Magnetna polja se pojavljajo naravno in jih je mogoče ustvariti umetno. Moški jih je opazil uporabne lastnosti ki so se naučili uporabljati v Vsakdanje življenje. Kaj je vir magnetno polje?

Jpg?.jpg 600w

Zemljino magnetno polje

Kako se je razvil nauk o magnetnem polju

Magnetne lastnosti nekaterih snovi so opazili že v antiki, vendar se je njihovo pravo preučevanje začelo leta srednjeveška Evropa. Z majhnimi jeklenimi iglami je francoski znanstvenik Peregrine odkril presečišče magnetnih silnic na določenih točkah – polih. Le tri stoletja kasneje je Gilbert, ki ga je vodil to odkritje, nadaljeval s preučevanjem in nato zagovarjal svojo hipotezo, da ima Zemlja svoje lastno magnetno polje.

Hiter razvoj teorije magnetizma se je začel v začetku 19. stoletja, ko je Ampère odkril in opisal vpliv električnega polja na nastanek magnetnega polja ter odkritje Faradayja. elektromagnetna indukcija vzpostavil obratno razmerje.

Kaj je magnetno polje

Magnetno polje se kaže v delovanju sile na električne naboje, ki se gibljejo, ali na telesa, ki imajo magnetni moment.

Viri magnetnega polja:

1. vodniki, skozi katere poteka električni tok;
2. trajni magneti;
3. spreminjajoče se 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">

Viri magnetnega polja

Glavni vzrok za magnetno polje je enak za vse vire: električni mikronaboji - elektroni, ioni ali protoni - imajo svoj magnetni moment ali pa so v smernem gibanju.

Pomembno! Medsebojno ustvarjajo električna in magnetna polja, ki se s časom spreminjajo. To razmerje določajo Maxwellove enačbe.

Značilnosti magnetnega polja

Značilnosti magnetnega polja so:

1. Magnetni pretok, skalarna količina, ki določa, koliko silnic magnetnega polja poteka skozi določen odsek. Označeno s črko F. Izračunano po formuli:

F = B x S x cos α,

kjer je B vektor magnetne indukcije, S je presek, α je naklonski kot vektorja na pravokotnico, narisano na ravnino preseka. Merska enota - weber (Wb);

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

magnetni tok

1. Vektor magnetne indukcije (B) prikazuje silo, ki deluje na nosilce naboja. Usmerjen je proti severnemu polu, kamor kaže običajna magnetna igla. Kvantitativno se magnetna indukcija meri v teslu (Tl);
2. MP napetost (N). Določena je z magnetno prepustnostjo različnih medijev. V vakuumu je prepustnost vzeta kot enota. Smer vektorja jakosti sovpada s smerjo magnetne indukcije. Merska enota - A / m.

Kako predstaviti magnetno polje

Manifestacije magnetnega polja je enostavno videti na primeru trajnega magneta. Ima dva pola in glede na orientacijo se oba magneta privlačita ali odbijata. Magnetno polje označuje procese, ki se pojavljajo v tem primeru:

1. MP je matematično opisan kot vektorsko polje. Konstruiramo ga lahko s pomočjo številnih vektorjev magnetne indukcije B, od katerih je vsak usmerjen proti severnemu polu igle kompasa in ima dolžino, odvisno od magnetne sile;
2. Alternativni način predstavitve je uporaba silnic. Te črte se nikoli ne sekajo, se nikjer ne začnejo ali končajo in tvorijo zaprte zanke. MF črte se združujejo v pogostejših regijah, kjer je magnetno polje najmočnejše.

Pomembno! Gostota silnic označuje jakost magnetnega polja.

Čeprav MF v resnici ni mogoče videti, je mogoče silnice zlahka prikazati v resničnem svetu, tako da v MF položite železne opilke. Vsak delec se obnaša kot majhen magnet s severnim in južnim polom. Rezultat je vzorec, podoben črtam sile. Oseba ne more občutiti vpliva MP.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/4-13.jpg 640w

Linije magnetnega polja

Merjenje magnetnega polja

Ker je to vektorska količina, obstajata dva parametra za merjenje MF: sila in smer. Smer je enostavno izmeriti s kompasom, povezanim s poljem. Primer je kompas, postavljen v zemeljsko magnetno polje.

Merjenje drugih lastnosti je veliko težje. Praktični magnetometri so se pojavili šele v 19. stoletju. Večina jih deluje s silo, ki jo čuti elektron, ko se premika skozi magnetno polje.

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

Magnetometer

Zelo natančno merjenje majhnih magnetnih polj je postalo praktično od odkritja leta 1988 velikanskega magnetnega upora v slojevitih materialih. To odkritje v temeljni fiziki je bilo hitro uporabljeno v magnetni tehnologiji. trdi disk za shranjevanje podatkov na računalnikih, kar vodi do tisočkratnega povečanja zmogljivosti shranjevanja v samo nekaj letih.

V splošno sprejetih merilnih sistemih se MF meri v testih (T) ali v gaussih (G). 1 T = 10000 gausov. Gauss se pogosto uporablja, ker je Tesla preveliko polje.

zanimivo Majhen magnet za hladilnik ustvari MF enako 0,001 T, Zemljino magnetno polje pa je v povprečju 0,00005 T.

Narava magnetnega polja

Magnetizem in magnetna polja so manifestacije elektromagnetne sile. Obstajata dve možne načine kako organizirati energijski naboj v gibanju in posledično magnetno polje.

Prvi je povezava žice s tokovnim virom, okoli nje se oblikuje MF.

Pomembno! Ko se tok (število nabojev v gibanju) poveča, se MP sorazmerno poveča. Ko se oddaljujete od žice, se polje zmanjšuje z razdaljo. To opisuje Amperov zakon.

Jpg?.jpg 600 W, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/6-9.jpg 720 W

Amperov zakon

Nekateri materiali z večjo magnetno prepustnostjo lahko koncentrirajo magnetna polja.

Ker je magnetno polje vektor, je treba določiti njegovo smer. Za navaden tok, ki teče skozi ravno žico, je mogoče smer določiti s pravilom desne roke.

Če želite uporabiti pravilo, si morate predstavljati, da je žica ovita desna roka, A palec označuje smer toka. Nato bodo ostali štirje prsti pokazali smer vektorja magnetne indukcije okoli vodnika.

Jpeg?.jpeg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/7.jpeg 612w

Pravilo desne roke

Drugi način za ustvarjanje MF je uporaba dejstva, da se elektroni pojavljajo v nekaterih snoveh, ki imajo svoj magnetni moment. Trajni magneti delujejo tako:

1. Čeprav imajo atomi pogosto veliko elektronov, so večinoma povezani tako, da se celotno magnetno polje para izniči. Dva elektrona, ki sta seznanjena na ta način, naj bi imela nasprotna vrtenja. Zato, da bi nekaj magnetizirali, potrebujete atome, ki imajo enega ali več elektronov z enakim spinom. Na primer, železo ima štiri takšne elektrone in je primerno za izdelavo magnetov;
2. Milijarde elektronov v atomih je lahko naključno usmerjenih in ne bo skupnega magnetnega polja, ne glede na to, koliko neparnih elektronov ima material. Biti mora stabilen pri nizki temperaturi, da zagotovi splošno prednostno usmerjenost elektronov. Visoka magnetna prepustnost povzroča magnetizacijo takšnih snovi pod določenimi pogoji zunaj vpliva magnetnega polja. To so feromagneti;
3. Drugi materiali lahko kažejo magnetne lastnosti v prisotnosti zunanjega magnetnega polja. Zunanje polje služi za izravnavo vseh elektronskih spinov, ki po odstranitvi MF izgine. Te snovi so paramagnetne. Kovinska vrata hladilnika so primer paramagneta.

Zemljino magnetno polje

Zemljo lahko predstavimo v obliki kondenzatorskih plošč, katerih naboj ima nasprotni predznak: "minus" - y zemeljsko površje in "plus" - v ionosferi. Med njimi je atmosferski zrak kot izolacijsko tesnilo. Velikanski kondenzator ohranja konstanten naboj zaradi vpliva zemeljskega magnetnega polja. Z uporabo tega znanja je mogoče ustvariti shemo za pridobivanje električne energije iz zemeljskega magnetnega polja. Res je, rezultat bodo nizke vrednosti napetosti.

Vzeti je treba:

• ozemljitvena naprava;
• žica;
• Teslin transformator, ki lahko ustvarja visokofrekvenčna nihanja in ustvarja koronsko razelektritev, ki ionizira zrak.

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

Teslova tuljava

Teslova tuljava bo delovala kot oddajnik elektronov. Celotna konstrukcija je povezana skupaj in za zagotovitev zadostne potencialne razlike je treba transformator dvigniti na precejšnjo višino. Tako bo nastal električni krog, skozi katerega bo tekel majhen tok. Dobiti veliko število električne energije s to napravo ni mogoče.

Elektrika in magnetizem prevladujeta v mnogih svetovih, ki obkrožajo človeka: od najbolj temeljnih procesov v naravi do najsodobnejših elektronskih naprav.

Video

Magnetno polje in njegove značilnosti. Ko gre električni tok skozi prevodnik, a magnetno polje. Magnetno polje je ena od vrst snovi. Ima energijo, ki se kaže v obliki elektromagnetnih sil, ki delujejo na posamezne gibajoče se električne naboje (elektrone in ione) in na njihove tokove, to je električni tok. Gibajoči se nabiti delci pod vplivom elektromagnetnih sil odstopajo od prvotne poti v smeri, ki je pravokotna na polje (slika 34). Nastane magnetno polje samo okoli gibajočih se električnih nabojev, njegovo delovanje pa sega tudi samo na gibajoče se naboje. Magnetna in električna polja sta neločljiva in tvorita eno samo elektromagnetno polje. Vsaka sprememba električno polje vodi do pojava magnetnega polja in obratno, vsako spremembo magnetnega polja spremlja pojav električnega polja. Elektromagnetno polješiri s svetlobno hitrostjo, to je 300.000 km/s.

Grafični prikaz magnetnega polja. Grafično je magnetno polje predstavljeno z magnetnimi silnicami, ki so narisane tako, da smer silnice v vsaki točki polja sovpada s smerjo silnic polja; magnetne silnice so vedno neprekinjene in zaprte. Smer magnetnega polja v vsaki točki lahko določimo z magnetno iglo. Severni pol puščice je vedno nastavljen v smeri poljskih sil. Konec trajnega magneta, iz katerega izhajajo črte sile (sl. 35, a), se šteje za severni pol, nasprotni konec, ki vključuje črte sile, pa je južni pol (črte sile, ki prehaja znotraj magneta, niso prikazane). Porazdelitev silnic med poloma ravnega magneta je mogoče zaznati z uporabo jeklenih opilkov, posutih na list papirja, položen na pole (slika 35, b). Za magnetno polje v zračni reži med dvema vzporednima nasprotnima poloma trajnega magneta je značilna enakomerna porazdelitev magnetnih silnic (sl. 36) (poljske črte, ki potekajo znotraj magneta, niso prikazane).

riž. 37. Magnetni tok, ki prodira skozi tuljavo v pravokotnem (a) in nagnjenem (b) položaju glede na smer magnetnih silnic.

Za bolj vizualno predstavitev magnetnega polja so črte sile manj pogosto ali debelejše. Na tistih mestih, kjer je magnetna vloga močnejša, se silnice nahajajo bližje druga drugi, na istem mestu, kjer je šibkejša, bolj narazen. Silnice se nikjer ne sekajo.

V mnogih primerih je priročno obravnavati magnetne silnice kot neke elastične raztegnjene niti, ki se nagibajo k krčenju in tudi medsebojnemu odbijanju (imajo medsebojno stransko raztezanje). Takšna mehanska predstavitev silnic omogoča jasno razlago nastanka elektromagnetnih sil med interakcijo magnetnega polja in prevodnika s tokom ter dveh magnetnih polj.

Glavne značilnosti magnetnega polja so magnetna indukcija, magnetni pretok, magnetna prepustnost in jakost magnetnega polja.

Magnetna indukcija in magnetni tok. Intenzivnost magnetnega polja, to je njegova sposobnost opravljanja dela, je določena s količino, imenovano magnetna indukcija. Močnejše kot je magnetno polje, ki ga ustvari trajni magnet ali elektromagnet, večjo indukcijo ima. Magnetno indukcijo B lahko označimo z gostoto magnetnih silnic, to je številom silnic, ki potekajo skozi površino 1 m 2 ali 1 cm 2, ki se nahaja pravokotno na magnetno polje. Razlikovati med homogenimi in nehomogenimi magnetnimi polji. V enakomernem magnetnem polju ima magnetna indukcija na vsaki točki polja enako vrednost in smer. Polje v zračni reži med nasprotnima poloma magneta ali elektromagneta (glej sliko 36) se lahko šteje za homogeno na določeni razdalji od njegovih robov. Magnetni pretok Ф, ki prehaja skozi katero koli površino, je določen z skupno število magnetne silnice, ki prodirajo to površino, na primer tuljava 1 (slika 37, a), torej v enotnem magnetnem polju

F = BS (40)

kjer je S površina prečnega prereza površine, skozi katero prehajajo magnetne sile. Iz tega sledi, da je v takem polju magnetna indukcija enaka toku, deljenemu s površino prečnega prereza S:

B = F/S (41)

Če je katera koli površina nagnjena glede na smer linij magnetnega polja (slika 37, b), bo tok, ki prodira vanjo, manjši kot pri pravokotnosti, tj. F 2 bo manjši od F 1.

V sistemu enot SI se magnetni pretok meri v weberjih (Wb), ta enota ima dimenzijo V * s (volt-sekunda). Magnetna indukcija v sistemu enot SI se meri v teslu (T); 1 T \u003d 1 Wb / m 2.

Magnetna prepustnost. Magnetna indukcija ni odvisna samo od jakosti toka, ki teče skozi ravni vodnik ali tuljavo, temveč tudi od lastnosti medija, v katerem nastane magnetno polje. Količina, ki označuje magnetne lastnosti medija, je absolutna magnetna prepustnost? A. Njena enota je henry na meter (1 H/m = 1 Ohm*s/m).
V mediju z večjo magnetno prepustnostjo električni tok določene jakosti ustvari magnetno polje z večjo indukcijo. Ugotovljeno je bilo, da ima magnetna prepustnost zraka in vseh snovi, razen feromagnetnih materialov (glej § 18), približno enako vrednost kot magnetna prepustnost vakuuma. Absolutna magnetna prepustnost vakuuma se imenuje magnetna konstanta, ? o \u003d 4? * 10 -7 Gn / m. Magnetna prepustnost feromagnetnih materialov je več tisoč in celo desettisočkrat večja od magnetne prepustnosti neferomagnetnih snovi. Razmerje prepustnosti? in kakšna snov za magnetno prepustnost vakuuma? o se imenuje relativna magnetna prepustnost:

? = ? A /? O (42)

Jakost magnetnega polja. Jakost And ni odvisna od magnetnih lastnosti medija, temveč upošteva vpliv jakosti toka in oblike vodnikov na jakost magnetnega polja v dani točki prostora. Magnetna indukcija in intenziteta sta povezani z razmerjem

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

Posledično je v mediju s konstantno magnetno prepustnostjo indukcija magnetnega polja sorazmerna z njegovo jakostjo.
Jakost magnetnega polja se meri v amperih na meter (A/m) ali amperih na centimeter (A/cm).

Dober dan, danes boste izvedeli kaj je magnetno polje in od kod prihaja.

Vsak človek na planetu vsaj enkrat, vendar obdržal magnet v roki. Začenši s spominskimi magneti za hladilnik ali delujočimi magneti za zbiranje cvetnega prahu železa in še veliko več. Kot otrok je bila smešna igrača, ki se je držala črne kovine, drugih kovin pa ne. Kakšna je torej skrivnost magneta in njegovega magnetno polje.

Kaj je magnetno polje

Na kateri točki začne magnet privlačiti k sebi? Okoli vsakega magneta obstaja magnetno polje, v katerega padejo, se predmeti začnejo privlačiti. Velikost takega polja se lahko razlikuje glede na velikost magneta in njegove lastnosti.

Izraz Wikipedije:

Magnetno polje - polje sile, ki deluje na premikajoče se električne naboje in na telesa z magnetnim momentom, ne glede na stanje njihovega gibanja, magnetna komponenta elektromagnetnega polja.

Od kod izvira magnetno polje

Magnetno polje lahko ustvarja tok nabitih delcev ali magnetni momenti elektronov v atomih, pa tudi magnetni momenti drugih delcev, čeprav v precej manjši meri.

Manifestacija magnetnega polja

Magnetno polje se kaže v vplivu na magnetne momente delcev in teles, na gibajoče se nabite delce ali prevodnike z . Sila, ki deluje na električno nabit delec, ki se giblje v magnetnem polju, je imenovana Lorentzova sila, ki je vedno usmerjen pravokotno na vektorja v in B. Sorazmeren je z nabojem delca q, komponento hitrosti v, pravokotno na smer vektorja magnetnega polja B, in velikostjo indukcije magnetnega polja B.

Kateri predmeti imajo magnetno polje

Pogosto o tem ne razmišljamo, a mnogi (če ne vsi) predmeti okoli nas so magneti. Navajeni smo, da je magnet kamenček z izrazito privlačno silo proti sebi, v resnici pa ima skoraj vse privlačno silo, le da je precej nižja. Vzemimo vsaj naš planet - ne odletimo v vesolje, čeprav se z ničemer ne držimo površja. Zemljino polje je veliko šibkejše od polja kamenčkovega magneta, zato nas drži le zaradi svoje ogromne velikosti – če ste kdaj videli ljudi hoditi po Luni (ki ima štirikrat manjši premer), boste jasno razumeti o čem govorimo. Privlačnost Zemlje v veliki meri temelji na kovinskih komponentah.Njena skorja in jedro - imata močno magnetno polje. Morda ste že slišali, da v bližini velikih nahajališč železove rude kompasi prenehajo kazati pravo smer proti severu - to je zato, ker princip kompasa temelji na interakciji magnetnih polj, železova ruda pa privlači svojo iglo.

Izraz "magnetno polje" običajno pomeni določen energijski prostor, v katerem se manifestirajo sile magnetne interakcije. Vplivajo na:

posamezne snovi: ferimagneti (kovine - predvsem lito železo, železo in njegove zlitine) in njihov razred feritov, ne glede na stanje;

gibljivi naboji elektrike.

Fizična telesa, ki imajo skupni magnetni moment elektronov ali drugih delcev, se imenujejo trajni magneti. Njihovo medsebojno delovanje je prikazano na sliki. močnostne magnetne linije.

Nastale so po vnosu trajnega magneta v hrbtna stran karton z enakomerno plastjo železnih opilkov. Slika prikazuje jasno oznako severnega (N) in južnega (S) pola s smerjo silnic glede na njihovo orientacijo: izhod iz severnega pola in vhod v južni.

Kako nastane magnetno polje

Viri magnetnega polja so:

trajni magneti;

mobilni stroški;

časovno spremenljivo električno polje.

Vsak otrok v vrtcu pozna delovanje trajnih magnetov. Navsezadnje je že moral izklesati slike-magnete na hladilniku, vzete iz paketov z vsemi vrstami dobrot.

Električni naboji v gibanju imajo običajno veliko večjo energijo magnetnega polja kot. Označujejo ga tudi silnice. Analizirajmo pravila za njihovo zasnovo za pravokotni vodnik s tokom I.

Magnetna silnica je narisana v ravnini, pravokotni na gibanje toka, tako da je v vsaki točki sila, ki deluje na severni pol magnetne igle, usmerjena tangencialno na to črto. To ustvari koncentrične kroge okoli premikajočega se naboja.

Smer teh sil je določena z dobro znanim pravilom vijaka ali navoja z desnim navojem.

gimlet pravilo

Gimlet je treba postaviti soosno s trenutnim vektorjem in ročaj zasukati tako, da gibanje naprej gimlet je sovpadal z njegovo smerjo. Nato se z vrtenjem ročaja prikaže usmerjenost magnetnih silnic.

V obročastem prevodniku rotacijsko gibanje ročaja sovpada s smerjo toka, translacijsko gibanje pa kaže orientacijo indukcije.

Silnice magnetnega polja vedno zapustijo severni pol in vstopijo v južni. Nadaljujejo se znotraj magneta in niso nikoli odprti.

Pravila za interakcijo magnetnih polj

Magnetna polja iz različnih virov se dodajajo drug drugemu in tvorijo nastalo polje.

V tem primeru se magneti z nasprotnimi poli (N - S) med seboj privlačijo, z enakimi poli (N - N, S - S) pa se odbijajo. Interakcijske sile med poli so odvisne od razdalje med njima. Bolj kot sta pola premaknjena, večja je nastala sila.

Glavne značilnosti magnetnega polja

Tej vključujejo:

vektor magnetne indukcije (B);

magnetni tok (F);

pretočna povezava (Ψ).

Intenzivnost oziroma sila vpliva polja se oceni z vrednostjo vektor magnetne indukcije. Določena je z vrednostjo sile "F", ki jo ustvari tok "I" skozi vodnik dolžine "l". B \u003d F / (I ∙ l)

Merska enota magnetne indukcije v sistemu SI je tesla (v spomin na znanstvenika fizika, ki je preučeval te pojave in jih opisal z matematičnimi metodami). V ruski tehnični literaturi je označen z "Tl", v mednarodni dokumentaciji pa je sprejet simbol "T".

1 T je indukcija takšnega enakomernega magnetnega pretoka, ki deluje s silo 1 newton na vsak meter dolžine ravnega vodnika, pravokotnega na smer polja, ko skozi ta vodnik teče tok jakosti 1 ampera.

1Tl=1∙N/(A∙m)

Smer vektorja B je določena z pravilo leve roke.

Če položite dlan leve roke v magnetno polje tako, da silnice s severnega pola vstopijo v dlan pod pravim kotom, štiri prste pa postavite v smeri toka v vodniku, bo štrleči palec navedite smer sile na ta vodnik.

V primeru, da se vodnik z električnim tokom ne nahaja pravokotno na magnetne silnice, bo sila, ki deluje nanj, sorazmerna z velikostjo tekočega toka in sestavnim delom projekcije dolžine prevodnika. s tokom na ravnino, ki se nahaja v pravokotni smeri.

Sila, ki deluje na električni tok, ni odvisna od materialov, iz katerih je prevodnik izdelan, in njegove površine preseka. Tudi če tega prevodnika sploh ni in se gibljivi naboji začnejo premikati v drugem mediju med magnetnima polima, potem se ta sila ne bo spremenila na noben način.

Če ima znotraj magnetnega polja v vseh točkah vektor B enako smer in velikost, se takšno polje šteje za enotno.

Vsako okolje, ki ima , vpliva na vrednost indukcijskega vektorja B .

Magnetni tok (F)

Če upoštevamo prehod magnetne indukcije skozi določeno območje S, se bo indukcija, omejena z njenimi mejami, imenovala magnetni tok.

Ko je območje nagnjeno pod določenim kotom α glede na smer magnetne indukcije, se magnetni pretok zmanjša za vrednost kosinusa naklonskega kota območja. Njegova največja vrednost se ustvari, ko je območje pravokotno na njegovo prodorno indukcijo. Ф=В·S

Merska enota za magnetni pretok je 1 weber, ki je določen s prehodom indukcije 1 tesla skozi površino 1 kvadratnega metra.

Pretočna povezava

Ta izraz se uporablja za določitev skupne količine magnetnega pretoka, ustvarjenega iz določenega števila prevodnikov s tokom, ki se nahajajo med poloma magneta.

Za primer, ko skozi navitje tuljave s številom ovojev n teče enak tok I, se skupni (vezani) magnetni pretok iz vseh ovojev imenuje pretočna vezava Ψ.

Ψ=n F . Enota fluksne povezave je 1 weber.

Kako nastane magnetno polje iz izmeničnega električnega

Elektromagnetno polje v interakciji z električni naboji in teles z magnetnimi momenti, je kombinacija dveh polj:

električni;

magnetni.

Med seboj so povezani, predstavljajo kombinacijo drug drugega in ko se eden skozi čas spreminja, se pri drugem pojavijo določena odstopanja. Na primer, pri ustvarjanju izmeničnega sinusnega električnega polja v trifaznem generatorju se istočasno oblikuje isto magnetno polje z značilnostmi podobnih izmeničnih harmonikov.

Magnetne lastnosti snovi

Glede na interakcijo z zunanjim magnetnim poljem delimo snovi na:

antiferomagneti z uravnoteženimi magnetnimi momenti, zaradi katerih se ustvari zelo majhna stopnja magnetizacije telesa;

diamagneti z lastnostjo magnetiziranja notranjega polja proti delovanju zunanjega. Če ni zunanjega polja, ne kažejo magnetnih lastnosti;

paramagneti z lastnostmi magnetizacije notranjega polja v smeri zunanjega polja, ki imajo majhno stopnjo;

feromagneti, ki imajo magnetne lastnosti brez uporabljenega zunanjega polja pri temperaturah pod Curiejevo točko;

ferimagneti z magnetnimi momenti, ki so neuravnoteženi po velikosti in smeri.

Vse te lastnosti snovi so našle različne aplikacije v sodobni tehnologiji.

Magnetna vezja

Na osnovi delujejo vsi transformatorji, induktivnosti, električni stroji in številne druge naprave.

Na primer, v delujočem elektromagnetu poteka magnetni tok skozi magnetno vezje iz feromagnetnih jekel in zraka z izrazitimi neferomagnetnimi lastnostmi. Kombinacija teh elementov sestavlja magnetno vezje.

Večina električnih naprav ima v svoji zasnovi magnetna vezja. Preberite več o tem v tem članku -

V zadnjem stoletju so različni znanstveniki podali več predpostavk o zemeljskem magnetnem polju. Po eni od njih se polje pojavi kot posledica vrtenja planeta okoli svoje osi.

Temelji na nenavadnem Barnet-Einsteinovem učinku, ki je v dejstvu, da ko se katero koli telo vrti, nastane magnetno polje. Atomi v tem efektu imajo svoj magnetni moment, saj se vrtijo okoli lastne osi. Tako se pojavi zemeljsko magnetno polje. Vendar ta hipoteza ni prestala eksperimentalnih preizkusov. Izkazalo se je, da je magnetno polje, pridobljeno na tako netrivialen način, nekaj milijonov krat šibkejše od pravega.

Druga hipoteza temelji na pojavu magnetnega polja zaradi krožišče nabiti delci (elektroni) na površini planeta. Tudi ona je bila nesposobna. Gibanje elektronov lahko povzroči pojav zelo šibkega polja, poleg tega ta hipoteza ne pojasni obrata zemeljskega magnetnega polja. Znano je, da se severni magnetni pol ne ujema s severnim geografskim.

Sončni veter in tokovi plašča

Mehanizem nastanka magnetnega polja Zemlje in drugih planetov solarni sistem ni popolnoma razumljen in še vedno ostaja skrivnost za znanstvenike. Vendar ena predlagana hipoteza precej dobro razloži inverzijo in velikost indukcije dejanskega polja. Temelji na delovanju notranjih tokov Zemlje in sončnega vetra.

Notranji tokovi Zemlje tečejo v plašču, ki je sestavljen iz snovi z zelo dobro prevodnostjo. Jedro je trenutni vir. Energija iz jedra na zemeljsko površje se prenaša s konvekcijo. Tako v plašču poteka stalno gibanje snovi, ki tvori magnetno polje po znanem zakonu gibanja nabitih delcev. Če njegov videz povežemo le z notranjimi tokovi, se izkaže, da morajo imeti vsi planeti, katerih smer vrtenja sovpada s smerjo vrtenja Zemlje, enako magnetno polje. Vendar pa ni. Jupitrov severni geografski pol sovpada s severnim magnetnim.

Pri nastanku zemeljskega magnetnega polja niso vključeni le notranji tokovi. Že dolgo je znano, da se odziva na sončni veter, tok visokoenergijskih delcev, ki prihajajo s Sonca kot posledica reakcij, ki se odvijajo na njegovi površini.

Sončni veter je po svoji naravi električni tok (gibanje nabitih delcev). Zaradi rotacije Zemlje ustvarja krožni tok, ki vodi do pojava Zemljinega magnetnega polja.