Magnetska polja se javljaju u prirodi i mogu se stvoriti umjetno. Čovjek ih je primijetio korisne karakteristike, koji sam naučio koristiti u Svakidašnjica. Koji je izvor magnetsko polje?

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/1-17-768x560..jpg 795w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Zemljino magnetsko polje

Kako se razvilo učenje o magnetskom polju

Magnetska svojstva nekih tvari primijećena su još u antičko doba, ali njihovo proučavanje zapravo je počelo u srednjovjekovna Europa. Koristeći male čelične igle, francuski znanstvenik Peregrine otkrio je sjecište linija magnetske sile na određenim točkama - polovima. Samo tri stoljeća kasnije, vođen ovim otkrićem, Gilbert je nastavio proučavati i nakon toga obranio svoju hipotezu da Zemlja ima vlastito magnetsko polje.

Nagli razvoj teorije magnetizma počinje početkom 19. stoljeća, kada Ampere otkriva i opisuje utjecaj električnog polja na pojavu magnetskog polja, a Faradayevo otkriće elektromagnetska indukcija uspostavio inverzni odnos.

Što je magnetsko polje

Magnetsko polje se očituje djelovanjem sile na električne naboje koji se gibaju, odnosno na tijela koja imaju magnetski moment.

Izvori magnetskog polja:

1. Vodiči kroz koje prolazi električna struja;
2. Trajni magneti;
3. Promjenjivo električno polje.

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/2-18-600x307.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/02/2-18-768x393..jpg 800w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Izvori magnetskog polja

Osnovni uzrok pojave magnetskog polja identičan je za sve izvore: električni mikronaboji - elektroni, ioni ili protoni - imaju svoj magnetski moment ili su u usmjerenom gibanju.

Važno! Električna i magnetska polja međusobno se generiraju, mijenjajući se tijekom vremena. Ovaj odnos je određen Maxwellovim jednadžbama.

Karakteristike magnetskog polja

Karakteristike magnetskog polja su:

1. Magnetski tok, skalarna veličina koja određuje koliko linija magnetskog polja prolazi kroz određeni presjek. Označava se slovom F. Izračunava se pomoću formule:

F = B x S x cos α,

gdje je B vektor magnetske indukcije, S je presjek, α je kut nagiba vektora prema okomici povučenoj na ravninu presjeka. Mjerna jedinica – weber (Wb);

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/3-17-600x450.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/02/3-17.jpg 720w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Magnetski tok

1. Vektor magnetske indukcije (B) pokazuje silu koja djeluje na nositelje naboja. Usmjeren je prema sjevernom polu, kamo pokazuje uobičajena magnetska igla. Magnetska indukcija se kvantitativno mjeri u teslama (T);
2. MF napetost (N). Određeno magnetskom propusnošću različitih medija. U vakuumu se permeabilnost uzima kao jedinica. Smjer vektora napetosti poklapa se sa smjerom magnetske indukcije. Mjerna jedinica - A/m.

Kako prikazati magnetsko polje

Lako je vidjeti manifestacije magnetskog polja na primjeru trajnog magneta. Ima dva pola i ovisno o orijentaciji dva se magneta privlače ili odbijaju. Magnetsko polje karakterizira procese koji se tijekom toga odvijaju:

1. MP se matematički opisuje kao vektorsko polje. Može se konstruirati pomoću mnogih vektora magnetske indukcije B, od kojih je svaki usmjeren prema sjevernom polu igle kompasa i ima duljinu ovisno o magnetskoj sili;
2. Alternativni način predstavljanja ovoga je korištenje linija polja. Te se linije nikada ne sijeku, ne počinju niti prestaju bilo gdje, tvoreći zatvorene petlje. MF linije se spajaju u područja s češćom lokacijom, gdje je magnetsko polje najjače.

Važno! Gustoća linija polja pokazuje jakost magnetskog polja.

Iako se MP ne može vidjeti u stvarnosti, linije polja se mogu lako vizualizirati u stvarnom svijetu postavljanjem željeznih strugotina u MP. Svaka se čestica ponaša poput sićušnog magneta sa sjevernim i južnim polom. Rezultat je uzorak sličan linijama sile. Osoba nije u stanju osjetiti utjecaj MP.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/4-13.jpg 640w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Linije magnetskog polja

Mjerenje magnetskog polja

Budući da je ovo vektorska veličina, postoje dva parametra za mjerenje MF: sila i smjer. Smjer se može lako izmjeriti pomoću kompasa spojenog na polje. Primjer je kompas postavljen u Zemljino magnetsko polje.

Mjerenje ostalih karakteristika puno je teže. Praktični magnetometri pojavili su se tek u 19. stoljeću. Većina njih radi koristeći silu koju elektron osjeća dok se kreće duž MP.

Jpg?x15027" alt="Magnetometar" width="414" height="600">!}

Magnetometar

Vrlo precizno mjerenje malih magnetskih polja postalo je praktično izvedivo od otkrića 1988. godine golemog magnetskog otpora u slojevitim materijalima. Ovo otkriće u fundamentalnoj fizici brzo je primijenjeno na magnetsku tehnologiju tvrdi disk za pohranjivanje podataka na računala, što dovodi do tisućustrukog povećanja kapaciteta pohrane u samo nekoliko godina.

U općeprihvaćenim mjernim sustavima, MP se mjeri u testovima (T) ili gaussu (G). 1 T = 10000 Gs. Često se koristi Gauss jer je Tesla preveliko polje.

Zanimljiv. Mali magnet na hladnjaku stvara magnetsko polje od 0,001 Tesla, a Zemljino magnetsko polje u prosjeku je 0,00005 Tesla.

Priroda magnetskog polja

Magnetizam i magnetska polja manifestacije su elektromagnetske sile. Postoje dva moguće načine, kako organizirati energetski naboj u gibanju i, posljedično, magnetsko polje.

Prvi je spajanje žice na izvor struje, oko njega se formira MF.

Važno! Kako struja (broj naboja u gibanju) raste, MP proporcionalno raste. Kako se udaljavate od žice, polje se smanjuje ovisno o udaljenosti. To je opisano Amperovim zakonom.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/6-9.jpg 720w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Amperov zakon

Neki materijali koji imaju veću magnetsku propusnost sposobni su koncentrirati magnetska polja.

Budući da je magnetsko polje vektor, potrebno je odrediti njegov smjer. Za običnu struju koja teče kroz ravnu žicu, smjer se može pronaći pomoću pravila desne ruke.

Da biste koristili pravilo, trebate zamisliti da je žica omotana okolo desna ruka, A palac označava smjer struje. Tada će četiri preostala prsta pokazati smjer vektora magnetske indukcije oko vodiča.

Jpeg?.jpeg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/7.jpeg 612w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Pravilo desne ruke

Drugi način stvaranja magnetskog polja je korištenje činjenice da se u nekim tvarima pojavljuju elektroni koji imaju svoj magnetski moment. Ovako rade trajni magneti:

1. Iako atomi često imaju mnogo elektrona, oni se uglavnom vežu tako da se ukupno magnetsko polje para poništava. Za dva elektrona sparena na ovaj način kaže se da imaju suprotni spin. Stoga, da biste nešto magnetizirali, potrebni su vam atomi koji imaju jedan ili više elektrona s istim spinom. Na primjer, željezo ima četiri takva elektrona i pogodno je za izradu magneta;
2. Milijarde elektrona koji se nalaze u atomima mogu biti nasumično usmjereni i neće biti ukupnog MF-a, bez obzira koliko nesparenih elektrona materijal ima. Mora biti stabilan na niskim temperaturama kako bi osigurao ukupnu preferiranu orijentaciju elektrona. Visoka magnetska propusnost uzrokuje magnetizaciju takvih tvari pod određenim uvjetima izvan utjecaja magnetskih polja. To su feromagnetski;
3. Drugi materijali mogu pokazivati ​​magnetska svojstva u prisutnosti vanjskog magnetskog polja. Vanjsko polje služi za usklađivanje svih spinova elektrona, koje nestaje nakon uklanjanja MF-a. Ove tvari su paramagnetske. Metal vrata hladnjaka je primjer paramagnetskog materijala.

Zemljino magnetsko polje

Zemlja se može prikazati u obliku ploča kondenzatora, čiji naboj ima suprotan predznak: "minus" - na Zemljina površina i "plus" - u ionosferi. Između njih nalazi se atmosferski zrak kao izolacijski razmak. Ogromni kondenzator održava konstantan naboj zbog utjecaja zemljine MF. Koristeći ovo znanje, možete izraditi shemu za dobivanje električne energije iz Zemljinog magnetskog polja. Istina, rezultat će biti niske vrijednosti napona.

Treba uzeti:

• uređaj za uzemljenje;
• žica;
• Teslin transformator sposoban generirati visokofrekventne oscilacije i stvoriti koronsko pražnjenje, ionizirajući zrak.

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/8-3-592x600.jpg?.jpg 592w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/02/8-3.jpg 644w" sizes="(max-width: 592px) 100vw, 592px">

Teslina zavojnica

Teslina zavojnica će djelovati kao emiter elektrona. Cijela je konstrukcija povezana zajedno, a kako bi se osigurala dovoljna razlika potencijala, transformator se mora podići na znatnu visinu. Tako će se stvoriti električni krug kroz koji će teći mala struja. Dobiti veliki broj električna energija nije moguća korištenjem ovog uređaja.

Elektricitet i magnetizam dominiraju mnogim svjetovima oko nas, od najosnovnijih procesa u prirodi do vrhunskih elektroničkih uređaja.

Video

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 pojedinačne pokretne električne naboje (elektrone i ione) i na njihove tokove, tj. električnu struju. 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. Intenzitet And ne ovisi o magnetskim svojstvima medija, već 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).

Dobar dan, danas ćete saznati što je magnetsko polje i odakle dolazi.

Svaka osoba na planetu je barem jednom držala magnet u ruci. Počevši od suvenirskih magneta za hladnjake, ili radnih magneta za sakupljanje željeznog polena i još mnogo toga. Kao dijete, to je bila smiješna igračka koja se lijepila za željezni metal, ali ne i za druge metale. Dakle, koja je tajna magneta i njegove magnetsko polje.

Što je magnetsko polje

U kojem trenutku magnet počinje privlačiti? Oko svakog magneta postoji magnetsko polje, ulaskom u koje se predmeti počinju privlačiti. Veličina takvog polja može varirati ovisno o veličini magneta i njegovim vlastitim svojstvima.

Pojam Wikipedije:

Magnetsko polje je polje sile koje djeluje na pokretne električne naboje i na tijela s magnetskim momentom, neovisno o stanju njihova gibanja, magnetsku komponentu elektromagnetskog polja.

Odakle dolazi magnetsko polje?

Magnetsko polje može biti stvoreno strujom nabijenih čestica ili magnetskim momentima elektrona u atomima, kao i magnetskim momentima drugih čestica, iako u znatno manjoj mjeri.

Manifestacija magnetskog polja

Magnetsko polje očituje se djelovanjem na magnetske momente čestica i tijela, na gibajuće nabijene čestice ili vodiče sa. Sila koja djeluje na električki nabijenu česticu koja se giba u magnetskom polju je nazvana Lorentzova sila, koji je uvijek usmjeren okomito na vektore v i B. Proporcionalan je naboju čestice q, komponenti brzine v okomito na smjer vektora magnetskog polja B i veličini indukcije magnetskog polja B.

Koji objekti imaju magnetsko polje

Često o tome ne razmišljamo, ali mnogi (ako ne i svi) predmeti oko nas su magneti. Navikli smo da je magnet kamenčić s izraženom privlačnom snagom prema sebi, ali zapravo gotovo sve ima privlačnu silu, samo je mnogo manja. Uzmimo, na primjer, naš planet - mi ne letimo u svemir, iako se ničime ne držimo za površinu. Zemljino polje puno je slabije od polja magneta kamenčića, pa nas drži samo zbog svoje enormne veličine – ako ste ikad vidjeli kako ljudi hodaju po Mjesecu (čiji je promjer četiri puta manji), jasno ćete razumjeti o čemu govorimo. Zemljina gravitacija temelji se uglavnom na metalnim komponentama njezine kore i jezgre - one imaju snažno magnetsko polje. Možda ste čuli da u blizini velikih nalazišta željezne rude kompasi više ne pokazuju ispravno prema sjeveru - to je zato što se princip kompasa temelji na međudjelovanju magnetskih polja, a željezna ruda privlači svoju iglu.

Pod pojmom magnetsko polje obično se podrazumijeva određeni energetski prostor u kojem se očituju sile magnetske interakcije. Utječu na:

pojedinačne tvari: ferimagneti (metali - uglavnom lijevano željezo, željezo i njihove legure) i njihova klasa ferita, bez obzira na stanje;

pokretni naboji elektriciteta.

Fizička tijela koja imaju ukupni magnetski moment elektrona ili drugih čestica nazivaju se stalni magneti. Njihova interakcija prikazana je na slici linije magnetske sile.

Nastali su nakon dovođenja trajnog magneta stražnja strana kartonski list s ravnomjernim slojem željeznih strugotina. Na slici su jasno vidljive oznake sjevernog (N) i južnog (S) pola sa smjerom linija polja u odnosu na njihovu orijentaciju: izlaz sa sjevernog pola i ulaz na južni.

Kako nastaje magnetsko polje?

Izvori magnetskog polja su:

trajni magneti;

pokretni naboji;

vremenski promjenjivo električno polje.

Svako dijete u vrtiću upoznato je s djelovanjem permanentnih magneta. Uostalom, već je morao oblikovati slike magneta na hladnjaku, izvađene iz paketa sa svim vrstama delicija.

Električni naboji u gibanju obično imaju znatno veću energiju magnetskog polja od . Također je označena linijama sile. Pogledajmo pravila za njihovo crtanje za ravni vodič sa strujom I.

Linija magnetskog polja povučena je u ravnini okomitoj na kretanje struje tako da je u svakoj točki sila koja djeluje na sjeverni pol magnetske igle usmjerena tangencijalno na tu liniju. To stvara koncentrične krugove oko pokretnog naboja.

Smjer tih sila određen je poznatim pravilom vijka ili gleta s desnim navojem.

Gimletovo pravilo

Gimlet je potrebno postaviti koaksijalno s vektorom struje i ručicu zarotirati tako da kretanje naprijed gimlet se poklapao s njegovim smjerom. Zatim će se rotiranjem ručke prikazati orijentacija linija magnetskog polja.

U prstenastom vodiču, rotacijsko kretanje ručke podudara se sa smjerom struje, a translatorno kretanje označava usmjerenje indukcije.

Magnetske linije sile uvijek napuštaju sjeverni pol i ulaze u južni pol. Nastavljaju se unutar magneta i nikada nisu otvoreni.

Pravila međudjelovanja magnetskih polja

Magnetska polja iz različiti izvori dodaju se jedan drugome kako bi formirali rezultirajuće polje.

U tom slučaju magneti sa suprotnim polovima (N - S) se međusobno privlače, a sa istim polovima (N - N, S - S) se odbijaju. Sile međudjelovanja između polova ovise o njihovoj udaljenosti. Što su polovi bliže pomaknuti, veća je generirana sila.

Osnovne karakteristike magnetskog polja

To uključuje:

vektor magnetske indukcije (B);

magnetski tok (F);

veza toka (Ψ).

Intenzitet ili snaga udara polja procjenjuje se vrijednošću vektor magnetske indukcije. Određena je vrijednošću sile “F” koju stvara struja “I” kroz vodič duljine “l”. V =F/(I∙l)

Mjerna jedinica magnetske indukcije u SI sustavu je tesla (u spomen na fizičara koji je proučavao ove pojave i opisao ih matematičkim metodama). U ruskoj tehničkoj literaturi označen je s "Tl", au međunarodnoj dokumentaciji usvojen je simbol "T".

1 T je indukcija takovog jednolikog magnetskog toka, koji djeluje silom od 1 newtona za svaki metar duljine ravnog vodiča okomito na smjer polja, kad kroz ovaj vodič prolazi struja od 1 ampera.

1T=1∙N/(A∙m)

Smjer vektora B određen je prema pravilo lijeve ruke.

Ako dlan lijeve ruke stavite u magnetsko polje tako da linije sile sa sjevernog pola ulaze u dlan pod pravim kutom, a četiri prsta postavite u smjeru struje u vodiču, tada će istureni palac pokazuju smjer djelovanja sile na ovaj vodič.

U slučaju kada se vodič s električnom strujom ne nalazi pod pravim kutom u odnosu na magnetske linije sile, sila koja djeluje na njega bit će proporcionalna veličini struje koja teče i komponenti projekcije duljine vodiča s struje na ravninu koja se nalazi u okomitom smjeru.

Sila koja djeluje na električnu struju ne ovisi o materijalima od kojih je vodič izrađen i površini njegovog presjeka. Čak i ako ovaj vodič uopće ne postoji, a pokretni naboji se počnu kretati u drugom mediju između magnetskih polova, tada se ta sila neće ni na koji način promijeniti.

Ako unutar magnetskog polja u svim točkama vektor B ima isti smjer i veličinu, tada se takvo polje smatra uniformnim.

Svaka okolina koja ima , utječe na vrijednost vektora indukcije B .

Magnetski tok (F)

Ako uzmemo u obzir prolaz magnetske indukcije kroz određeno područje S, tada ćemo indukciju ograničenu svojim granicama nazvati magnetskim tokom.

Kada je područje nagnuto pod nekim kutom α u odnosu na smjer magnetske indukcije, magnetski tok se smanjuje za iznos kosinusa kuta nagiba područja. Njegova najveća vrijednost stvara se kada je područje okomito na njegovu prodornu indukciju. F=V·S

Mjerna jedinica za magnetski tok je 1 weber, definiran prolazom indukcije od 1 tesle kroz površinu od 1 kvadratnog metra.

Protočna veza

Ovaj izraz se koristi za dobivanje ukupne količine magnetskog toka stvorenog od određenog broja vodiča s strujom koji se nalaze između polova magneta.

Za slučaj kada ista struja I prolazi kroz namot zavojnice s brojem zavoja n, tada se ukupni (povezani) magnetski tok iz svih zavoja naziva fluks veza Ψ.

Ψ=n·F . Jedinica veze toka je 1 weber.

Kako nastaje magnetsko polje iz izmjeničnog električnog

Elektromagnetsko polje u interakciji sa električni naboji i tijela koja posjeduju magnetske momente, kombinacija je dvaju polja:

električni;

magnetski.

One su međusobno povezane, predstavljaju kombinaciju jedna druge, a kad se jedna s vremenom mijenja, kod druge se javljaju određena odstupanja. Na primjer, kada se u trofaznom generatoru stvori izmjenično sinusoidno električno polje, istovremeno se stvara isto magnetsko polje sa karakteristikama sličnih izmjeničnih harmonika.

Magnetska svojstva tvari

S obzirom na interakciju s vanjskim magnetskim poljem, tvari se dijele na:

antiferomagneti s uravnoteženim magnetskim momentima, zbog čega se stvara vrlo nizak stupanj magnetiziranja tijela;

Dijamagneti sa svojstvom magnetiziranja unutarnjeg polja protiv djelovanja vanjskog polja. Kad nema vanjskog polja, ne pojavljuju se njihova magnetska svojstva;

paramagnetski materijali sa svojstvima magnetiziranja unutarnjeg polja u smjeru vanjskog polja, koji imaju nizak stupanj;

feromagneti koji imaju magnetska svojstva bez primijenjenog vanjskog polja na temperaturama ispod Curiejeve točke;

ferimagneti s magnetskim momentima neuravnoteženim po veličini i smjeru.

Sva ova svojstva tvari našla su različite primjene u modernoj tehnologiji.

Magnetski krugovi

Svi transformatori, induktori, električni strojevi i mnogi drugi uređaji rade na ovoj osnovi.

Na primjer, u radnom elektromagnetu magnetski tok prolazi kroz magnetsku jezgru od feromagnetskog čelika i zraka s izraženim neferomagnetskim svojstvima. Kombinacija ovih elemenata čini magnetski krug.

Većina električnih uređaja u svom dizajnu ima magnetske krugove. Više o tome pročitajte u ovom članku -

U prošlom stoljeću razni su znanstvenici iznijeli nekoliko pretpostavki o Zemljinom magnetskom polju. Prema jednom od njih, polje se pojavljuje kao rezultat rotacije planeta oko svoje osi.

Temelji se na neobičnom Barnett-Einsteinovom učinku, a to je da kada bilo koje tijelo rotira, nastaje magnetsko polje. Atomi u ovom učinku imaju vlastiti magnetski moment dok se okreću oko svoje osi. Tako se pojavljuje Zemljino magnetsko polje. Međutim, ova hipoteza nije izdržala eksperimentalno testiranje. Pokazalo se da je magnetsko polje dobiveno na tako netrivijalan način nekoliko milijuna puta slabije od stvarnog.

Druga hipoteza temelji se na pojavi magnetskog polja zbog kružni pokreti nabijene čestice (elektrone) na površini planeta. Pokazalo se da je i ona nelikvidna. Kretanje elektrona može izazvati pojavu vrlo slabog polja, a ova hipoteza ne objašnjava inverziju Zemljinog magnetskog polja. Poznato je da se sjeverni magnetski pol ne poklapa sa sjevernim geografskim polom.

Sunčev vjetar i struje plašta

Mehanizam nastanka magnetskog polja Zemlje i drugih planeta Sunčev sustav nije u potpunosti proučen i još uvijek ostaje misterij znanstvenicima. Međutim, jedna predložena hipoteza prilično dobro objašnjava inverziju i veličinu indukcije stvarnog polja. Temelji se na radu unutarnjih struja Zemlje i Sunčevog vjetra.

Unutarnje Zemljine struje teku u plaštu koji se sastoji od tvari vrlo dobre vodljivosti. Izvor struje je jezgra. Energija iz jezgre do površine zemlje prenosi se konvekcijom. Dakle, u plaštu postoji stalno kretanje tvari, koja tvori magnetsko polje prema dobro poznatom zakonu gibanja nabijenih čestica. Ako njegovu pojavu povežemo samo s unutarnjim strujama, ispada da bi svi planeti čiji se smjer rotacije podudara sa smjerom rotacije Zemlje trebali imati identično magnetsko polje. Međutim, nije. Jupiterov sjeverni geografski pol poklapa se s njegovim sjevernim magnetskim polom.

U formiranju magnetskog polja Zemlje ne sudjeluju samo unutarnje struje. Odavno je poznato da reagira na solarni vjetar, struju visokoenergetskih čestica koje dolaze sa Sunca kao rezultat reakcija koje se odvijaju na njegovoj površini.

Sunčev vjetar je po svojoj prirodi električna struja (kretanje nabijenih čestica). Ponesena rotacijom Zemlje, stvara kružnu struju, što dovodi do pojave Zemljinog magnetskog polja.