Τι είναι στην ουσία τα μαγνητικά πεδία. Αλλαγές στις μαγνητικές ιδιότητες των υλικών

Τα μαγνητικά πεδία εμφανίζονται φυσικά και μπορούν να δημιουργηθούν τεχνητά. Ένα άτομο παρατήρησε τα χρήσιμα χαρακτηριστικά τους, τα οποία έμαθε να εφαρμόζει στην καθημερινή ζωή. Ποια είναι η πηγή του μαγνητικού πεδίου;

Jpg?.jpg 600w

μαγνητικό πεδίο της Γης

Πώς αναπτύχθηκε το δόγμα του μαγνητικού πεδίου

Οι μαγνητικές ιδιότητες ορισμένων ουσιών παρατηρήθηκαν στην αρχαιότητα, αλλά η μελέτη τους ξεκίνησε πραγματικά στη μεσαιωνική Ευρώπη. Χρησιμοποιώντας μικρές βελόνες από χάλυβα, ένας επιστήμονας από τη Γαλλία, ο Peregrine, ανακάλυψε τη διασταύρωση των μαγνητικών γραμμών δύναμης σε ορισμένα σημεία - τους πόλους. Μόλις τρεις αιώνες αργότερα, καθοδηγούμενος από αυτή την ανακάλυψη, ο Gilbert συνέχισε να τη μελετά και στη συνέχεια υπερασπίστηκε την υπόθεσή του ότι η Γη έχει το δικό της μαγνητικό πεδίο.

Η ταχεία ανάπτυξη της θεωρίας του μαγνητισμού ξεκίνησε στις αρχές του 19ου αιώνα, όταν ο Ampère ανακάλυψε και περιέγραψε την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου στην εμφάνιση ενός μαγνητικού πεδίου και η ανακάλυψη της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής από τον Faraday δημιούργησε μια αντίστροφη σχέση.

Τι είναι μαγνητικό πεδίο

Το μαγνητικό πεδίο εκδηλώνεται με την επίδραση δύναμης σε ηλεκτρικά φορτία που βρίσκονται σε κίνηση ή σε σώματα που έχουν μαγνητική ροπή.

Πηγές μαγνητικού πεδίου:

1. αγωγοί μέσω των οποίων διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα.
2. μόνιμοι μαγνήτες?
3. μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο.

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">

Πηγές μαγνητικού πεδίου

Η βασική αιτία του μαγνητικού πεδίου είναι πανομοιότυπη για όλες τις πηγές: τα ηλεκτρικά μικροφορτίσματα - ηλεκτρόνια, ιόντα ή πρωτόνια - έχουν τη δική τους μαγνητική ροπή ή βρίσκονται σε κατευθυντική κίνηση.

Σπουδαίος!Δημιουργούν αμοιβαία ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου. Αυτή η σχέση καθορίζεται από τις εξισώσεις του Maxwell.

Χαρακτηριστικά μαγνητικού πεδίου

Τα χαρακτηριστικά του μαγνητικού πεδίου είναι:

1. Μαγνητική ροή, μια κλιμακωτή ποσότητα που καθορίζει πόσες γραμμές μαγνητικού πεδίου διέρχονται από ένα δεδομένο τμήμα. Ορίζεται με το γράμμα F. Υπολογίζεται σύμφωνα με τον τύπο:

F = B x S x συνα,

όπου B είναι το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής, S είναι η τομή, α είναι η γωνία κλίσης του διανύσματος προς την κάθετο που σύρεται στο επίπεδο τομής. Μονάδα μέτρησης - 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">

μαγνητική ροή

1. Το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής (Β) δείχνει τη δύναμη που ασκείται στους φορείς φορτίου. Κατευθύνεται προς τον βόρειο πόλο, όπου δείχνει η συνηθισμένη μαγνητική βελόνα. Ποσοτικά, η μαγνητική επαγωγή μετριέται σε teslas (Tl).
2. Τάση MP (N). Καθορίζεται από τη μαγνητική διαπερατότητα διαφόρων μέσων. Στο κενό, η διαπερατότητα λαμβάνεται ως ενότητα. Η κατεύθυνση του διανύσματος έντασης συμπίπτει με την κατεύθυνση της μαγνητικής επαγωγής. Μονάδα μέτρησης - A / m.

Πώς να αναπαραστήσετε ένα μαγνητικό πεδίο

Είναι εύκολο να δούμε τις εκδηλώσεις του μαγνητικού πεδίου στο παράδειγμα ενός μόνιμου μαγνήτη. Έχει δύο πόλους, και ανάλογα με τον προσανατολισμό, οι δύο μαγνήτες έλκονται ή απωθούν. Το μαγνητικό πεδίο χαρακτηρίζει τις διεργασίες που συμβαίνουν σε αυτή την περίπτωση:

1. Το MP περιγράφεται μαθηματικά ως διανυσματικό πεδίο. Μπορεί να κατασκευαστεί μέσω πολλών διανυσμάτων μαγνητικής επαγωγής Β, καθένα από τα οποία κατευθύνεται προς τον βόρειο πόλο της βελόνας της πυξίδας και έχει μήκος ανάλογα με τη μαγνητική δύναμη.
2. Ένας εναλλακτικός τρόπος αναπαράστασης είναι η χρήση γραμμών δύναμης. Αυτές οι γραμμές δεν τέμνονται ποτέ, δεν ξεκινούν ή σταματούν πουθενά, σχηματίζοντας κλειστούς βρόχους. Οι γραμμές MF συνδυάζονται σε πιο συχνές περιοχές όπου το μαγνητικό πεδίο είναι ισχυρότερο.

Σπουδαίος!Η πυκνότητα των γραμμών πεδίου δείχνει την ισχύ του μαγνητικού πεδίου.

Αν και το MF δεν μπορεί να φανεί στην πραγματικότητα, οι γραμμές δύναμης μπορούν εύκολα να οραματιστούν στον πραγματικό κόσμο τοποθετώντας ρινίσματα σιδήρου στο MF. Κάθε σωματίδιο συμπεριφέρεται σαν ένας μικροσκοπικός μαγνήτης με βόρειο και νότιο πόλο. Το αποτέλεσμα είναι ένα σχέδιο παρόμοιο με τις γραμμές δύναμης. Ένα άτομο δεν είναι σε θέση να νιώσει τον αντίκτυπο του MP.

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

Γραμμές μαγνητικού πεδίου

Μέτρηση μαγνητικού πεδίου

Εφόσον πρόκειται για διανυσματική ποσότητα, υπάρχουν δύο παράμετροι για τη μέτρηση του MF: δύναμη και κατεύθυνση. Η κατεύθυνση είναι εύκολο να μετρηθεί με μια πυξίδα συνδεδεμένη στο πεδίο. Ένα παράδειγμα είναι μια πυξίδα που τοποθετείται στο μαγνητικό πεδίο της Γης.

Η μέτρηση άλλων χαρακτηριστικών είναι πολύ πιο δύσκολη. Τα πρακτικά μαγνητόμετρα εμφανίστηκαν μόλις τον 19ο αιώνα. Τα περισσότερα από αυτά λειτουργούν χρησιμοποιώντας τη δύναμη που αισθάνεται το ηλεκτρόνιο όταν κινείται μέσα στο μαγνητικό πεδίο.

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

Μαγνητόμετρο

Η πολύ ακριβής μέτρηση μικρών μαγνητικών πεδίων έχει γίνει πρακτική από την ανακάλυψη το 1988 της γιγαντιαίας μαγνητοαντίστασης σε στρωματοποιημένα υλικά. Αυτή η ανακάλυψη στη θεμελιώδη φυσική εφαρμόστηκε γρήγορα στην τεχνολογία μαγνητικού σκληρού δίσκου για αποθήκευση δεδομένων σε υπολογιστές, με αποτέλεσμα τη χιλιαπλάσια αύξηση της χωρητικότητας αποθήκευσης μέσα σε λίγα μόλις χρόνια.

Σε γενικά αποδεκτά συστήματα μέτρησης, το MF μετράται σε δοκιμές (T) ή σε gauss (G). 1 T = 10000 gauss. Το Gauss χρησιμοποιείται συχνά επειδή το Tesla είναι πολύ μεγάλο πεδίο.

Ενδιαφέρων.Ένας μικρός μαγνήτης ψυγείου δημιουργεί ένα MF ίσο με 0,001 T και το μαγνητικό πεδίο της Γης, κατά μέσο όρο, είναι 0,00005 T.

Η φύση του μαγνητικού πεδίου

Ο μαγνητισμός και τα μαγνητικά πεδία είναι εκδηλώσεις της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης. Υπάρχουν δύο πιθανοί τρόποι οργάνωσης ενός ενεργειακού φορτίου σε κίνηση και, κατά συνέπεια, ενός μαγνητικού πεδίου.

Το πρώτο είναι να συνδέσετε το καλώδιο σε μια πηγή ρεύματος, σχηματίζεται ένα MF γύρω από αυτό.

Σπουδαίος!Καθώς το ρεύμα (ο αριθμός των φορτίσεων σε κίνηση) αυξάνεται, το MP αυξάνεται αναλογικά. Καθώς απομακρύνεστε από το καλώδιο, το πεδίο μειώνεται με την απόσταση. Αυτό περιγράφεται από το νόμο του Ampère.

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

Ο νόμος του Αμπέρ

Ορισμένα υλικά με υψηλότερη μαγνητική διαπερατότητα είναι ικανά να συγκεντρώνουν μαγνητικά πεδία.

Δεδομένου ότι το μαγνητικό πεδίο είναι διάνυσμα, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί η κατεύθυνσή του. Για ένα συνηθισμένο ρεύμα που ρέει μέσα από ένα ευθύ σύρμα, η κατεύθυνση μπορεί να βρεθεί από τον κανόνα του δεξιού χεριού.

Για να χρησιμοποιήσετε τον κανόνα, πρέπει να φανταστείτε ότι το σύρμα πιάνεται από το δεξί χέρι και ο αντίχειρας δείχνει την κατεύθυνση του ρεύματος. Στη συνέχεια, τα άλλα τέσσερα δάχτυλα θα δείξουν την κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής γύρω από τον αγωγό.

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

Κανόνας του δεξιού χεριού

Ο δεύτερος τρόπος για να δημιουργήσετε ένα MF είναι να χρησιμοποιήσετε το γεγονός ότι τα ηλεκτρόνια εμφανίζονται σε ορισμένες ουσίες που έχουν τη δική τους μαγνητική ροπή. Έτσι λειτουργούν οι μόνιμοι μαγνήτες:

1. Αν και τα άτομα έχουν συχνά πολλά ηλεκτρόνια, είναι ως επί το πλείστον συνδεδεμένα με τέτοιο τρόπο ώστε το συνολικό μαγνητικό πεδίο του ζεύγους να ακυρώνεται. Δύο ηλεκτρόνια που ζευγαρώνονται με αυτόν τον τρόπο λέγεται ότι έχουν αντίθετα σπιν. Επομένως, για να μαγνητίσετε κάτι, χρειάζεστε άτομα που έχουν ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια με το ίδιο σπιν. Για παράδειγμα, ο σίδηρος έχει τέσσερα τέτοια ηλεκτρόνια και είναι κατάλληλος για την κατασκευή μαγνητών.
2. Δισεκατομμύρια ηλεκτρονίων σε άτομα μπορούν να προσανατολιστούν τυχαία και δεν θα υπάρχει κοινό μαγνητικό πεδίο, ανεξάρτητα από το πόσα ασύζευκτα ηλεκτρόνια έχει το υλικό. Πρέπει να είναι σταθερό σε χαμηλή θερμοκρασία για να παρέχει έναν γενικό προτιμώμενο προσανατολισμό ηλεκτρονίων. Η υψηλή μαγνητική διαπερατότητα προκαλεί τη μαγνήτιση τέτοιων ουσιών υπό ορισμένες συνθήκες εκτός της επίδρασης του μαγνητικού πεδίου. Αυτοί είναι σιδηρομαγνήτες.
3. Άλλα υλικά μπορεί να παρουσιάζουν μαγνητικές ιδιότητες παρουσία εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Το εξωτερικό πεδίο χρησιμεύει για την εξίσωση όλων των σπιν ηλεκτρονίων, τα οποία εξαφανίζονται μετά την αφαίρεση του MF. Αυτές οι ουσίες είναι παραμαγνητικές. Η μεταλλική πόρτα του ψυγείου είναι ένα παράδειγμα παραμαγνήτη.

μαγνητικό πεδίο της Γης

Η γη μπορεί να αναπαρασταθεί με τη μορφή πλακών πυκνωτών, το φορτίο των οποίων έχει το αντίθετο πρόσημο: "μείον" - στην επιφάνεια της γης και "συν" - στην ιονόσφαιρα. Ανάμεσά τους υπάρχει ατμοσφαιρικός αέρας ως μονωτικό παρέμβυσμα. Ο γιγαντιαίος πυκνωτής διατηρεί σταθερό φορτίο λόγω της επίδρασης του μαγνητικού πεδίου της γης. Χρησιμοποιώντας αυτή τη γνώση, είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένα σχέδιο για τη λήψη ηλεκτρικής ενέργειας από το μαγνητικό πεδίο της Γης. Είναι αλήθεια ότι το αποτέλεσμα θα είναι τιμές χαμηλής τάσης.

Πρέπει να πάρω:

• συσκευή γείωσης?
• το σύρμα;
• Μετασχηματιστής Tesla, ικανός να δημιουργεί ταλαντώσεις υψηλής συχνότητας και να δημιουργεί εκκένωση κορώνας, ιονίζοντας τον αέρα.

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">

Πηνίο Tesla

Το πηνίο Tesla θα λειτουργεί ως εκπομπός ηλεκτρονίων. Ολόκληρη η δομή είναι συνδεδεμένη μεταξύ τους και για να εξασφαλιστεί επαρκής διαφορά δυναμικού, ο μετασχηματιστής πρέπει να ανυψωθεί σε σημαντικό ύψος. Έτσι, θα δημιουργηθεί ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, μέσω του οποίου θα ρέει ένα μικρό ρεύμα. Είναι αδύνατο να πάρετε μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιώντας αυτήν τη συσκευή.

Ο ηλεκτρισμός και ο μαγνητισμός κυριαρχούν σε πολλούς από τους κόσμους που περιβάλλουν τον άνθρωπο: από τις πιο θεμελιώδεις διαδικασίες στη φύση έως τις ηλεκτρονικές συσκευές αιχμής.

βίντεο

Ο όρος «μαγνητικό πεδίο» συνήθως σημαίνει έναν ορισμένο ενεργειακό χώρο στον οποίο εκδηλώνονται οι δυνάμεις της μαγνητικής αλληλεπίδρασης. Επηρεάζουν:

μεμονωμένες ουσίες: σιδηρομαγνήτες (μέταλλα - κυρίως χυτοσίδηρος, σίδηρος και κράματά τους) και η κατηγορία φερριτών τους, ανεξαρτήτως κατάστασης.

κινούμενα φορτία ηλεκτρικής ενέργειας.

Τα φυσικά σώματα που έχουν ολική μαγνητική ροπή ηλεκτρονίων ή άλλων σωματιδίων ονομάζονται μόνιμοι μαγνήτες. Η αλληλεπίδρασή τους φαίνεται στην εικόνα. μαγνητικές γραμμές ισχύος.

Σχηματίστηκαν αφού έφεραν έναν μόνιμο μαγνήτη στην πίσω πλευρά ενός φύλλου από χαρτόνι με ένα ομοιόμορφο στρώμα από ρινίσματα σιδήρου. Η εικόνα δείχνει μια σαφή σήμανση του βόρειου (Β) και του νότιου (S) πόλου με την κατεύθυνση των γραμμών δύναμης σε σχέση με τον προσανατολισμό τους: την έξοδο από τον βόρειο πόλο και την είσοδο προς το νότο.

Πώς δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο

Οι πηγές του μαγνητικού πεδίου είναι:

μόνιμοι μαγνήτες?

χρεώσεις κινητής τηλεφωνίας?

χρονικά μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο.

Κάθε παιδί νηπιαγωγείου είναι εξοικειωμένο με τη δράση των μόνιμων μαγνητών. Άλλωστε, έπρεπε ήδη να σμιλέψει στο ψυγείο εικόνες-μαγνήτες βγαλμένες από συσκευασίες με κάθε λογής καλούδια.

Τα ηλεκτρικά φορτία σε κίνηση έχουν συνήθως πολύ υψηλότερη ενέργεια μαγνητικού πεδίου από ό,τι. Υποδεικνύεται επίσης με γραμμές δύναμης. Ας αναλύσουμε τους κανόνες για το σχεδιασμό τους για έναν ευθύγραμμο αγωγό με ρεύμα I.

Η μαγνητική γραμμή δύναμης σχεδιάζεται σε ένα επίπεδο κάθετο στην κίνηση του ρεύματος έτσι ώστε σε κάθε σημείο η δύναμη που ασκεί στον βόρειο πόλο της μαγνητικής βελόνας να κατευθύνεται εφαπτομενικά σε αυτή τη γραμμή. Αυτό δημιουργεί ομόκεντρους κύκλους γύρω από το κινούμενο φορτίο.

Η κατεύθυνση αυτών των δυνάμεων καθορίζεται από τον γνωστό κανόνα μιας βίδας ή ενός στελέχους με δεξιόστροφη περιέλιξη σπειρώματος.

κανόνας του gimlet

Είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε το στόμιο ομοαξονικά με το διάνυσμα ρεύματος και να περιστρέψετε τη λαβή έτσι ώστε η μεταφορική κίνηση του στεφάνου να συμπίπτει με την κατεύθυνσή του. Στη συνέχεια, ο προσανατολισμός των μαγνητικών γραμμών δύναμης θα φανεί περιστρέφοντας τη λαβή.

Στον δακτυλιοειδή αγωγό, η περιστροφική κίνηση της λαβής συμπίπτει με την κατεύθυνση του ρεύματος και η μεταφορική κίνηση δείχνει τον προσανατολισμό της επαγωγής.

Οι γραμμές μαγνητικού πεδίου εξέρχονται πάντα από τον βόρειο πόλο και εισέρχονται στον νότο. Συνεχίζουν μέσα στον μαγνήτη και δεν είναι ποτέ ανοιχτά.

Κανόνες για την αλληλεπίδραση των μαγνητικών πεδίων

Μαγνητικά πεδία από διαφορετικές πηγές προστίθενται μεταξύ τους, σχηματίζοντας το προκύπτον πεδίο.

Στην περίπτωση αυτή, μαγνήτες με αντίθετους πόλους (N - S) έλκονται μεταξύ τους και με τους ίδιους πόλους (N - N, S - S) απωθούνται. Οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ των πόλων εξαρτώνται από την απόσταση μεταξύ τους. Όσο πιο κοντά μετατοπίζονται οι πόλοι, τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που δημιουργείται.

Κύρια χαρακτηριστικά του μαγνητικού πεδίου

Αυτά περιλαμβάνουν:

διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής (Β);

μαγνητική ροή (F);

σύνδεση ροής (Ψ).

Η ένταση ή η δύναμη της πρόσκρουσης του πεδίου εκτιμάται από την τιμή διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής. Καθορίζεται από την τιμή της δύναμης "F" που δημιουργείται από το ρεύμα "Ι" που διέρχεται από έναν αγωγό μήκους "l". B \u003d F / (I ∙ l)

Η μονάδα μέτρησης της μαγνητικής επαγωγής στο σύστημα SI είναι ο Tesla (στη μνήμη του επιστήμονα φυσικού που μελέτησε αυτά τα φαινόμενα και τα περιέγραψε χρησιμοποιώντας μαθηματικές μεθόδους). Στη ρωσική τεχνική βιβλιογραφία, χαρακτηρίζεται "Tl", και στη διεθνή τεκμηρίωση υιοθετείται το σύμβολο "T".

1 T είναι η επαγωγή μιας τέτοιας ομοιόμορφης μαγνητικής ροής, η οποία δρα με δύναμη 1 newton σε κάθε μέτρο του μήκους ενός ευθύγραμμου αγωγού κάθετου προς την κατεύθυνση του πεδίου, όταν ρεύμα 1 αμπέρ διέρχεται από αυτόν τον αγωγό.

1Tl=1∙N/(A∙m)

Η κατεύθυνση του διανύσματος Β καθορίζεται από κανόνας του αριστερού χεριού.

Εάν τοποθετήσετε την παλάμη του αριστερού σας χεριού σε ένα μαγνητικό πεδίο έτσι ώστε οι γραμμές δύναμης από τον βόρειο πόλο να εισέλθουν στην παλάμη σε ορθή γωνία και τοποθετήσετε τέσσερα δάχτυλα προς την κατεύθυνση του ρεύματος στον αγωγό, τότε ο αντίχειρας που προεξέχει θα υποδεικνύουν την κατεύθυνση της δύναμης σε αυτόν τον αγωγό.

Στην περίπτωση που ο αγωγός με ηλεκτρικό ρεύμα δεν βρίσκεται σε ορθή γωνία με τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου, τότε η δύναμη που ασκείται σε αυτόν θα είναι ανάλογη με το μέγεθος του ρεύματος ροής και το συστατικό μέρος της προβολής του μήκους του αγωγού με ρεύμα σε επίπεδο που βρίσκεται στην κάθετη διεύθυνση.

Η δύναμη που επενεργεί στο ηλεκτρικό ρεύμα δεν εξαρτάται από τα υλικά από τα οποία κατασκευάζεται ο αγωγός και από το εμβαδόν της διατομής του. Ακόμα κι αν αυτός ο αγωγός δεν υπάρχει καθόλου, και τα κινούμενα φορτία αρχίσουν να κινούνται σε άλλο μέσο μεταξύ των μαγνητικών πόλων, τότε αυτή η δύναμη δεν θα αλλάξει με κανέναν τρόπο.

Αν μέσα στο μαγνητικό πεδίο σε όλα τα σημεία το διάνυσμα Β έχει την ίδια διεύθυνση και μέγεθος, τότε ένα τέτοιο πεδίο θεωρείται ομοιόμορφο.

Οποιοδήποτε περιβάλλον έχει , επηρεάζει την τιμή του επαγωγικού διανύσματος Β .

Μαγνητική ροή (F)

Αν εξετάσουμε το πέρασμα της μαγνητικής επαγωγής από μια ορισμένη περιοχή S, τότε η επαγωγή που περιορίζεται από τα όριά της θα ονομάζεται μαγνητική ροή.

Όταν η περιοχή έχει κλίση σε κάποια γωνία α ως προς τη διεύθυνση της μαγνητικής επαγωγής, τότε η μαγνητική ροή μειώνεται κατά την τιμή του συνημιτόνου της γωνίας κλίσης της περιοχής. Η μέγιστη τιμή του δημιουργείται όταν η περιοχή είναι κάθετη στη διεισδυτική επαγωγή της. Ф=В·S

Η μονάδα μέτρησης της μαγνητικής ροής είναι 1 weber, η οποία καθορίζεται από το πέρασμα 1 επαγωγής tesla από μια περιοχή 1 τετραγωνικού μέτρου.

Σύνδεση ροής

Αυτός ο όρος χρησιμοποιείται για να ληφθεί η συνολική ποσότητα μαγνητικής ροής που δημιουργείται από έναν ορισμένο αριθμό αγωγών που μεταφέρουν ρεύμα που βρίσκονται μεταξύ των πόλων ενός μαγνήτη.

Για την περίπτωση που το ίδιο ρεύμα I διέρχεται από την περιέλιξη του πηνίου με τον αριθμό των στροφών n, τότε η συνολική (συνδεδεμένη) μαγνητική ροή από όλες τις στροφές ονομάζεται σύνδεσμος ροής Ψ.

Ψ=n ΣΤ . Η μονάδα σύνδεσης ροής είναι 1 weber.

Πώς σχηματίζεται ένα μαγνητικό πεδίο από ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό

Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που αλληλεπιδρά με τα ηλεκτρικά φορτία και τα σώματα με μαγνητικές ροπές είναι ένας συνδυασμός δύο πεδίων:

ηλεκτρικός;

μαγνητικός.

Είναι αλληλένδετα, αντιπροσωπεύουν ένα συνδυασμό μεταξύ τους και όταν το ένα αλλάζει με την πάροδο του χρόνου, εμφανίζονται ορισμένες αποκλίσεις στο άλλο. Για παράδειγμα, όταν δημιουργείται ένα εναλλασσόμενο ημιτονοειδές ηλεκτρικό πεδίο σε μια τριφασική γεννήτρια, το ίδιο μαγνητικό πεδίο σχηματίζεται ταυτόχρονα με τα χαρακτηριστικά παρόμοιων εναλλασσόμενων αρμονικών.

Μαγνητικές ιδιότητες ουσιών

Σε σχέση με την αλληλεπίδραση με ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, οι ουσίες χωρίζονται σε:

αντισιδηρομαγνήτεςμε ισορροπημένες μαγνητικές ροπές, λόγω των οποίων δημιουργείται πολύ μικρός βαθμός μαγνήτισης του σώματος.

διαμαγνήτες με την ιδιότητα να μαγνητίζουν το εσωτερικό πεδίο έναντι της δράσης του εξωτερικού. Όταν δεν υπάρχει εξωτερικό πεδίο, τότε δεν παρουσιάζουν μαγνητικές ιδιότητες.

παραμαγνήτες με τις ιδιότητες μαγνήτισης του εσωτερικού πεδίου προς την κατεύθυνση του εξωτερικού πεδίου, οι οποίοι έχουν μικρό βαθμό.

σιδηρομαγνήτες, οι οποίοι έχουν μαγνητικές ιδιότητες χωρίς εφαρμοσμένο εξωτερικό πεδίο σε θερμοκρασίες κάτω από την τιμή του σημείου Κιουρί·

σιδηρομαγνήτες με μαγνητικές ροπές που δεν είναι ισορροπημένες σε μέγεθος και κατεύθυνση.

Όλες αυτές οι ιδιότητες των ουσιών έχουν βρει διάφορες εφαρμογές στη σύγχρονη τεχνολογία.

Μαγνητικά κυκλώματα

Όλοι οι μετασχηματιστές, οι επαγωγές, οι ηλεκτρικές μηχανές και πολλές άλλες συσκευές λειτουργούν στη βάση.

Για παράδειγμα, σε έναν ηλεκτρομαγνήτη που λειτουργεί, η μαγνητική ροή διέρχεται από ένα μαγνητικό κύκλωμα κατασκευασμένο από σιδηρομαγνητικούς χάλυβες και αέρα με έντονες μη σιδηρομαγνητικές ιδιότητες. Ο συνδυασμός αυτών των στοιχείων συνθέτει το μαγνητικό κύκλωμα.

Οι περισσότερες ηλεκτρικές συσκευές έχουν μαγνητικά κυκλώματα στο σχεδιασμό τους. Διαβάστε περισσότερα για αυτό σε αυτό το άρθρο -

ΕΝΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

Το μαγνητικό πεδίο είναι ένα ιδιαίτερο είδος ύλης, αόρατο και άυλο για τον άνθρωπο,
υπάρχει ανεξάρτητα από τη συνείδησή μας.
Ακόμη και στην αρχαιότητα, οι επιστήμονες-στοχαστές μάντευαν ότι κάτι υπάρχει γύρω από τον μαγνήτη.

Μαγνητική βελόνα.

Η μαγνητική βελόνα είναι μια συσκευή απαραίτητη για τη μελέτη της μαγνητικής δράσης ενός ηλεκτρικού ρεύματος.
Είναι ένας μικρός μαγνήτης τοποθετημένος στην άκρη της βελόνας, έχει δύο πόλους: βόρειο και νότιο.Η μαγνητική βελόνα μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα στην άκρη της βελόνας.
Το βόρειο άκρο της μαγνητικής βελόνας δείχνει πάντα βόρεια.
Η γραμμή που συνδέει τους πόλους της μαγνητικής βελόνας ονομάζεται άξονας της μαγνητικής βελόνας.
Μια παρόμοια μαγνητική βελόνα βρίσκεται σε οποιαδήποτε πυξίδα - μια συσκευή για τον προσανατολισμό στο έδαφος.

Από πού προέρχεται το μαγνητικό πεδίο;

Το πείραμα του Oersted (1820) - δείχνει πώς αλληλεπιδρούν ένας αγωγός με ρεύμα και μια μαγνητική βελόνα.

Όταν το ηλεκτρικό κύκλωμα είναι κλειστό, η μαγνητική βελόνα αποκλίνει από την αρχική της θέση, όταν το κύκλωμα ανοίγει, η μαγνητική βελόνα επιστρέφει στην αρχική της θέση.

Στον χώρο γύρω από έναν αγωγό με ρεύμα (και στη γενική περίπτωση γύρω από οποιοδήποτε κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο) δημιουργείται μαγνητικό πεδίο.
Οι μαγνητικές δυνάμεις αυτού του πεδίου δρουν στη βελόνα και τη στρέφουν.

Σε γενικές γραμμές, μπορεί κανείς να πει
ότι ένα μαγνητικό πεδίο δημιουργείται γύρω από κινούμενα ηλεκτρικά φορτία.
Το ηλεκτρικό ρεύμα και το μαγνητικό πεδίο είναι αδιαχώριστα μεταξύ τους.

ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΝ ΤΙ...

Πολλά ουράνια σώματα -πλανήτες και αστέρια- έχουν τα δικά τους μαγνητικά πεδία.
Ωστόσο, οι πλησιέστεροι γείτονές μας - η Σελήνη, η Αφροδίτη και ο Άρης - δεν έχουν μαγνητικό πεδίο,
παρόμοια με τη γη.
___

Ο Gilbert ανακάλυψε ότι όταν ένα κομμάτι σιδήρου έρχεται κοντά στον έναν πόλο ενός μαγνήτη, ο άλλος πόλος αρχίζει να έλκεται πιο έντονα. Αυτή η ιδέα κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μόνο 250 χρόνια μετά τον θάνατο του Χίλμπερτ.

Στο πρώτο μισό της δεκαετίας του '90, όταν εμφανίστηκαν νέα γεωργιανά νομίσματα - Λάρι,
οι ντόπιοι πορτοφολάδες πήραν μαγνήτες,
επειδή το μέταλλο από το οποίο κατασκευάστηκαν αυτά τα νομίσματα έλκονταν καλά από έναν μαγνήτη!

Εάν πάρετε ένα χαρτονόμισμα δολαρίου στη γωνία και το φέρετε σε έναν ισχυρό μαγνήτη
(για παράδειγμα, πέταλο), δημιουργώντας ένα ανομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, ένα κομμάτι χαρτί
αποκλίνουν προς έναν από τους πόλους. Αποδεικνύεται ότι το χρώμα του δολαρίου περιέχει άλατα σιδήρου,
έχοντας μαγνητικές ιδιότητες, οπότε το δολάριο έλκεται από έναν από τους πόλους του μαγνήτη.

Εάν φέρετε έναν μεγάλο μαγνήτη στο επίπεδο της φυσαλίδας του ξυλουργού, η φούσκα θα μετακινηθεί.
Το γεγονός είναι ότι το επίπεδο της φυσαλίδας είναι γεμάτο με ένα διαμαγνητικό υγρό. Όταν ένα τέτοιο υγρό τοποθετηθεί σε ένα μαγνητικό πεδίο, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο αντίθετης κατεύθυνσης μέσα σε αυτό και ωθείται έξω από το πεδίο. Επομένως, η φυσαλίδα στο υγρό πλησιάζει τον μαγνήτη.

ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΞΕΡΕΤΕ ΓΙΑ ΑΥΤΟΥΣ!

Ο διοργανωτής της επιχείρησης μαγνητικής πυξίδας στο ρωσικό ναυτικό ήταν ένας γνωστός επιστήμονας παρεκκλίνων,
καπετάνιος 1ου βαθμού, συγγραφέας επιστημονικών εργασιών για τη θεωρία της πυξίδας Ι.Π. Μπελαβάν.
Μέλος ενός ταξιδιού σε όλο τον κόσμο στη φρεγάτα "Pallada" και συμμετέχων στον Κριμαϊκό πόλεμο του 1853-56. ήταν ο πρώτος στον κόσμο που απομαγνήτισε ένα πλοίο (1863)
και έλυσε το πρόβλημα της εγκατάστασης πυξίδων μέσα σε ένα σιδερένιο υποβρύχιο.
Το 1865 διορίστηκε επικεφαλής του πρώτου Παρατηρητηρίου Πυξίδας της χώρας στην Κρονστάνδη.