Magnetické pole v ľuďoch dlho vyvolávalo veľa otázok, no aj teraz zostáva málo známym javom. Mnoho vedcov sa pokúšalo študovať jeho charakteristiky a vlastnosti, pretože výhody a potenciál využitia poľa boli nespornými faktami.

Zoberme si všetko po poriadku. Ako teda pôsobí a tvorí akékoľvek magnetické pole? Presne tak, elektrický prúd. A prúd je podľa učebníc fyziky prúd nabitých častíc so smerom, nie? Takže keď prúd prechádza ktorýmkoľvek vodičom, okolo neho začne pôsobiť určitý druh hmoty – magnetické pole. Magnetické pole môže byť vytvorené prúdom nabitých častíc alebo magnetickými momentmi elektrónov v atómoch. Teraz toto pole a hmota majú energiu, vidíme ju v elektromagnetických silách, ktoré môžu ovplyvniť prúd a jeho náboje. Magnetické pole začína pôsobiť na tok nabitých častíc a tie menia počiatočný smer pohybu kolmo na samotné pole.

Iné magnetické pole môžeme nazvať elektrodynamické, pretože sa vytvára v blízkosti pohybujúcich sa častíc a ovplyvňuje iba pohybujúce sa častice. Je dynamický vďaka tomu, že má špeciálnu štruktúru rotujúcich biónov v oblasti vesmíru. Bežný elektrický pohyblivý náboj ich môže prinútiť otáčať sa a pohybovať sa. Bióny prenášajú akékoľvek možné interakcie v tejto oblasti vesmíru. Preto pohybujúci sa náboj priťahuje jeden pól všetkých biónov a spôsobuje ich rotáciu. Zo stavu pokoja ich môže vyviesť iba on, nič iné, pretože iné sily ich nebudú môcť ovplyvniť.

V elektrickom poli sú nabité častice, ktoré sa pohybujú veľmi rýchlo a môžu prejsť 300 000 km za sekundu. Svetlo má rovnakú rýchlosť. Bez elektrického náboja neexistuje magnetické pole. To znamená, že častice spolu neuveriteľne úzko súvisia a existujú v spoločnom elektromagnetickom poli. To znamená, že ak dôjde k zmenám v magnetickom poli, dôjde k zmenám v elektrickom poli. Tento zákon je tiež obrátený.

Hovoríme tu veľa o magnetickom poli, ale ako si to predstaviť? Voľným ľudským okom to nevidíme. Navyše kvôli neuveriteľne rýchlemu šíreniu poľa nemáme čas ho opravovať pomocou rôznych zariadení. Ale na to, aby človek mohol niečo študovať, musí mať o tom aspoň nejakú predstavu. Často je tiež potrebné znázorniť magnetické pole v diagramoch. Na uľahčenie jej pochopenia sú nakreslené podmienené siločiary. Odkiaľ ich majú? Boli vynájdené z nejakého dôvodu.

Skúsme vidieť magnetické pole pomocou malých kovových pilín a obyčajného magnetu. Nasypte tieto piliny na rovný povrch a uveďte ich do činnosti magnetické pole. Potom uvidíme, že sa budú pohybovať, otáčať a zoraďovať do vzoru alebo vzoru. Výsledný obrázok ukáže približný účinok síl v magnetickom poli. Všetky sily a teda aj siločiary sú na tomto mieste súvislé a uzavreté.

Magnetická strelka má podobné charakteristiky a vlastnosti ako kompas a používa sa na určenie smeru siločiar. Ak spadne do zóny pôsobenia magnetického poľa, vidíme smer pôsobenia síl podľa jeho severného pólu. Potom z tohto vyvodíme niekoľko záverov: vrchol obyčajného permanentného magnetu, z ktorého vychádzajú siločiary, je označený severným pólom magnetu. Zatiaľ čo južný pól označuje bod, kde sú sily uzavreté. No, siločiary vo vnútri magnetu nie sú v diagrame zvýraznené.

Magnetické pole, jeho vlastnosti a charakteristiky sú pomerne široko používané, pretože v mnohých problémoch je potrebné ho brať do úvahy a študovať. Toto je najdôležitejší fenomén vo vede fyziky. Neodmysliteľne sú s ňou spojené zložitejšie veci, ako magnetická permeabilita a indukcia. Na vysvetlenie všetkých dôvodov vzniku magnetického poľa sa treba spoliehať na skutočné vedecké fakty a potvrdenia. V opačnom prípade pri zložitejších problémoch môže nesprávny prístup narušiť integritu teórie.

Teraz si uveďme príklady. Všetci poznáme našu planétu. Hovoríte, že nemá magnetické pole? Možno máte pravdu, ale vedci tvrdia, že procesy a interakcie vo vnútri zemského jadra vytvárajú obrovské magnetické pole, ktoré sa tiahne na tisíce kilometrov. Ale každé magnetické pole musí mať svoje póly. A existujú, len sa nachádzajú trochu ďalej od geografického pólu. Ako to cítime? Napríklad vtáky majú vyvinuté navigačné schopnosti a orientujú sa najmä podľa magnetického poľa. S jeho pomocou sa teda husi bezpečne dostanú do Laponska. Tento jav využívajú aj špeciálne navigačné prístroje.

Magnetické pole a jeho vlastnosti. Keď elektrický prúd prechádza vodičom, a magnetické pole. Magnetické pole je jedným z druhov hmoty. Má energiu, ktorá sa prejavuje vo forme elektromagnetických síl pôsobiacich na jednotlivé pohyblivé časti. elektrické náboje(elektróny a ióny) a ich toky, teda elektrický prúd. Pohybujúce sa nabité častice sa vplyvom elektromagnetických síl odchyľujú od svojej pôvodnej dráhy v smere kolmom na pole (obr. 34). Vytvára sa magnetické pole len okolo pohybujúcich sa elektrických nábojov a jeho pôsobenie sa tiež vzťahuje len na pohybujúce sa náboje. Magnetické a elektrické polia sú neoddeliteľné a tvoria jeden celok elektromagnetického poľa. Akákoľvek zmena elektrické pole vedie k vzniku magnetického poľa a naopak, každá zmena magnetického poľa je sprevádzaná vznikom elektrického poľa. Elektromagnetické pole sa šíri rýchlosťou svetla, teda 300 000 km/s.

Grafické znázornenie magnetického poľa. Graficky je magnetické pole znázornené magnetickými siločiarami, ktoré sú nakreslené tak, že smer siločiary v každom bode poľa sa zhoduje so smerom síl poľa; magnetické siločiary sú vždy súvislé a uzavreté. Smer magnetického poľa v každom bode možno určiť pomocou magnetickej ihly. Severný pól šípky je vždy nastavený v smere síl poľa. Koniec permanentného magnetu, z ktorého vychádzajú siločiary (obr. 35, a), sa považuje za severný pól a opačný koniec, ktorý zahŕňa siločiary, je južný pól (čiary sily prechádzajúcej vnútri magnetu nie sú zobrazené). Rozloženie siločiar medzi pólmi plochého magnetu je možné zistiť pomocou oceľových pilín nasypaných na list papiera umiestnený na póloch (obr. 35, b). Magnetické pole vo vzduchovej medzere medzi dvoma rovnobežnými protiľahlými pólmi permanentného magnetu je charakterizované rovnomerným rozložením magnetických siločiar (obr. 36) (nie sú znázornené siločiary prechádzajúce vnútri magnetu).

Ryža. 37. Magnetický tok prenikajúci do cievky v kolmých (a) a naklonených (b) jej polohách vzhľadom na smer magnetických siločiar.

Pre lepšie vizuálne znázornenie magnetického poľa sú siločiary umiestnené menej často alebo hrubšie. Na tých miestach, kde je magnetická rola silnejšia, sú siločiary umiestnené bližšie k sebe, na tom istom mieste, kde je slabšia, ďalej od seba. Siločiary sa nikde nepretínajú.

V mnohých prípadoch je vhodné považovať magnetické siločiary za nejaké elastické natiahnuté vlákna, ktoré majú tendenciu sa sťahovať a tiež sa navzájom odpudzovať (majú vzájomnú bočnú expanziu). Takéto mechanické znázornenie siločiar umožňuje jasne vysvetliť vznik elektromagnetických síl pri interakcii magnetického poľa a vodiča s prúdom, ako aj dvoch magnetických polí.

Hlavnými charakteristikami magnetického poľa sú magnetická indukcia, magnetický tok, magnetická permeabilita a sila magnetického poľa.

Magnetická indukcia a magnetický tok. Intenzitu magnetického poľa, teda jeho schopnosť konať, určuje veličina nazývaná magnetická indukcia. Čím silnejšie je magnetické pole vytvorené permanentným magnetom alebo elektromagnetom, tým väčšiu indukciu má. Magnetickú indukciu B možno charakterizovať hustotou magnetických siločiar, t.j. počtom siločiar prechádzajúcich plochou 1 m 2 alebo 1 cm 2 umiestnených kolmo na magnetické pole. Rozlišujte medzi homogénnymi a nehomogénnymi magnetickými poľami. V rovnomernom magnetickom poli má magnetická indukcia v každom bode poľa rovnakú hodnotu a smer. Pole vo vzduchovej medzere medzi protiľahlými pólmi magnetu alebo elektromagnetu (pozri obr. 36) možno v určitej vzdialenosti od jeho okrajov považovať za homogénne. Magnetický tok Ф prechádzajúci akýmkoľvek povrchom je určený celkový počet magnetické siločiary prenikajúce týmto povrchom, napríklad cievka 1 (obr. 37, a), teda v rovnomernom magnetickom poli

F = BS (40)

kde S je plocha prierezu povrchu, cez ktorý prechádzajú magnetické siločiary. Z toho vyplýva, že v takomto poli sa magnetická indukcia rovná toku deleného plochou prierezu S:

B = F/S (41)

Ak je akýkoľvek povrch naklonený vzhľadom na smer magnetických siločiar (obr. 37, b), potom tok prenikajúci do neho bude menší, ako keď je kolmý, t.j. Ф 2 bude menší ako Ф 1.

V sústave jednotiek SI sa magnetický tok meria vo weberoch (Wb), táto jednotka má rozmer V * s (volt-sekunda). Magnetická indukcia v sústave jednotiek SI sa meria v teslach (T); 1 T \u003d 1 Wb/m 2.

Magnetická priepustnosť. Magnetická indukcia závisí nielen od sily prúdu prechádzajúceho priamym vodičom alebo cievkou, ale aj od vlastností prostredia, v ktorom sa magnetické pole vytvára. Veličina charakterizujúca magnetické vlastnosti média je absolútna magnetická permeabilita? A. Jeho jednotkou je henry na meter (1 H/m = 1 Ohm*s/m).
V médiu s väčšou magnetickou permeabilitou vytvára elektrický prúd určitej sily magnetické pole s väčšou indukciou. Zistilo sa, že magnetická permeabilita vzduchu a všetkých látok s výnimkou feromagnetických materiálov (pozri § 18) má približne rovnakú hodnotu ako magnetická permeabilita vákua. Absolútna magnetická permeabilita vákua sa nazýva magnetická konštanta, ? o \u003d 4? * 10 -7 Gn / m. Magnetická permeabilita feromagnetických materiálov je tisíckrát a dokonca desaťtisíckrát väčšia ako magnetická permeabilita neferomagnetických látok. Pomer priepustnosti? a nejaká látka na magnetickú permeabilitu vákua? o sa nazýva relatívna magnetická permeabilita:

? = ? A /? O (42)

Intenzita magnetického poľa. Napätie a nezávisí na magnetické vlastnosti prostredia, ale zohľadňuje vplyv sily prúdu a tvaru vodičov na intenzitu magnetického poľa v danom bode priestoru. Magnetická indukcia a intenzita sú vo vzťahu

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

V dôsledku toho v médiu s konštantnou magnetickou permeabilitou je indukcia magnetického poľa úmerná jeho sile.
Intenzita magnetického poľa sa meria v ampéroch na meter (A/m) alebo ampéroch na centimeter (A/cm).

Poďme spoločne pochopiť, čo je magnetické pole. Veď veľa ľudí žije v tomto odbore celý život a ani o tom nepremýšľajú. Je čas to napraviť!

Magnetické pole

Magnetické pole – špeciálny druh záležitosť. Prejavuje sa pôsobením na pohybujúce sa elektrické náboje a telesá, ktoré majú vlastný magnetický moment (permanentné magnety).

Dôležité: magnetické pole nepôsobí na stacionárne náboje! Magnetické pole vzniká aj pohybom elektrických nábojov, alebo časovo premenným elektrickým poľom, alebo magnetickými momentmi elektrónov v atómoch. To znamená, že každý drôt, cez ktorý preteká prúd, sa tiež stane magnetom!

Teleso, ktoré má svoje magnetické pole.

Magnet má póly nazývané severný a južný. Označenia "severný" a "južný" sú uvedené len pre pohodlie (ako "plus" a "mínus" v elektrine).

Magnetické pole je reprezentované silové magnetické čiary. Siločiary sú súvislé a uzavreté a ich smer sa vždy zhoduje so smerom síl poľa. Ak sú kovové hobliny rozptýlené okolo permanentného magnetu, kovové častice ukážu jasný obraz magnetických siločiar vystupujúcich zo severu a vstupujúcich do južného pólu. Grafická charakteristika magnetického poľa - siločiary.

Charakteristiky magnetického poľa

Hlavné charakteristiky magnetického poľa sú magnetická indukcia, magnetický tok A magnetická permeabilita. Ale povedzme si o všetkom pekne po poriadku.

Okamžite si všimneme, že všetky merné jednotky sú uvedené v systéme SI.

Magnetická indukcia B – vektor fyzikálne množstvo, čo je hlavná výkonová charakteristika magnetického poľa. Označené písmenom B . Jednotka merania magnetickej indukcie - Tesla (Tl).

Magnetická indukcia udáva, aké silné je pole určením sily, ktorou pôsobí na náboj. Táto sila sa nazýva Lorentzova sila.

Tu q - poplatok, v - jeho rýchlosť v magnetickom poli, B - indukcia, F je Lorentzova sila, ktorou pole pôsobí na náboj.

F- fyzikálne množstvo rovnajúce sa súčinu magnetickej indukcie v oblasti obrysu a kosínusu medzi vektorom indukcie a normálou k rovine obrysu, cez ktorý prúdi. Magnetický tok je skalárna charakteristika magnetického poľa.

Môžeme povedať, že magnetický tok charakterizuje počet magnetických indukčných čiar prenikajúcich jednotkovou plochou. Magnetický tok sa meria v Weberach (WB).

Magnetická priepustnosť je koeficient, ktorý určuje magnetické vlastnosti média. Jedným z parametrov, od ktorých závisí magnetická indukcia poľa, je magnetická permeabilita.

Naša planéta je už niekoľko miliárd rokov obrovským magnetom. Indukcia magnetického poľa Zeme sa mení v závislosti od súradníc. Na rovníku je to asi 3,1 krát 10 na mínus pätinu Teslu. Okrem toho existujú magnetické anomálie, kde sa hodnota a smer poľa výrazne líšia od susedných oblastí. Jedna z najväčších magnetických anomálií na planéte - Kursk A Brazílska magnetická anomália.

Pôvod magnetického poľa Zeme je pre vedcov stále záhadou. Predpokladá sa, že zdrojom poľa je tekuté kovové jadro Zeme. Jadro sa pohybuje, čo znamená, že roztavená zliatina železa a niklu sa pohybuje a pohyb nabitých častíc je elektrický prúd, ktorý vytvára magnetické pole. Problém je v tejto teórii geodynamo) nevysvetľuje, ako sa pole udržiava stabilné.

Zem je obrovský magnetický dipól. Magnetické póly sa nezhodujú s geografickými, hoci sú v tesnej blízkosti. Okrem toho sa magnetické póly Zeme pohybujú. Ich vysídlenie sa zaznamenáva od roku 1885. Napríklad za posledných sto rokov sa magnetický pól na južnej pologuli posunul takmer o 900 kilometrov a teraz sa nachádza v južnom oceáne. Pól arktickej pologule sa pohybuje cez Severný ľadový oceán smerom k východosibírskej magnetickej anomálii, rýchlosť jeho pohybu (podľa údajov z roku 2004) bola asi 60 kilometrov za rok. Teraz dochádza k zrýchleniu pohybu pólov - v priemere rastie rýchlosť o 3 kilometre za rok.

Aký význam má pre nás magnetické pole Zeme? V prvom rade magnetické pole Zeme chráni planétu pred kozmickým žiarením a slnečným vetrom. Nabité častice z hlbokého vesmíru nepadajú priamo na zem, ale sú odklonené obrovským magnetom a pohybujú sa po jeho siločiarach. Všetko živé je tak chránené pred škodlivým žiarením.

Počas histórie Zeme ich bolo niekoľko inverzie(zmeny) magnetických pólov. Inverzia pólov keď si vymenia miesta. Naposledy tento jav nastal asi pred 800 000 rokmi a v histórii Zeme bolo viac ako 400 geomagnetických zvratov.Niektorí vedci sa domnievajú, že vzhľadom na pozorované zrýchlenie pohybu magnetických pólov by sa ďalší obrat pólov mal očakávať v r. najbližších pár tisíc rokov.

Našťastie sa v našom storočí neočakáva žiadne obrátenie pólov. Takže môžete premýšľať o príjemnom a užívať si život v starom dobrom konštantnom poli Zeme, po zvážení hlavných vlastností a charakteristík magnetického poľa. A aby ste to dokázali, sú tu naši autori, ktorým možno s dôverou v úspech zveriť niektoré z výchovných problémov! a iné druhy prác si môžete objednať na odkaze.

Je dobre známe, že magnetické pole je široko používané v každodennom živote, v práci a in vedecký výskum. Stačí vymenovať také zariadenia ako alternátory, elektromotory, relé, urýchľovače častíc a rôzne senzory. Pozrime sa podrobnejšie na to, čo je magnetické pole a ako sa tvorí.

Čo je magnetické pole - definícia

Magnetické pole je silové pole pôsobiace na pohybujúce sa nabité častice. Veľkosť magnetického poľa závisí od rýchlosti jeho zmeny. Podľa tejto vlastnosti sa rozlišujú dva typy magnetického poľa: dynamické a gravitačné.

Gravitačné magnetické pole vzniká len v blízkosti elementárnych častíc a vytvára sa v závislosti od vlastností ich štruktúry. Zdrojmi dynamického magnetického poľa sú pohybujúce sa elektrické náboje alebo nabité telesá, vodiče s prúdom, ako aj zmagnetizované látky.

Vlastnosti magnetického poľa

Veľkému francúzskemu vedcovi André Amperemu sa podarilo zistiť dve základné vlastnosti magnetického poľa:

1. Hlavný rozdiel medzi magnetickým poľom a elektrickým poľom a jeho hlavnou vlastnosťou je, že je relatívne. Ak vezmete nabité teleso, necháte ho nehybné v akomkoľvek referenčnom rámci a umiestnite do jeho blízkosti magnetickú ihlu, bude, ako obvykle, ukazovať na sever. To znamená, že nezaznamená žiadne iné pole ako to zemské. Ak začnete pohybovať týmto nabitým telesom vzhľadom na šípku, začne sa otáčať - to naznačuje, že keď sa nabité telo pohybuje, okrem elektrického poľa vzniká aj magnetické pole. Magnetické pole sa teda objaví vtedy a len vtedy, ak existuje pohybujúci sa náboj.
2. Magnetické pole pôsobí na iný elektrický prúd. Môžete to teda zistiť sledovaním pohybu nabitých častíc - v magnetickom poli sa budú odchyľovať, vodiče s prúdom sa budú pohybovať, rám s prúdom sa otáča, magnetizované látky sa posúvajú. Tu by sme si mali pripomenúť magnetickú strelku kompasu, zvyčajne zafarbenú Modrá farba- je to len kus zmagnetizovaného železa. Vždy ukazuje na sever, pretože Zem má magnetické pole. Celá naša planéta je obrovský magnet: Južný magnetický pás sa nachádza na severnom póle a severný magnetický pól sa nachádza na južnom geografickom póle.

Okrem toho vlastnosti magnetického poľa zahŕňajú nasledujúce charakteristiky:

1. Sila magnetického poľa je opísaná magnetickou indukciou - ide o vektorovú veličinu, ktorá určuje silu, akou magnetické pole ovplyvňuje pohybujúce sa náboje.
2. Magnetické pole môže byť konštantného a premenlivého typu. Prvé je generované elektrickým poľom, ktoré sa v čase nemení, indukcia takéhoto poľa je tiež nezmenená. Druhý sa najčastejšie generuje pomocou induktorov napájaných striedavým prúdom.
3. Magnetické pole nie je možné vnímať ľudskými zmyslami a zaznamenávajú ho iba špeciálne senzory.

Aby sme pochopili, čo je charakteristické pre magnetické pole, je potrebné definovať mnohé javy. Zároveň si musíte vopred zapamätať, ako a prečo sa objavuje. Zistite, aká je výkonová charakteristika magnetického poľa. Dôležité je aj to, že takéto pole sa môže vyskytovať nielen v magnetoch. V tejto súvislosti nezaškodí spomenúť charakteristiku zemského magnetického poľa.

Vznik poľa

Na začiatok je potrebné popísať vzhľad ihriska. Potom môžete opísať magnetické pole a jeho vlastnosti. Objavuje sa pri pohybe nabitých častíc. Môže ovplyvniť najmä vodivé vodiče. Interakcia medzi magnetickým poľom a pohyblivými nábojmi alebo vodičmi, ktorými prúdi prúd, nastáva v dôsledku síl nazývaných elektromagnetické.

Intenzita alebo výkonová charakteristika magnetického poľa v určitom priestorovom bode sa určuje pomocou magnetickej indukcie. Ten je označený symbolom B.

Grafické znázornenie poľa

Magnetické pole a jeho charakteristiky možno graficky znázorniť pomocou indukčných čiar. Táto definícia sa nazýva čiary, dotyčnice, ku ktorým sa v ktoromkoľvek bode zhodujú so smerom vektora y magnetickej indukcie.

Tieto čiary sú zahrnuté v charakteristikách magnetického poľa a používajú sa na určenie jeho smeru a intenzity. Čím vyššia je intenzita magnetického poľa, tým viac dátových čiar bude nakreslených.

Čo sú magnetické čiary

Magnetické čiary priamych vodičov s prúdom majú tvar sústredného kruhu, ktorého stred sa nachádza na osi tohto vodiča. Smer magnetických čiar v blízkosti vodičov s prúdom je určený pravidlom vložky, ktoré znie takto: ak je vložka umiestnená tak, že bude zaskrutkovaná do vodiča v smere prúdu, potom smer rotácia rukoväte zodpovedá smeru magnetických čiar.

Pre cievku s prúdom bude smer magnetického poľa tiež určený gimletovým pravidlom. Tiež je potrebné otáčať rukoväťou v smere prúdu v otáčkach solenoidu. Smer čiar magnetickej indukcie bude zodpovedať smeru pohyb vpred gimlet.

Je to hlavná charakteristika magnetického poľa.

Pole vytvorené jedným prúdom za rovnakých podmienok sa bude líšiť intenzitou v rôzne prostredia kvôli rozdielnym magnetickým vlastnostiam týchto látok. Magnetické vlastnosti média sú charakterizované absolútnou magnetickou permeabilitou. Meria sa v henry na meter (g/m).

Charakteristika magnetického poľa zahŕňa absolútnu magnetickú permeabilitu vákua, nazývanú magnetická konštanta. Hodnota, ktorá určuje, koľkokrát sa bude absolútna magnetická permeabilita média líšiť od konštanty, sa nazýva relatívna magnetická permeabilita.

Magnetická permeabilita látok

Ide o bezrozmernú veličinu. Látky s hodnotou permeability menšou ako jedna sa nazývajú diamagnetické. V týchto látkach bude pole slabšie ako vo vákuu. Tieto vlastnosti má vodík, voda, kremeň, striebro atď.

Médiá s magnetickou permeabilitou väčšou ako jedna sa nazývajú paramagnetické. V týchto látkach bude pole silnejšie ako vo vákuu. Medzi tieto médiá a látky patrí vzduch, hliník, kyslík, platina.

V prípade paramagnetických a diamagnetických látok nebude hodnota magnetickej permeability závisieť od napätia vonkajšieho, magnetizačného poľa. To znamená, že hodnota je pre konkrétnu látku konštantná.

Feromagnety patria do špeciálnej skupiny. U týchto látok dosiahne magnetická permeabilita niekoľko tisíc a viac. Tieto látky, ktoré majú tú vlastnosť, že sú magnetizované a zosilňujú magnetické pole, sú široko používané v elektrotechnike.

Sila poľa

Na určenie charakteristík magnetického poľa spolu s vektorom magnetickej indukcie možno použiť hodnotu nazývanú sila magnetického poľa. Tento pojem definuje intenzitu vonkajšieho magnetického poľa. Smer magnetického poľa v médiu s rovnaké vlastnosti vo všetkých smeroch sa bude vektor intenzity zhodovať s vektorom magnetickej indukcie v bode poľa.

Silné stránky feromagnetík sa vysvetľujú prítomnosťou ľubovoľne magnetizovaných malých častí, ktoré môžu byť reprezentované ako malé magnety.

V neprítomnosti magnetického poľa nemusí mať feromagnetická látka výrazné magnetické vlastnosti, pretože doménové polia nadobúdajú rôzne orientácie a ich celkové magnetické pole je nulové.

Podľa hlavnej charakteristiky magnetického poľa, ak je feromagnet umiestnený vo vonkajšom magnetickom poli, napríklad v cievke s prúdom, potom sa pod vplyvom vonkajšieho poľa domény otočia v smere vonkajšieho poľa. . Okrem toho sa magnetické pole na cievke zvýši a magnetická indukcia sa zvýši. Ak je vonkajšie pole dostatočne slabé, preklopí sa len časť všetkých domén, ktorých magnetické polia sa približujú k smeru vonkajšieho poľa. S rastúcou silou vonkajšieho poľa sa bude zvyšovať počet otočených domén a pri určitej hodnote napätia vonkajšieho poľa sa takmer všetky časti natočia tak, že magnetické polia sú umiestnené v smere vonkajšieho poľa. Tento stav sa nazýva magnetická saturácia.

Vzťah medzi magnetickou indukciou a intenzitou

Vzťah medzi magnetickou indukciou feromagnetickej látky a silou vonkajšieho poľa možno znázorniť pomocou grafu nazývaného magnetizačná krivka. Na ohybe krivkového grafu sa rýchlosť nárastu magnetickej indukcie znižuje. Po zákrute, kde napätie dosiahne určitú hodnotu, nastáva saturácia a krivka mierne stúpa a postupne nadobúda tvar priamky. V tejto sekcii indukcia stále rastie, ale skôr pomaly a len vďaka zvýšeniu sily vonkajšieho poľa.

Grafická závislosť týchto ukazovateľov nie je priama, čo znamená, že ich pomer nie je konštantný a magnetická permeabilita materiálu nie je konštantným ukazovateľom, ale závisí od vonkajšieho poľa.

Zmeny magnetických vlastností materiálov

Pri zvyšovaní sily prúdu na plnú saturáciu v cievke s feromagnetickým jadrom a jej následnom poklese sa magnetizačná krivka nezhoduje s demagnetizačnou krivkou. Pri nulovej intenzite nebude mať magnetická indukcia rovnakú hodnotu, ale nadobudne nejaký ukazovateľ nazývaný zvyšková magnetická indukcia. Situácia s oneskorením magnetickej indukcie od magnetizačnej sily sa nazýva hysterézia.

Na úplnú demagnetizáciu feromagnetického jadra v cievke je potrebné dať spätný prúd, ktorý vytvorí potrebné napätie. Pre rôzne feromagnetické látky je potrebný segment rôznej dĺžky. Čím je väčšia, tým viac energie je potrebné na demagnetizáciu. Hodnota, pri ktorej je materiál úplne demagnetizovaný, sa nazýva koercitívna sila.

S ďalším zvýšením prúdu v cievke sa indukcia opäť zvýši na index saturácie, ale s iným smerom magnetických čiar. Pri demagnetizácii v opačnom smere sa získa zvyšková indukcia. Fenomén zvyškového magnetizmu sa využíva na vytváranie permanentných magnetov z látok s vysokým zvyškovým magnetizmom. Z látok, ktoré majú schopnosť remagnetizácie, vznikajú jadrá pre elektrické stroje a zariadenia.

pravidlo ľavej ruky

Sila pôsobiaca na vodič s prúdom má smer určený pravidlom ľavej ruky: keď je dlaň panenskej ruky umiestnená tak, že do nej vstupujú magnetické čiary a štyri prsty sú vystreté v smere prúd vo vodiči, ohnutý palec označuje smer sily. Táto sila je kolmá na indukčný vektor a prúd.

Vodič s prúdom pohybujúci sa v magnetickom poli je považovaný za prototyp elektromotora, ktorý sa mení elektrická energia do mechanického.

Pravidlo pravej ruky

Pri pohybe vodiča v magnetickom poli sa v jeho vnútri indukuje elektromotorická sila, ktorá má hodnotu úmernú magnetickej indukcii, dĺžke zapojeného vodiča a rýchlosti jeho pohybu. Táto závislosť sa nazýva elektromagnetická indukcia. Pri určovaní smeru indukovaného EMF vo vodiči sa používa pravidlo pravá ruka: keď je pravá ruka umiestnená rovnakým spôsobom ako v príklade zľava, magnetické čiary vstupujú do dlane a palec ukazuje smer pohybu vodiča, vystreté prsty označujú smer indukovaného EMF. Pohyb v magnetickom toku pod vplyvom vonkajšieho prostredia mechanická sila Vodič je najjednoduchším príkladom elektrického generátora, v ktorom sa mechanická energia premieňa na elektrickú energiu.

Dá sa to formulovať rôzne: v uzavretom obvode sa indukuje EMF, pričom pri akejkoľvek zmene magnetického toku pokrytého týmto obvodom sa EDE v obvode číselne rovná rýchlosti zmeny magnetického toku, ktorý pokrýva tento obvod.

Tento formulár poskytuje priemerný indikátor EMF a indikuje závislosť EMF nie od magnetického toku, ale od rýchlosti jeho zmeny.

Lenzov zákon

Treba si pamätať aj Lenzov zákon: prúd indukovaný zmenou magnetického poľa prechádzajúceho obvodom svojim magnetickým poľom bráni tejto zmene. Ak sú závity cievky prepichnuté magnetickými tokmi rôznych veľkostí, potom sa EMF indukovaný na celej cievke rovná súčtu EMF v rôznych závitoch. Súčet magnetických tokov rôznych závitov cievky sa nazýva prepojenie toku. Jednotkou merania tejto veličiny, ako aj magnetického toku, je weber.

Pri zmene elektrického prúdu v obvode sa mení aj ním vytvorený magnetický tok. Avšak podľa zákona elektromagnetická indukcia vo vnútri vodiča sa indukuje EMF. Objavuje sa v súvislosti so zmenou prúdu vo vodiči, pretože tento jav sa nazýva samoindukcia a EMF indukované vo vodiči sa nazýva samoindukčné EMF.

Väzba toku a magnetický tok závisia nielen od sily prúdu, ale aj od veľkosti a tvaru daného vodiča a od magnetickej permeability okolitej látky.

indukčnosť vodiča

Koeficient úmernosti sa nazýva indukčnosť vodiča. Označuje schopnosť vodiča vytvoriť prepojenie toku, keď ním prechádza elektrina. Toto je jeden z hlavných parametrov elektrických obvodov. Pre určité obvody je indukčnosť konštantná. Bude to závisieť od veľkosti obrysu, jeho konfigurácie a magnetickej permeability média. V tomto prípade nezáleží na sile prúdu v obvode a magnetický tok.

Vyššie uvedené definície a javy poskytujú vysvetlenie toho, čo je magnetické pole. Uvedené sú aj hlavné charakteristiky magnetického poľa, pomocou ktorých je možné tento jav definovať.