Definisi medan magnet dalam fizik. §16

Medan magnet berlaku secara semula jadi dan boleh dicipta secara buatan. Seseorang menyedari ciri-ciri berguna mereka, yang dia pelajari untuk diterapkan dalam kehidupan seharian. Apakah sumber medan magnet?

Jpg?.jpg 600w

Medan magnet bumi

Bagaimana doktrin medan magnet berkembang

Sifat magnet beberapa bahan telah diperhatikan pada zaman dahulu, tetapi kajian mereka benar-benar bermula di Eropah zaman pertengahan. Menggunakan jarum keluli kecil, seorang saintis dari Perancis, Peregrine, menemui persilangan garis daya magnet pada titik tertentu - kutub. Hanya tiga abad kemudian, dipandu oleh penemuan ini, Gilbert terus mengkajinya dan seterusnya mempertahankan hipotesisnya bahawa Bumi mempunyai medan magnetnya sendiri.

Perkembangan pesat teori kemagnetan bermula pada awal abad ke-19, apabila Ampère menemui dan menerangkan pengaruh medan elektrik terhadap kejadian medan magnet, dan penemuan Faraday tentang aruhan elektromagnet mewujudkan hubungan songsang.

Apakah itu medan magnet

Medan magnet menunjukkan dirinya dalam kesan daya pada cas elektrik yang sedang bergerak, atau pada badan yang mempunyai momen magnet.

Sumber medan magnet:

1. konduktor yang melaluinya arus elektrik;
2. magnet kekal;
3. mengubah medan elektrik.

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">

Sumber medan magnet

Punca punca medan magnet adalah sama untuk semua sumber: cas mikro elektrik - elektron, ion atau proton - mempunyai momen magnet sendiri atau dalam gerakan arah.

Penting! Saling menjana satu sama lain medan elektrik dan magnet yang berubah dari semasa ke semasa. Hubungan ini ditentukan oleh persamaan Maxwell.

Ciri-ciri medan magnet

Ciri-ciri medan magnet ialah:

1. Fluks magnetik, kuantiti skalar yang menentukan bilangan garis medan magnet melalui bahagian tertentu. Ditunjuk dengan huruf F. Dikira mengikut formula:

F = B x S x cos α,

di mana B ialah vektor aruhan magnet, S ialah keratan, α ialah sudut kecondongan vektor kepada serenjang yang dilukis pada satah keratan. Unit ukuran - weber (Wb);

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

fluks magnet

1. Vektor aruhan magnetik (B) menunjukkan daya yang bertindak ke atas pembawa cas. Ia diarahkan ke arah kutub utara, di mana jarum magnet biasa menunjuk. Secara kuantitatif, aruhan magnet diukur dalam teslas (Tl);
2. Ketegangan MP (N). Ia ditentukan oleh kebolehtelapan magnet pelbagai media. Dalam vakum, kebolehtelapan diambil sebagai kesatuan. Arah vektor keamatan bertepatan dengan arah aruhan magnetik. Unit ukuran - A / m.

Bagaimana untuk mewakili medan magnet

Adalah mudah untuk melihat manifestasi medan magnet pada contoh magnet kekal. Ia mempunyai dua kutub, dan bergantung pada orientasi, dua magnet menarik atau menolak. Medan magnet mencirikan proses yang berlaku dalam kes ini:

1. MP digambarkan secara matematik sebagai medan vektor. Ia boleh dibina dengan menggunakan banyak vektor aruhan magnetik B, setiap satunya diarahkan ke arah kutub utara jarum kompas dan mempunyai panjang bergantung kepada daya magnet;
2. Cara alternatif untuk mewakili adalah dengan menggunakan garis daya. Garisan ini tidak pernah bersilang, tidak pernah bermula atau berhenti di mana-mana, membentuk gelung tertutup. Garisan MF bergabung di kawasan yang lebih kerap di mana medan magnet paling kuat.

Penting! Ketumpatan garis medan menunjukkan kekuatan medan magnet.

Walaupun MF tidak dapat dilihat dalam realiti, garis daya boleh digambarkan dengan mudah di dunia nyata dengan meletakkan pemfailan besi dalam MF. Setiap zarah berkelakuan seperti magnet kecil dengan kutub utara dan selatan. Hasilnya ialah corak yang serupa dengan garis daya. Seseorang tidak dapat merasai kesan daripada MP.

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

Garis medan magnet

Pengukuran medan magnet

Oleh kerana ini ialah kuantiti vektor, terdapat dua parameter untuk mengukur MF: daya dan arah. Arah mudah diukur dengan kompas yang disambungkan ke medan. Contohnya ialah kompas yang diletakkan di dalam medan magnet Bumi.

Pengukuran ciri-ciri lain adalah lebih sukar. Magnetometer praktikal hanya muncul pada abad ke-19. Kebanyakan mereka bekerja menggunakan daya yang dirasai oleh elektron apabila bergerak melalui medan magnet.

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

Magnetometer

Pengukuran medan magnet kecil yang sangat tepat telah menjadi praktikal sejak penemuan pada tahun 1988 tentang rintangan magnet gergasi dalam bahan berlapis. Penemuan dalam fizik asas ini telah digunakan dengan cepat pada teknologi pemacu keras magnetik untuk penyimpanan data dalam komputer, menyebabkan peningkatan seribu kali ganda dalam kapasiti storan dalam beberapa tahun sahaja.

Dalam sistem pengukuran yang diterima umum, MF diukur dalam ujian (T) atau dalam gauss (G). 1 T = 10000 gauss. Gauss sering digunakan kerana Tesla adalah medan yang terlalu besar.

Menarik. Magnet peti sejuk kecil menghasilkan MF bersamaan dengan 0.001 T, dan medan magnet Bumi, secara purata, ialah 0.00005 T.

Sifat medan magnet

Kemagnetan dan medan magnet adalah manifestasi daya elektromagnet. Terdapat dua cara yang mungkin bagaimana untuk mengatur cas tenaga dalam gerakan dan, akibatnya, medan magnet.

Yang pertama ialah menyambung wayar ke sumber semasa, MF terbentuk di sekelilingnya.

Penting! Apabila arus (bilangan caj bergerak) meningkat, MP meningkat secara berkadar. Apabila anda bergerak menjauhi wayar, medan berkurangan dengan jarak. Ini diterangkan oleh undang-undang Ampère.

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

undang-undang Ampere

Sesetengah bahan dengan kebolehtelapan magnet yang lebih tinggi mampu menumpukan medan magnet.

Oleh kerana medan magnet adalah vektor, adalah perlu untuk menentukan arahnya. Untuk arus biasa yang mengalir melalui wayar lurus, arah boleh didapati dengan peraturan tangan kanan.

Untuk menggunakan peraturan, seseorang mesti membayangkan bahawa wayar digenggam oleh tangan kanan, dan ibu jari menunjukkan arah arus. Kemudian empat jari yang lain akan menunjukkan arah vektor aruhan magnet di sekeliling konduktor.

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

Peraturan tangan kanan

Cara kedua untuk mencipta MF ialah menggunakan fakta bahawa elektron muncul dalam beberapa bahan yang mempunyai momen magnetnya sendiri. Beginilah cara magnet kekal berfungsi:

1. Walaupun atom selalunya mempunyai banyak elektron, ia kebanyakannya disambungkan sedemikian rupa sehingga jumlah medan magnet pasangan itu dibatalkan. Dua elektron yang dipasangkan dengan cara ini dikatakan mempunyai putaran bertentangan. Oleh itu, untuk mengmagnetkan sesuatu, anda memerlukan atom yang mempunyai satu atau lebih elektron dengan putaran yang sama. Sebagai contoh, besi mempunyai empat elektron sedemikian dan sesuai untuk membuat magnet;
2. Berbilion elektron dalam atom boleh berorientasikan secara rawak, dan tidak akan ada medan magnet biasa, tidak kira berapa banyak elektron tidak berpasangan bahan itu. Ia mesti stabil pada suhu rendah untuk memberikan orientasi elektron pilihan keseluruhan. Kebolehtelapan magnet yang tinggi menyebabkan kemagnetan bahan tersebut dalam keadaan tertentu di luar pengaruh medan magnet. Ini adalah feromagnet;
3. Bahan lain mungkin mempamerkan sifat magnet dengan kehadiran medan magnet luar. Medan luaran berfungsi untuk menyamakan semua putaran elektron, yang hilang selepas penyingkiran MF. Bahan-bahan ini adalah paramagnet. Logam pintu peti sejuk adalah contoh paramagnet.

Medan magnet bumi

Bumi boleh diwakili dalam bentuk plat kapasitor, cas yang mempunyai tanda yang bertentangan: "tolak" - di permukaan bumi dan "tambah" - di ionosfera. Di antara mereka adalah udara atmosfera sebagai gasket penebat. Kapasitor gergasi mengekalkan cas tetap kerana pengaruh medan magnet bumi. Menggunakan pengetahuan ini, adalah mungkin untuk mencipta skema untuk mendapatkan tenaga elektrik daripada medan magnet Bumi. Benar, hasilnya akan menjadi nilai voltan rendah.

Perlu mengambil:

• peranti pembumian;
• wayar;
• Pengubah Tesla, mampu menjana ayunan frekuensi tinggi dan mencipta pelepasan korona, mengionkan udara.

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

Gegelung Tesla

Gegelung Tesla akan bertindak sebagai pemancar elektron. Keseluruhan struktur disambungkan bersama, dan untuk memastikan perbezaan potensi yang mencukupi, pengubah mesti dinaikkan ke ketinggian yang agak tinggi. Oleh itu, litar elektrik akan dibuat, di mana arus kecil akan mengalir. Tidak mustahil untuk mendapatkan sejumlah besar elektrik menggunakan peranti ini.

Elektrik dan kemagnetan menguasai banyak dunia di sekeliling manusia: daripada proses paling asas dalam alam semula jadi kepada peranti elektronik termaju.

Video

Menurut konsep moden, ia terbentuk kira-kira 4.5 bilion tahun yang lalu, dan sejak saat itu planet kita dikelilingi oleh medan magnet. Segala-galanya di Bumi, termasuk manusia, haiwan dan tumbuhan, dipengaruhi olehnya.

Medan magnet memanjang sehingga ketinggian kira-kira 100,000 km (Rajah 1). Ia memesongkan atau menangkap zarah angin suria yang berbahaya kepada semua organisma hidup. Zarah-zarah bercas ini membentuk tali pinggang sinaran Bumi, dan seluruh kawasan ruang berhampiran Bumi di mana ia berada dipanggil magnetosfera(Gamb. 2). Di sisi Bumi yang diterangi oleh Matahari, magnetosfera dibatasi oleh permukaan sfera dengan jejari kira-kira 10-15 jejari Bumi, dan di sisi bertentangan ia memanjang seperti ekor komet dengan jarak sehingga beberapa ribu Jejari bumi, membentuk ekor geomagnet. Magnetosfera dipisahkan dari medan antara planet oleh kawasan peralihan.

Kutub magnet bumi

Paksi magnet bumi condong terhadap paksi putaran bumi sebanyak 12°. Ia terletak kira-kira 400 km dari pusat Bumi. Titik di mana paksi ini bersilang dengan permukaan planet ialah kutub magnet. Kutub magnet Bumi tidak bertepatan dengan kutub geografi yang sebenar. Pada masa ini, koordinat kutub magnet adalah seperti berikut: utara - 77 ° N.L. dan 102° W; selatan - (65 ° S dan 139 ° E).

nasi. 1. Struktur medan magnet Bumi

nasi. 2. Struktur magnetosfera

Garis-garis daya yang mengalir dari satu kutub magnet ke kutub yang lain dipanggil meridian magnetik. Sudut terbentuk antara meridian magnet dan geografi, dipanggil deklinasi magnetik. Setiap tempat di Bumi mempunyai sudut deklinasi sendiri. Di rantau Moscow, sudut deklinasi ialah 7° ke timur, dan di Yakutsk, kira-kira 17° ke barat. Ini bermakna hujung utara kompas di Moscow menyimpang dengan T ke kanan meridian geografi yang melalui Moscow, dan di Yakutsk - sebanyak 17 ° ke kiri meridian yang sepadan.

Jarum magnet yang digantung secara bebas terletak secara mendatar hanya pada garis khatulistiwa magnetik, yang tidak bertepatan dengan garis geografi. Jika anda bergerak ke utara khatulistiwa magnetik, maka hujung utara anak panah akan turun secara beransur-ansur. Sudut yang dibentuk oleh jarum magnet dan satah mengufuk dipanggil kecenderungan magnet. Di kutub magnet Utara dan Selatan, kecenderungan magnet adalah paling besar. Ia bersamaan dengan 90°. Di Kutub Magnet Utara, jarum magnet yang digantung bebas akan dipasang secara menegak dengan hujung utara ke bawah, dan di Kutub Magnet Selatan, hujung selatannya akan turun. Oleh itu, jarum magnet menunjukkan arah garis medan magnet di atas permukaan bumi.

Lama kelamaan, kedudukan kutub magnet berbanding dengan permukaan bumi berubah.

Kutub magnet itu ditemui oleh penjelajah James C. Ross pada tahun 1831, ratusan kilometer dari lokasinya sekarang. Secara purata, dia bergerak 15 km setahun. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kelajuan pergerakan kutub magnet telah meningkat secara mendadak. Sebagai contoh, Kutub Magnetik Utara kini bergerak pada kelajuan kira-kira 40 km setahun.

Pembalikan kutub magnet Bumi dipanggil penyongsangan medan magnet.

Sepanjang sejarah geologi planet kita, medan magnet bumi telah mengubah polaritinya lebih daripada 100 kali.

Medan magnet dicirikan oleh keamatan. Di beberapa tempat di Bumi, garisan medan magnet menyimpang dari medan biasa, membentuk anomali. Sebagai contoh, di rantau Kursk Magnetic Anomaly (KMA), kekuatan medan adalah empat kali lebih tinggi daripada biasa.

Terdapat perubahan diurnal dalam medan magnet Bumi. Sebab perubahan dalam medan magnet Bumi ini adalah arus elektrik yang mengalir di atmosfera pada ketinggian tinggi. Mereka disebabkan oleh sinaran matahari. Di bawah tindakan angin suria, medan magnet Bumi diputarbelitkan dan memperoleh "ekor" dalam arah dari Matahari, yang menjangkau ratusan ribu kilometer. Sebab utama kemunculan angin suria, seperti yang telah kita ketahui, adalah pelepasan bahan yang hebat dari korona Matahari. Apabila bergerak ke arah Bumi, mereka bertukar menjadi awan magnet dan membawa kepada gangguan yang kuat, kadangkala melampau di Bumi. Terutama gangguan kuat medan magnet Bumi - ribut magnet. Sesetengah ribut magnet bermula secara tidak dijangka dan hampir serentak di seluruh Bumi, manakala yang lain berkembang secara beransur-ansur. Mereka boleh bertahan selama berjam-jam atau bahkan berhari-hari. Selalunya, ribut magnet berlaku 1-2 hari selepas suar suria disebabkan oleh laluan Bumi melalui aliran zarah yang dikeluarkan oleh Matahari. Berdasarkan masa tunda, kelajuan aliran korpuskular sedemikian dianggarkan pada beberapa juta km/j.

Semasa ribut magnet yang kuat, operasi biasa telegraf, telefon dan radio terganggu.

Ribut magnet sering diperhatikan pada latitud 66-67° (dalam zon aurora) dan berlaku serentak dengan aurora.

Struktur medan magnet bumi berbeza-beza bergantung pada latitud kawasan tersebut. Kebolehtelapan medan magnet meningkat ke arah kutub. Di atas kawasan kutub, garisan medan magnet adalah lebih kurang berserenjang dengan permukaan bumi dan mempunyai konfigurasi berbentuk corong. Melalui mereka, sebahagian daripada angin suria dari sebelah siang menembusi ke dalam magnetosfera, dan kemudian ke atmosfera atas. Zarah-zarah dari ekor magnetosfera juga bergegas ke sini semasa ribut magnet, mencapai sempadan atmosfera atas di latitud tinggi hemisfera Utara dan Selatan. Zarah bercas inilah yang menyebabkan aurora di sini.

Jadi, ribut magnet dan perubahan harian dalam medan magnet dijelaskan, seperti yang telah kita ketahui, oleh sinaran suria. Tetapi apakah sebab utama yang mencipta kemagnetan kekal Bumi? Secara teorinya, adalah mungkin untuk membuktikan bahawa 99% medan magnet Bumi disebabkan oleh sumber yang tersembunyi di dalam planet ini. Medan magnet utama adalah disebabkan oleh sumber yang terletak di kedalaman Bumi. Mereka boleh dibahagikan secara kasar kepada dua kumpulan. Kebanyakannya dikaitkan dengan proses di teras bumi, di mana, sebagai hasil daripada pergerakan berterusan dan tetap bahan konduktif elektrik, sistem arus elektrik dicipta. Yang lain berkaitan dengan fakta bahawa batuan kerak bumi, yang dimagnetkan oleh medan elektrik utama (medan teras), mencipta medan magnet mereka sendiri, yang ditambah kepada medan magnet teras.

Selain medan magnet di sekeliling Bumi, terdapat medan lain: a) graviti; b) elektrik; c) haba.

Medan graviti Bumi dipanggil medan graviti. Ia diarahkan sepanjang garis paip berserenjang dengan permukaan geoid. Jika Bumi mempunyai ellipsoid revolusi dan jisim diagihkan sama rata di dalamnya, maka ia akan mempunyai medan graviti yang normal. Perbezaan antara keamatan medan graviti sebenar dan teori adalah anomali graviti. Komposisi bahan yang berbeza, ketumpatan batu menyebabkan anomali ini. Tetapi sebab lain juga mungkin. Mereka boleh dijelaskan melalui proses berikut - keseimbangan kerak bumi pepejal dan agak ringan pada mantel atas yang lebih berat, di mana tekanan lapisan atasnya disamakan. Arus ini menyebabkan ubah bentuk tektonik, pergerakan plat litosfera dan dengan itu mencipta kelegaan makro Bumi. Graviti mengekalkan atmosfera, hidrosfera, manusia, haiwan di Bumi. Daya graviti mesti diambil kira semasa mengkaji proses dalam sampul geografi. istilah " geotropisme”memanggil pergerakan pertumbuhan organ tumbuhan, yang, di bawah pengaruh daya graviti, sentiasa memberikan arah menegak pertumbuhan akar primer berserenjang dengan permukaan Bumi. Biologi graviti menggunakan tumbuhan sebagai objek eksperimen.

Sekiranya graviti tidak diambil kira, adalah mustahil untuk mengira data awal untuk melancarkan roket dan kapal angkasa, untuk membuat penerokaan gravimetrik mineral bijih, dan, akhirnya, perkembangan selanjutnya astronomi, fizik dan sains lain adalah mustahil.

Medan magnet ini adalah perkara yang timbul di sekitar sumber arus elektrik, serta di sekitar magnet kekal. Di angkasa, medan magnet dipaparkan sebagai gabungan daya yang boleh menjejaskan jasad bermagnet. Tindakan ini dijelaskan oleh kehadiran pelepasan memandu di peringkat molekul.

Medan magnet terbentuk hanya di sekitar cas elektrik yang sedang bergerak. Itulah sebabnya medan magnet dan elektrik adalah penting dan bersama-sama terbentuk medan elektromagnet. Komponen medan magnet saling berkaitan dan bertindak antara satu sama lain, mengubah sifatnya.

Sifat medan magnet:
1. Medan magnet timbul di bawah pengaruh cas pemacu arus elektrik.
2. Di mana-mana titiknya, medan magnet dicirikan oleh vektor kuantiti fizik yang dipanggil aruhan magnet, yang merupakan ciri daya medan magnet.
3. Medan magnet hanya boleh menjejaskan magnet, konduktor konduktif dan cas bergerak.
4. Medan magnet boleh daripada jenis malar dan berubah-ubah
5. Medan magnet diukur hanya dengan peranti khas dan tidak dapat dirasakan oleh deria manusia.
6. Medan magnet adalah elektrodinamik, kerana ia dijana hanya semasa pergerakan zarah bercas dan hanya memberi kesan kepada cas yang sedang bergerak.
7. Zarah bercas bergerak sepanjang trajektori serenjang.

Saiz medan magnet bergantung kepada kadar perubahan medan magnet. Oleh itu, terdapat dua jenis medan magnet: medan magnet dinamik dan medan magnet graviti. Medan magnet graviti timbul hanya berhampiran zarah asas dan terbentuk bergantung kepada ciri struktur zarah ini.

Momen magnet berlaku apabila medan magnet bertindak pada bingkai pengalir. Dalam erti kata lain, momen magnet ialah vektor yang terletak pada garisan yang berjalan berserenjang dengan bingkai.

Medan magnet boleh diwakili secara grafik menggunakan garisan daya magnet. Garisan ini dilukis dalam arah sedemikian sehingga arah daya medan bertepatan dengan arah garis medan itu sendiri. Garis medan magnet adalah berterusan dan tertutup pada masa yang sama.

Arah medan magnet ditentukan menggunakan jarum magnet. Garisan daya juga menentukan kekutuban magnet, hujung dengan keluar garis daya ialah kutub utara, dan hujung dengan pintu masuk garisan ini ialah kutub selatan.

Sangat mudah untuk menilai secara visual medan magnet menggunakan pemfailan besi biasa dan sekeping kertas.
Jika kita meletakkan sehelai kertas pada magnet kekal, dan taburkan habuk papan di atasnya, maka zarah besi akan berbaris mengikut garisan medan magnet.

Arah garis daya untuk konduktor ditentukan dengan mudah oleh yang terkenal peraturan gimlet atau peraturan tangan kanan. Jika kita memegang konduktor dengan tangan kita supaya ibu jari melihat ke arah arus (dari tolak hingga tambah), maka 4 jari yang tinggal akan menunjukkan kepada kita arah garis medan magnet.

Dan arah daya Lorentz - daya dengan mana medan magnet bertindak pada zarah bercas atau konduktor dengan arus, mengikut peraturan tangan kiri.
Jika kita meletakkan tangan kiri dalam medan magnet supaya 4 jari melihat ke arah arus dalam konduktor, dan garis-garis daya memasuki tapak tangan, maka ibu jari akan menunjukkan arah daya Lorentz, daya yang bertindak pada konduktor diletakkan dalam medan magnet.

Itu sahaja. Pastikan anda bertanya apa-apa soalan dalam komen.

Kami masih ingat tentang medan magnet dari sekolah, itu sahaja, "muncul" dalam ingatan bukan semua orang. Mari segarkan semula perkara yang telah kami lalui, dan mungkin memberitahu anda sesuatu yang baharu, berguna dan menarik.

Penentuan medan magnet

Medan magnet ialah medan daya yang bertindak ke atas cas elektrik yang bergerak (zarah). Disebabkan medan daya ini, objek tertarik antara satu sama lain. Terdapat dua jenis medan magnet:

1. Gravitational - terbentuk secara eksklusif berhampiran zarah asas dan viruetsya dalam kekuatannya berdasarkan ciri dan struktur zarah ini.
2. Dinamik, dihasilkan dalam objek dengan cas elektrik yang bergerak (pemancar semasa, bahan bermagnet).

Buat pertama kalinya, penetapan medan magnet diperkenalkan oleh M. Faraday pada tahun 1845, walaupun maknanya sedikit tersilap, kerana dipercayai bahawa kedua-dua kesan elektrik dan magnetik dan interaksi adalah berdasarkan medan bahan yang sama. Kemudian pada tahun 1873, D. Maxwell "membentangkan" teori kuantum, di mana konsep-konsep ini mula dipisahkan, dan medan daya yang diperoleh sebelum ini dipanggil medan elektromagnet.

Bagaimanakah medan magnet muncul?

Medan magnet pelbagai objek tidak dapat dilihat oleh mata manusia, dan hanya penderia khas yang boleh membetulkannya. Sumber kemunculan medan daya magnet pada skala mikroskopik ialah pergerakan zarah mikro bermagnet (bercas), iaitu:

• ion;
• elektron;
• proton.

Pergerakan mereka berlaku disebabkan oleh momen magnet putaran, yang terdapat dalam setiap mikrozarah.

Medan magnet, di mana ia boleh didapati?

Tidak kira betapa peliknya bunyinya, tetapi hampir semua objek di sekeliling kita mempunyai medan magnetnya sendiri. Walaupun dalam konsep banyak, hanya kerikil yang dipanggil magnet mempunyai medan magnet, yang menarik objek besi kepada dirinya sendiri. Malah, daya tarikan berada dalam semua objek, ia hanya menunjukkan dirinya dalam valensi yang lebih rendah.

Ia juga harus dijelaskan bahawa medan daya, yang dipanggil magnet, muncul hanya di bawah keadaan cas atau jasad elektrik bergerak.

Caj tak alih mempunyai medan daya elektrik (ia juga boleh hadir dalam cas bergerak). Ternyata sumber medan magnet adalah:

• magnet kekal;
• caj mudah alih.

Ia adalah medan daya yang bertindak pada cas elektrik dan pada jasad yang sedang bergerak dan mempunyai momen magnet, tanpa mengira keadaan pergerakannya. Medan magnet adalah sebahagian daripada medan elektromagnet.

Arus zarah bercas atau momen magnet elektron dalam atom mencipta medan magnet. Juga, medan magnet timbul akibat perubahan temporal tertentu dalam medan elektrik.

Vektor aruhan medan magnet B ialah ciri kuasa utama medan magnet. Dalam matematik, B = B (X,Y,Z) ditakrifkan sebagai medan vektor. Konsep ini berfungsi untuk menentukan dan menentukan medan magnet fizikal. Dalam sains, vektor aruhan magnet selalunya ringkas, dipanggil medan magnet. Jelas sekali, aplikasi sedemikian membenarkan beberapa tafsiran percuma tentang konsep ini.

Satu lagi ciri medan magnet arus ialah potensi vektor.

Dalam kesusasteraan saintifik, seseorang sering dapati bahawa ciri utama medan magnet, jika tiada medium magnet (vakum), adalah vektor kekuatan medan magnet. Secara formal, keadaan ini agak boleh diterima, kerana dalam vakum vektor kekuatan medan magnet H dan vektor aruhan magnet B bertepatan. Pada masa yang sama, vektor kekuatan medan magnet dalam medium magnet tidak diisi dengan makna fizikal yang sama, dan merupakan kuantiti sekunder. Berdasarkan ini, dengan persamaan formal pendekatan untuk vakum ini, sudut pandangan sistematik mempertimbangkan vektor aruhan magnet ciri utama medan magnet semasa.

Medan magnet, sudah tentu, adalah sejenis jirim yang istimewa. Dengan bantuan perkara ini, terdapat interaksi antara mempunyai momen magnet dan menggerakkan zarah atau jasad bercas.

Teori relativiti khas menganggap medan magnet sebagai akibat daripada kewujudan medan elektrik itu sendiri.

Bersama-sama, medan magnet dan elektrik membentuk medan elektromagnet. Manifestasi medan elektromagnet adalah cahaya dan gelombang elektromagnet.

Teori kuantum medan magnet menganggap interaksi magnetik sebagai kes berasingan interaksi elektromagnet. Ia dibawa oleh boson tak berjisim. Boson ialah foton - zarah yang boleh diwakili sebagai pengujaan kuantum medan elektromagnet.

Medan magnet dijana sama ada oleh arus zarah bercas, atau oleh medan elektrik yang berubah dalam ruang masa, atau oleh momen magnet intrinsik zarah. Momen magnet zarah untuk persepsi seragam secara rasmi dikurangkan kepada arus elektrik.

Pengiraan nilai medan magnet.

Kes mudah membolehkan kita mengira nilai medan magnet konduktor dengan arus mengikut undang-undang Biot-Savart-Laplace, atau menggunakan teorem edaran. Dengan cara yang sama, nilai medan magnet juga boleh didapati untuk arus yang diagihkan secara sewenang-wenangnya dalam isipadu atau ruang. Jelas sekali, undang-undang ini terpakai untuk medan magnet dan elektrik yang berubah secara malar atau agak perlahan. Iaitu, dalam kes kehadiran magnetostatik. Kes yang lebih kompleks memerlukan pengiraan nilai arus medan magnet mengikut persamaan Maxwell.

Manifestasi kehadiran medan magnet.

Manifestasi utama medan magnet ialah kesan pada momen magnet zarah dan jasad, pada zarah bercas yang sedang bergerak. Kuasa Lorentz dipanggil daya yang bertindak ke atas zarah bercas elektrik yang bergerak dalam medan magnet. Daya ini mempunyai arah serenjang yang tetap kepada vektor v dan B. Ia juga mempunyai nilai berkadar dengan cas zarah q, komponen halaju v, dijalankan berserenjang dengan arah vektor medan magnet B, dan kuantiti yang menyatakan aruhan medan magnet B. Daya Lorentz mengikut Sistem Unit Antarabangsa mempunyai ungkapan ini: F=q, dalam sistem unit CGS: F=q/c

Produk vektor dipaparkan dalam kurungan segi empat sama.

Akibat pengaruh daya Lorentz pada zarah bercas yang bergerak di sepanjang konduktor, medan magnet juga boleh bertindak ke atas konduktor pembawa arus. Daya ampere ialah daya yang bertindak ke atas konduktor pembawa arus. Komponen daya ini ialah daya yang bertindak ke atas cas individu yang bergerak di dalam konduktor.

Fenomena interaksi dua magnet.

Fenomena medan magnet, yang boleh kita temui dalam kehidupan seharian, dipanggil interaksi dua magnet. Ia dinyatakan dalam tolakan kutub yang sama antara satu sama lain dan tarikan kutub bertentangan. Dari sudut pandangan formal, menerangkan interaksi antara dua magnet sebagai interaksi dua monopol adalah idea yang agak berguna, boleh dilaksanakan dan mudah. Pada masa yang sama, analisis terperinci menunjukkan bahawa sebenarnya ini bukanlah penerangan yang betul tentang fenomena itu. Soalan utama yang tidak terjawab dalam model sedemikian ialah mengapa monopole tidak boleh dipisahkan. Sebenarnya, ia telah dibuktikan secara eksperimen bahawa mana-mana badan terpencil tidak mempunyai cas magnet. Juga, model ini tidak boleh digunakan pada medan magnet yang dicipta oleh arus makroskopik.

Dari sudut pandangan kami, adalah betul untuk mengandaikan bahawa daya yang bertindak pada dipol magnet yang terletak dalam medan tidak homogen cenderung untuk mengubahnya sedemikian rupa sehingga momen magnet dipol mempunyai arah yang sama dengan medan magnet. Walau bagaimanapun, tiada magnet yang tertakluk kepada jumlah daya daripada arus medan magnet seragam. Daya yang bertindak pada dipol magnet dengan momen magnet m dinyatakan dengan formula berikut:

.

Daya yang bertindak ke atas magnet daripada medan magnet yang tidak homogen dinyatakan sebagai jumlah semua daya yang ditentukan oleh formula ini dan bertindak pada dipol asas yang membentuk magnet.

Aruhan elektromagnet.

Dalam kes perubahan dalam masa fluks vektor aruhan magnet melalui litar tertutup, EMF aruhan elektromagnet terbentuk dalam litar ini. Jika litar pegun, ia dijana oleh medan elektrik pusaran, yang timbul akibat perubahan dalam medan magnet dari masa ke masa. Apabila medan magnet tidak berubah mengikut masa dan tiada perubahan fluks disebabkan oleh pergerakan gelung pengalir, maka EMF dijana oleh daya Lorentz.