Magnetsko polje već dugo izaziva mnoga pitanja kod ljudi, ali čak i sada ostaje malo poznat fenomen. Mnogi su znanstvenici pokušali proučiti njegove karakteristike i svojstva, jer su dobrobiti i potencijal korištenja polja bile neporecive činjenice.

Pogledajmo sve redom. Dakle, kako bilo koje magnetsko polje djeluje i nastaje? Tako je, od električne struje. A struja je, prema udžbenicima fizike, usmjereni tok nabijenih čestica, zar ne? Dakle, kada struja prolazi kroz bilo koji vodič, oko njega počinje djelovati određena vrsta materije - magnetsko polje. Magnetsko polje može nastati strujom nabijenih čestica ili magnetskim momentima elektrona u atomima. Ovo polje i materija imaju energiju, vidimo je u elektromagnetskim silama koje mogu utjecati na struju i njezine naboje. Magnetsko polje počinje utjecati na tok nabijenih čestica, te one mijenjaju početni smjer kretanja okomito na samo polje.

Magnetsko polje se također može nazvati elektrodinamičkim, jer nastaje u blizini pokretnih čestica i djeluje samo na pokretne čestice. Pa, dinamičan je zbog činjenice da ima posebnu strukturu u rotirajućim bionima u području svemira. Obični pokretni električni naboj može ih natjerati da se okreću i kreću. Bioni prenose sve moguće interakcije u ovom području prostora. Stoga pokretni naboj privlači jedan pol svih biona i tjera ih da se okreću. Samo ih on može izvesti iz stanja mirovanja, ništa drugo, jer druge sile na njih neće moći utjecati.

U električnom polju postoje nabijene čestice koje se kreću vrlo brzo i mogu prijeći 300 000 km u samo sekundi. Svjetlost ima istu brzinu. Magnetsko polje ne može postojati bez električnog naboja. To znači da su čestice nevjerojatno blisko povezane jedna s drugom i postoje u zajedničkom elektromagnetskom polju. Odnosno, ako postoje bilo kakve promjene u magnetskom polju, tada će biti i promjena u električnom. Ovaj zakon je također obrnut.

Ovdje puno govorimo o magnetskom polju, ali kako ga možemo zamisliti? Ne možemo ga vidjeti ljudskim golim okom. Štoviše, zbog nevjerojatno brzog širenja polja, nemamo ga vremena detektirati raznim uređajima. No, da biste nešto proučavali, morate o tome imati barem neku predodžbu. Također je često potrebno prikazati magnetsko polje u dijagramima. Radi lakšeg razumijevanja nacrtane su uvjetne linije polja. Odakle su ih uzeli? Izmišljeni su s razlogom.

Pokušajmo vidjeti magnetsko polje pomoću malih metalnih strugotina i običnog magneta. Nasipajmo ovu piljevinu na ravnu površinu i pustimo je u akciju magnetsko polje. Tada ćemo vidjeti da će se kretati, okretati i redati u šablonu ili uzorak. Rezultirajuća slika će pokazati približan učinak sila u magnetskom polju. Sve sile i, prema tome, linije sila su kontinuirane i zatvorene na ovom mjestu.

Magnetska igla ima slične karakteristike i svojstva kao kompas, a koristi se za određivanje smjera linija sile. Ako padne u zonu djelovanja magnetskog polja, s njegova sjevernog pola možemo vidjeti smjer djelovanja sila. Zatim istaknimo nekoliko zaključaka odavde: vrh običnog trajnog magneta, iz kojeg izlaze linije sile, označen je sjevernim polom magneta. Dok južni pol označava točku u kojoj su sile zatvorene. Pa, linije sile unutar magneta nisu istaknute na dijagramu.

Magnetsko polje, njegova svojstva i karakteristike imaju prilično široku primjenu, jer se u mnogim problemima mora uzeti u obzir i proučavati. Ovo je najvažniji fenomen u znanosti fizike. Složenije stvari kao što su magnetska permeabilnost i indukcija neraskidivo su povezane s njim. Da bismo objasnili sve razloge pojave magnetskog polja, moramo se osloniti na stvarne znanstvene činjenice i potvrde. Inače, u složenijim problemima, netočan pristup može narušiti cjelovitost teorije.

Sada dajmo primjere. Svi znamo našu planetu. Hoćete li reći da nema magnetsko polje? Možda ste u pravu, ali znanstvenici kažu da procesi i interakcije unutar Zemljine jezgre dovode do ogromnog magnetskog polja koje se proteže tisućama kilometara. Ali u svakom magnetskom polju moraju postojati njegovi polovi. I oni postoje, samo se nalaze malo dalje od geografskog pola. Kako to osjećamo? Na primjer, ptice imaju razvijene navigacijske sposobnosti, a navigiraju posebno pomoću magnetskog polja. Tako uz njegovu pomoć guske sigurno stižu u Laponiju. Posebni navigacijski uređaji također koriste ovu pojavu.

Magnetsko polje i njegove karakteristike. Kada električna struja prolazi kroz vodič, a magnetsko polje. Magnetsko polje predstavlja jednu od vrsta materije. Ima energiju koja se očituje u obliku elektromagnetskih sila koje djeluju na pojedine pokretne dijelove. električni naboji(elektroni i ioni) i njihovi tokovi, tj. električna struja. Pod utjecajem elektromagnetskih sila gibajuće se nabijene čestice skreću sa svoje prvobitne putanje u smjeru okomitom na polje (slika 34). Nastaje magnetsko polje samo oko pokretnih električnih naboja, a njegovo djelovanje također se proteže samo na pokretne naboje. Magnetska i električna polja neodvojivi i zajedno čine jedno elektromagnetsko polje. Svaka promjena električno polje dovodi do pojave magnetskog polja i, obrnuto, svaka promjena magnetskog polja praćena je pojavom električnog polja. Elektromagnetsko polješiri se brzinom svjetlosti, tj. 300 000 km/s.

Grafički prikaz magnetskog polja. Grafički se magnetsko polje prikazuje magnetskim silnicama, koje su povučene tako da se smjer silnice polja u svakoj točki polja poklapa sa smjerom silnica polja; linije magnetskog polja su uvijek kontinuirane i zatvorene. Smjer magnetskog polja u svakoj točki može se odrediti pomoću magnetske igle. Sjeverni pol strelice uvijek je postavljen u smjeru polja sila. Kraj trajnog magneta, iz kojeg izlaze silnice polja (sl. 35, a), smatra se sjevernim polom, a suprotni kraj, u koji ulaze linije polja, je južni pol (crte polja prolaze unutar magneta nisu prikazani). Raspodjela linija polja između polova ravnog magneta može se detektirati pomoću čeličnih strugotina posutih na list papira postavljen na polove (slika 35, b). Magnetsko polje u zračnom rasporu između dva paralelna suprotna pola permanentnog magneta karakterizira jednolika raspodjela magnetskih silnica (slika 36) (nisu prikazane silnice polja koje prolaze unutar magneta).

Riža. 37. Magnetski tok koji prolazi kroz zavojnicu kada su njegovi položaji okomiti (a) i nagnuti (b) u odnosu na smjer magnetskih linija sile.

Za vizualniji prikaz magnetskog polja, linije polja postavljene su rjeđe ili gušće. Na onim mjestima gdje je magnetsko polje jače, linije polja su bliže jedna drugoj, a na mjestima gdje je slabije, udaljenije su. Linije sile se nigdje ne sijeku.

U mnogim je slučajevima prikladno magnetske linije sile promatrati kao neke elastične istegnute niti koje teže skupljanju i međusobnom odbijanju (imaju međusobni bočni potisak). Ovaj mehanički koncept linija sile omogućuje jasno objašnjenje nastanka elektromagnetskih sila tijekom međudjelovanja magnetskog polja i vodiča sa strujom, kao i dva magnetska polja.

Glavne karakteristike magnetskog polja su magnetska indukcija, magnetski tok, magnetska permeabilnost i jakost magnetskog polja.

Magnetska indukcija i magnetski tok. Intenzitet magnetskog polja, tj. njegova sposobnost da proizvede rad, određena je veličinom koja se naziva magnetska indukcija. Što je jače magnetsko polje koje stvara stalni magnet ili elektromagnet, veća je indukcija. Magnetska indukcija B može se karakterizirati gustoćom linija magnetskog polja, odnosno brojem linija polja koje prolaze kroz površinu od 1 m 2 ili 1 cm 2 koja se nalazi okomito na magnetsko polje. Postoje homogena i nehomogena magnetska polja. U jednoličnom magnetskom polju, magnetska indukcija u svakoj točki polja ima istu vrijednost i smjer. Polje u zračnom rasporu između suprotnih polova magneta ili elektromagneta (vidi sliku 36) može se smatrati homogenim na određenoj udaljenosti od njegovih rubova. Određuje se magnetski tok F koji prolazi kroz bilo koju površinu ukupni broj magnetske linije sile koje prodiru kroz ovu površinu, na primjer zavojnicu 1 (Sl. 37, a), dakle, u jednoličnom magnetskom polju

F = BS (40)

gdje je S površina poprečnog presjeka površine kroz koju prolaze linije magnetskog polja. Slijedi da je u takvom polju magnetska indukcija jednaka fluksu podijeljenom s površinom presjeka S:

B = F/S (41)

Ako se bilo koja površina nalazi koso u odnosu na smjer linija magnetskog polja (sl. 37, b), tada će tok koji prodire u nju biti manji nego ako je okomit na njegov položaj, tj. F 2 će biti manji od F 1 .

U SI sustavu jedinica magnetski tok se mjeri u weberima (Wb), ova jedinica ima dimenziju V*s (volt-sekunda). Magnetska indukcija u SI jedinicama mjeri se u teslama (T); 1 T = 1 Wb/m2.

Magnetska propusnost. Magnetska indukcija ne ovisi samo o jakosti struje koja prolazi kroz ravni vodič ili zavojnicu, već i o svojstvima medija u kojem se stvara magnetsko polje. Veličina koja karakterizira magnetska svojstva medija je apsolutna magnetska permeabilnost? A. Njegova mjerna jedinica je henry po metru (1 H/m = 1 Ohm*s/m).
U mediju veće magnetske propusnosti električna struja određene jakosti stvara magnetsko polje veće indukcije. Utvrđeno je da magnetska propusnost zraka i svih tvari, osim feromagnetskih materijala (vidi § 18), ima približno jednaku vrijednost kao magnetska propusnost vakuuma. Apsolutna magnetska permeabilnost vakuuma naziva se magnetska konstanta, ? o = 4?*10 -7 H/m. Magnetska propusnost feromagnetskih materijala tisućama je, pa čak i desecima tisuća puta veća od magnetske propusnosti neferomagnetskih tvari. Omjer magnetske propusnosti? i bilo koja tvar na magnetsku permeabilnost vakuuma? o se naziva relativna magnetska permeabilnost:

? = ? A /? O (42)

Jakost magnetskog polja. Napetost I ne ovisi o magnetska svojstva okoline, ali uzima u obzir utjecaj jakosti struje i oblika vodiča na intenzitet magnetskog polja u određenoj točki prostora. Magnetska indukcija i napetost povezani su odnosom

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

Prema tome, u mediju s konstantnom magnetskom propusnošću, indukcija magnetskog polja proporcionalna je njegovoj jakosti.
Jačina magnetskog polja mjeri se u amperima po metru (A/m) ili amperima po centimetru (A/cm).

Shvatimo zajedno što je magnetsko polje. Uostalom, mnogi ljudi žive u ovoj oblasti cijeli život, a ni ne razmišljaju o tome. Vrijeme je da to popravimo!

Magnetsko polje

Magnetsko polje – posebna vrsta materija. Očituje se u djelovanju na pokretne električne naboje i tijela koja imaju svoj magnetski moment (permanentni magneti).

Važno: magnetsko polje ne utječe na stacionarne naboje! Magnetsko polje također nastaje kretanjem električnih naboja, ili vremenski promjenjivim električnim poljem, ili magnetskim momentima elektrona u atomima. Odnosno, svaka žica kroz koju teče struja također postaje magnet!

Tijelo koje ima vlastito magnetsko polje.

Magnet ima polove koji se nazivaju sjeverni i južni. Oznake "sjever" i "jug" dane su samo radi praktičnosti (kao "plus" i "minus" u struji).

Magnetsko polje je predstavljeno sa magnetski vodovi. Linije sile su neprekinute i zatvorene, a njihov smjer se uvijek poklapa sa smjerom djelovanja polja sila. Ako su metalne strugotine raspršene oko trajnog magneta, čestice metala pokazat će jasnu sliku linija magnetskog polja koje izlaze iz sjevernog pola i ulaze u južni pol. Grafička karakteristika magnetskog polja - linije sile.

Karakteristike magnetskog polja

Glavne karakteristike magnetskog polja su magnetska indukcija, magnetski tok I magnetska permeabilnost. Ali razgovarajmo o svemu redom.

Odmah napomenimo da su u sustavu dane sve mjerne jedinice SI.

Magnetska indukcija B – vektor fizička količina, što je glavna karakteristika sile magnetskog polja. Označava se slovom B . Mjerna jedinica magnetske indukcije – Tesla (T).

Magnetska indukcija pokazuje koliko je jako polje određujući silu kojom ono djeluje na naboj. Ova sila se zove Lorentzova sila.

Ovdje q - naplata, v - njegova brzina u magnetskom polju, B - indukcija, F - Lorentzova sila kojom polje djeluje na naboj.

F– fizikalna veličina jednaka umnošku magnetske indukcije s površinom kruga i kosinusa između vektora indukcije i normale na ravninu kruga kroz koju prolazi tok. Magnetski tok je skalarna karakteristika magnetskog polja.

Možemo reći da magnetski tok karakterizira broj linija magnetske indukcije koje prodiru kroz jedinicu površine. Magnetski tok se mjeri u Weberach (Wb).

Magnetska propusnost– koeficijent koji određuje magnetska svojstva medija. Jedan od parametara o kojem ovisi magnetska indukcija polja je magnetska permeabilnost.

Naš je planet veliki magnet već nekoliko milijardi godina. Indukcija Zemljinog magnetskog polja varira ovisno o koordinatama. Na ekvatoru je otprilike 3,1 puta 10 na minus petu Teslinu potenciju. Osim toga, postoje magnetske anomalije gdje se vrijednost i smjer polja značajno razlikuju od susjednih područja. Neke od najvećih magnetskih anomalija na planeti - Kursk I Brazilske magnetske anomalije.

Podrijetlo Zemljinog magnetskog polja još uvijek ostaje misterij za znanstvenike. Pretpostavlja se da je izvor polja tekuća metalna jezgra Zemlje. Jezgra se kreće, što znači da se rastaljena legura željeza i nikla kreće, a kretanje nabijenih čestica je električna struja koja stvara magnetsko polje. Problem je što ova teorija ( geodinamo) ne objašnjava kako se polje održava stabilnim.

Zemlja je ogroman magnetski dipol. Magnetski polovi se ne poklapaju s geografskim, iako su u neposrednoj blizini. Štoviše, pomiču se Zemljini magnetski polovi. Njihovo raseljavanje bilježi se od 1885. godine. Na primjer, tijekom proteklih stotinu godina, magnetski pol na južnoj hemisferi pomaknuo se gotovo 900 kilometara i sada se nalazi u Južnom oceanu. Pol arktičke hemisfere kreće se kroz Arktički ocean prema istočnosibirskoj magnetskoj anomaliji; brzina njegovog kretanja (prema podacima iz 2004.) bila je oko 60 kilometara godišnje. Sada dolazi do ubrzanja kretanja polova - u prosjeku brzina raste za 3 kilometra godišnje.

Koje je značenje Zemljinog magnetskog polja za nas? Prije svega, Zemljino magnetsko polje štiti planet od kozmičkih zraka i sunčevog vjetra. Nabijene čestice iz dubokog svemira ne padaju izravno na tlo, već ih ogromni magnet odbija i kreće duž njegovih linija sile. Tako su sva živa bića zaštićena od štetnog zračenja.

Tijekom povijesti Zemlje dogodilo se nekoliko događaja. inverzije(promjene) magnetskih polova. Inverzija polova- ovo je kada mijenjaju mjesta. Posljednji put ovaj se fenomen dogodio prije oko 800 tisuća godina, a ukupno je u povijesti Zemlje bilo više od 400 geomagnetskih inverzija.Neki znanstvenici smatraju da, s obzirom na uočeno ubrzanje kretanja magnetskih polova, treba očekivati ​​sljedeću inverziju polova u sljedećih nekoliko tisuća godina.

Srećom, još se ne očekuje promjena polova u našem stoljeću. To znači da možete razmišljati o ugodnim stvarima i uživati ​​u životu u dobrom starom stalnom polju Zemlje, razmotrivši osnovna svojstva i karakteristike magnetskog polja. A da to možete učiniti, tu su naši autori, kojima s povjerenjem možete povjeriti neke od odgojnih muka! i ostale vrste radova možete naručiti putem linka.

Široka uporaba magnetskih polja u svakodnevnom životu, u proizvodnji i u znanstveno istraživanje. Dovoljno je navesti takve uređaje kao što su generatori izmjenične struje, elektromotori, releji, akceleratori čestica i razni senzori. Pogledajmo pobliže što je magnetsko polje i kako nastaje.

Što je magnetsko polje – definicija

Magnetsko polje je polje sile koje djeluje na pokretne nabijene čestice. Veličina magnetskog polja ovisi o brzini njegove promjene. Prema ovoj osobini razlikuju se dvije vrste magnetskih polja: dinamičko i gravitacijsko.

Gravitacijsko magnetsko polje nastaje samo u blizini elementarnih čestica i formira se ovisno o značajkama njihove strukture. Izvori dinamičkog magnetskog polja su pokretni električni naboji ili nabijena tijela, vodiči s strujom i magnetizirane tvari.

Svojstva magnetskog polja

Veliki francuski znanstvenik Andre Ampère uspio je dokučiti dva temeljna svojstva magnetskog polja:

1. Glavna razlika između magnetskog polja i električnog polja i njegovo glavno svojstvo je da je relativno. Ako uzmete nabijeno tijelo, ostavite ga nepomično u nekom referentnom okviru i postavite magnetsku iglu u blizini, tada će ono, kao i obično, pokazati prema sjeveru. To jest, neće otkriti nijedno polje osim zemljinog. Ako počnete pomicati ovo nabijeno tijelo u odnosu na strelicu, ono će se početi okretati - to znači da kada se nabijeno tijelo pomiče, osim električnog, nastaje i magnetsko polje. Dakle, magnetsko polje se pojavljuje ako i samo ako postoji pokretni naboj.
2. Magnetsko polje djeluje na drugu električnu struju. Dakle, može se otkriti praćenjem kretanja nabijenih čestica - u magnetskom polju one će odstupati, vodiči s strujom će se pomicati, okvir s strujom će se okretati, magnetizirane tvari će se pomicati. Ovdje se treba prisjetiti magnetske igle kompasa, obično u boji Plava boja, - naposljetku, to je samo komad magnetiziranog željeza. Uvijek je okrenuta prema sjeveru jer Zemlja ima magnetsko polje. Cijeli naš planet je ogroman magnet: na sjevernom polu nalazi se južni magnetski pojas, a na južnom geografskom polu sjeverni magnetski pol.

Osim toga, svojstva magnetskog polja uključuju sljedeće karakteristike:

1. Jakost magnetskog polja opisuje se magnetskom indukcijom - to je vektorska veličina koja određuje jačinu kojom magnetsko polje utječe na pokretne naboje.
2. Magnetsko polje može biti konstantnog i promjenjivog tipa. Prvo je generirano električnim poljem koje se ne mijenja u vremenu; indukcija takvog polja je također konstantna. Drugi se najčešće generira pomoću induktora napajanih izmjeničnom strujom.
3. Magnetsko polje se ne može percipirati ljudskim osjetilima i bilježi ga samo posebni senzori.

Da bismo razumjeli što je karakteristika magnetskog polja, moraju se definirati mnogi fenomeni. Istodobno, morate se unaprijed sjetiti kako i zašto se pojavljuje. Saznajte koja je jakostna karakteristika magnetskog polja. Važno je da se takvo polje može pojaviti ne samo u magnetima. U tom smislu, ne bi škodilo spomenuti karakteristike Zemljinog magnetskog polja.

Pojava polja

Prvo moramo opisati nastanak polja. Zatim možete opisati magnetsko polje i njegove karakteristike. Pojavljuje se tijekom kretanja nabijenih čestica. Može utjecati posebno na vodiče pod naponom. Interakcija između magnetskog polja i pokretnih naboja, odnosno vodiča kroz koje teče struja, događa se zbog sila koje se nazivaju elektromagnetskim.

Karakteristika intenziteta ili jakosti magnetskog polja u određenoj prostornoj točki određena je pomoću magnetske indukcije. Potonji je označen simbolom B.

Grafički prikaz polja

Magnetsko polje i njegove karakteristike mogu se prikazati u grafičkom obliku pomoću indukcijskih linija. Ova se definicija odnosi na linije čije će se tangente u bilo kojoj točki podudarati sa smjerom vektora magnetske indukcije.

Ove linije su uključene u karakteristike magnetskog polja i koriste se za određivanje njegovog smjera i intenziteta. Što je veći intenzitet magnetskog polja, to će više ovih linija biti nacrtano.

Što su magnetske linije

Magnetski vodovi u ravnim vodičima s strujom imaju oblik koncentrične kružnice čije se središte nalazi na osi danog vodiča. Smjer magnetskih linija u blizini vodiča kroz koje teče struja određen je pravilom gimleta, koje zvuči ovako: ako je gimlet postavljen tako da je uvrnut u vodič u smjeru struje, tada smjer vrtnje ručke odgovara prema smjeru magnetskih linija.

U zavojnici s strujom, smjer magnetskog polja također će biti određen pravilom gimleta. Također je potrebno okretati ručicu u smjeru struje u zavojima solenoida. Smjer linija magnetske indukcije odgovarat će smjeru kretanje prema naprijed gimlet.

To je glavna karakteristika magnetskog polja.

Stvoreno jednom strujom, pod jednakim uvjetima, polje će se razlikovati po svom intenzitetu različite sredine zbog različitih magnetskih svojstava u tim tvarima. Magnetska svojstva medija karakterizira apsolutna magnetska permeabilnost. Mjeri se u henriju po metru (g/m).

Karakteristike magnetskog polja uključuju apsolutnu magnetsku permeabilnost vakuuma, koja se naziva magnetska konstanta. Vrijednost koja određuje koliko će se puta apsolutna magnetska propusnost medija razlikovati od konstante naziva se relativna magnetska propusnost.

Magnetska propusnost tvari

Ovo je bezdimenzionalna veličina. Tvari čija je vrijednost permeabilnosti manja od jedan nazivaju se dijamagneticima. U tim tvarima polje će biti slabije nego u vakuumu. Ova svojstva prisutna su u vodiku, vodi, kvarcu, srebru itd.

Sredstva s magnetskom permeabilnošću većom od jedinice nazivaju se paramagnetima. U tim tvarima polje će biti jače nego u vakuumu. Ova okruženja i tvari uključuju zrak, aluminij, kisik i platinu.

Kod paramagnetskih i dijamagnetskih tvari vrijednost magnetske permeabilnosti neće ovisiti o naponu vanjskog, magnetizirajućeg polja. To znači da je količina konstantna za određenu tvar.

U posebnu skupinu spadaju feromagneti. Za ove tvari, magnetska permeabilnost će doseći nekoliko tisuća ili više. Ove tvari, koje imaju svojstvo magnetiziranja i pojačavanja magnetskog polja, naširoko se koriste u elektrotehnici.

Snaga polja

Za određivanje karakteristika magnetskog polja, vrijednost koja se naziva jakost magnetskog polja može se koristiti zajedno s vektorom magnetske indukcije. Ovaj izraz određuje intenzitet vanjskog magnetskog polja. Smjer magnetskog polja u sredstvu sa identična svojstva u svim smjerovima vektor intenziteta će se podudarati s vektorom magnetske indukcije u točki polja.

Snaga feromagneta objašnjava se prisutnošću u njima proizvoljno magnetiziranih malih dijelova, koji se mogu prikazati u obliku malih magneta.

Bez magnetskog polja, feromagnetska tvar možda nema izražena magnetska svojstva, budući da polja domena dobivaju različite orijentacije, a njihovo ukupno magnetsko polje je nula.

Prema glavnoj karakteristici magnetskog polja, ako se feromagnet postavi u vanjsko magnetsko polje, na primjer, u zavojnicu s strujom, tada će se domene pod utjecajem vanjskog polja okrenuti u smjeru vanjskog polja. Štoviše, magnetsko polje na zavojnici će se povećati, a magnetska indukcija će se povećati. Ako je vanjsko polje dovoljno slabo, tada će se okrenuti samo dio svih domena čija su magnetska polja po smjeru bliska smjeru vanjskog polja. S povećanjem jakosti vanjskog polja povećavat će se broj zakrenutih domena, a pri određenoj vrijednosti napona vanjskog polja gotovo svi dijelovi će se zakrenuti tako da se magnetska polja nalaze u smjeru vanjskog polja. Ovo stanje se naziva magnetsko zasićenje.

Odnos između magnetske indukcije i napetosti

Odnos između magnetske indukcije feromagnetske tvari i jakosti vanjskog polja može se prikazati pomoću grafikona koji se naziva krivulja magnetizacije. U točki gdje se graf krivulje savija, stopa porasta magnetske indukcije se smanjuje. Nakon savijanja, gdje napetost dosegne određenu vrijednost, dolazi do zasićenja, te se krivulja blago podiže, postupno poprimajući oblik ravne linije. U tom području indukcija i dalje raste, ali dosta sporo i samo zbog povećanja jakosti vanjskog polja.

Grafička ovisnost indikatorskih podataka nije izravna, što znači da njihov omjer nije konstantan, a magnetska permeabilnost materijala nije konstantan pokazatelj, već ovisi o vanjskom polju.

Promjene magnetskih svojstava materijala

Kada se jakost struje poveća do potpunog zasićenja u zavojnici s feromagnetskom jezgrom, a zatim se smanji, krivulja magnetizacije neće se podudarati s krivuljom demagnetizacije. S nultim intenzitetom, magnetska indukcija neće imati istu vrijednost, ali će dobiti određeni pokazatelj koji se zove rezidualna magnetska indukcija. Situacija u kojoj magnetska indukcija zaostaje za silom magnetiziranja naziva se histereza.

Za potpuno demagnetiziranje feromagnetske jezgre u zavojnici potrebno je dati obrnutu struju, koja će stvoriti potrebni napon. Različite feromagnetske tvari zahtijevaju komad različitih duljina. Što je veća, to je veća količina energije potrebna za demagnetizaciju. Vrijednost pri kojoj dolazi do potpune demagnetizacije materijala naziva se prisilna sila.

S daljnjim povećanjem struje u zavojnici, indukcija će ponovno porasti do zasićenja, ali s drugačijim smjerom magnetskih linija. Kod demagnetiziranja u suprotnom smjeru dobit će se zaostala indukcija. Fenomen rezidualnog magnetizma koristi se za stvaranje trajnih magneta od tvari s visokim indeksom rezidualnog magnetizma. Jezgre za električne strojeve i uređaje izrađene su od tvari koje imaju sposobnost ponovnog magnetiziranja.

Pravilo lijeve ruke

Sila koja djeluje na vodič kroz koji teče struja ima smjer određen pravilom lijeve ruke: kada je dlan djevičanske ruke postavljen tako da u njega ulaze magnetske linije, a četiri prsta su ispružena u smjeru struje u provodniku, savijen palac pokazat će smjer sile. Ta je sila okomita na vektor indukcije i struju.

Vodič s strujom koji se kreće u magnetskom polju smatra se prototipom elektromotora koji se mijenja električna energija na mehanički.

Pravilo desne ruke

Kada se vodič giba u magnetskom polju, u njemu se inducira elektromotorna sila koja ima vrijednost proporcionalnu magnetskoj indukciji, duljini uključenog vodiča i brzini njegova kretanja. Ta se ovisnost naziva elektromagnetska indukcija. Pri određivanju smjera inducirane EMF u vodiču upotrijebite pravilo desna ruka: kada se desna ruka postavi na isti način kao u primjeru s lijevom, magnetske linije ulaze u dlan, a palac pokazuje smjer kretanja vodiča, ispruženi prsti će pokazati smjer induciranog EMF-a. Krećući se u magnetskom toku pod utjecajem vanjskog mehanička sila vodič je najjednostavniji primjer električnog generatora u kojem se mehanička energija pretvara u električnu.

Može se drugačije formulirati: u zatvorenoj petlji inducira se EMF; pri svakoj promjeni magnetskog toka obuhvaćenog ovom petljom, EMF u petlji brojčano je jednak brzini promjene magnetskog toka koji pokriva ovu petlju.

Ovaj obrazac daje prosječni pokazatelj EMF-a i ukazuje na ovisnost EMF-a ne o magnetskom toku, već o brzini njegove promjene.

Lenzov zakon

Također morate zapamtiti Lenzov zakon: struja inducirana kada se magnetsko polje koje prolazi kroz krug mijenja, njegovo magnetsko polje sprječava tu promjenu. Ako zavoje zavojnice prožimaju magnetski fluksevi različitih veličina, tada je EMF induciran kroz cijeli zavoj jednak zbroju EDE u različitim zavojima. Zbroj magnetskih tokova različitih zavoja zavojnice naziva se fluks veza. Mjerna jedinica za ovu veličinu, kao i za magnetski tok, je Weber.

Kada se električna struja u krugu mijenja, mijenja se i magnetski tok koji stvara. Ujedno, prema zakonu elektromagnetska indukcija, EMF se inducira unutar vodiča. Pojavljuje se zbog promjene struje u vodiču, jer ovaj fenomen naziva se samoindukcija, a emf inducirana u vodiču naziva se emf samoindukcije.

Veza toka i magnetski tok ne ovise samo o jakosti struje, već i o veličini i obliku danog vodiča, te o magnetskoj propusnosti okolne tvari.

Induktivnost vodiča

Faktor proporcionalnosti naziva se induktivitet vodiča. Odnosi se na sposobnost vodiča da stvori vezu toka kada električna energija prolazi kroz njega. Ovo je jedan od glavnih parametara električnih krugova. Za određene krugove, induktivitet je konstantna vrijednost. To će ovisiti o veličini kruga, njegovoj konfiguraciji i magnetskoj propusnosti medija. U tom slučaju, jakost struje u krugu i magnetski tok neće biti važni.

Gore navedene definicije i fenomeni daju objašnjenje što je magnetsko polje. Dane su i glavne karakteristike magnetskog polja pomoću kojih se može definirati ovaj fenomen.