Ono što se naziva magnetsko polje. Magnetsko polje i elektromagnetizam

Magnetsko polje- ovo je materijalni medij kroz koji dolazi do interakcije između vodiča s strujnim ili pokretnim nabojima.

Svojstva magnetskog polja:

Karakteristike magnetskog polja:

Za proučavanje magnetskog polja koristi se ispitni krug s strujom. Malih je dimenzija, a struja u njemu mnogo je manja od struje u vodiču koji stvara magnetsko polje. Na suprotnim stranama kruga kroz koji teče struja djeluju sile iz magnetskog polja jednake veličine, ali usmjerene u suprotnim smjerovima, budući da smjer sile ovisi o smjeru struje. Točke primjene tih sila ne leže na istoj ravni. Takve se sile nazivaju par snaga. Kao rezultat djelovanja para sila, krug se ne može gibati translatorno, već se okreće oko svoje osi. Karakterizira se rotirajuća radnja okretni moment.

, Gdje l–poluga nekoliko sila(razmak između točaka primjene sila).

Kako se struja u ispitnom krugu ili područje kruga povećava, okretni moment para sila će se proporcionalno povećati. Omjer maksimalnog momenta sile koji djeluje na krug s strujom i veličine struje u krugu i površine kruga je konstantna vrijednost za danu točku u polju. To se zove magnetska indukcija.

, Gdje
-magnetski moment krug sa strujom.

Jedinica magnetska indukcija – Tesla [T].

Magnetski moment kruga– vektorska veličina čiji smjer ovisi o smjeru struje u krugu i određena je pravilo desnog vijka: stisnite desnu ruku u šaku, pokažite četiri prsta u smjeru struje u krugu, zatim palac pokazat će smjer vektora magnetskog momenta. Vektor magnetskog momenta uvijek je okomit na ravninu konture.

Iza smjer vektora magnetske indukcije uzeti smjer vektora magnetskog momenta kruga, orijentiranog u magnetskom polju.

Linija magnetske indukcije– pravac čija se tangenta u svakoj točki podudara sa smjerom vektora magnetske indukcije. Pravci magnetske indukcije uvijek su zatvoreni i nikada se ne sijeku. Linije magnetske indukcije ravnog vodiča sa strujom imaju oblik kružnica smještenih u ravnini okomitoj na vodič. Smjer linija magnetske indukcije određen je pravilom desnog vijka. Linije magnetske indukcije kružne struje(zavoji sa strujom) također imaju oblik krugova. Svaki element zavojnice je duljine
možemo zamisliti kao ravni vodič koji stvara vlastito magnetsko polje. Za magnetska polja vrijedi princip superpozicije (nezavisnog dodavanja). Ukupni vektor magnetske indukcije kružne struje određuje se kao rezultat zbrajanja ovih polja u središtu zavoja prema pravilu desnog vijka.

Ako su veličina i smjer vektora magnetske indukcije isti u svakoj točki prostora, tada se magnetsko polje naziva homogena. Ako se veličina i smjer vektora magnetske indukcije u svakoj točki ne mijenjaju tijekom vremena, tada se takvo polje naziva trajnog.

Veličina magnetska indukcija u bilo kojoj točki polja izravno je proporcionalna jakosti struje u vodiču koji stvara polje, obrnuto proporcionalna udaljenosti od vodiča do određene točke u polju, ovisi o svojstvima medija i obliku vodiča koji stvara Polje.

, Gdje
NA 2 ; Gn/m – magnetska konstanta vakuuma,

-relativna magnetska permeabilnost medija,

-apsolutna magnetska permeabilnost medija.

Ovisno o vrijednosti magnetske propusnosti, sve tvari se dijele u tri klase:

Povećanjem apsolutne permeabilnosti medija raste i magnetska indukcija u određenoj točki polja. Omjer magnetske indukcije i apsolutne magnetske permeabilnosti medija konstantna je vrijednost za danu politočku, e se naziva napetost.

.

Vektori napetosti i magnetske indukcije podudaraju se u smjeru. Jakost magnetskog polja ne ovisi o svojstvima medija.

Amperska snaga– sila kojom magnetsko polje djeluje na vodič kroz koji teče struja.

Gdje l– duljina vodiča, - kut između vektora magnetske indukcije i smjera struje.

Smjer Amperove sile određen je prema pravilo lijeve ruke: lijeva ruka postavljen tako da komponenta vektora magnetske indukcije, okomito na vodič, ulazi u dlan, četiri ispružena prsta su usmjerena duž struje, tada će palac savijen za 90 0 pokazati smjer Amperove sile.

Rezultat Amperove sile je kretanje vodiča u zadanom smjeru.

E ako = 90 0 , tada je F=max, ako = 0 0 , tada je F = 0.

Lorentzova sila– sila magnetskog polja na pokretni naboj.

, gdje je q naboj, v brzina njegovog kretanja, - kut između vektora napetosti i brzine.

Lorentzova sila uvijek je okomita na vektore magnetske indukcije i brzine. Smjer je određen prema pravilo lijeve ruke(prsti prate kretanje pozitivnog naboja). Ako je smjer brzine čestice okomit na linije magnetske indukcije jednolikog magnetskog polja, tada se čestica giba po kružnici ne mijenjajući svoju kinetičku energiju.

Budući da smjer Lorentzove sile ovisi o predznaku naboja, koristi se za razdvajanje naboja.

Magnetski tok– vrijednost jednaka broju linija magnetske indukcije koje prolaze kroz bilo koje područje okomito na linije magnetske indukcije.

, Gdje - kut između magnetske indukcije i normale (okomice) na područje S.

Jedinica– Weber [Wb].

Metode mjerenja magnetskog toka:

Promjena orijentacije mjesta u magnetskom polju (promjena kuta)

Promjena područja kruga postavljenog u magnetsko polje

Promjena jakosti struje koja stvara magnetsko polje

Promjena udaljenosti kruga od izvora magnetskog polja

Promjene magnetskih svojstava medija.

F Araday je zabilježio električnu struju u strujnom krugu koji nije sadržavao izvor, ali se nalazio pokraj drugog kruga koji je sadržavao izvor. Štoviše, struja u prvom krugu nastala je u sljedećim slučajevima: s bilo kojom promjenom struje u krugu A, s relativnim pomicanjem krugova, s uvođenjem željezne šipke u krug A, s pomicanjem trajnog magneta relativno u krug B. Usmjereno kretanje slobodnih naboja (struja) događa se samo u električnom polju. To znači da promjenjivo magnetsko polje stvara električno polje, koje pokreće slobodne naboje vodiča. Ovo električno polje se zove induciran ili vrtlog.

Razlike između vrtložnog električnog polja i elektrostatičkog:

Izvor vrtložnog polja je promjenjivo magnetsko polje.

Linije jakosti polja vrtloga su zatvorene.

Rad ovog polja za pomicanje naboja duž zatvorenog kruga nije jednak nuli.

Energetska karakteristika vrtložnog polja nije potencijal, već inducirana emf– vrijednost jednaka radu vanjskih sila (sila neelektrostatskog podrijetla) za pomicanje jedinice naboja duž zatvorenog kruga.

.Mjereno u voltima[U].

Vrtložno električno polje nastaje pri svakoj promjeni magnetskog polja, bez obzira postoji li provodni zatvoreni krug ili ne. Krug omogućuje detektiranje samo vrtložnog električnog polja.

Elektromagnetska indukcija- ovo je pojava inducirane emf u zatvorenom krugu s bilo kojom promjenom magnetskog toka kroz njegovu površinu.

Inducirana EMF u zatvorenom krugu stvara induciranu struju.

.

Smjer indukcijske struje određeno od Lenzovo pravilo: inducirana struja je u takvom smjeru da se magnetsko polje koje ona stvara suprotstavlja svakoj promjeni magnetskog toka koji je generirao ovu struju.

Faradayev zakon za elektromagnetsku indukciju: Inducirana emf u zatvorenoj petlji izravno je proporcionalna brzini promjene magnetskog toka kroz površinu omeđenu petljom.

T dobro fuko– vrtložne indukcijske struje koje nastaju u velikim vodičima postavljenim u promjenjivo magnetsko polje. Otpor takvog vodiča je mali, jer ima veliki presjek S, pa Foucaultove struje mogu biti velike vrijednosti, zbog čega se vodič zagrijava.

Samoindukcija- ovo je pojava inducirane emf u vodiču kada se u njemu mijenja jakost struje.

Vodič kroz koji teče struja stvara magnetsko polje. Magnetska indukcija ovisi o jakosti struje, stoga i vlastiti magnetski tok također ovisi o jakosti struje.

, gdje je L koeficijent proporcionalnosti, induktivnost.

Jedinica induktivitet – Henry [H].

Induktivitet vodiča ovisi o njegovoj veličini, obliku i magnetskoj propusnosti medija.

Induktivitet raste s povećanjem duljine vodiča, induktivitet zavoja veći je od induktiviteta ravnog vodiča iste duljine, induktivitet zavojnice (vodiča s velikim brojem zavoja) veći je od induktiviteta jednog zavoja , induktivitet zavojnice se povećava ako se u nju umetne željezna šipka.

Faradayev zakon za samoindukciju:
.

Samoinducirana emf izravno je proporcionalna brzini promjene struje.

Samoinducirana emf stvara struju samoindukcije, koja uvijek sprječava bilo kakvu promjenu struje u krugu, odnosno ako struja raste, struja samoindukcije je usmjerena u suprotnom smjeru; kada struja u krugu opada, samo- indukcijska struja je usmjerena u istom smjeru. Što je veći induktivitet zavojnice, veća je samoinduktivna emf koja se u njoj javlja.

Energija magnetskog polja jednaka je radu koji struja izvrši da bi prevladala samoinduciranu emf tijekom vremena dok struja raste od nule do maksimalne vrijednosti.

.

Elektromagnetske vibracije– to su periodične promjene naboja, jakosti struje i svih karakteristika električnog i magnetskog polja.

Električni oscilatorni sustav(titrajni krug) sastoji se od kondenzatora i prigušnice.

Uvjeti za pojavu oscilacija:

Sustav se mora izvesti iz ravnoteže; da biste to učinili, napunite kondenzator. Energija električnog polja nabijenog kondenzatora:

.

Sustav se mora vratiti u stanje ravnoteže. Pod utjecajem električnog polja naboj prelazi s jedne ploče kondenzatora na drugu, odnosno u krugu se pojavljuje električna struja koja teče kroz zavojnicu. Kako struja raste u induktoru, nastaje emf samoindukcije; struja samoindukcije je usmjerena u suprotnom smjeru. Kad struja u zavojnici opada, struja samoindukcije je usmjerena u istom smjeru. Dakle, struja samoindukcije nastoji vratiti sustav u stanje ravnoteže.

Električni otpor kruga treba biti nizak.

Idealni oscilatorni krug nema otpora. Titraji u njemu nazivaju se besplatno.

Za bilo koji električni krug, Ohmov zakon je zadovoljen, prema kojem je emf koja djeluje u krugu jednaka zbroju napona u svim dijelovima kruga. U oscilatornom krugu nema izvora struje, ali se u induktoru javlja samoinduktivna emf koja je jednaka naponu na kondenzatoru.

Zaključak: naboj kondenzatora mijenja se po harmonijskom zakonu.

Napon kondenzatora:
.

Jakost struje u krugu:
.

Veličina
- amplituda struje.

Razlika od naboja na
.

Period slobodnih oscilacija u krugu:

energija električno polje kondenzator:

Energija magnetskog polja zavojnice:

Energije električnog i magnetskog polja variraju po harmonijskom zakonu, ali su faze njihovih oscilacija različite: kada je energija električnog polja maksimalna, energija magnetskog polja je nula.

Ukupna energija oscilatornog sustava:
.

U idealna kontura ukupna energija se ne mijenja.

Tijekom procesa titranja energija električnog polja se potpuno pretvara u energiju magnetskog polja i obrnuto. To znači da je energija u bilo kojem trenutku jednaka maksimalnoj energiji električnog polja ili maksimalnoj energiji magnetskog polja.

Realni titrajni krug sadrži otpor. Titraji u njemu nazivaju se blijedeći.

Ohmov zakon će imati oblik:

Pod uvjetom da je prigušenje malo (kvadrat vlastite frekvencije oscilacija puno je veći od kvadrata koeficijenta prigušenja), logaritamski dekrement prigušenja je:

S jakim prigušenjem (kvadrat vlastite frekvencije titranja manji je od kvadrata koeficijenta titranja):

Ova jednadžba opisuje proces pražnjenja kondenzatora u otpornik. U nedostatku induktiviteta neće doći do oscilacija. Po tom se zakonu mijenja i napon na pločama kondenzatora.

Ukupna energija u stvarnom krugu smanjuje, jer se toplina oslobađa u otpor R tijekom prolaska struje.

Proces tranzicije- proces koji se događa u električni krugovi pri prijelazu iz jednog načina rada u drugi. Procijenjeno prema vremenu ( ), tijekom kojih će se parametar koji karakterizira prijelazni proces promijeniti za e puta.

Za sklop s kondenzatorom i otpornikom:
.

Maxwellova teorija elektromagnetskog polja:

1 pozicija:

Svako izmjenično električno polje stvara vrtložno magnetsko polje. Izmjenično električno polje Maxwell je nazvao strujom pomaka, jer ono, kao i obična struja, uzrokuje magnetsko polje.

Da bismo otkrili struju pomaka, razmotrimo prolaz struje kroz sustav u koji je spojen kondenzator s dielektrikom.

Gustoća prednaponske struje:
. Gustoća struje je usmjerena u smjeru promjene napona.

Maxwellova prva jednadžba:
- Vrtložno magnetsko polje stvaraju i struje vodljivosti (pokretni električni naboji) i struje pomaka (izmjenično električno polje E).

2 pozicija:

Svako izmjenično magnetsko polje stvara vrtložno električno polje - osnovni zakon elektromagnetske indukcije.

Maxwellova druga jednadžba:
- povezuje brzinu promjene magnetskog toka kroz bilo koju površinu i cirkulaciju vektora jakosti električnog polja koji nastaje pritom.

Svaki vodič kroz koji teče struja stvara magnetsko polje u prostoru. Ako je struja konstantna (ne mijenja se tijekom vremena), tada je i magnetsko polje povezano s njom također konstantno. Promjenjiva struja stvara promjenjivo magnetsko polje. Unutar vodiča kroz koji teče struja postoji električno polje. Stoga promjenjivo električno polje stvara promjenjivo magnetsko polje.

Magnetsko polje je vrtložno, jer su linije magnetske indukcije uvijek zatvorene. Veličina jakosti magnetskog polja H proporcionalna je brzini promjene jakosti električnog polja . Smjer vektora jakosti magnetskog polja povezan s promjenama jakosti električnog polja pravilo desnog vijka: desnu ruku stisnite u šaku, palac usmjerite u smjeru promjene jakosti električnog polja, tada će savijena 4 prsta pokazati smjer linija jakosti magnetskog polja.

Svako promjenjivo magnetsko polje stvara vrtložno električno polje, čije su linije napetosti zatvorene i smještene u ravnini okomitoj na jakost magnetskog polja.

Veličina intenziteta E vrtložnog električnog polja ovisi o brzini promjene magnetskog polja . Smjer vektora E povezan je sa smjerom promjene magnetskog polja H pravilom lijevog vijka: lijevu ruku stisnite u šaku, palac usmjerite u smjeru promjene magnetskog polja, savijena četiri prsta pokazat će smjer linija intenziteta vrtložnog električnog polja.

Skup međusobno povezanih vrtložnih električnih i magnetskih polja predstavlja elektromagnetsko polje. Elektromagnetsko polje ne ostaje na mjestu nastanka, već se širi prostorom u obliku transverzalnog elektromagnetskog vala.

Elektromagnetski val– to je širenje u prostoru međusobno povezanih vrtložnih električnih i magnetskih polja.

Uvjet za pojavu elektromagnetskog vala– kretanje naboja s akceleracijom.

Jednadžba elektromagnetskog vala:

- ciklička frekvencija elektromagnetskih oscilacija

t – vrijeme od početka oscilacija

l – udaljenost od izvora vala do zadane točke u prostoru

- brzina širenja valova

Vrijeme koje je potrebno valu da putuje od svog izvora do određene točke.

Vektori E i H u elektromagnetskom valu okomiti su jedan na drugoga i na brzinu širenja vala.

Izvor elektromagnetskih valova– vodiči kroz koje teku brzoizmjenične struje (makroemiteri), kao i pobuđeni atomi i molekule (mikroemiteri). Što je viša frekvencija osciliranja, to se bolji elektromagnetski valovi emitiraju u prostoru.

Svojstva elektromagnetskih valova:

Svi elektromagnetski valovi su poprečni

U homogenom sredstvu elektromagnetski valovi širiti konstantnom brzinom, što ovisi o svojstvima okoline:

- relativna dielektrična konstanta medija

- dielektrična konstanta vakuuma,
F/m, Cl2/nm2

- relativna magnetska permeabilnost medija

- magnetska konstanta vakuuma,
NA 2 ; Gn/m

Elektromagnetski valovi reflektirano od prepreka, apsorbirano, raspršeno, lomljeno, polarizirano, difraktirano, interferirano.

Volumetrijska gustoća energijeelektromagnetsko polje sastoji se od volumetrijskih gustoća energije električnog i magnetskog polja:

Gustoća toka energije valova – intenzitet valova:

-Umov-Poyntingov vektor.

Svi elektromagnetski valovi raspoređeni su u nizu frekvencija ili valnih duljina (
). Ovaj red je skala elektromagnetskih valova.

Niskofrekventne vibracije. 0 – 10 4 Hz. Dobiva se od generatora. Slabo zrače

Radio valovi. 10 4 – 10 13 Hz. Emitiraju ih čvrsti vodiči koji prenose brze izmjenične struje.

Infracrveno zračenje– valovi koje emitiraju sva tijela na temperaturama iznad 0 K, zbog unutaratomskih i unutarmolekularnih procesa.

Vidljivo svjetlo– valovi koji djeluju na oko, uzrokujući vizualni osjet. 380-760 nm

Ultraljubičasto zračenje. 10 – 380 nm. Vidljivo svjetlo i UV nastaju kada se mijenja kretanje elektrona u vanjskim ljuskama atoma.

X-zračenje. 80 – 10 -5 nm. Nastaje kada se mijenja kretanje elektrona unutarnje ljuske atom.

Gama zračenje. Nastaje tijekom raspada atomskih jezgri.

Magnetsko polje to je stvar koja se javlja oko izvora električna struja, a također i okolo stalni magneti. U prostoru se magnetsko polje prikazuje kao kombinacija sila koje mogu utjecati na magnetizirana tijela. Ovo se djelovanje objašnjava prisutnošću pokretačkih pražnjenja na molekularnoj razini.

Magnetsko polje nastaje samo oko električnih naboja koji se gibaju. Zato su magnetsko i električno polje sastavni dio i zajedno tvore elektromagnetsko polje. Komponente magnetskog polja su međusobno povezane i utječu jedna na drugu mijenjajući svoja svojstva.

Svojstva magnetskog polja:
1. Magnetsko polje nastaje pod utjecajem pogonskih naboja električne struje.
2. U bilo kojoj točki, magnetsko polje je karakterizirano vektorom fizička količina pod naslovom magnetska indukcija, što je karakteristika jakosti magnetskog polja.
3. Magnetsko polje može utjecati samo na magnete, vodiče s strujom i pokretne naboje.
4. Magnetsko polje može biti konstantno ili izmjenično
5. Magnetsko polje se mjeri samo posebnim instrumentima i ne može se percipirati ljudskim osjetilima.
6. Magnetsko polje je elektrodinamičko, jer nastaje samo kretanjem nabijenih čestica i djeluje samo na naboje koji se gibaju.
7. Nabijene čestice gibaju se po okomitoj putanji.

Veličina magnetskog polja ovisi o brzini promjene magnetskog polja. Prema ovoj osobini postoje dvije vrste magnetskih polja: dinamičko magnetsko polje I gravitacijsko magnetsko polje. Gravitacijsko magnetsko polje pojavljuje se samo u blizini elementarnih čestica i nastaje ovisno o strukturnim značajkama tih čestica.

Magnetski moment nastaje kada magnetsko polje djeluje na vodljivi okvir. Drugim riječima, magnetski moment je vektor koji se nalazi na liniji koja ide okomito na okvir.

Magnetsko polje se može prikazati grafički pomoću magnetskih linija sile. Te su linije povučene u takvom smjeru da se smjer silnica polja podudara sa smjerom same linije polja. Magnetske linije sile su kontinuirane i zatvorene u isto vrijeme.

Smjer magnetskog polja određuje se pomoću magnetske igle. Linije sile određuju i polaritet magneta, kraj s izlazom silnica je sjeverni pol, a kraj s ulazom ovih linija je južni pol.

Vrlo je zgodno vizualno procijeniti magnetsko polje pomoću običnih željeznih strugotina i komada papira.
Ako stavimo list papira na permanentni magnet i posipamo ga piljevinom, tada će se čestice željeza poredati prema linijama magnetskog polja.

Smjer električnih vodova za vodič je zgodno određen poznatim gimlet pravilo ili pravilo desne ruke. Obuhvatimo li vodič rukom tako da palac pokazuje smjer struje (od minusa prema plusu), tada će nam preostala 4 prsta pokazati smjer silnica magnetskog polja.

A smjer Lorentzove sile je sila kojom magnetsko polje djeluje na nabijenu česticu ili vodič s strujom, prema pravilo lijeve ruke.
Ako stavimo lijevu ruku u magnetsko polje tako da 4 prsta gledaju u smjeru struje u vodiču, a linije sile ulaze u dlan, tada će palac pokazati smjer Lorentzove sile, sile koja djeluje na vodič postavljen u magnetsko polje.

To je sve. Sva pitanja koja imate svakako postavite u komentarima.

Određivanje magnetskog polja. Njegovi izvori

Definicija

Magnetsko polje je jedan od oblika elektromagnetskog polja koji djeluje samo na pokretna tijela koja imaju električni naboj ili magnetizirana tijela, bez obzira na njihovo kretanje.

Izvori ovog polja su stalne električne struje, pokretni električni naboji (tijela i čestice), magnetizirana tijela, izmjenična električna polja. Izvori konstantnog magnetskog polja su istosmjerne struje.

Svojstva magnetskog polja

U vrijeme kada je proučavanje magnetskih fenomena tek počelo, istraživači su obratili posebnu pozornost na činjenicu da u magnetiziranim šipkama postoje polovi. U njima magnetska svojstva pojavio posebno jasno. Pritom je bilo jasno vidljivo da su polovi magneta različiti. Suprotni polovi se privlače, a slični polovi odbijaju. Gilbert je predložio ideju o postojanju "magnetskih naboja". Te je ideje podržavao i razvijao Coulomb. Na temelju Coulombovih eksperimenata, karakteristika sile magnetskog polja postala je sila kojom magnetsko polje djeluje na magnetski naboj jednak jedinici. Coulomb je skrenuo pozornost na značajne razlike između fenomena elektriciteta i magnetizma. Razlika se očituje već u tome što se električni naboji mogu odvojiti i dobiti tijela s viškom pozitivnih ili negativni naboj, dok je nemoguće razdvojiti sjeverni i južni pol magneta i dobiti tijelo sa samo jednim polom. Iz nemogućnosti podjele magneta na isključivo "sjeverni" i "južni", Coulomb je zaključio da su ove dvije vrste naboja neodvojive u svakom elementarna čestica magnetizirajuća tvar. Tako je prepoznato da je svaka čestica materije - atom, molekula ili njihova skupina - nešto poput mikromagneta s dva pola. U ovom slučaju, magnetizacija tijela je proces orijentacije njegovih elementarnih magneta pod utjecajem vanjskog magnetskog polja (analogno polarizaciji dielektrika).

Međudjelovanje struja ostvaruje se preko magnetskih polja. Oersted je otkrio da je magnetsko polje pobuđeno strujom i ima orijentacijski učinak na magnetsku iglu. Oersted je imao vodič s strujom smješten iznad magnetske igle, koji se mogao okretati. Kad je struja tekla u vodiču, strelica se okrenula okomito na žicu. Promjena smjera struje uzrokovala je promjenu orijentacije igle. Iz Oerstedova pokusa proizlazi da magnetsko polje ima smjer i da ga treba karakterizirati vektorskom veličinom. Ta je veličina nazvana magnetska indukcija i označena: $\overrightarrow(B).$ $\overrightarrow(B)$ je slična vektoru jakosti za električno polje ($\overrightarrow(E)$). Analog vektora pomaka $\overrightarrow(D)\ $za magnetsko polje postao je vektor $\overrightarrow(H)$ - koji se naziva vektor jakosti magnetskog polja.

Magnetsko polje djeluje samo na pokretni električni naboj. Magnetsko polje nastaje kretanjem električnih naboja.

Magnetsko polje pokretnog naboja. Magnetsko polje zavojnice sa strujom. Princip superpozicije

Magnetsko polje električnog naboja koji se kreće sa stalna brzina, ima oblik:

\[\overrightarrow(B)=\frac((\mu )_0)(4\pi )\frac(q\lijevo[\overrightarrow(v)\overrightarrow(r)\desno])(r^3)\lijevo (1\desno),\]

gdje je $(\mu )_0=4\pi \cdot (10)^(-7)\frac(H)(m)(in\SI)$ magnetska konstanta, $\overrightarrow(v)$ je brzina kretanje naboja, $\overrightarrow(r)$ je radijus vektor koji određuje mjesto naboja, q je veličina naboja, $\left[\overrightarrow(v)\overrightarrow(r)\right]$ je vektorski produkt.

Magnetska indukcija elementa sa strujom u SI sustavu:

gdje je $\ \overrightarrow(r)$ radijus vektor povučen od trenutnog elementa do točke koja se razmatra, $\overrightarrow(dl)$ je element vodiča sa strujom (smjer struje je naveden), $ \vartheta$ je kut između $ \overrightarrow(dl)$ i $\overrightarrow(r)$. Smjer vektora $\overrightarrow(dB)$ okomit je na ravninu u kojoj leže $\overrightarrow(dl)$ i $\overrightarrow(r)$. Određeno pravilom desnog vijka.

Za magnetsko polje vrijedi princip superpozicije:

\[\strelica iznaddesno(B)=\sum((\strelica iznaddesno(B))_i\lijevo(3\desno),)\]

gdje su $(\overrightarrow(B))_i$ pojedinačna polja koja generiraju pokretni naboji, $\overrightarrow(B)$ je ukupna indukcija magnetskog polja.

Primjer 1

Zadatak: Odredite omjer sila magnetske i Coulombove interakcije dvaju elektrona koji se gibaju istim brzinama $v$ paralelno. Udaljenost između čestica je konstantna.

\[\strelica iznaddesno(F_m)=q\lijevo[\strelica prekodesno(v)\strelica prekodesno(B)\desno]\lijevo(1.1\desno).\]

Polje koje stvara drugi pokretni elektron jednako je:

\[\overrightarrow(B)=\frac((\mu )_0)(4\pi )\frac(q\lijevo[\overrightarrow(v)\overrightarrow(r)\desno])(r^3)\lijevo (1.2\desno).\]

Neka je udaljenost između elektrona jednaka $a=r\ (konstanta)$. Koristimo algebarsko svojstvo vektorskog produkta (Lagrangeov identitet ($\left[\overrightarrow(a)\left[\overrightarrow(b)\overrightarrow(c)\right]\right]=\overrightarrow(b)\left( \overdesnastrelica(a )\overdesnastrelica(c)\desno)-\overdesnastrelica(c)\lijevo(\overdesnastrelica(a)\overdesnastrelica(b)\desno)$))

\[(\overrightarrow(F))_m=\frac((\mu )_0)(4\pi )\frac(q^2)(a^3)\left[\overrightarrow(v)\left[\overrightarrow (v)\strelica preko desne(a)\desno]\desno]=\lijevo(\strelica preko desne(v)\lijevo(\strelica preko desne(v)\strelica preko desne(a)\desno)-\strelica preko desne(a)\lijevo(\strelica preko desne (v)\strelica gore(v)\desno)\desno)=-\frac((\mu )_0)(4\pi )\frac(q^2\strelica desno(a)v^2)(a^3) \ ,\]

$\overrightarrow(v)\left(\overrightarrow(v)\overrightarrow(a)\right)=0$, jer $\overrightarrow(v\bot )\overrightarrow(a)$.

Modul sile $F_m=\frac((\mu )_0)(4\pi )\frac(q^2v^2)(a^2),\ $gdje je $q=q_e=1,6\cdot 10^( -19 )Kl$.

Modul Coulombove sile koja djeluje na elektron u polju jednak je:

Nađimo omjer sila $\frac(F_m)(F_q)$:

\[\frac(F_m)(F_q)=\frac((\mu )_0)(4\pi )\frac(q^2v^2)(a^2):\frac(q^2)((4 \pi (\varepsilon )_0a)^2)=(\mu )_0((\varepsilon )_0v)^2.\]

Odgovor: $\frac(F_m)(F_q)=(\mu )_0((\varepsilon )_0v)^2.$

Primjer 2

Zadatak: Istosmjerna struja sile I kruži po zavojnici sa strujom u obliku kružnice polumjera R. Odredite magnetsku indukciju u središtu kružnice.

Odaberemo elementarni presjek na vodiču sa strujnim protokom (sl. 1), a kao osnovu za rješavanje problema koristimo formulu indukcije za element svitka sa strujnim izvođenjem:

gdje je $\ \overrightarrow(r)$ radijus vektor povučen od trenutnog elementa do točke koja se razmatra, $\overrightarrow(dl)$ je element vodiča sa strujom (smjer struje je naveden), $ \vartheta$ je kut između $ \overrightarrow(dl)$ i $\overrightarrow(r)$. Na temelju Sl. 1 $\vartheta=90()^\circ $, stoga će (2.1) biti pojednostavljeno, osim toga, udaljenost od središta kruga (točke u kojoj tražimo magnetsko polje) elementa vodiča sa strujom je konstantan i jednak radijusu zavoja (R), stoga imamo:

Svi strujni elementi će generirati magnetska polja koja su usmjerena duž x osi. To znači da se rezultirajući vektor indukcije magnetskog polja može pronaći kao zbroj projekcija pojedinačnih vektora$\ \ \overrightarrow(dB).$ Tada se, prema načelu superpozicije, ukupna indukcija magnetskog polja može dobiti prolazom na integral:

Zamjenom (2.2) u (2.3) dobivamo:

Odgovor: $B$=$\frac((\mu )_0)(2)\frac(I)(R).$

Zemljino magnetsko polje

Magnetsko polje je polje sile koje djeluje na pokretne električne naboje i na tijela koja imaju magnetski moment, bez obzira na njihovo stanje gibanja.

Izvori makroskopskog magnetskog polja su magnetizirana tijela, vodiči sa strujom i pokretna električki nabijena tijela. Priroda ovih izvora je ista: magnetsko polje nastaje kao rezultat kretanja nabijenih mikročestica (elektrona, protona, iona), kao i zbog prisutnosti vlastitog (spinskog) magnetskog momenta mikročestica.

Izmjenično magnetsko polje također se javlja kada se električno polje mijenja tijekom vremena. Zauzvrat, kada se magnetsko polje mijenja tijekom vremena, pojavljuje se električno polje. Potpuni opis električno i magnetsko polje u svom odnosu daju Maxwellove jednadžbe. Za karakterizaciju magnetskog polja često se uvodi koncept linija polja (linija magnetske indukcije).

Za mjerenje karakteristika magnetskog polja i magnetskih svojstava tvari koriste se različiti tipovi magnetometara. Jedinica za indukciju magnetskog polja u CGS sustavu jedinica je Gauss (G), u Međunarodnom sustavu jedinica (SI) - Tesla (T), 1 T = 104 G. Intenzitet se mjeri u oerstedima (Oe) i amperima po metru (A/m, 1 A/m = 0,01256 Oe; energija magnetskog polja - u Erg/cm2 ili J/m2, 1 J/m2 = 10 erg/ cm2.

Kompas reagira
na Zemljino magnetsko polje

Magnetska polja u prirodi iznimno su raznolika kako po opsegu tako i po učincima koje uzrokuju. Zemljino magnetsko polje, koje čini Zemljinu magnetosferu, prostire se na udaljenosti od 70-80 tisuća km u smjeru Sunca i mnogo milijuna km u suprotnom smjeru. Na Zemljinoj površini magnetsko polje je prosječno 50 μT, na granici magnetosfere ~ 10 -3 G. Geomagnetsko polje štiti Zemljinu površinu i biosferu od protoka nabijenih čestica Sunčevog vjetra i djelomično kozmičkih zraka. Magnetobiologija proučava utjecaj samog geomagnetskog polja na životnu aktivnost organizama. U svemiru blizu Zemlje, magnetsko polje stvara magnetsku zamku za nabijene čestice visoke energije - Zemljin radijacijski pojas. Čestice sadržane u pojasu zračenja predstavljaju značajnu opasnost pri letu u svemir. Podrijetlo Zemljinog magnetskog polja povezuje se s konvektivnim kretanjem vodljive tekuće tvari u zemljinoj jezgri.

Izravna mjerenja pomoću svemirskih letjelica pokazala su da kozmička tijela najbliža Zemlji – Mjesec, planeti Venera i Mars – nemaju vlastito magnetsko polje slično Zemljinom. S drugih planeta Sunčev sustav samo Jupiter i, očito, Saturn imaju vlastita magnetska polja dovoljna za stvaranje planetarnih magnetskih zamki. Na Jupiteru su otkrivena magnetska polja do 10 G i niz karakterističnih pojava (magnetske oluje, sinkrotronsko radiozračenje i dr.), što ukazuje na značajnu ulogu magnetskog polja u planetarnim procesima.

© Fotografija: http://www.tesis.lebedev.ru
Fotografija Sunca
u uskom spektru

Međuplanetarno magnetsko polje uglavnom je polje Sunčevog vjetra (stalno šireća plazma Sunčeve korone). U blizini Zemljine orbite, međuplanetarno polje je ~ 10 -4 -10 -5 Gs. Pravilnost međuplanetarnog magnetskog polja može biti poremećena zbog razvoja različite vrste nestabilnost plazme, prolaz udarni valovi i širenje tokova brzih čestica koje stvaraju sunčeve baklje.

U svim procesima na Suncu - bakljama, pojavi pjega i prominencija, rađanju sunčevih kozmičkih zraka, magnetsko polje igra vitalnu ulogu. Mjerenja temeljena na Zeeman efektu pokazala su da magnetsko polje Sunčevih pjega doseže nekoliko tisuća Gaussa, prominencije drže polja od ~ 10-100 Gaussa (s prosječnom vrijednošću ukupnog magnetskog polja Sunca ~ 1 Gaussa).

Magnetske oluje

Magnetske oluje su jaki poremećaji u Zemljinom magnetskom polju, koji naglo remete nesmetan dnevni ciklus elemenata Zemljinog magnetizma. Magnetske oluje traju od nekoliko sati do nekoliko dana i promatraju se istovremeno na cijeloj Zemlji.

U pravilu se magnetske oluje sastoje od preliminarne, početne i glavne faze te faze oporavka. U preliminarnoj fazi uočavaju se manje promjene u geomagnetskom polju (uglavnom na visokim geografskim širinama), kao i pobuđivanje karakterističnih kratkoperiodičnih oscilacija polja. Početnu fazu karakterizira nagla promjena pojedinih komponenti polja na cijeloj Zemlji, a glavnu fazu karakteriziraju velike fluktuacije polja i snažno smanjenje horizontalne komponente. Tijekom faze oporavka od magnetske oluje, polje se vraća na normalnu vrijednost.

Utjecaj sunčevog vjetra
na Zemljinu magnetosferu

Magnetske oluje uzrokuju tokovi solarne plazme iz aktivnih područja Sunca koji se superponiraju na tihi solarni vjetar. Stoga se magnetske oluje češće opažaju u blizini maksimuma 11-godišnjeg ciklusa Sunčeve aktivnosti. Dolazeći do Zemlje, struje solarne plazme povećavaju kompresiju magnetosfere, uzrokujući početnu fazu magnetske oluje, te djelomično prodiru u Zemljinu magnetosferu. Ulazak visokoenergetskih čestica u gornju atmosferu Zemlje i njihov utjecaj na magnetosferu dovodi do stvaranja i jačanja električnih struja u njoj, koje svoj najveći intenzitet postižu u polarnim područjima ionosfere, što je povezano s prisutnošću zone visoke geografske širine magnetske aktivnosti. Promjene u sustavima magnetosfersko-ionosferskih struja očituju se na površini Zemlje u obliku nepravilnih magnetskih poremećaja.

U pojavama mikrosvijeta uloga magnetskog polja jednako je značajna kao iu kozmičkim razmjerima. To se objašnjava postojanjem magnetskog momenta u svim česticama – strukturnim elementima materije (elektroni, protoni, neutroni), kao i djelovanjem magnetskog polja na pokretne električne naboje.

Primjena magnetskih polja u znanosti i tehnici. Magnetska polja obično se dijele na slaba (do 500 Gs), srednja (500 Gs - 40 kGs), jaka (40 kGs - 1 MGs) i ultra jaka (preko 1 MGs). Gotovo sva elektrotehnika, radiotehnika i elektronika temelje se na korištenju slabih i srednjih magnetskih polja. Slaba i srednja magnetska polja dobivaju se pomoću trajnih magneta, elektromagneta, nehlađenih solenoida i supravodljivih magneta.

Izvori magnetskog polja

Svi izvori magnetskih polja mogu se podijeliti na umjetne i prirodne. Glavni prirodni izvori Magnetsko polje je vlastito magnetsko polje planeta Zemlje i solarni vjetar. Umjetni izvori uključuju sva elektromagnetska polja kojima naš svijet tako obiluje. moderni svijet, a posebice naše domove. Pročitajte više o i čitajte na našem.

Vozila na električni pogon snažan su izvor magnetskog polja u rasponu od 0 do 1000 Hz. Željeznički promet koristi izmjeničnu struju. Gradski prijevoz je konstantan. Maksimalne vrijednosti Indukcija magnetskog polja u prigradskom električnom prijevozu doseže 75 μT, prosječne vrijednosti su oko 20 μT. Prosječna vrijednost za vozila s istosmjernim pogonom zabilježena je na 29 µT. U tramvajima, gdje su povratna žica tračnice, magnetska polja se međusobno poništavaju na mnogo većoj udaljenosti nego u trolejbuskim žicama, a unutar trolejbusa su fluktuacije magnetskog polja male čak i tijekom ubrzavanja. Ali najveće fluktuacije u magnetskom polju su u podzemnoj željeznici. Kada vlak polazi, magnetsko polje na peronu je 50-100 µT ili više, premašujući geomagnetsko polje. Čak i kada je vlak odavno nestao u tunelu, magnetsko polje se ne vraća na prethodnu vrijednost. Tek nakon što vlak prođe sljedeću točku spajanja na kontaktnu tračnicu, magnetsko polje će se vratiti na staru vrijednost. Istina, ponekad nema vremena: sljedeći vlak već se približava peronu i kada uspori, magnetsko polje se ponovno mijenja. U samom vagonu magnetsko polje je još jače - 150-200 µT, odnosno deset puta više nego u običnom vlaku.

Vrijednosti indukcije magnetskih polja koje najčešće susrećemo u Svakidašnjica prikazani su na donjem dijagramu. Gledajući ovaj dijagram, jasno je da smo stalno i posvuda izloženi magnetskim poljima. Prema nekim znanstvenicima, magnetska polja s indukcijom iznad 0,2 µT smatraju se štetnima. Prirodno je da treba poduzeti određene mjere opreza kako bismo se zaštitili od štetnih učinaka polja oko nas. Slijedeći nekoliko jednostavnih pravila, možete značajno smanjiti utjecaj magnetskih polja na svoje tijelo.

Sadašnji SanPiN 2.1.2.2801-10 „Izmjene i dopune br. 1 SanPiN 2.1.2.2645-10 „Sanitarni i epidemiološki zahtjevi za životne uvjete u stambenim zgradama i prostorijama” kaže sljedeće: „Najveća dopuštena razina prigušenja geomagnetskog polje u prostorijama stambenih zgrada utvrđuje se jednako 1,5". Također postavljen na ograničenje važeće vrijednosti intenzitet i jakost magnetskog polja frekvencije 50 Hz:

• u stambenim prostorijama - 5 µT ili 4 A/m;
• u nestambenim prostorijama stambenih zgrada, u stambenim prostorima, uključujući na području vrtnih parcela - 10 µT ili 8 ujutro.

Na temelju tih standarda svatko može izračunati koliko električnih uređaja može biti uključeno iu stanju pripravnosti u svakoj određenoj sobi ili na temelju kojih će se izdati preporuke za normalizaciju životnog prostora.

Povezani Videi

Reference

1. Velika sovjetska enciklopedija.

Svi su odavno navikli na takav predmet kao što je magnet. Ne vidimo ništa posebno u njemu. Obično ga povezujemo s satovima fizike ili demonstracijama u obliku trikova svojstava magneta za predškolce. I rijetko tko razmišlja koliko nas magneta okružuje u svakodnevnom životu. Ima ih na desetke u svakom stanu. Magnet je prisutan u svakom zvučniku, magnetofonu, električnom brijaču i satu. Čak je i staklenka s čavlima takva.

Što drugo?

Mi ljudi nismo iznimka. Zahvaljujući biostrujama koje teku u tijelu, oko nas postoji nevidljivi obrazac njenih energetskih linija. Planet Zemlja je ogroman magnet. A još grandioznija je plazma kugla sunca. Dimenzije galaksija i maglica, nedokučive ljudskom umu, rijetko dopuštaju ideju da su sve to također magneti.

Suvremena znanost zahtijeva stvaranje novih velikih i supersnažnih magneta čija su područja primjene vezana uz termonuklearnu fuziju, proizvodnju električne energije, ubrzanje nabijenih čestica u sinkrotronima i izvlačenje potonulih brodova. Stvaranje super jakog polja jedan je od zadataka moderne fizike.

Razjasnimo pojmove

Magnetsko polje je sila koja djeluje na nabijena tijela koja se gibaju. Ono “ne radi” kod nepokretnih objekata (ili onih bez naboja) i služi kao jedan od oblika elektromagnetskog polja, koje postoji kao općenitiji pojam.

Ako tijela mogu stvoriti magnetsko polje oko sebe i sama iskusiti snagu njegovog utjecaja, nazivaju se magnetima. To jest, ti su objekti magnetizirani (imaju odgovarajući moment).

Različiti materijali različito reagiraju na vanjska polja. Oni koji iznutra oslabljuju njegovo djelovanje nazivaju se paramagneti, a oni koji ga pojačavaju nazivaju se dijamagnetici. Određeni materijali imaju svojstvo tisuću puta pojačati svoje vanjsko magnetsko polje. To su feromagneti (kobalt, nikal sa željezom, gadolinij, kao i spojevi i legure spomenutih metala). Oni od njih koji, kada su izloženi jakom vanjskom polju, sami poprime magnetska svojstva nazivaju se tvrdim magnetima. Drugi, koji se mogu ponašati kao magneti samo pod izravnim utjecajem polja i prestaju to biti kada ono nestane, su mekani magneti.

Malo povijesti

Ljudi su proučavali svojstva trajnih magneta od vrlo, vrlo davnih vremena. Spominju se u djelima znanstvenika Drevna grčka već 600. pr. Prirodni (prirodni) magneti mogu se pronaći u ležištima magnetske rude. Najpoznatiji od velikih prirodnih magneta čuva se na Sveučilištu u Tartuu. Težak je 13 kilograma, a teret koji se uz njegovu pomoć može podići je 40 kg.

Čovječanstvo je naučilo stvarati umjetne magnete pomoću raznih feromagneta. Vrijednost praškastih (od kobalta, željeza i sl.) leži u sposobnosti držanja tereta 5000 puta većeg od vlastite težine. Umjetni uzorci mogu biti trajni (dobiveni od ili elektromagneti koji imaju jezgru, čiji je materijal meko magnetsko željezo. Naponsko polje u njima nastaje zbog prolaska električne struje kroz žice namota, koji okružuje jezgru.

Prva ozbiljna knjiga koja sadrži pokušaje znanstveno istraživanje svojstva magneta - djelo londonskog liječnika Gilberta, objavljeno 1600. godine. Ovo djelo sadrži cijeli set informacija dostupnih u to vrijeme o magnetizmu i elektricitetu, kao i autorove pokuse.

Čovjek pokušava bilo koju od postojećih pojava prilagoditi praktičnom životu. Naravno, magnet nije bio iznimka.

Kako se koriste magneti?

Koja je svojstva magneta usvojilo čovječanstvo? Opseg njegove primjene toliko je širok da imamo priliku samo se kratko dotaknuti glavnih, najpoznatijih uređaja i područja primjene ovog divnog predmeta.

Kompas je poznati uređaj za određivanje smjerova na tlu. Zahvaljujući njemu postavljaju se rute za zrakoplove i brodove, kopneni promet i pješački promet. Ti instrumenti mogu biti magnetski (pokazivači), koje koriste turisti i topografi, ili nemagnetski (radio i hidrokompasi).

Prvi kompasi nastali su u 11. stoljeću i koristili su se u navigaciji. Njihovo djelovanje temelji se na slobodnoj rotaciji u horizontalnoj ravnini dugačke igle od magnetskog materijala, uravnotežene na osi. Uvijek mu je jedan kraj okrenut prema jugu, a drugi prema sjeveru. Na taj način uvijek možete točno saznati glavne smjerove u pogledu kardinalnih točaka.

Glavna područja

Područja u kojima su svojstva magneta našla svoju glavnu primjenu su radio i elektrotehnika, izrada instrumenata, automatika i telemehanika. Od njega se izrađuju releji, magnetski krugovi itd. Godine 1820. otkriveno je svojstvo vodiča s strujom da utječe na iglu magneta, tjerajući je na okretanje. Istodobno je došlo do još jednog otkrića - par paralelnih vodiča, kroz koje prolazi struja istog smjera, ima svojstvo međusobnog privlačenja.

Zahvaljujući tome, napravljena je pretpostavka o razlogu svojstava magneta. Svi takvi fenomeni nastaju u vezi sa strujama, uključujući i one koje kruže unutra magnetski materijali. Suvremene ideje u znanosti potpuno se podudaraju s ovom pretpostavkom.

O motorima i generatorima

Na temelju njega stvorene su mnoge vrste elektromotora i električnih generatora, odnosno strojeva rotacijskog tipa, čiji se princip rada temelji na pretvorbi mehaničke energije u električnu (govorimo o generatorima) ili električnu. energije u mehaničku energiju (govorimo o motorima). Svaki generator radi na principu elektromagnetska indukcija, odnosno EMF (elektromotorna sila) javlja se u žici koja se giba u magnetskom polju. Električni motor radi na temelju pojave sile koja nastaje u žici kojom teče struja koja se nalazi u poprečnom polju.

Koristeći silu međudjelovanja polja sa strujom koja prolazi kroz zavoje namota njihovih pokretnih dijelova, uređaji koji se nazivaju magnetoelektrični rade. Indukcijsko brojilo električne energije djeluje kao novi snažni AC elektromotor s dva namota. Vodljivi disk smješten između namota podvrgnut je rotaciji momentom čija je sila proporcionalna utrošku energije.

Što je s svakodnevnim životom?

Opremljen minijaturnom baterijom, električnom ručni sat poznato svima. Zahvaljujući upotrebi para magneta, para induktora i tranzistora, njihov dizajn je mnogo jednostavniji u smislu broja dostupnih dijelova od dizajna mehaničkog sata.

Sve se više koriste elektromagnetske brave ili cilindrične brave opremljene magnetskim elementima. I ključ i brava opremljeni su kombiniranim kotačićem. Kada se pravi ključ umetne u otvor brave, oni se privlače u željeni položaj. unutarnji elementi magnetska brava koja omogućuje otvaranje.

Djelovanje magneta osnova je za projektiranje dinamometra i galvanometra (visoko osjetljivi uređaj kojim se mjere slabe struje). Svojstva magneta koriste se u proizvodnji abraziva. Tako se nazivaju oštre, male i vrlo tvrde čestice koje su potrebne za mehaničku obradu (brušenje, poliranje, struganje) najrazličitijih predmeta i materijala. Tijekom njihove proizvodnje ferosilicij koji je potreban kao dio smjese djelomično se taloži na dno peći, a djelomično se unosi u sastav abraziva. Potrebni su magneti da bi se uklonio od tamo.

Znanost i komunikacija

Zahvaljujući magnetskim svojstvima tvari, znanost ima priliku proučavati strukturu većine različita tijela. Možemo samo spomenuti magnetokemiju ili (metoda za otkrivanje nedostataka proučavanjem izobličenja magnetskog polja u određenim područjima proizvoda).

Također se koriste u proizvodnji opreme ultravisokog frekvencijskog područja, radiokomunikacijskih sustava (u vojne svrhe i na komercijalnim linijama), tijekom toplinske obrade, kako kod kuće tako iu Industrija hrane proizvodi (svima je poznato mikrovalne pećnice). Gotovo je nemoguće u okviru jednog članka nabrojati sve te vrlo složene tehničke uređaje i područja primjene u kojima se danas koriste magnetska svojstva tvari.

Medicinsko područje

Područje dijagnostike i medicinske terapije nije bilo iznimka. Zahvaljujući stvaranju rendgensko zračenje Elektronički linearni akceleratori provode terapiju tumora, snopovi protona generiraju se u ciklotronima ili sinkrotronima, koji imaju prednosti u odnosu na X-zrake u lokalnoj usmjerenosti i povećanju učinkovitosti u liječenju tumora oka i mozga.

Što se tiče biološke znanosti, i prije sredine prošlog stoljeća vitalne funkcije tijela nisu bile ni na koji način povezane s postojanjem magnetskih polja. Znanstvena se literatura povremeno obnavljala izoliranim izvješćima o jednom ili onom njihovom medicinskom učinku. Ali od šezdesetih godina, publikacije o biološkim svojstvima magneta tekle su kao lavina.

Prije i sada

No, pokušali su njime liječiti ljude alkemičari još u 16. stoljeću. Bilo je mnogo uspješnih pokušaja da se izliječi zubobolja, živčani poremećaji, nesanica i mnogi problemi unutarnji organi. Čini se da je magnet svoju primjenu u medicini našao tek u navigaciji.

Tijekom posljednjih pola stoljeća u širokoj su uporabi magnetske narukvice, popularne među pacijentima s poremećenim krvnim tlakom. Znanstvenici su ozbiljno vjerovali u sposobnost magneta da poveća otpornost ljudskog tijela. Pomoću elektromagnetskih uređaja naučili su mjeriti brzinu protoka krvi, uzimati uzorke ili davati potrebne lijekove iz kapsula.

Magnet se koristi za uklanjanje malih metalnih čestica koje dospiju u oko. Na njegovom djelovanju temelji se rad električnih senzora (svatko od nas je upoznat s postupkom snimanja elektrokardiograma). U današnje vrijeme suradnja fizičara s biolozima na proučavanju dubinskih mehanizama utjecaja magnetskog polja na ljudsko tijelo postaje sve bliža i neophodna.

Neodimijski magnet: svojstva i primjena

Smatra se da neodimijski magneti imaju najveći utjecaj na ljudsko zdravlje. Sastoje se od neodimija, željeza i bora. Kemijska formula njihov je NdFeB. Glavna prednost takvog magneta je snažan utjecaj njegovog polja pri relativno maloj veličini. Dakle, težina magneta sa silom od 200 gausa je oko 1 g. Za usporedbu, željezni magnet jednake snage ima oko 10 puta veću težinu.

Još jedna nedvojbena prednost spomenutih magneta je njihova dobra stabilnost i sposobnost očuvanja potrebnih svojstava stotinama godina. Tijekom jednog stoljeća magnet gubi svoja svojstva za samo 1%.

Kako se točno tretiraju s neodimijskim magnetom?

Uz njegovu pomoć poboljšavaju cirkulaciju krvi, stabiliziraju krvni tlak i bore se protiv migrene.

Svojstva neodimijskih magneta počela su se koristiti za liječenje prije otprilike 2000 godina. Spominjanja ove vrste terapije nalaze se u rukopisima Drevna Kina. Zatim su liječeni primjenom magnetiziranog kamenja na ljudsko tijelo.

Terapija je postojala i u obliku pričvršćivanja na tijelo. Legenda tvrdi da je Kleopatra svoje izvrsno zdravlje i nezemaljsku ljepotu zahvalila stalnom nošenju magnetskog zavoja na glavi. U 10. stoljeću perzijski znanstvenici detaljno su opisali blagotvorne učinke svojstava neodimijskih magneta na ljudsko tijelo u slučaju uklanjanja upale i grčenja mišića. Na temelju sačuvanih dokaza iz tog vremena može se prosuditi njihova uporaba za povećanje snage mišića, čvrstoće kostiju i smanjenje bolova u zglobovima.

Od svih bolesti...

Dokaze o učinkovitosti ovog učinka objavio je 1530. godine poznati švicarski liječnik Paracelsus. U svojim spisima liječnik je opisao magična svojstva magneta koji može potaknuti tjelesne moći i izazvati samoizlječenje. Ogroman broj bolesti u to vrijeme počeo se prevladavati pomoću magneta.

Samoliječenje ovim lijekom postalo je rašireno u Sjedinjenim Državama. poslijeratnih godina(1861.-1865.), kada je došlo do kategoričke nestašice lijekova. Koristio se i kao lijek i kao sredstvo protiv bolova.

Od 20. stoljeća ljekovita svojstva dobio magnet znanstvena osnova. Godine 1976. japanski liječnik Nikagawa uveo je koncept sindroma nedostatka magnetskog polja. Istraživanja su utvrdila njegove točne simptome. Sastoje se od slabosti, umora, smanjene sposobnosti i poremećaja spavanja. Tu su i migrene, bolovi u zglobovima i kralježnici, problemi s probavom i kardiovaskularni sustavi u obliku hipotenzije ili hipertenzije. Sindrom se odnosi kako na područje ginekologije tako i na kožne promjene. Primjena magnetske terapije može prilično uspješno normalizirati ova stanja.

Znanost ne stoji mirno

Znanstvenici nastavljaju eksperimentirati s magnetskim poljima. Pokusi se provode kako na životinjama i pticama, tako i na bakterijama. Uvjeti slabog magnetskog polja smanjuju uspjeh metabolički procesi kod pokusnih ptica i miševa bakterije se odjednom prestaju razmnožavati. S produljenim nedostatkom polja, živa tkiva prolaze kroz nepovratne promjene.

Borba protiv svih takvih pojava i brojnih pojava koje su njima uzrokovane negativne posljedice Koristi se magnetna terapija kao takva. Čini se da trenutno sve korisna svojstva magneti još nisu dovoljno proučeni. Pred liječnicima je mnogo zanimljivih otkrića i novih dostignuća.