τραβηχτούν.

Τι είναι οι μαγνητικές γραμμές

Οι μαγνητικές γραμμές σε ευθύγραμμους αγωγούς που μεταφέρουν ρεύμα έχουν σχήμα ομόκεντρου κύκλου, το κέντρο του οποίου βρίσκεται στον άξονα του δεδομένου αγωγού. Η κατεύθυνση των μαγνητικών γραμμών κοντά σε αγωγούς που μεταφέρουν ρεύμα καθορίζεται από τον κανόνα του αυλακιού, ο οποίος ακούγεται ως εξής: εάν το στόμιο είναι τοποθετημένο έτσι ώστε να βιδώνεται στον αγωγό προς την κατεύθυνση του ρεύματος, τότε η φορά περιστροφής της λαβής αντιστοιχεί στην κατεύθυνση των μαγνητικών γραμμών.

Σε ένα πηνίο με ρεύμα, η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου θα καθοριστεί επίσης από τον κανόνα του gimlet. Απαιτείται επίσης η περιστροφή της λαβής προς την κατεύθυνση του ρεύματος στις στροφές της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Η κατεύθυνση των γραμμών μαγνητικής επαγωγής θα αντιστοιχεί στην κατεύθυνση κίνηση προς τα εμπρόςτρυπάνι.

Είναι το κύριο χαρακτηριστικό ενός μαγνητικού πεδίου.

Δημιουργημένο από ένα ρεύμα, υπό ίσες συνθήκες, το πεδίο θα διαφέρει ως προς την έντασή του διαφορετικά περιβάλλονταλόγω των διαφορετικών μαγνητικών ιδιοτήτων σε αυτές τις ουσίες. Οι μαγνητικές ιδιότητες του μέσου χαρακτηρίζονται από απόλυτη μαγνητική διαπερατότητα. Μετριέται σε henry ανά μέτρο (g/m).

Τα χαρακτηριστικά του μαγνητικού πεδίου περιλαμβάνουν την απόλυτη μαγνητική διαπερατότητα του κενού, που ονομάζεται μαγνητική σταθερά. Η τιμή που καθορίζει πόσες φορές η απόλυτη μαγνητική διαπερατότητα του μέσου θα διαφέρει από τη σταθερά ονομάζεται σχετική μαγνητική διαπερατότητα.

Μαγνητική διαπερατότητα ουσιών

Αυτή είναι μια αδιάστατη ποσότητα. Οι ουσίες με τιμή διαπερατότητας μικρότερη από μία ονομάζονται διαμαγνητικές. Σε αυτές τις ουσίες το πεδίο θα είναι πιο αδύναμο από ότι στο κενό. Αυτές οι ιδιότητες υπάρχουν στο υδρογόνο, το νερό, τον χαλαζία, το ασήμι κ.λπ.

Τα μέσα με μαγνητική διαπερατότητα που υπερβαίνει τη μονάδα ονομάζονται παραμαγνητικά. Σε αυτές τις ουσίες το πεδίο θα είναι ισχυρότερο από ότι στο κενό. Αυτά τα περιβάλλοντα και οι ουσίες περιλαμβάνουν τον αέρα, το αλουμίνιο, το οξυγόνο και την πλατίνα.

Στην περίπτωση παραμαγνητικών και διαμαγνητικών ουσιών, η τιμή της μαγνητικής διαπερατότητας δεν θα εξαρτάται από την τάση του εξωτερικού πεδίου μαγνήτισης. Αυτό σημαίνει ότι η ποσότητα είναι σταθερή για μια συγκεκριμένη ουσία.

Μια ειδική ομάδα περιλαμβάνει σιδηρομαγνήτες. Για αυτές τις ουσίες, η μαγνητική διαπερατότητα θα φτάσει αρκετές χιλιάδες ή περισσότερο. Αυτές οι ουσίες, που έχουν την ιδιότητα να μαγνητίζονται και να ενισχύουν ένα μαγνητικό πεδίο, χρησιμοποιούνται ευρέως στην ηλεκτρική μηχανική.

Δύναμη πεδίου

Για τον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών ενός μαγνητικού πεδίου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια τιμή που ονομάζεται ένταση μαγνητικού πεδίου μαζί με το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής. Αυτός ο όρος καθορίζει την ένταση του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου σε ένα μέσο με ταυτόσημες ιδιότητεςπρος όλες τις κατευθύνσεις το διάνυσμα της έντασης θα συμπίπτει με το διάνυσμα της μαγνητικής επαγωγής στο σημείο πεδίου.

Η ισχύς των σιδηρομαγνητών εξηγείται από την παρουσία σε αυτούς αυθαίρετα μαγνητισμένων μικρών τμημάτων, τα οποία μπορούν να αναπαρασταθούν με τη μορφή μικρών μαγνητών.

Χωρίς μαγνητικό πεδίο, μια σιδηρομαγνητική ουσία μπορεί να μην έχει έντονες μαγνητικές ιδιότητες, αφού τα πεδία των περιοχών αποκτούν διαφορετικούς προσανατολισμούς και το συνολικό τους μαγνητικό πεδίο είναι μηδέν.

Σύμφωνα με το κύριο χαρακτηριστικό του μαγνητικού πεδίου, εάν ένας σιδηρομαγνήτης τοποθετηθεί σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, για παράδειγμα, σε ένα πηνίο με ρεύμα, τότε υπό την επίδραση του εξωτερικού πεδίου οι περιοχές θα στραφούν προς την κατεύθυνση του εξωτερικού πεδίου. Επιπλέον, το μαγνητικό πεδίο στο πηνίο θα αυξηθεί και η μαγνητική επαγωγή θα αυξηθεί. Εάν το εξωτερικό πεδίο είναι αρκετά ασθενές, τότε μόνο ένα μέρος όλων των περιοχών θα αναποδογυρίσει, τα μαγνητικά πεδία των οποίων είναι κοντά στην κατεύθυνση προς την κατεύθυνση του εξωτερικού πεδίου. Καθώς αυξάνεται η ισχύς του εξωτερικού πεδίου, ο αριθμός των περιστρεφόμενων περιοχών θα αυξηθεί και σε μια ορισμένη τιμή της τάσης του εξωτερικού πεδίου, σχεδόν όλα τα μέρη θα περιστραφούν έτσι ώστε τα μαγνητικά πεδία να βρίσκονται στην κατεύθυνση του εξωτερικού πεδίου. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται μαγνητικός κορεσμός.

Σχέση μαγνητικής επαγωγής και τάσης

Η σχέση μεταξύ της μαγνητικής επαγωγής μιας σιδηρομαγνητικής ουσίας και της έντασης του εξωτερικού πεδίου μπορεί να απεικονιστεί χρησιμοποιώντας ένα γράφημα που ονομάζεται καμπύλη μαγνήτισης. Στο σημείο όπου κάμπτεται το γράφημα της καμπύλης, ο ρυθμός αύξησης της μαγνητικής επαγωγής μειώνεται. Μετά την κάμψη, όπου η τάση φτάνει σε μια ορισμένη τιμή, εμφανίζεται κορεσμός και η καμπύλη αυξάνεται ελαφρά, παίρνοντας σταδιακά το σχήμα μιας ευθείας γραμμής. Σε αυτόν τον τομέα, η επαγωγή εξακολουθεί να αυξάνεται, αλλά μάλλον αργά και μόνο λόγω της αύξησης της έντασης του εξωτερικού πεδίου.

Η γραφική εξάρτηση των δεδομένων του δείκτη δεν είναι άμεση, πράγμα που σημαίνει ότι η αναλογία τους δεν είναι σταθερή και η μαγνητική διαπερατότητα του υλικού δεν είναι σταθερός δείκτης, αλλά εξαρτάται από το εξωτερικό πεδίο.

Αλλαγές στις μαγνητικές ιδιότητες των υλικών

Όταν η ισχύς του ρεύματος αυξάνεται σε πλήρη κορεσμό σε ένα πηνίο με σιδηρομαγνητικό πυρήνα και στη συνέχεια μειωθεί, η καμπύλη μαγνήτισης δεν θα συμπίπτει με την καμπύλη απομαγνήτισης. Με μηδενική ένταση, η μαγνητική επαγωγή δεν θα έχει την ίδια τιμή, αλλά θα αποκτήσει έναν συγκεκριμένο δείκτη που ονομάζεται υπολειμματική μαγνητική επαγωγή. Η κατάσταση όπου η μαγνητική επαγωγή υστερεί σε σχέση με τη δύναμη μαγνήτισης ονομάζεται υστέρηση.

Για να απομαγνητιστεί πλήρως ο σιδηρομαγνητικός πυρήνας στο πηνίο, είναι απαραίτητο να δοθεί ένα αντίστροφο ρεύμα, το οποίο θα δημιουργήσει την απαραίτητη τάση. Διαφορετικές σιδηρομαγνητικές ουσίες απαιτούν ένα κομμάτι διαφορετικού μήκους. Όσο μεγαλύτερο είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την απομαγνήτιση. Η τιμή στην οποία συμβαίνει πλήρης απομαγνήτιση του υλικού ονομάζεται δύναμη καταναγκασμού.

Με μια περαιτέρω αύξηση του ρεύματος στο πηνίο, η επαγωγή θα αυξηθεί και πάλι σε κορεσμό, αλλά με διαφορετική κατεύθυνση των μαγνητικών γραμμών. Κατά τον απομαγνητισμό προς την αντίθετη κατεύθυνση, θα ληφθεί υπολειπόμενη επαγωγή. Το φαινόμενο του υπολειπόμενου μαγνητισμού χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μόνιμων μαγνητών από ουσίες με υψηλό δείκτη υπολειπόμενου μαγνητισμού. Οι πυρήνες για ηλεκτρικές μηχανές και συσκευές δημιουργούνται από ουσίες που έχουν την ικανότητα να επαναμαγνητίζονται.

Κανόνας του αριστερού χεριού

Η δύναμη που επηρεάζει έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα έχει μια κατεύθυνση που καθορίζεται από τον κανόνα του αριστερού χεριού: όταν η παλάμη του παρθένου χεριού είναι τοποθετημένη με τέτοιο τρόπο ώστε οι μαγνητικές γραμμές εισέρχονται σε αυτήν και τέσσερα δάχτυλα εκτείνονται προς την κατεύθυνση του ρεύματος στον αγωγό, λυγισμένο αντίχειραςθα δείξει την κατεύθυνση της δύναμης. Αυτή η δύναμη είναι κάθετη στο διάνυσμα της επαγωγής και στο ρεύμα.

Ένας αγωγός που μεταφέρει ρεύμα που κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο θεωρείται πρωτότυπο ενός ηλεκτροκινητήρα που αλλάζει ηλεκτρική ενέργειασε μηχανικό.

Κανόνας του δεξιού χεριού

Όταν ένας αγωγός κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο, επάγεται μια ηλεκτροκινητική δύναμη μέσα σε αυτό, η οποία έχει τιμή ανάλογη με τη μαγνητική επαγωγή, το μήκος του αγωγού που εμπλέκεται και την ταχύτητα της κίνησής του. Αυτή η εξάρτηση ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Όταν προσδιορίζετε την κατεύθυνση του επαγόμενου emf σε έναν αγωγό, χρησιμοποιήστε τον κανόνα δεξί χέρι: όταν το δεξί χέρι είναι τοποθετημένο με τον ίδιο τρόπο όπως στο παράδειγμα με το αριστερό, οι μαγνητικές γραμμές εισέρχονται στην παλάμη και ο αντίχειρας δείχνει την κατεύθυνση κίνησης του αγωγού, τα εκτεταμένα δάχτυλα θα δείχνουν την κατεύθυνση του επαγόμενου EMF. Κίνηση σε μαγνητική ροή υπό την επίδραση ενός εξωτερικού μηχανική δύναμηένας αγωγός είναι το απλούστερο παράδειγμα ηλεκτρικής γεννήτριας στην οποία η μηχανική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια.

Μπορεί να διατυπωθεί διαφορετικά: σε έναν κλειστό βρόχο, προκαλείται ένα EMF με οποιαδήποτε αλλαγή στη μαγνητική ροή που καλύπτεται από αυτόν τον βρόχο, το EMF στον βρόχο είναι αριθμητικά ίσο με το ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής ροής που καλύπτει αυτόν τον βρόχο.

Αυτή η φόρμα παρέχει έναν μέσο δείκτη EMF και υποδεικνύει την εξάρτηση του EMF όχι από τη μαγνητική ροή, αλλά από τον ρυθμό μεταβολής του.

Ο νόμος του Lenz

Πρέπει επίσης να θυμάστε τον νόμο του Lenz: το ρεύμα που προκαλείται όταν το μαγνητικό πεδίο που διέρχεται από το κύκλωμα αλλάζει, το μαγνητικό του πεδίο εμποδίζει αυτή την αλλαγή. Εάν οι στροφές ενός πηνίου διαπερνώνται από μαγνητικές ροές διαφορετικών μεγεθών, τότε το EMF που προκαλείται σε ολόκληρο το πηνίο είναι ίσο με το άθροισμα του EDE σε διαφορετικές στροφές. Το άθροισμα των μαγνητικών ροών των διαφορετικών στροφών του πηνίου ονομάζεται σύνδεση ροής. Η μονάδα μέτρησης για αυτήν την ποσότητα, καθώς και για τη μαγνητική ροή, είναι ο Weber.

Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα στο κύκλωμα αλλάζει, αλλάζει και η μαγνητική ροή που δημιουργεί. Παράλληλα, σύμφωνα με το νόμο ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, ένα EMF προκαλείται μέσα στον αγωγό. Εμφανίζεται λόγω αλλαγής του ρεύματος στον αγωγό, επειδή αυτό το φαινόμενοονομάζεται αυτοεπαγωγή και το emf που προκαλείται σε έναν αγωγό ονομάζεται αυτοεπαγωγή emf.

Η σύνδεση ροής και η μαγνητική ροή εξαρτώνται όχι μόνο από την ισχύ του ρεύματος, αλλά και από το μέγεθος και το σχήμα ενός δεδομένου αγωγού και τη μαγνητική διαπερατότητα της περιβάλλουσας ουσίας.

Επαγωγή αγωγού

Ο συντελεστής αναλογικότητας ονομάζεται αυτεπαγωγή του αγωγού. Αναφέρεται στην ικανότητα ενός αγωγού να δημιουργεί σύνδεση ροής όταν διέρχεται ηλεκτρισμός από αυτόν. Αυτή είναι μια από τις κύριες παραμέτρους των ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Για ορισμένα κυκλώματα, η αυτεπαγωγή είναι μια σταθερή τιμή. Θα εξαρτηθεί από το μέγεθος του κυκλώματος, τη διαμόρφωσή του και τη μαγνητική διαπερατότητα του μέσου. Σε αυτή την περίπτωση, η ισχύς του ρεύματος στο κύκλωμα και η μαγνητική ροή δεν θα έχουν σημασία.

Οι παραπάνω ορισμοί και φαινόμενα παρέχουν μια εξήγηση του τι είναι μαγνητικό πεδίο. Δίνονται επίσης τα κύρια χαρακτηριστικά του μαγνητικού πεδίου, με τη βοήθεια των οποίων μπορεί να οριστεί αυτό το φαινόμενο.