Chỉ dẫn

Tim ra phương hướng từ tính đối với một dây dẫn thẳng có , định vị nó sao cho dòng điện chạy ra xa bạn (ví dụ: chạy vào một tờ giấy). Cố gắng nhớ cách máy khoan hoặc vít vặn bằng tuốc nơ vít di chuyển: theo chiều kim đồng hồ và. Mô tả chuyển động này với bàn tay của bạn để hiểu phương hướng dòng. Do đó, các đường sức từ được định hướng theo chiều kim đồng hồ. Đánh dấu chúng theo sơ đồ trên bản vẽ. Phương pháp này là quy tắc gimlet.

Nếu dây dẫn nằm sai hướng, hãy đứng vững theo cách này hoặc xoay cấu trúc để dòng điện di chuyển ra xa bạn. Sau đó ghi nhớ chuyển động của mũi khoan hoặc vít và đặt phương hướng từ tính dòng theo chiều kim đồng hồ.

Nếu quy tắc gimlet có vẻ phức tạp đối với bạn, hãy thử sử dụng quy tắc bàn tay phải. Sử dụng nó để xác định phương hướng từ tính dòng, định vị bàn tay của bạn, sử dụng bàn tay phải với ngón tay cái thò ra ngoài. Chỉ ngón tay cái theo chiều của dây dẫn, 4 ngón còn lại chỉ theo chiều của dòng điện cảm ứng. Bây giờ hãy chú ý đến các đường sức từ trong lòng bàn tay của bạn.

Để sử dụng quy tắc bàn tay phải cho cuộn dây hiện tại, hãy nắm nó trong lòng bàn tay phải của bạn để các ngón tay của bạn hướng dọc theo dòng điện trong các vòng. Nhìn vào nơi ngón tay mở rộng đang nhìn - đây là phương hướng từ tính dòng bên trong . Phương pháp này sẽ giúp xác định hướng của phôi kim loại nếu bạn cần sạc bằng cuộn dây hiện tại.

Để xác định phương hướng từ tính dòng sử dụng một mũi tên từ tính, đặt một số mũi tên này xung quanh dây hoặc cuộn dây. Bạn sẽ thấy trục của các mũi tên tiếp xúc với đường tròn. Với phương pháp này, bạn có thể tìm thấy phương hướng dòng tại mọi điểm trong không gian và tính liên tục của chúng.

Dưới các đường cảm ứng hiểu các đường sức của từ trường. Để có được thông tin về loại vật chất này, biết giá trị tuyệt đối của cảm ứng là chưa đủ, người ta còn phải biết hướng của nó. Có thể tìm thấy hướng của các đường cảm ứng bằng các dụng cụ đặc biệt hoặc sử dụng các quy tắc.

Bạn sẽ cần

• - dây dẫn thẳng và tròn;
• - nguồn điện một chiều;
• - Nam châm vĩnh cửu.

Chỉ dẫn

Kết nối một dây dẫn thẳng với nguồn điện DC. Nếu một dòng điện chạy qua nó, thì đó là một từ trường, các đường sức của nó là các vòng tròn đồng tâm. Xác định hướng của các đường sức bằng quy tắc. Gimlet bên phải là một vít di chuyển về phía trước khi xoay sang phải (theo chiều kim đồng hồ).

Xác định chiều dòng điện chạy trong dây dẫn biết dòng điện đó chạy từ cực dương của nguồn sang cực âm. Đặt trục vít song song với dây dẫn. Bắt đầu quay nó để thanh bắt đầu chuyển động theo hướng của dòng điện. Trong trường hợp này, hướng quay của tay cầm sẽ hiển thị hướng của các đường sức từ.

Tìm chiều của các đường sức xuất hiện trong cuộn dây có dòng điện cảm ứng. Để làm điều này, sử dụng cùng một gimlet bên phải. Định vị gimlet sao cho tay cầm quay theo hướng của dòng điện. Trong trường hợp này, chuyển động của thanh gimlet sẽ chỉ ra hướng của các đường cảm ứng. Ví dụ, nếu dòng điện chạy trong cuộn dây theo chiều kim đồng hồ, thì các đường cảm ứng từ sẽ là mặt phẳng của cuộn dây và sẽ đi vào mặt phẳng của nó.

Nếu dây dẫn chuyển động trong từ trường ngoài, hãy xác định chiều của nó bằng quy tắc bàn tay trái. Để làm điều này, đặt bàn tay trái của bạn sao cho bốn ngón tay chỉ hướng của dòng điện và ngón tay cái mở rộng, hướng chuyển động của dây dẫn. Khi đó các đường cảm ứng của từ trường đều sẽ đi vào lòng bàn tay trái.

video liên quan

Trong quá trình tạo bản vẽ, một kỹ sư phải đối mặt với rất nhiều vấn đề, khả năng giải quyết vấn đề đó chính là trình độ chuyên môn của anh ta. Xác định khả năng hiển thị trong bản vẽ của các bộ phận đa âm tiết là một trong những vấn đề được đề cập. Phương pháp phổ biến nhất để xác định khả năng hiển thị trong bản vẽ là phương pháp điểm cạnh tranh.

Bạn sẽ cần

• Hình ảnh của một bộ phận không có khả năng hiển thị được xác định trong ít nhất hai chế độ xem chính chụp chế độ xem phía trước, đối với điều này, chế độ xem phía trước và trên cùng là tốt nhất, các điểm chính được đánh dấu trong bản vẽ, trong đó khả năng hiển thị sẽ được xác định.

Chỉ dẫn

Tìm các điểm trong hình vẽ có các hình chiếu trên hai mặt phẳng trùng nhau, còn các điểm không trùng với mặt phẳng hình chiếu. Những điểm như vậy đang cạnh tranh và chúng sẽ được chúng tôi sử dụng làm điểm tham chiếu trong việc xây dựng khả năng hiển thị, thông báo cho chúng tôi về vị trí trong không gian của những điểm mà các điểm này được gắn vào.

Qua các điểm bạn đã đánh dấu trước đó, dành cho tầm nhìn, hãy vẽ các đường thẳng sao cho chúng vuông góc với một trong các mặt phẳng hình chiếu chính, đồng thời tự động trở nên song song với mặt phẳng hình chiếu kia.

Đánh dấu các điểm giao nhau mà bạn đã vẽ ở bước trước bằng chi tiết. Những điểm này sẽ cạnh tranh với nhau, vì các hình chiếu của chúng trên một mặt phẳng sẽ trùng nhau, trong khi không trùng nhau trên mặt phẳng kia. Nếu hình chiếu của các điểm trùng nhau trên mặt phẳng chính diện (P1) thì các điểm đó được gọi là trực diện. Nếu hình chiếu của các điểm trùng nhau trên mặt phẳng nằm ngang (P2) thì các điểm đó gọi là cạnh nhau theo chiều ngang.

Xác định khả năng hiển thị. Đối với các điểm cạnh tranh phía trước, tầm nhìn được xác định ở chế độ xem từ trên xuống. Điểm đó, hình chiếu ngang bên dưới, tức là gần người quan sát hơn, sẽ hiển thị ở hình chiếu trước. Theo đó, một điểm khác cạnh tranh với điểm này sẽ là vô hình. Đối với các điểm cạnh tranh theo chiều ngang, khả năng hiển thị được xác định ở chế độ xem phía trước, với điểm có thể nhìn thấy ở trên phần còn lại và tất cả các điểm khác cạnh tranh với điểm này sẽ ẩn.

Từ trường không được cảm nhận bằng các giác quan của con người. Để xem nó, bạn cần một thiết bị đặc biệt. Nó cho phép bạn quan sát hình dạng của các đường sức từ trong không gian ba chiều.

Chỉ dẫn

Chuẩn bị cơ sở của thiết bị - một chai nhựa. Không nên sử dụng thủy tinh vì nó có thể bị vỡ trong quá trình thí nghiệm với nam châm, dụng cụ hoặc các vật kim loại khác. Chai chỉ nên có nhãn dán ở một bên. Nếu có nhãn dán, hãy loại bỏ một trong hai nửa của nó và nếu không có nhãn dán nào, hãy sơn lên một mặt của chai bằng sơn trắng. Bạn sẽ nhận được một nền mà trên đó các đường sức mạnh là đáng chú ý nhất.

Ngồi trong bất kỳ phòng nào khác ngoài nhà bếp. Đặt một tờ báo lên bàn, đeo găng tay bảo vệ. Cắt nó bằng một vài chiếc kéo vô dụng từ một chiếc khăn rửa chén bằng thép cũ. Bọc trong túi và lắp ráp hoàn chỉnh với thiết bị này. Chèn một cái phễu vào cổ chai, sau đó đặt thiết bị lên trên phễu, lấy nam châm ra khỏi túi. Mùn cưa sẽ tách ra khỏi túi và qua phễu vào chai. Trong mọi trường hợp không được để mùn cưa rơi xuống sàn và bất kỳ đồ vật nào xung quanh, đặc biệt là quần áo, giày dép và thức ăn! Bây giờ hãy đổ dầu trong suốt và an toàn đến gần đầy chai, sau đó đậy chặt nút chai. Rửa kỹ bên ngoài thiết bị đã hoàn thành khỏi cặn dầu.

Trộn mùn cưa với dầu bằng cách xoay chai. Chỉ cần lắc nó là không hiệu quả. Bây giờ hãy mang một nam châm đến nó, và mùn cưa sẽ xếp thành hàng theo hình dạng của các đường sức. Để chuẩn bị dụng cụ cho thí nghiệm tiếp theo, tháo nam châm ra và trộn lại mùn cưa với dầu như trên.

Cố gắng quan sát các đường sức cánh đồng và nam châm có hình dạng khác nhau. Vẽ hoặc chụp ảnh chúng. Hãy nghĩ xem, chúng có hình dạng chính xác như thế này, đối với câu hỏi này trong sách giáo khoa vật lý. Cố gắng giải thích lý do tại sao thiết bị không tiếp xúc với từ trường xen kẽ, chẳng hạn như từ máy biến áp.

video liên quan

ghi chú

Không cho phép trẻ em sử dụng trình hiển thị mà không có sự giám sát của người lớn - đây không phải là đồ chơi mà là một thiết bị vật lý. Mùn cưa chứa trong đó rất nguy hiểm nếu nuốt phải.

Nguồn:

• Trình hiển thị từ trường 3D năm 2019

ĐÚNG VẬY phương hướng hiện hành là nơi các hạt mang điện chuyển động. Đến lượt nó, nó phụ thuộc vào dấu hiệu điện tích của chúng. Ngoài ra, kỹ thuật viên sử dụng có điều kiện phương hướngđiện tích chuyển động không phụ thuộc vào tính chất của vật dẫn.

Chỉ dẫn

Để xác định chiều chuyển động thực của các hạt mang điện ta tuân theo quy tắc sau. Bên trong nguồn, chúng bay ra khỏi điện cực, được tích điện từ điện cực này trái dấu, và di chuyển về phía điện cực, vì lý do này, điện cực này thu được điện tích cùng dấu với các hạt. Tuy nhiên, ở mạch ngoài, chúng bị điện trường kéo ra khỏi điện cực, điện tích trùng với điện tích của các hạt và bị hút về phía điện tích trái dấu.

Trong các chất mang kim loại hiện hành là các electron tự do di chuyển giữa các vị trí của tinh thể. Vì các hạt này tích điện âm nên bên trong nguồn, hãy coi chúng chuyển động từ điện cực dương sang cực âm và ở mạch ngoài - từ cực âm sang cực dương.

Trong dây dẫn phi kim loại, các electron cũng mang điện tích, nhưng cơ chế chuyển động của chúng là khác nhau. Electron, rời khỏi nguyên tử và do đó biến nó thành ion dương, khiến nó thu một electron từ nguyên tử trước đó. Cùng một điện tử đã rời khỏi nguyên tử sẽ ion hóa điện tử tiếp theo. Quá trình được lặp lại liên tục miễn là có dòng điện trong mạch. Trong trường hợp này, coi hướng chuyển động của các hạt mang điện giống như trong trường hợp trước.

Các ion nặng luôn được chuyển về điện tích. Tùy thuộc vào thành phần của chất điện phân, chúng có thể âm hoặc dương. Trong trường hợp đầu tiên, hãy coi chúng hoạt động giống như các electron và trong trường hợp thứ hai, giống như các ion dương trong chất khí hoặc lỗ trống trong chất bán dẫn.

Khi chỉ đạo hiện hành trong một mạch điện, bất kể các hạt tích điện thực sự chuyển động ở đâu, hãy coi chúng chuyển động trong nguồn từ cực âm sang cực dương và ở mạch ngoài là từ cực dương sang cực âm. Hướng được chỉ định được coi là có điều kiện và nó được chấp nhận trước cấu trúc của nguyên tử.

Nguồn:

• hướng hiện tại

Mẹo 6: Tìm hướng dẫn đi bộ đường dài trên núi hoặc trong rừng ở đâu

Nhiều người đi nghỉ mát bị thu hút không phải bởi nằm dài không mục đích trên bãi biển, mà là đi bộ đường dài hoặc cưỡi ngựa trên núi hoặc trong rừng, điều này giúp bạn có thể ở một mình với thiên nhiên, chiêm ngưỡng vẻ đẹp của những nơi không bị nền văn minh làm hư hỏng, và thậm chí kiểm tra chính mình. Tuy nhiên, nếu bạn không chỉ đi bộ dọc theo những con đường mòn, mà là một chuyến đi bộ đường dài thực sự trong nhiều ngày qua những nơi chưa được khám phá, thì bạn không thể làm gì nếu không có người hướng dẫn.

Tại sao bạn cần một hướng dẫn trên một chuyến đi bộ đường dài

Tuy nhiên, ngay cả những khách du lịch có kinh nghiệm và có kinh nghiệm, đặc biệt là những người đi núi hoặc rừng dọc theo một tuyến đường khó khăn ở những nơi họ chưa từng đến, chắc chắn sẽ dẫn theo họ. Người hướng dẫn là người sống trong một khu vực nhất định và biết rõ về nó, người tham gia hộ tống một cách chuyên nghiệp hoặc theo thời gian.

Một người như vậy không chỉ nghiên cứu kỹ lưỡng mọi con đường ở đây mà còn biết tất cả các quy tắc về thời tiết, hành vi và an toàn của địa phương. Sự hiện diện của anh ấy sẽ đảm bảo rằng chuyến đi sẽ diễn ra trong điều kiện thoải mái nhất và tất cả những người tham gia chuyến đi sẽ trở về bình an vô sự.

Hướng dẫn đặc biệt cần thiết khi bạn và các thành viên trong nhóm của bạn là khách du lịch mới làm quen. Đôi khi sự thiếu hiểu biết về các quy tắc an toàn cơ bản và thiếu kỹ năng du lịch cơ bản dẫn đến những thảm kịch thực sự của con người. Người soát vé không chỉ là người đảm bảo an toàn mà còn là người sẽ dạy bạn các quy tắc và chỉ cho bạn những điều mà bản thân bạn không thể nhìn thấy và nhìn thấy.

Khi đi bộ đường dài, hãy nghiên cứu kỹ tất cả các đặc điểm của khu vực, xem lộ trình và chuẩn bị về thể chất.

Cách tìm hướng dẫn viên du lịch

Nếu khu vực bạn đến khá vắng vẻ, bạn có thể bố trí người dân địa phương hộ tống. Theo quy định, với một khoản phí nhỏ (cho bạn), họ rất sẵn lòng đồng ý giúp đỡ khách du lịch trong vấn đề này. Trong trường hợp có một khu định cư lớn gần đó, bạn có thể tìm hiểu và liên hệ với các câu lạc bộ du lịch địa phương hoặc dịch vụ cứu hộ, một bộ phận của Bộ Tình trạng Khẩn cấp.

Trước khi bạn lên đường, hãy thông báo cho các dịch vụ cứu hộ địa phương về điều này và thống nhất về thời hạn bạn đến, để trong trường hợp bị chậm trễ, trợ giúp sẽ được gửi ngay lập tức.

Nếu họ không chỉ ra một hướng dẫn từ hàng ngũ thành viên và nhân viên của họ, họ chắc chắn sẽ tư vấn cho cư dân địa phương nào bạn có thể liên hệ. Bạn cũng có thể nhận được lời khuyên và khuyến nghị tốt bằng cách liên hệ với cửa hàng bán lẻ bán thiết bị leo núi hoặc đi bộ đường dài, thường là những người quen thuộc với du lịch và leo núi đang bán ở đó.

Internet toàn năng sẽ giúp bạn tìm kiếm. Bạn có thể xem các trang web chính thức của những thành phố sẽ là điểm xuất phát của chuyến đi của bạn, thường có những thông tin như vậy. Có những trang web chuyên biệt cung cấp dịch vụ hướng dẫn viên chuyên nghiệp và họ có thể đồng hành cùng bạn không chỉ ở Nga mà còn ở nước ngoài.

Nguồn:

• Hướng dẫn đặt hàng và hộ tống trực tuyến vào năm 2019

Sơn móng tay từ tính đã tung ra thị trường cách đây vài năm. Đúng vậy, rất lâu trước khi nó xuất hiện trên thị trường chung, công cụ này đã xuất hiện trong các bộ sưu tập hạn chế của một số thương hiệu. Tính năng của một sản phẩm - nhiều khả năng thiết kế. Với sự trợ giúp của nam châm đặc biệt, móng tay có thể được trang trí bằng các ngôi sao cách điệu, bông tuyết, ngoằn ngoèo hoặc sóng.

Chỉ dẫn

Bí ẩn về tác dụng của vecni từ tính trong thành phần của nó. Công thức bao gồm các hạt kim loại nhỏ nhất, dưới tác dụng của nam châm, sắp xếp theo một thứ tự nhất định. Mỗi nam châm chỉ có thể "vẽ" một loại mẫu. Do đó, những người muốn đa dạng buộc phải mua một số thiết bị với các động cơ khác nhau. Tin vui cho những người hâm mộ vecni từ tính là tất cả các phụ kiện để tạo hoa văn đều có thể hoán đổi cho nhau. Bạn có thể mua vecni từ một thương hiệu và tạo hoa văn trên chúng bằng nam châm từ một thương hiệu khác.

Một đặc điểm chung khác của tất cả các loại vecni thuộc loại này là một loại lớp phủ tương tự. Vecni có kết cấu dày đặc với ánh ngọc trai, cần có kỹ năng để thoa sản phẩm thành một lớp đều. Bảng màu của vecni từ tính được giới hạn ở các sắc thái phức tạp tối từ đen xám đến xanh xám. Hầu hết các màu đều có tông lạnh rõ rệt - nó được thiết lập bởi các hạt kim loại có trong chế phẩm.

Vecni từ có độ bền cao. Tuy nhiên, họ có thể nhấn mạnh tất cả những bất thường của móng tay. Để sản phẩm nằm hoàn hảo, trước khi dán, cần làm phẳng tấm bằng thanh đánh bóng và phủ một lớp đế bảo vệ lên trên.

Nếu vecni của các nhãn hiệu thuộc các loại giá khác nhau rất giống nhau, thì loại nam châm lại có sự đa dạng. Những người mới bắt đầu nên chú ý đến những thứ được gắn trên giá đỡ - chúng thuận tiện hơn nhiều khi sử dụng. Chỉ cần đặt một ngón tay lên một nền tảng đặc biệt sẽ bắt đầu hoạt động. Các tấm mà bạn cần tự giữ trên móng tay đã sơn sẽ kém thuận tiện hơn - không phải lúc nào cũng có thể tính toán chính xác khoảng cách cần thiết để xuất hiện mẫu. Nếu bạn mang tấm quá gần, lớp sơn bóng mới bôi rất dễ bị bôi trơn.

Hình vẽ phổ biến nhất để làm móng từ tính là một ngôi sao hoặc một bông tuyết. Ở vị trí thứ hai là các sọc khác nhau. Sóng và hình zíc zắc ít phổ biến hơn và các nam châm có hoa văn khác thường như hoa hoặc trái tim hầu như không bao giờ được sản xuất.

Làm móng bằng vecni từ tính có một số tính năng. Công cụ này được áp dụng trong một lớp khá dày, móng tay mới sơn ngay lập tức được đặt dưới nam châm. Bạn giữ nam châm trên lớp sơn bóng càng lâu và đặt nam châm càng gần thì hình ảnh sẽ càng sáng. Không thể áp dụng các mặt sáng bóng, máy sấy lỏng và các sản phẩm khác lên nó - chúng sẽ làm mờ bề mặt của lớp vecni từ tính và hoa văn sẽ trở nên kém nhìn. Sẽ mất ít nhất nửa giờ để khô, nhưng lớp phủ sẽ bền và kéo dài ít nhất 5 ngày.

video liên quan

Lời khuyên hữu ích

Khi chọn một mẫu, hãy nhớ rằng các ngôi sao và sọc ngang làm cho móng ngắn hơn và rộng hơn, trong khi ngoằn ngoèo, sóng dọc và sọc dọc thì ngược lại, kéo dài tấm.

từ trường trái đất

Sâu dưới chân chúng ta, dưới độ dày của lớp vỏ Trái đất, có một thứ gì đó đã làm hành tinh Trái đất nóng lên từ bên trong trong nhiều tỷ năm - một đại dương khổng lồ chứa magma nóng nhớt. Macma này bao gồm nhiều chất, bao gồm cả kim loại, dẫn điện rất tốt. Trên toàn bộ hành tinh, các electron cực nhỏ di chuyển dưới bề mặt Trái đất, tạo ra điện trường và cùng với nó là từ trường.

Chuyển động của các cực địa từ

Từ trường của Trái đất có hai cực: Cực địa từ Bắc (nằm ở hành tinh) và cực địa từ Nam (nằm ở bán cầu bắc của hành tinh). Một trong những hiện tượng bất thường được biết đến rộng rãi nhất liên quan đến từ trường của Trái đất là chuyển động địa lý của các cực địa từ.

Thực tế là từ trường bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố góp phần vào vị trí không ổn định của nó. Đây là sự tương tác với trục quay của Trái đất và áp suất khác nhau của lớp vỏ trái đất ở các phần khác nhau của hành tinh và sự tiếp cận / loại bỏ các thiên thể vũ trụ (Mặt trời, Mặt trăng), và ở mức độ lớn hơn là sự chuyển động của magma.

Dòng magma là một dòng sông manti khổng lồ di chuyển dưới tác động của bức xạ mặt trời và sự quay của Trái đất từ ​​tây sang đông. Tuy nhiên, vì kích thước của dòng sông này rất lớn nên nó cũng giống như một dòng sông bình thường, không thể di chuyển ổn định một cách trơn tru. Tất nhiên, trong điều kiện lý tưởng, lòng sông của lớp phủ phải chạy dọc theo đường xích đạo. Trong trường hợp này, các cực địa lý và từ trường của Trái đất sẽ trùng nhau. Nhưng các điều kiện tự nhiên là trong quá trình di chuyển, magma tìm kiếm các vùng ít cản trở nhất đối với dòng chảy (các vùng có áp suất thấp của lớp vỏ) và di chuyển về phía chúng, đồng thời dịch chuyển từ trường và các cực địa từ.

dị thường từ tính

Sự bất ổn định của sông manti không chỉ ảnh hưởng đến các cực từ, mà còn làm xuất hiện các vùng đặc biệt gọi là "dị thường từ". Dị thường từ tính không có vị trí cố định, chúng có thể trở nên mạnh hơn / yếu hơn, chúng khác nhau về quy mô và nguyên nhân.

Hiện tượng phổ biến nhất là dị thường từ cục bộ (dưới 100 mét vuông). Chúng được tìm thấy ở khắp mọi nơi, được sắp xếp một cách hỗn loạn và phát sinh chủ yếu dưới ảnh hưởng của các mỏ khoáng sản nằm quá gần bề mặt Trái đất.

Các dị thường từ tính khác là khu vực (lên đến 10.000 km2). Chúng phát sinh do sự thay đổi trong từ trường. Kích thước và sức mạnh của chúng phụ thuộc vào cấu trúc của vỏ trái đất trong một khu vực nhất định. Ví dụ, trong quá trình chuyển đổi địa hình bằng phẳng thành địa hình miền núi, lớp vỏ trái đất trồi lên rõ rệt, cả trên bề mặt Trái đất và bên dưới nó. Với sự thay đổi nhẹ nhõm như vậy, tốc độ của dòng magma tăng mạnh, các hạt vật chất va chạm với nhau và dao động xảy ra trong từ trường. Một trong những dị thường khu vực nổi tiếng nhất là Kursk và Hawaii.

Lớn nhất là các dị thường từ lục địa (hơn 100.000 km2). Chúng xuất hiện do các đứt gãy trong vỏ Trái đất và tác động của trục trái đất. Ví dụ dị thường Đông Siberi do trục trái đất dịch chuyển về hướng này. Ngoài ra, các dãy núi đã chia sông manti thành hai nhánh chảy theo các hướng khác nhau, do đó kim la bàn sẽ chỉ về hướng tây trong khu vực này. Ngoài khơi bờ biển Canada, tình hình lại khác. Có một diện tích tiếp xúc rất lớn giữa sông manti và vỏ Trái đất, do đó cường độ từ trường phát sinh, từ đó kéo trục Trái đất về phía chính nó.

Tuy nhiên, dị thường từ tính thú vị nhất nằm ở phía nam Đại Tây Dương. Dòng sông từ tính ở đó quay theo hướng ngược lại, do đó thay đổi từ trường theo cách mà khu vực này đối diện với phần còn lại của bán cầu nam. Sự bất thường này nổi tiếng vì nhiều lần các phi hành gia bay qua nó đã làm hỏng các thiết bị điện tử nhỏ.

Dị thường từ nằm rải rác trên khắp hành tinh, chúng không có vị trí cố định, chúng xuất hiện và biến mất, trở nên mạnh hơn hoặc yếu hơn. Trong số những thứ khác, nhiều năm nghiên cứu đã chỉ ra rằng trường địa từ của hành tinh đang suy yếu và dị thường từ đang trở nên mạnh hơn.

Xây dựng từ tính và sự phát triển của trẻ

Các nhà xây dựng từ tính xuất hiện trên thị trường tương đối gần đây. Khi mua một bộ nam châm, người lớn thường không biết mình đã mua những gì. Để hiểu các nguyên tắc hoạt động, bạn nên đọc hướng dẫn. Trong hướng dẫn, bạn sẽ tìm thấy một số tùy chọn để lắp ráp các mô hình cơ bản. Các bộ xây dựng từ tính được thiết kế để tạo ra nhiều hình dạng và dạng khác nhau, bao gồm cả hình ba chiều.

Ưu điểm chính của bộ tạo từ tính là nó không ép trí tưởng tượng của trẻ vào khung mà cho phép trẻ sáng tạo. Trong hướng dẫn, bạn có thể tìm thấy một số hình cơ bản, thêm vào đó, đứa trẻ sẽ học cách "quản lý" món đồ chơi mới của mình. Sau đó, trí tưởng tượng được kết nối, và em bé bắt đầu sáng tạo, tạo ra những nhân vật mới, tuyệt vời.

Hoạt động của nhà thiết kế từ tính dựa trên sự kết nối của các bộ phận khác nhau. Mỗi mảnh có chứa nam châm. Với sự trợ giúp của nam châm, các phần tử có thể được gắn với nhau theo bất kỳ hướng nào. Có một số sửa đổi của bộ từ tính. Đối với những người nhỏ bé - bảng từ tính với các yếu tố phẳng. Đối với trẻ lớn hơn, các chi tiết cho phép bạn tạo các hình ba chiều lớn. Bộ bóng và que từ tính nhỏ rất phổ biến.

Ứng dụng trong giảng dạy

Việc sử dụng các hàm tạo với các phần tử từ tính cho phép bạn chuyển quá trình học tập sang một cấp độ mới. Sáng tạo từ những chi tiết nhỏ giúp phát triển kỹ năng vận động, giúp khám phá những khả năng mới ở trẻ. Trong trò chơi, đứa trẻ học về sự đa dạng của các hình thức, học cách phối hợp các chuyển động của chúng.

Giáo viên sử dụng các bộ xây dựng từ tính làm phương tiện trực quan. Từ các chi tiết, bạn có thể xây dựng một hình thể hiện cấu trúc của các phân tử. Hoặc tái tạo bộ xương người ở dạng 3D. Hoặc cho trẻ xem các hình dạng hình học ba chiều. Khả năng kiểm tra và chạm vào các mô hình của các hình khác nhau nhiều lần làm tăng mức độ đồng hóa tài liệu mới ở trường.

Những quy định an toàn

Bộ xây dựng từ tính chứa nhiều bộ phận nhỏ, vì vậy bạn nên thận trọng khi mua chúng, có tính đến đặc điểm lứa tuổi của trẻ em. Đặc biệt nguy hiểm là những viên bi nam châm nhỏ có trong nhiều bộ dụng cụ. Những bộ phận này có thể dễ dàng chui vào miệng, tai, mũi của trẻ. Vì vậy, nên mua bảng từ có chi tiết lớn.

Chúc một ngày tốt lành. Trong bài viết trước, tôi đã nói về từ trường và tìm hiểu một chút về các thông số của nó. Bài viết này tiếp tục chủ đề về từ trường và dành cho một tham số như cảm ứng từ. Để đơn giản hóa chủ đề, tôi sẽ nói về từ trường trong chân không, vì các chất khác nhau có các tính chất từ ​​tính khác nhau và do đó, các tính chất của chúng phải được tính đến.

Định luật Biot-Savart-Laplace

Kết quả nghiên cứu về từ trường do dòng điện tạo ra, các nhà nghiên cứu đã đưa ra kết luận sau:

• cảm ứng từ do dòng điện tạo ra tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện;
• cảm ứng từ phụ thuộc vào hình dạng và kích thước của dây dẫn mà dòng điện chạy qua;
• cảm ứng từ tại bất kỳ điểm nào của từ trường phụ thuộc vào vị trí của điểm này so với dây dẫn có dòng điện.

Các nhà khoa học người Pháp Biot và Savard, những người đã đưa ra kết luận như vậy, đã tìm đến nhà toán học vĩ đại P. Laplace để khái quát hóa và rút ra định luật cơ bản về cảm ứng từ. Ông đưa ra giả thuyết rằng cảm ứng tại bất kỳ điểm nào của từ trường do dây dẫn mang dòng điện tạo ra có thể được biểu diễn dưới dạng tổng cảm ứng từ của các từ trường cơ bản do tiết diện cơ bản của dây dẫn mang dòng điện tạo ra. Giả thuyết này trở thành định luật cảm ứng từ, được gọi là Định luật Biot-Savart-Laplace. Để xem xét định luật này, chúng tôi mô tả một dây dẫn có dòng điện và cảm ứng từ mà nó tạo ra

Cảm ứng từ dB do tiết diện sơ cấp của dây dẫn dl tạo ra.

Khi đó cảm ứng từ dB từ trường cơ bản, được tạo ra bởi một phần của dây dẫn đl, với hiện tại TÔI tại một điểm tùy ý r sẽ được xác định bởi biểu thức sau

trong đó tôi là dòng điện chạy qua dây dẫn,

r là vectơ bán kính được vẽ từ phần tử dây dẫn đến điểm của từ trường,

dl là phần tử nhỏ nhất của dây dẫn tạo ra cảm ứng dB,

k - hệ số tỷ lệ, phụ thuộc vào hệ quy chiếu, tính bằng SI k = μ 0 / (4π)

Bởi vì là một tích vectơ, thì biểu thức cuối cùng của cảm ứng từ cơ bản sẽ như thế này

Do đó, biểu thức này cho phép bạn tìm cảm ứng từ của từ trường được tạo bởi một dây dẫn có dòng điện có hình dạng và kích thước tùy ý bằng cách tích phân vế phải của biểu thức

trong đó ký hiệu l có nghĩa là sự tích hợp xảy ra trên toàn bộ chiều dài của ruột dẫn.

Cảm ứng từ của dây dẫn thẳng

Như bạn đã biết, từ trường đơn giản nhất tạo ra một dây dẫn thẳng mà dòng điện chạy qua. Như tôi đã nói trong một bài viết trước, các đường sức của một từ trường nhất định là những đường tròn đồng tâm nằm xung quanh dây dẫn.

Để xác định cảm ứng từ TRONG dây thẳng tại điểm r Hãy để chúng tôi giới thiệu một số ký hiệu. kể từ thời điểm rđang ở một khoảng cách b của dây thì khoảng cách từ một điểm bất kỳ của dây đến điểm rđược định nghĩa là r = b/sinα. Khi đó chiều dài dây dẫn ngắn nhất đl có thể được tính từ biểu thức sau

Kết quả là, định luật Biot-Savart-Laplace cho một dây thẳng có chiều dài vô hạn sẽ có dạng

trong đó tôi là dòng điện chạy qua dây dẫn,

b là khoảng cách từ tâm vòng dây đến điểm tính cảm ứng từ.

Bây giờ chúng ta chỉ cần lấy tích phân biểu thức kết quả trên dα nằm trong khoảng từ 0 đến π.

Do đó, biểu thức cuối cùng cho cảm ứng từ của một dây dẫn thẳng có chiều dài vô hạn sẽ như sau

I là cường độ dòng điện chạy qua ống dây

b là khoảng cách từ tâm của vật dẫn đến điểm đo được cảm ứng từ.

Vòng cảm ứng từ

Cảm ứng của dây thẳng có giá trị nhỏ và giảm dần theo khoảng cách từ dây dẫn, vì vậy nó thực tế không được sử dụng trong các thiết bị thực tế. Từ trường được sử dụng rộng rãi nhất được tạo ra bởi một dây quấn trên một số loại khung. Do đó, những trường như vậy được gọi là từ trường của dòng điện tròn. Từ trường đơn giản nhất như vậy có dòng điện chạy qua dây dẫn có dạng hình tròn bán kính R.

Trong trường hợp này, hai trường hợp được quan tâm thực tế: từ trường tại tâm của vòng tròn và từ trường tại điểm P, nằm trên trục của vòng tròn. Hãy xem xét trường hợp đầu tiên.

Trong trường hợp này, mỗi phần tử dòng điện dl tạo ra một cảm ứng từ cơ bản dB ở tâm vòng tròn, vuông góc với mặt phẳng của mạch, khi đó định luật Biot-Savart-Laplace sẽ như sau

Nó chỉ còn lại để tích hợp biểu thức kết quả trên toàn bộ chu vi

trong đó μ 0 là hằng số từ tính, μ 0 = 4π 10 -7 H/m,

I - cường độ hiện tại trong dây dẫn,

R là bán kính vòng tròn bọc dây dẫn.

Xét trường hợp thứ hai, khi điểm được tính cảm ứng từ nằm trên một đường thẳng X vuông góc với mặt phẳng giới hạn bởi dòng điện tròn.

Trong trường hợp này, cảm ứng tại một điểm r sẽ là tổng của các cảm ứng cơ bản dB X, đến lượt nó là hình chiếu lên trục X cảm ứng cơ bản dB

Áp dụng định luật Biot-Savart-Laplace, ta tính được độ lớn của cảm ứng từ

Bây giờ chúng tôi tích hợp biểu thức này trên toàn bộ chu vi

trong đó μ 0 là hằng số từ tính, μ 0 = 4π 10 -7 H/m,

I - cường độ hiện tại trong dây dẫn,

R là bán kính vòng tròn quấn dây dẫn,

x là khoảng cách từ điểm tính cảm ứng từ đến tâm đường tròn.

Như có thể thấy từ công thức cho x \u003d 0, biểu thức kết quả đi vào công thức cho cảm ứng từ tại tâm của dòng điện tròn.

Sự tuần hoàn của véc tơ cảm ứng từ

Để tính toán cảm ứng từ của từ trường đơn giản, định luật Biot-Savart-Laplace là đủ. Tuy nhiên, với từ trường phức tạp hơn, ví dụ từ trường của nam châm điện hoặc hình xuyến, số lượng phép tính và độ cồng kềnh của các công thức sẽ tăng lên đáng kể. Để đơn giản hóa các tính toán, khái niệm về sự lưu thông của vectơ cảm ứng từ được giới thiệu.

Hãy tưởng tượng một số đường viền tôi, vuông góc với dòng điện TÔI. Tại bất kỳ điểm nào r mạch đã cho, cảm ứng từ TRONG hướng tiếp tuyến với đường bao này. Khi đó tích của các vectơ đl Và TRONGđược mô tả bởi biểu thức sau

Kể từ khi góc dφđủ nhỏ thì các vectơ đl B được định nghĩa là độ dài của cung

Như vậy, khi biết cảm ứng từ của một dây dẫn thẳng tại một điểm cho trước, ta rút ra được biểu thức tính sự tuần hoàn của vectơ cảm ứng từ

Bây giờ nó vẫn còn để tích hợp biểu thức kết quả trên toàn bộ chiều dài của đường viền

Trong trường hợp của chúng ta, vectơ cảm ứng từ quay quanh một dòng điện, nhưng trong trường hợp có nhiều dòng điện, biểu thức cho sự lưu thông của cảm ứng từ biến thành định luật về dòng điện toàn phần, có nội dung:

Sự tuần hoàn của vectơ cảm ứng từ trong một vòng dây kín tỉ lệ với tổng đại số các dòng điện mà vòng dây này bao phủ.

Từ trường của solenoid và toroid

Sử dụng định luật về dòng điện toàn phần và sự lưu thông của vectơ cảm ứng từ, khá dễ dàng để xác định cảm ứng từ của các từ trường phức tạp như từ trường của cuộn dây điện từ và hình xuyến.

Solenoid là một cuộn dây hình trụ, bao gồm nhiều vòng dây quấn dây dẫn để quay trên khung hình trụ. Từ trường của một cuộn dây điện từ thực sự bao gồm nhiều từ trường dòng điện tròn có trục chung vuông góc với mặt phẳng của mỗi dòng điện tròn.

Chúng tôi sử dụng sự lưu thông của vectơ cảm ứng từ và tưởng tượng sự lưu thông dọc theo một đường viền hình chữ nhật 1-2-3-4 . Khi đó vecto cảm ứng từ tuần hoàn của đoạn mạch này sẽ có dạng

Kể từ khi trên lô đất 2-3 Và 4-1 véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng thì tuần hoàn bằng không. vị trí trên 3-4 , được loại bỏ đáng kể khỏi điện từ, thì nó cũng có thể được bỏ qua. Sau đó, có tính đến định luật về dòng điện toàn phần, cảm ứng từ trong một cuộn dây điện từ có chiều dài đủ lớn sẽ có dạng

Trong đó n là số vòng dây dẫn điện từ trên một đơn vị chiều dài,

I là dòng điện chạy qua solenoid.

Một hình xuyến được hình thành bằng cách quấn một dây dẫn xung quanh khung hình vòng. Thiết kế này tương đương với một hệ thống gồm nhiều dòng điện tròn giống hệt nhau, tâm của chúng nằm trên một vòng tròn.

Ví dụ, hãy xem xét một hình xuyến có bán kính r, trên đó là vết thương N vòng dây. Xung quanh mỗi vòng dây, lấy đường viền của bán kính r, tâm của đường bao này trùng với tâm của hình xuyến. Vì véc tơ cảm ứng từ b hướng tiếp tuyến với đường bao tại mỗi điểm của đường bao thì vecto cảm ứng từ tuần hoàn sẽ có dạng

trong đó r là bán kính của đường bao cảm ứng từ.

Mạch đi qua bên trong hình xuyến bao gồm N vòng dây có dòng điện I, khi đó tổng dòng điện cho hình xuyến sẽ như sau

trong đó n là số vòng dây dẫn trên một đơn vị chiều dài,

r là bán kính của đường bao cảm ứng từ,

R là bán kính của hình xuyến.

Do đó, sử dụng định luật tổng dòng điện và sự lưu thông của vectơ cảm ứng từ, có thể tính toán một từ trường phức tạp tùy ý. Tuy nhiên, toàn bộ luật hiện tại chỉ cho kết quả chính xác trong chân không. Trong trường hợp tính toán cảm ứng từ trong một chất, cần phải tính đến cái gọi là dòng phân tử. Điều này sẽ được thảo luận trong bài viết tiếp theo.

Lý thuyết thì tốt, nhưng không có ứng dụng thực tế thì đó chỉ là lời nói.

trong đó r là khoảng cách từ trục của dây dẫn đến điểm.

Theo giả thiết của Ampere, trong bất kỳ vật thể nào cũng có những dòng điện cực nhỏ (microcurrents) do sự chuyển động của các electron trong nguyên tử. Chúng tạo ra từ trường của riêng mình và điều hướng trong từ trường của các dòng điện lớn. Macrocurrent là dòng điện trong một dây dẫn dưới tác động của EMF hoặc hiệu điện thế. véc tơ cảm ứng từ đặc trưng cho từ trường kết quả được tạo ra bởi tất cả các dòng điện vĩ mô và vi mô. Từ trường của dòng điện lớn cũng được mô tả bằng vectơ cường độ . Trong trường hợp môi trường đẳng hướng đồng chất, vectơ cảm ứng từ liên hệ với vectơ cường độ theo hệ thức

(5)

trong đó μ 0 - hằng số từ; μ là độ thấm từ của môi trường, cho biết từ trường của dòng điện lớn được tăng cường hoặc suy yếu bao nhiêu lần do dòng điện vi mô của môi trường. Nói cách khác, μ cho biết vectơ cảm ứng từ trường trong môi trường lớn hơn hay nhỏ hơn bao nhiêu lần so với trong chân không.

Đơn vị của cường độ từ trường là A/m. 1A/m - cường độ của một trường như vậy, cảm ứng từ trong chân không bằng
Tl. Trái đất là một nam châm hình cầu khổng lồ. Hoạt động của từ trường Trái đất được phát hiện trên bề mặt của nó và trong không gian xung quanh.

Cực từ của Trái đất là điểm trên bề mặt của nó mà tại đó một kim nam châm treo tự do nằm thẳng đứng. Vị trí của các cực từ có thể thay đổi liên tục, đó là do cấu trúc bên trong của hành tinh chúng ta. Do đó, các cực từ không trùng với các cực địa lý. Cực Nam của từ trường Trái đất nằm ngoài khơi bờ biển phía bắc châu Mỹ và Cực Bắc nằm ở Nam Cực. Sơ đồ các đường sức của từ trường Trái đất được thể hiện trong hình. 5 (đường đứt nét chỉ trục quay của Trái Đất): - thành phần nằm ngang của cảm ứng từ trường; N r , S r - các cực địa lý của Trái đất; N, S - các cực từ của Trái đất.

Hướng của các đường sức từ của Trái đất được xác định bằng kim nam châm. Nếu bạn treo kim nam châm một cách tự do, thì nó sẽ được đặt theo hướng của tiếp tuyến với đường sức. Vì các cực từ nằm bên trong Trái đất nên kim nam châm không được đặt nằm ngang mà nghiêng một góc α nào đó so với mặt phẳng chân trời. Góc α này được gọi là độ nghiêng từ trường. Khi chúng ta đến gần cực từ, góc α tăng lên. Mặt phẳng thẳng đứng chứa mũi tên được gọi là mặt phẳng của kinh tuyến từ và góc giữa từ và kinh tuyến địa - xích vĩ từ. Đặc tính công suất của từ trường, như đã lưu ý, là cảm ứng từ B. Giá trị của nó nhỏ và thay đổi từ 0,42∙10 -4 T ở xích đạo đến 0,7∙10 -4 T ở các cực từ.

Vectơ cảm ứng của từ trường Trái đất có thể được chia thành hai thành phần: theo phương ngang và dọc
(Hình 5). Kim nam châm cố định trên trục thẳng đứng được đặt theo phương của thành phần nằm ngang của Trái đất . suy giảm từ tính , độ nghiêng α và thành phần nằm ngang của từ trường là các thông số chính của từ trường Trái đất.

Nghĩa được xác định bằng phương pháp từ kế dựa trên sự tương tác giữa từ trường của cuộn dây với kim nam châm. Thiết bị này được gọi là la bàn tiếp tuyến, là một la bàn nhỏ (la bàn có chân chia độ) được gắn bên trong cuộn dây 1 gồm nhiều vòng dây cách điện.

Cuộn dây được đặt trong một mặt phẳng thẳng đứng. Nó tạo ra một từ trường bổ sung k (đường kính của cuộn dây và số vòng được chỉ định trên thiết bị).

Một kim nam châm 2 đặt ở tâm cuộn dây phải nhỏ sao cho cảm ứng từ tác dụng lên các cực của nó bằng cảm ứng từ tại tâm của dòng điện tròn. Mặt phẳng của đường bao của cuộn dây được đặt sao cho trùng với hướng mũi tên và vuông góc với thành phần nằm ngang của trường trái đất r. Dưới sự ảnh hưởng r trường cảm ứng của Trái đất và trường cảm ứng của mũi tên cuộn dây được đặt theo hướng của cảm ứng kết quả r(Hình 6 a, b).

Từ hình. 6 cho thấy rằng

(6)

Cảm ứng từ trường của cuộn dây ở trung tâm -

7)

trong đó N là số vòng dây; I là dòng điện chạy qua nó; R là bán kính của cuộn dây. Từ (6) và (7) suy ra

(8)

Điều quan trọng là phải hiểu rằng công thức (8) là gần đúng, tức là nó chỉ đúng khi kích thước của kim nam châm nhỏ hơn nhiều so với bán kính đường viền R. Sai số đo tối thiểu được cố định ở góc lệch của kim ≈45°. Theo đó, cường độ hiện tại trong cuộn dây tiếp tuyến của la bàn được chọn.

Trình tự công việc

Cài đặt cuộn dây tiếp tuyến của la bàn sao cho mặt phẳng của nó trùng với hướng của kim nam châm.

Lắp ráp mạch theo sơ đồ (Hình 7).

3. Bật dòng điện và đo góc lệch ở hai đầu mũi tên
Và
. Nhập dữ liệu vào một bảng. Sau đó, sử dụng công tắc P, thay đổi hướng của dòng điện sang hướng ngược lại mà không làm thay đổi độ lớn của dòng điện và đo các góc lệch ở cả hai đầu của mũi tên
Và
lại. Nhập dữ liệu vào một bảng. Do đó, lỗi trong việc xác định góc liên quan đến sự không trùng khớp của mặt phẳng của cuộn dây la bàn tiếp tuyến với mặt phẳng của kinh tuyến từ được loại bỏ. Tính toán

Kết quả đo tôi và nhập vào bảng 1.

Bảng 1

Tính Trong cf. theo công thức

trong đó n là số lần đo.

Tìm giới hạn tin cậy của tổng sai số bằng công thức

,

Ở đâu
- Hệ số của học sinh (tại =0,95 và n=5
=2,8).

Viết kết quả dưới dạng biểu thức

.

câu hỏi kiểm soát

cảm ứng của một từ trường là gì? Đơn vị đo lường của nó là gì? Chiều của véc tơ cảm ứng từ được xác định như thế nào?

Thế nào được gọi là cường độ của từ trường? Mối quan hệ của nó với cảm ứng từ là gì?

Xây dựng định luật Biot-Savart-Laplace, tính toán cảm ứng từ trường ở tâm của dòng điện tròn, cảm ứng của trường dòng điện một chiều và điện từ trên cơ sở của nó.

Chiều cảm ứng từ của dòng điện một chiều và dòng điện tròn được xác định như thế nào?

Nguyên tắc chồng chất của từ trường là gì?

Trường nào được gọi là trường xoáy?

Lập công thức định luật Ampère.

Hãy cho chúng tôi biết về các thông số chính của từ trường Trái đất.

Làm thế nào bạn có thể xác định hướng của các đường sức từ của Trái đất?

Tại sao đo thành phần nằm ngang của cảm ứng từ trường ở góc lệch con trỏ 45° lại thuận lợi hơn?

PHÒNG THÍ NGHIỆM #7

Dòng điện trong dây dẫn tạo ra từ trường xung quanh dây dẫn. Dòng điện và từ trường là hai phần không thể tách rời của một quá trình vật lý duy nhất. Từ trường của nam châm vĩnh cửu suy cho cùng cũng do dòng điện phân tử sinh ra do chuyển động của các electron trên các quỹ đạo và chuyển động quay quanh trục của chúng.

Từ trường của một dây dẫn và hướng của các đường sức của nó có thể được xác định bằng kim nam châm. Đường sức từ của dây dẫn thẳng có dạng là các đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn. Chiều của các đường sức từ phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy trong dây dẫn. Nếu dòng điện trong dây dẫn xuất phát từ người quan sát, thì các đường sức được hướng theo chiều kim đồng hồ.

Sự phụ thuộc của hướng của trường vào hướng của dòng điện được xác định bởi quy tắc của gimlet: nếu chuyển động tịnh tiến của gimlet trùng với hướng của dòng điện trong dây dẫn, thì chiều quay của tay cầm trùng với hướng của các đường sức từ.

Quy tắc gimlet cũng có thể được sử dụng để xác định hướng của từ trường trong cuộn dây, nhưng theo công thức sau: nếu hướng quay của tay cầm của gimlet được kết hợp với hướng của dòng điện trong các vòng quay của cuộn dây, thì chuyển động tịnh tiến của gimlet sẽ biểu thị hướng của các đường sức bên trong cuộn dây (Hình 4.4 ).

Bên trong cuộn dây, những đường này đi từ cực nam đến cực bắc và bên ngoài nó - từ bắc xuống nam.

Quy tắc gimlet cũng có thể được sử dụng để xác định hướng của dòng điện nếu biết hướng của các đường sức từ.

Một dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường đều chịu tác dụng của một lực có độ lớn

F = I L B sin

I - cường độ dòng điện trong dây dẫn; B là mô đun của vectơ cảm ứng từ trường; L là chiều dài của dây dẫn trong từ trường;  - góc giữa vectơ từ trường và chiều dòng điện chạy trong dây dẫn.

Lực tác dụng lên dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường gọi là lực Ampère.

Lực cực đại của Ampe là:

F = Tôi L B

Hướng của lực Ampère được xác định theo quy tắc bàn tay trái: nếu đặt bàn tay trái sao cho thành phần vuông góc của véc tơ cảm ứng từ B đi vào lòng bàn tay và bốn ngón tay duỗi thẳng hướng theo chiều dòng điện, thì ngón tay cái cong 90 độ sẽ chỉ chiều của lực tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện, tức là lực Ampe.

Nếu và nằm trong cùng một mặt phẳng thì góc giữa và là một đường thẳng. Sau đó, lực tác dụng lên phần tử hiện tại,

(tất nhiên, chính xác cùng một lực tác dụng lên dây dẫn thứ hai từ phía dây dẫn thứ nhất).

Lực kết quả bằng một trong các lực này. Nếu hai dây dẫn này tác động lên dây thứ ba, thì từ trường của chúng phải được cộng theo vectơ.

Mạch có dòng điện trong từ trường

Cơm. 4.13

Cho một khung có dòng điện đặt trong từ trường đều (Hình 4.13). Khi đó lực Ampère tác dụng lên các mặt của khung sẽ tạo ra một ngẫu lực có độ lớn tỉ lệ thuận với cảm ứng từ, cường độ dòng điện chạy trong khung, diện tích của nó S và phụ thuộc vào góc a giữa vectơ và pháp tuyến của diện tích:

Chiều của pháp tuyến được chọn sao cho vít bên phải di chuyển theo hướng của pháp tuyến khi quay theo hướng của dòng điện trong khung.

Giá trị cực đại của momen lực khi khung được đặt vuông góc với các đường sức từ là:

Biểu thức này cũng có thể được sử dụng để xác định cảm ứng của từ trường:

Giá trị bằng tích gọi là momen từ của mạch R t. Mô men từ là một vectơ có hướng trùng với hướng của pháp tuyến với đường viền. Sau đó, mô-men xoắn có thể được viết

Ở góc a = 0, momen lực bằng không. Giá trị của mô-men xoắn phụ thuộc vào diện tích của đường viền, nhưng không phụ thuộc vào hình dạng của nó. Do đó, bất kỳ mạch kín nào có dòng điện một chiều chạy qua đều phải chịu một mô men xoắn m, làm quay nó sao cho vectơ momen từ song song với vectơ cảm ứng từ.

Đưa một kim nam châm vào thì nó có xu hướng trở nên vuông góc với mặt phẳng đi qua trục của dây dẫn và tâm quay của mũi tên. Điều này chỉ ra rằng các lực lượng đặc biệt đang tác động lên mũi tên, được gọi là lực từ. Ngoài tác dụng lên kim nam châm, từ trường còn tác động lên các hạt mang điện chuyển động và dây dẫn mang dòng điện nằm trong từ trường. Trong các dây dẫn chuyển động trong từ trường hoặc trong các dây dẫn đứng yên trong từ trường biến thiên đều xuất hiện suất điện động cảm ứng (emf).

một từ trường

Theo những điều trên, chúng ta có thể đưa ra định nghĩa sau về từ trường.

Từ trường là một trong hai mặt của trường điện từ, được kích thích bởi điện tích của các hạt chuyển động và sự thay đổi của điện trường và được đặc trưng bởi tác dụng lực lên các hạt bị nhiễm chuyển động, và do đó lên dòng điện.

Nếu bạn luồn một dây dẫn dày xuyên qua tấm bìa cứng và cho một dòng điện chạy qua nó, thì mạt thép rắc trên tấm bìa cứng sẽ nằm xung quanh dây dẫn theo các vòng tròn đồng tâm, trong trường hợp này được gọi là đường cảm ứng từ (Hình 1 ). Chúng ta có thể di chuyển các tông lên hoặc xuống dây dẫn, nhưng vị trí của các mạt thép sẽ không thay đổi. Do đó, một từ trường phát sinh xung quanh dây dẫn dọc theo toàn bộ chiều dài của nó.

Nếu bạn đặt các mũi tên từ tính nhỏ trên bìa cứng, thì bằng cách thay đổi hướng dòng điện trong dây dẫn, bạn có thể thấy rằng các mũi tên từ tính sẽ quay (Hình 2). Điều này chứng tỏ chiều của các đường cảm ứng từ thay đổi theo chiều của dòng điện chạy trong dây dẫn.

Các đường cảm ứng từ xung quanh một dây dẫn có dòng điện có các tính chất sau: 1) các đường cảm ứng từ của một dây dẫn thẳng có dạng các đường tròn đồng tâm; 2) càng gần dây dẫn, các đường cảm ứng từ càng dày đặc; 3) cảm ứng từ (cường độ trường) phụ thuộc vào cường độ dòng điện trong dây dẫn; 4) Chiều của các đường cảm ứng từ phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy trong dây dẫn.

Để hiển thị hướng của dòng điện trong dây dẫn được hiển thị trong phần này, một biểu tượng được sử dụng, chúng ta sẽ sử dụng ký hiệu này trong tương lai. Nếu chúng ta đặt một mũi tên vào dây dẫn theo hướng của dòng điện (Hình 3), thì trong dây dẫn, dòng điện hướng ra xa chúng ta, chúng ta sẽ thấy đuôi của bộ lông mũi tên (chéo); nếu dòng điện hướng về phía chúng ta, chúng ta sẽ thấy đầu mũi tên (điểm).

Hình 3. Ký hiệu chiều dòng điện chạy trong dây dẫn

Quy tắc gimlet cho phép bạn xác định hướng của các đường cảm ứng từ xung quanh một dây dẫn mang dòng điện. Nếu một tay cầm (nút mở nút chai) có ren bên phải di chuyển về phía trước theo hướng của dòng điện, thì hướng quay của tay cầm sẽ trùng với hướng của các đường cảm ứng từ xung quanh dây dẫn (Hình 4).

Một kim nam châm được đưa vào từ trường của một dây dẫn có dòng điện nằm dọc theo các đường cảm ứng từ. Do đó, để xác định vị trí của nó, bạn cũng có thể sử dụng "quy tắc gimlet" (Hình 5). Từ trường là một trong những biểu hiện quan trọng nhất của dòng điện và không thể có được một cách độc lập và tách biệt với dòng điện.

Hình 4. Xác định chiều của các đường cảm ứng từ xung quanh vật dẫn có dòng điện theo “quy tắc gimlet”	Hình 5. Xác định hướng lệch của kim nam châm được đưa vào dây dẫn có dòng điện, theo "quy tắc gimlet"

Cảm ứng từ

Từ trường được đặc trưng bởi vectơ cảm ứng từ, do đó, có độ lớn và hướng nhất định trong không gian.

Biểu thức định lượng cho cảm ứng từ là kết quả của việc tổng quát hóa dữ liệu thực nghiệm được thiết lập bởi Biot và Savart (Hình 6). Bằng cách đo từ trường của các dòng điện có kích thước và hình dạng khác nhau bằng độ lệch của kim nam châm, cả hai nhà khoa học đều đi đến kết luận rằng mọi phần tử dòng điện đều tạo ra một từ trường ở một khoảng cách nhất định so với chính nó, cảm ứng từ của nó là Δ b tỉ lệ thuận với độ dài Δ tôi phần tử này, lượng dòng điện chạy qua TÔI, sin của góc α giữa hướng của dòng điện và vectơ bán kính nối điểm trường mà chúng ta quan tâm với một phần tử dòng điện đã cho và tỷ lệ nghịch với bình phương độ dài của vectơ bán kính này r:

Ở đâu K là hệ số phụ thuộc vào tính chất từ ​​của môi trường và hệ đơn vị đã chọn.

Trong hệ thống đơn vị hợp lý hóa thực tế tuyệt đối của các đơn vị MKSA

trong đó µ 0 - tính thấm từ chân không hoặc hằng số từ tính trong hệ thống ISS:

µ 0 \u003d 4 × π × 10 -7 (henry / mét);

Henry (Ông) là đơn vị của điện cảm; 1 Ông = 1 om × giây.

µ – tính thấm từ tương đối là một hệ số không thứ nguyên cho biết độ thấm từ của một vật liệu nhất định lớn hơn độ thấm từ của chân không bao nhiêu lần.

Chiều của cảm ứng từ có thể được tìm thấy theo công thức

Vôn-giây còn được gọi là weber (wb):

Trong thực tế, có một đơn vị cảm ứng từ nhỏ hơn - gauss (gs):

Định luật Biot Savart cho phép bạn tính cảm ứng từ của một dây dẫn thẳng dài vô hạn:

Ở đâu MỘT- khoảng cách từ dây dẫn đến điểm xác định cảm ứng từ.

Cường độ từ trường

Tỉ số giữa cảm ứng từ và tích độ từ thẩm µ × µ 0 được gọi là Cường độ từ trường và được đánh dấu bằng chữ cái h:

b = h × µ × µ 0 .

Phương trình cuối cùng liên quan đến hai đại lượng từ tính: cảm ứng và cường độ từ trường.

Hãy tìm chiều h:

Đôi khi họ sử dụng một đơn vị đo cường độ từ trường khác - căng thẳng (ơ):

1 ơ = 79,6 MỘT/tôi ≈ 80 MỘT/tôi ≈ 0,8 MỘT/cm .

Cường độ từ trường h, cũng như cảm ứng từ b, là một đại lượng vectơ.

Tiếp tuyến của mỗi điểm trùng với phương của véc tơ cảm ứng từ gọi là đường cảm ứng từ hoặc dòng cảm ứng từ.

từ thông

Tích của cảm ứng từ và kích thước của diện tích vuông góc với hướng của trường (vectơ cảm ứng từ) được gọi là từ thông véc tơ cảm ứng từ hoặc đơn giản từ thông và được ký hiệu bằng chữ F:

F = b × S .

Kích thước từ thông:

nghĩa là, từ thông được đo bằng vôn-giây hoặc weber.

Đơn vị mịn hơn của từ thông là maxwell (bệnh đa xơ cứng):

1 wb = 108 bệnh đa xơ cứng.
1bệnh đa xơ cứng = 1 gs× 1 cm 2.

Video 1. Giả thuyết Ampe

Video 1. Giả thuyết Ampe

Video 2. Từ tính và điện từ