Ceea ce se numește câmp magnetic. Câmp magnetic și electromagnetism

Un câmp magnetic- acesta este mediul material prin care are loc interacțiunea între conductori cu sarcini curente sau în mișcare.

Proprietățile câmpului magnetic:

Caracteristicile câmpului magnetic:

Pentru a studia câmpul magnetic, se folosește un circuit de testare cu curent. Este de dimensiuni mici, iar curentul din el este mult mai mic decât curentul din conductorul care creează câmpul magnetic. Pe părțile opuse ale circuitului purtător de curent, acționează forțe din câmpul magnetic care sunt egale ca mărime, dar direcționate în direcții opuse, deoarece direcția forței depinde de direcția curentului. Punctele de aplicare a acestor forțe nu se află pe aceeași linie dreaptă. Astfel de forțe sunt numite câteva forțe. Ca urmare a acțiunii unei perechi de forțe, circuitul nu se poate mișca translațional; se rotește în jurul axei sale. Acţiunea de rotaţie este caracterizată cuplu.

, Unde l–valorifică câteva forțe(distanța dintre punctele de aplicare a forțelor).

Pe măsură ce curentul din circuitul de testare sau zona circuitului crește, cuplul perechii de forțe va crește proporțional. Raportul dintre momentul maxim de forță care acționează asupra circuitului cu curent și mărimea curentului din circuit și aria circuitului este o valoare constantă pentru un punct dat din câmp. Se numeste inducție magnetică.

, Unde
-moment magnetic circuit cu curent.

Unitate inducție magnetică - Tesla [T].

Momentul magnetic al circuitului– mărime vectorială, a cărei direcție depinde de direcția curentului din circuit și este determinată de regula cu șurub drept: strângeți mâna dreaptă într-un pumn, îndreptați patru degete în direcția curentului din circuit, apoi deget mare va indica direcția vectorului moment magnetic. Vectorul momentului magnetic este întotdeauna perpendicular pe planul conturului.

In spate direcția vectorului de inducție magnetică se ia directia vectorului momentului magnetic al circuitului, orientat in camp magnetic.

Linie de inducție magnetică– o dreaptă a cărei tangentă în fiecare punct coincide cu direcția vectorului de inducție magnetică. Liniile de inducție magnetică sunt întotdeauna închise și nu se intersectează niciodată. Liniile de inducție magnetică ale unui conductor drept cu curent au forma unor cercuri situate într-un plan perpendicular pe conductor. Direcția liniilor de inducție magnetică este determinată de regula șurubului din dreapta. Linii de inducție magnetică de curent circular(turnările cu curent) au și formă de cercuri. Fiecare element bobină are lungimea
poate fi imaginat ca un conductor drept care își creează propriul câmp magnetic. Pentru câmpurile magnetice se aplică principiul suprapunerii (adăugarea independentă). Vectorul total de inducție magnetică a curentului circular este determinat ca rezultat al adunării acestor câmpuri în centrul spirei conform regulii șurubului din dreapta.

Dacă mărimea și direcția vectorului de inducție magnetică sunt aceleași în fiecare punct al spațiului, atunci câmpul magnetic se numește omogen. Dacă mărimea și direcția vectorului de inducție magnetică în fiecare punct nu se modifică în timp, atunci un astfel de câmp se numește permanent.

Magnitudinea inducție magneticăîn orice punct al câmpului este direct proporțională cu puterea curentului în conductorul care creează câmpul, invers proporțional cu distanța de la conductor până la un punct dat din câmp, depinde de proprietățile mediului și de forma conductorului care creează campul.

, Unde
ON 2 ; Gn/m – constanta magnetică a vidului,

-permeabilitatea relativă magnetică a mediului,

-permeabilitatea magnetică absolută a mediului.

În funcție de valoarea permeabilității magnetice, toate substanțele sunt împărțite în trei clase:

Pe măsură ce permeabilitatea absolută a mediului crește, crește și inducția magnetică într-un anumit punct al câmpului. Raportul dintre inducția magnetică și permeabilitatea magnetică absolută a mediului este o valoare constantă pentru un punct poli dat, e se numește tensiune.

.

Vectorii tensiunii și inducția magnetică coincid în direcție. Intensitatea câmpului magnetic nu depinde de proprietățile mediului.

Putere amperi– forţa cu care acţionează câmpul magnetic asupra unui conductor purtător de curent.

Unde l- lungimea conductorului, - unghiul dintre vectorul de inducție magnetică și direcția curentului.

Direcția forței Ampere este determinată de regula mana stanga: mâna stângă poziționat astfel încât componenta vectorului de inducție magnetică, perpendicular pe conductor, să intre în palmă, patru degete extinse sunt direcționate de-a lungul curentului, apoi degetul mare îndoit cu 90 0 va indica direcția forței Ampere.

Rezultatul forței Ampere este mișcarea conductorului într-o direcție dată.

E dacă = 90 0 , atunci F=max, dacă = 0 0 , atunci F = 0.

forța Lorentz– forța câmpului magnetic asupra unei sarcini în mișcare.

, unde q este sarcina, v este viteza mișcării sale, - unghiul dintre vectorii de tensiune si viteza.

Forța Lorentz este întotdeauna perpendiculară pe vectorii de inducție și viteză magnetică. Direcția este determinată de regula mana stanga(degetele urmăresc mișcarea sarcinii pozitive). Dacă direcția vitezei particulei este perpendiculară pe liniile de inducție magnetică ale unui câmp magnetic uniform, atunci particula se mișcă într-un cerc fără a-și modifica energia cinetică.

Deoarece direcția forței Lorentz depinde de semnul sarcinii, este folosită pentru a separa sarcinile.

Flux magnetic– o valoare egală cu numărul de linii de inducție magnetică care trec prin orice zonă situată perpendicular pe liniile de inducție magnetică.

, Unde - unghiul dintre inductia magnetica si normala (perpendiculara) pe zona S.

Unitate– Weber [Wb].

Metode de măsurare a fluxului magnetic:

Schimbarea orientării site-ului într-un câmp magnetic (schimbarea unghiului)

Schimbarea ariei unui circuit plasat într-un câmp magnetic

Modificarea intensității curentului creând un câmp magnetic

Modificarea distanței circuitului față de sursa câmpului magnetic

Modificări ale proprietăților magnetice ale mediului.

F Araday a înregistrat un curent electric într-un circuit care nu conținea o sursă, dar era situat lângă un alt circuit care conținea o sursă. Mai mult, curentul din primul circuit a apărut în următoarele cazuri: cu orice modificare a curentului în circuitul A, cu deplasarea relativă a circuitelor, cu introducerea unei tije de fier în circuitul A, cu deplasarea relativă a unui magnet permanent. la circuitul B. Mișcarea dirijată a sarcinilor libere (curent) are loc numai în câmp electric. Aceasta înseamnă că un câmp magnetic în schimbare generează un câmp electric, care pune în mișcare sarcinile libere ale conductorului. Acest câmp electric se numește induse sau vârtej.

Diferențele dintre un câmp electric vortex și unul electrostatic:

Sursa câmpului vortex este un câmp magnetic în schimbare.

Liniile de intensitate a câmpului vortex sunt închise.

Munca efectuată de acest câmp pentru a muta o sarcină de-a lungul unui circuit închis nu este zero.

Caracteristica energetică a unui câmp de vortex nu este potențialul, dar emf indus– o valoare egală cu munca forțelor externe (forțe de origine neelectrostatică) pentru a deplasa o unitate de sarcină de-a lungul unui circuit închis.

.Măsurată în Volți[ÎN].

Un câmp electric vortex apare la orice modificare a câmpului magnetic, indiferent dacă există sau nu un circuit închis conducător. Circuitul permite doar detectarea câmpului electric vortex.

Inductie electromagnetica- aceasta este apariția FEM indusă într-un circuit închis cu orice modificare a fluxului magnetic prin suprafața sa.

FEM indusă într-un circuit închis generează un curent indus.

.

Direcția curentului de inducție determinat de regula lui Lenz: curentul indus este în așa direcție încât câmpul magnetic creat de acesta contracarează orice modificare a fluxului magnetic care a generat acest curent.

Legea lui Faraday pentru inducția electromagnetică: FEM indusă într-o buclă închisă este direct proporțională cu viteza de schimbare a fluxului magnetic prin suprafața delimitată de buclă.

T ok fuko– curenți turbionari de inducție care apar în conductoare mari plasate într-un câmp magnetic în schimbare. Rezistența unui astfel de conductor este scăzută, deoarece are o secțiune transversală mare S, astfel încât curenții Foucault pot fi mari ca valoare, în urma cărora conductorul se încălzește.

Auto-inducție- aceasta este apariția emf indusă într-un conductor atunci când puterea curentului din acesta se modifică.

Un conductor care transportă curent creează un câmp magnetic. Inducția magnetică depinde de puterea curentului, prin urmare fluxul magnetic intrinsec depinde și de puterea curentului.

, unde L este coeficientul de proporționalitate, inductanţă.

Unitate inductanță – Henry [H].

Inductanţă conductorul depinde de mărimea, forma și permeabilitatea magnetică a mediului.

Inductanţă crește odată cu creșterea lungimii conductorului, inductanța unei spire este mai mare decât inductanța unui conductor drept de aceeași lungime, inductanța unei bobine (un conductor cu un număr mare de spire) este mai mare decât inductanța unei spire. , inductanța unei bobine crește dacă se introduce o tijă de fier în ea.

Legea lui Faraday pentru auto-inducere:
.

EMF autoindusă este direct proporțională cu viteza de schimbare a curentului.

EMF autoindusă generează un curent de autoinducție, care împiedică întotdeauna orice modificare a curentului din circuit, adică dacă curentul crește, curentul de autoinducție este direcționat în sens opus; când curentul din circuit scade, curentul de inducție este direcționat în aceeași direcție. Cu cât este mai mare inductanța bobinei, cu atât este mai mare fem-ul auto-inductiv care apare în ea.

Energia câmpului magnetic este egal cu munca pe care curentul o face pentru a depăși fem-ul autoindus în timpul în care curentul crește de la zero la valoarea maximă.

.

Vibrații electromagnetice– acestea sunt schimbări periodice de sarcină, puterea curentului și toate caracteristicile câmpurilor electrice și magnetice.

Sistem oscilator electric(circuit oscilant) este format dintr-un condensator și un inductor.

Condiții pentru apariția oscilațiilor:

Sistemul trebuie scos din echilibru; pentru a face acest lucru, încărcați condensatorul. Energia câmpului electric al unui condensator încărcat:

.

Sistemul trebuie să revină la o stare de echilibru. Sub influența unui câmp electric, sarcina se transferă de la o placă a condensatorului la alta, adică apare un curent electric în circuit, care curge prin bobină. Pe măsură ce curentul crește în inductor, apare o fem de auto-inducție; curentul de auto-inducție este direcționat în direcția opusă. Când curentul din bobină scade, curentul de autoinducție este direcționat în aceeași direcție. Astfel, curentul de autoinducție tinde să readucă sistemul la o stare de echilibru.

Rezistența electrică a circuitului ar trebui să fie scăzută.

Circuit oscilator ideal nu are rezistență. Vibrațiile din el sunt numite gratuit.

Pentru orice circuit electric, legea lui Ohm este îndeplinită, conform căreia emf care acționează în circuit este egală cu suma tensiunilor din toate secțiunile circuitului. Nu există nicio sursă de curent în circuitul oscilator, dar în inductor apare o FEM auto-inductivă, care este egală cu tensiunea pe condensator.

Concluzie: sarcina condensatorului se modifică conform unei legi armonice.

Tensiunea condensatorului:
.

Puterea curentului în circuit:
.

Magnitudinea
- amplitudinea curentului.

Diferența față de taxa pe
.

Perioada de oscilații libere în circuit:

Energie câmp electric condensator:

Energia câmpului magnetic al bobinei:

Energiile câmpurilor electrice și magnetice variază după o lege armonică, dar fazele oscilațiilor lor sunt diferite: când energia câmpului electric este maximă, energia câmpului magnetic este zero.

Energia totală a sistemului oscilator:
.

ÎN contur ideal energia totală nu se modifică.

În timpul procesului de oscilație, energia câmpului electric este complet convertită în energia câmpului magnetic și invers. Aceasta înseamnă că energia în orice moment în timp este egală fie cu energia maximă a câmpului electric, fie cu energia maximă a câmpului magnetic.

Circuit oscilant real conţine rezistenţă. Vibrațiile din el sunt numite decolorare.

Legea lui Ohm va lua forma:

Cu condiția ca amortizarea să fie mică (pătratul frecvenței naturale a oscilațiilor este mult mai mare decât pătratul coeficientului de amortizare), decrementul logaritmic de amortizare este:

Cu amortizare puternică (pătratul frecvenței naturale a oscilației este mai mic decât pătratul coeficientului de oscilație):

Această ecuație descrie procesul de descărcare a unui condensator într-un rezistor. În absența inductanței, oscilațiile nu vor apărea. Conform acestei legi, se modifică și tensiunea de pe plăcile condensatorului.

Energie totalăîntr-un circuit real scade, deoarece căldura este eliberată în rezistența R în timpul trecerii curentului.

Proces de tranziție- un proces care are loc în circuite electrice la trecerea de la un mod de operare la altul. Estimată după timp ( ), timp în care parametrul care caracterizează procesul de tranziție se va modifica de e ori.

Pentru circuit cu condensator și rezistor:
.

Teoria lui Maxwell a câmpului electromagnetic:

1 pozitie:

Orice câmp electric alternativ generează un câmp magnetic vortex. Un câmp electric alternativ a fost numit curent de deplasare de către Maxwell, deoarece, ca un curent obișnuit, provoacă un câmp magnetic.

Pentru a detecta curentul de deplasare, luați în considerare trecerea curentului printr-un sistem în care este conectat un condensator cu un dielectric.

densitatea curentului de polarizare:
. Densitatea de curent este direcționată în direcția schimbării tensiunii.

Prima ecuație a lui Maxwell:
- câmpul magnetic vortex este generat atât de curenți de conducere (sarcini electrice în mișcare), cât și de curenți de deplasare (câmp electric alternativ E).

2 poziție:

Orice câmp magnetic alternativ generează un câmp electric vortex - legea de bază a inducției electromagnetice.

A doua ecuație a lui Maxwell:
- conectează viteza de schimbare a fluxului magnetic prin orice suprafață și circulația vectorului intensității câmpului electric care apare în același timp.

Orice conductor care transportă curent creează un câmp magnetic în spațiu. Dacă curentul este constant (nu se modifică în timp), atunci și câmpul magnetic asociat acestuia este constant. Un curent în schimbare creează un câmp magnetic în schimbare. Există un câmp electric în interiorul unui conductor care transportă curent. Prin urmare, un câmp electric în schimbare creează un câmp magnetic în schimbare.

Câmpul magnetic este vortex, deoarece liniile de inducție magnetică sunt întotdeauna închise. Mărimea intensității câmpului magnetic H este proporțională cu viteza de modificare a intensității câmpului electric . Direcția vectorului intensității câmpului magnetic asociate cu modificări ale intensității câmpului electric regula șurubului drept: strângeți mâna dreaptă într-un pumn, îndreptați degetul mare în direcția schimbării intensității câmpului electric, apoi cele 4 degete îndoite vor indica direcția liniilor de intensitate a câmpului magnetic.

Orice câmp magnetic în schimbare creează un câmp electric vortex, ale căror linii de tensiune sunt închise și situate într-un plan perpendicular pe intensitatea câmpului magnetic.

Mărimea intensității E a câmpului electric vortex depinde de viteza de modificare a câmpului magnetic . Direcția vectorului E este legată de direcția schimbării câmpului magnetic H prin regula șurubului stâng: strângeți mâna stângă într-un pumn, îndreptați degetul mare în direcția schimbării câmpului magnetic, patru degete îndoite vor indica direcția liniilor de intensitate ale câmpului electric vortex.

Setul de câmpuri electrice și magnetice vortex interconectate reprezintă câmp electromagnetic. Câmpul electromagnetic nu rămâne în punctul de origine, ci se propagă în spațiu sub forma unei unde electromagnetice transversale.

Undă electromagnetică– aceasta este propagarea în spațiu a câmpurilor electrice și magnetice vortex legate între ele.

Condiție pentru apariția unei unde electromagnetice– mișcarea sarcinii cu accelerație.

Ecuația undelor electromagnetice:

- frecvenţa ciclică a oscilaţiilor electromagnetice

t – timpul de la începutul oscilațiilor

l – distanța de la sursa undei până la un punct dat din spațiu

- viteza de propagare a undelor

Timpul necesar unui val pentru a călători de la sursă la un punct dat.

Vectorii E și H dintr-o undă electromagnetică sunt perpendiculari între ei și pe viteza de propagare a undei.

Sursa undelor electromagnetice– conductoare prin care circulă curenți alternativi rapid (macroemițători), precum și atomi și molecule excitate (microemițători). Cu cât frecvența de oscilație este mai mare, cu atât mai bune sunt emise unde electromagnetice în spațiu.

Proprietățile undelor electromagnetice:

Toate undele electromagnetice sunt transversal

Într-un mediu omogen, unde electromagnetice se propagă cu viteză constantă, care depinde de proprietățile mediului:

- constanta dielectrică relativă a mediului

- constanta dielectrica a vidului,
F/m, CI2/nm2

- permeabilitatea magnetică relativă a mediului

- constanta magnetica a vidului,
ON 2 ; Gn/m

Undele electromagnetice reflectat de obstacole, absorbit, împrăștiat, refractat, polarizat, difractat, interferat.

Densitatea energiei volumetricecâmp electromagnetic constă din densitățile volumetrice de energie ale câmpurilor electrice și magnetice:

Densitatea fluxului de energie a valurilor - intensitatea undei:

-Vector Umov-Poynting.

Toate undele electromagnetice sunt dispuse într-o serie de frecvențe sau lungimi de undă (
). Acest rând este scara undelor electromagnetice.

Vibrații de joasă frecvență. 0 – 10 4 Hz. Obținut de la generatoare. Radiază slab

Unde radio. 10 4 – 10 13 Hz. Ele sunt emise de conductoare solide care transportă curenți alternativi rapid.

Radiatii infrarosii– unde emise de toate corpurile la temperaturi peste 0 K, datorate proceselor intraatomice și intramoleculare.

Lumina vizibila– valuri care acționează asupra ochiului, provocând senzație vizuală. 380-760 nm

Radiația ultravioletă. 10 – 380 nm. Lumina vizibilă și UV apar atunci când mișcarea electronilor din învelișurile exterioare ale unui atom se modifică.

radiații cu raze X. 80 – 10 -5 nm. Apare atunci când mișcarea electronilor se modifică cochilii interioare atom.

Radiația gamma. Apare în timpul dezintegrarii nucleelor ​​atomice.

Un câmp magnetic aceasta este problema care apare în jurul surselor curent electric, și, de asemenea, în jur magneți permanenți. În spațiu, câmpul magnetic este afișat ca o combinație de forțe care pot influența corpurile magnetizate. Această acțiune se explică prin prezența descărcărilor de antrenare la nivel molecular.

Un câmp magnetic se formează numai în jurul sarcinilor electrice care sunt în mișcare. De aceea câmpurile magnetice și electrice sunt integrale și se formează împreună câmp electromagnetic. Componentele câmpului magnetic sunt interconectate și se influențează reciproc, schimbându-și proprietățile.

Proprietățile câmpului magnetic:
1. Un câmp magnetic apare sub influența sarcinilor de antrenare a curentului electric.
2. În orice punct, câmpul magnetic este caracterizat de vector cantitate fizica intitulat inducție magnetică, care este puterea caracteristică câmpului magnetic.
3. Un câmp magnetic poate afecta numai magneții, conductorii purtători de curent și sarcinile în mișcare.
4. Câmpul magnetic poate fi de tip constant sau alternativ
5. Câmpul magnetic este măsurat doar cu instrumente speciale și nu poate fi perceput de simțurile umane.
6. Câmpul magnetic este electrodinamic, deoarece este generat doar de mișcarea particulelor încărcate și afectează doar sarcinile care sunt în mișcare.
7. Particulele încărcate se deplasează pe o traiectorie perpendiculară.

Mărimea câmpului magnetic depinde de viteza de modificare a câmpului magnetic. Conform acestei caracteristici, există două tipuri de câmpuri magnetice: câmp magnetic dinamicȘi câmp magnetic gravitațional. Câmp magnetic gravitațional apare doar în apropierea particulelor elementare și se formează în funcție de caracteristicile structurale ale acestor particule.

Moment magnetic apare atunci când un câmp magnetic acţionează asupra unui cadru conductor. Cu alte cuvinte, momentul magnetic este un vector care este situat pe linia care merge perpendicular pe cadru.

Câmpul magnetic poate fi reprezentat grafic folosind linii de forță magnetice. Aceste linii sunt trasate în așa direcție încât direcția forțelor câmpului să coincidă cu direcția liniei câmpului în sine. Liniile de forță magnetice sunt continue și închise în același timp.

Direcția câmpului magnetic este determinată cu ajutorul unui ac magnetic. Liniile de forță determină și polaritatea magnetului, capătul cu ieșirea liniilor de forță este polul nord, iar capătul cu intrarea acestor linii este polul sud.

Este foarte convenabil să evaluați vizual câmpul magnetic folosind pilitura obișnuită de fier și o bucată de hârtie.
Dacă punem o foaie de hârtie pe un magnet permanent și presărăm rumeguș deasupra, atunci particulele de fier se vor alinia în funcție de liniile câmpului magnetic.

Direcția liniilor electrice pentru un conductor este determinată convenabil de faimos regula gimlet sau regula mana dreapta. Dacă ne înfășurăm mâna în jurul conductorului astfel încât degetul mare să indice în direcția curentului (de la minus la plus), atunci cele 4 degete rămase ne vor arăta direcția liniilor câmpului magnetic.

Iar direcția forței Lorentz este forța cu care câmpul magnetic acționează asupra unei particule sau a unui conductor încărcat cu curent, conform regula mana stanga.
Dacă ne plasăm mâna stângă într-un câmp magnetic, astfel încât 4 degete să privească în direcția curentului din conductor, iar liniile de forță intră în palmă, atunci degetul mare va indica direcția forței Lorentz, forța care acționează asupra conductorul plasat în câmpul magnetic.

Asta e tot. Asigurați-vă că puneți orice întrebări pe care le aveți în comentarii.

Determinarea câmpului magnetic. Sursele lui

Definiție

Un câmp magnetic este una dintre formele unui câmp electromagnetic care acționează numai asupra corpurilor în mișcare care au o sarcină electrică sau a corpurilor magnetizate, indiferent de mișcarea acestora.

Sursele acestui câmp sunt curenții electrici constanți, sarcini electrice în mișcare (corpi și particule), corpuri magnetizate, câmpuri electrice alternante. Sursele de câmp magnetic constant sunt curenții continui.

Proprietățile câmpului magnetic

Într-o perioadă în care studiul fenomenelor magnetice tocmai începuse, cercetătorii au acordat o atenție deosebită faptului că în barele magnetizate există poli. În ele proprietăți magnetice a apărut deosebit de clar. În același timp, era clar că polii magnetului erau diferiți. Polii opuși atrași și polii asemănători respinși. Gilbert a propus ideea existenței „încărcărilor magnetice”. Aceste idei au fost susținute și dezvoltate de Coulomb. Pe baza experimentelor lui Coulomb, forța caracteristică unui câmp magnetic a devenit forța cu care câmpul magnetic acționează asupra unei sarcini magnetice egale cu unitatea. Coulomb a atras atenția asupra diferențelor semnificative dintre fenomenele de electricitate și magnetism. Diferența este deja evidentă în faptul că sarcinile electrice pot fi separate și obține corpuri cu un exces de pozitiv sau sarcina negativa, în timp ce este imposibil să se separe polii nord și sud ai unui magnet și să obții un corp cu un singur pol. Din imposibilitatea de a împărți un magnet în exclusiv „nord” sau „sud”, Coulomb a decis că aceste două tipuri de sarcini sunt inseparabile în fiecare. particulă elementară substanță magnetizantă. Astfel, s-a recunoscut că fiecare particulă de materie - un atom, o moleculă sau un grup al acestora - este ceva ca un micro magnet cu doi poli. În acest caz, magnetizarea unui corp este procesul de orientare a magneților săi elementari sub influența unui câmp magnetic extern (analog cu polarizarea dielectricilor).

Interacțiunea curenților se realizează prin câmpuri magnetice. Oersted a descoperit că câmpul magnetic este excitat de curent și are un efect de orientare asupra acului magnetic. Oersted avea un conductor care transporta curent situat deasupra unui ac magnetic, care se putea roti. Când curentul curgea în conductor, săgeata s-a întors perpendicular pe fir. O schimbare a direcției curentului a determinat o reorientare a acului. Din experimentul lui Oersted a rezultat că câmpul magnetic are o direcție și ar trebui să fie caracterizat printr-o mărime vectorială. Această mărime a fost numită inducție magnetică și s-a notat: $\overrightarrow(B).$ $\overrightarrow(B)$ este similar cu vectorul de putere pentru câmpul electric ($\overrightarrow(E)$). Analogul vectorului de deplasare $\overrightarrow(D)\ $pentru câmpul magnetic a devenit vectorul $\overrightarrow(H)$ - numit vector de intensitate a câmpului magnetic.

Un câmp magnetic afectează doar o sarcină electrică în mișcare. Un câmp magnetic este generat de sarcini electrice în mișcare.

Câmp magnetic al unei sarcini în mișcare. Câmp magnetic al unei bobine cu curent. Principiul suprapunerii

Câmp magnetic al unei sarcini electrice care se mișcă cu viteza constanta, are forma:

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

unde $(\mu )_0=4\pi \cdot (10)^(-7)\frac(H)(m)(in\SI)$ este constanta magnetică, $\overrightarrow(v)$ este viteza mișcarea sarcinii, $\overrightarrow(r)$ este vectorul rază care determină locația sarcinii, q este mărimea sarcinii, $\left[\overrightarrow(v)\overrightarrow(r)\right]$ este produsul vectorial.

Inducția magnetică a unui element cu curent în sistemul SI:

unde $\ \overrightarrow(r)$ este vectorul rază trasat de la elementul curent până la punctul luat în considerare, $\overrightarrow(dl)$ este elementul conductorului cu curent (se specifică direcția curentului), $ \vartheta$ este unghiul dintre $ \overrightarrow(dl)$ și $\overrightarrow(r)$. Direcția vectorului $\overrightarrow(dB)$ este perpendiculară pe planul în care se află $\overrightarrow(dl)$ și $\overrightarrow(r)$. Determinat de regula șurubului potrivit.

Pentru un câmp magnetic, principiul suprapunerii este valabil:

\[\overrightarrow(B)=\sum((\overrightarrow(B))_i\left(3\right),)\]

unde $(\overrightarrow(B))_i$ sunt câmpuri individuale care sunt generate de sarcinile în mișcare, $\overrightarrow(B)$ este inducția totală a câmpului magnetic.

Exemplul 1

Sarcină: Aflați raportul dintre forțele de interacțiune magnetică și Coulomb a doi electroni care se mișcă cu aceleași viteze $v$ în paralel. Distanța dintre particule este constantă.

\[\overrightarrow(F_m)=q\left[\overrightarrow(v)\overrightarrow(B)\right]\left(1.1\right).\]

Câmpul care creează al doilea electron în mișcare este egal cu:

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

Fie distanța dintre electroni egală cu $a=r\ (constant)$. Folosim proprietatea algebrică a produsului vectorial (identitatea lui Lagrange ($\left[\overrightarrow(a)\left[\overrightarrow(b)\overrightarrow(c)\right]\right]=\overrightarrow(b))\left( \overrightarrow(a)\overrightarrow(c)\right)-\overrightarrow(c)\left(\overrightarrow(a)\overrightarrow(b)\right)$))

\[(\overrightarrow(F))_m=\frac((\mu )_0)(4\pi )\frac(q^2)(a^3)\left[\overrightarrow(v)\left[\overrightarrow (v)\overrightarrow(a)\right]\right]=\left(\overrightarrow(v)\left(\overrightarrow(v)\overrightarrow(a)\right)-\overrightarrow(a)\left(\overrightarrow (v)\overrightarrow(v)\right)\right)=-\frac((\mu )_0)(4\pi )\frac(q^2\overrightarrow(a)v^2)(a^3) \ ,\]

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

Modulul de forță $F_m=\frac((\mu )_0)(4\pi )\frac(q^2v^2)(a^2),\ $unde $q=q_e=1.6\cdot 10^( -19 )Kl$.

Modulul forței Coulomb, care acționează asupra unui electron, în câmp este egal cu:

Să găsim raportul de forță $\frac(F_m)(F_q)$:

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

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

Exemplul 2

Sarcină: Un curent continuu de forță I circulă de-a lungul unei bobine cu curent sub forma unui cerc cu raza R. Aflați inducția magnetică în centrul cercului.

Să selectăm o secțiune elementară pe conductorul purtător de curent (Fig. 1), ca bază pentru rezolvarea problemei, folosim formula de inducție pentru un element bobină purtătoare de curent:

unde $\ \overrightarrow(r)$ este vectorul rază trasat de la elementul curent până la punctul luat în considerare, $\overrightarrow(dl)$ este elementul conductorului cu curent (se specifică direcția curentului), $ \vartheta$ este unghiul dintre $ \overrightarrow(dl)$ și $\overrightarrow(r)$. Pe baza Fig. 1 $\vartheta=90()^\circ $, prin urmare (2.1) se va simplifica, în plus, distanța de la centrul cercului (punctul în care căutăm câmpul magnetic) a elementului conductor cu curent. este constantă și egală cu raza virajului (R), deci avem:

Toate elementele curente vor genera câmpuri magnetice care sunt direcționate de-a lungul axei x. Aceasta înseamnă că vectorul de inducție a câmpului magnetic rezultat poate fi găsit ca sumă a proiecțiilor vectorilor individuali$\ \ \overrightarrow(dB).$ Atunci, conform principiului suprapunerii, inducerea câmpului magnetic total poate fi obținută prin trecerea la integrala:

Înlocuind (2.2) în (2.3), obținem:

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

Câmpul magnetic al Pământului

Un câmp magnetic este un câmp de forță care acționează asupra sarcinilor electrice în mișcare și asupra corpurilor care au un moment magnetic, indiferent de starea lor de mișcare.

Sursele câmpului magnetic macroscopic sunt corpuri magnetizate, conductori purtători de curent și corpuri încărcate electric în mișcare. Natura acestor surse este aceeași: câmpul magnetic apare ca urmare a mișcării microparticulelor încărcate (electroni, protoni, ioni), precum și datorită prezenței momentului magnetic propriu (spin) al microparticulelor.

Un câmp magnetic alternativ apare și atunci când câmpul electric se modifică în timp. La rândul său, când câmpul magnetic se modifică în timp, apare un câmp electric. Descriere completa câmpurile electrice și magnetice în relația lor dau ecuațiile lui Maxwell. Pentru a caracteriza câmpul magnetic, este adesea introdus conceptul de linii de câmp (linii de inducție magnetică).

Pentru măsurarea caracteristicilor câmpului magnetic și a proprietăților magnetice ale substanțelor se folosesc diferite tipuri de magnetometre. Unitatea de inducție a câmpului magnetic în sistemul de unități CGS este Gauss (G), în Sistemul Internațional de Unități (SI) - Tesla (T), 1 T = 104 G. Intensitatea se măsoară, respectiv, în oersteds (Oe) și amperi pe metru (A/m, 1 A/m = 0,01256 Oe; energia câmpului magnetic - în Erg/cm2 sau J/m2, 1 J/m2 = 10 erg/ cm2.

Busola reacționează
la câmpul magnetic al Pământului

Câmpurile magnetice din natură sunt extrem de diverse atât în ​​dimensiunea lor, cât și în efectele pe care le provoacă. Câmpul magnetic al Pământului, care formează magnetosfera Pământului, se extinde pe o distanță de 70-80 mii km în direcția Soarelui și multe milioane de km în direcția opusă. La suprafața Pământului câmpul magnetic este în medie de 50 μT, la limita magnetosferei ~ 10 -3 G. Câmpul geomagnetic protejează suprafața și biosfera Pământului de fluxul de particule încărcate ale vântului solar și razele parțial cosmice. Magnetobiologia studiază influența câmpului geomagnetic însuși asupra activității vitale a organismelor. În spațiul apropiat Pământului, câmpul magnetic formează o capcană magnetică pentru particulele încărcate de energie înaltă - centura de radiații a Pământului. Particulele conținute în centura de radiații reprezintă un pericol semnificativ atunci când zboară în spațiu. Originea câmpului magnetic al Pământului este asociată cu mișcările convective ale materiei lichide conductoare din miezul pământului.

Măsurătorile directe folosind nave spațiale au arătat că corpurile cosmice cele mai apropiate de Pământ - Luna, planetele Venus și Marte - nu au propriul câmp magnetic similar cu cel al Pământului. De pe alte planete sistem solar numai Jupiter și, aparent, Saturn au propriile lor câmpuri magnetice suficiente pentru a crea capcane magnetice planetare. Câmpuri magnetice de până la 10 G și o serie de fenomene caracteristice (furtuni magnetice, emisii radio sincrotron și altele) au fost descoperite pe Jupiter, indicând un rol semnificativ al câmpului magnetic în procesele planetare.

© Foto: http://www.tesis.lebedev.ru
Fotografie Soare
într-un spectru îngust

Câmpul magnetic interplanetar este în principal câmpul vântului solar (plasma în expansiune continuă a coroanei solare). Aproape de orbita Pământului, câmpul interplanetar este de ~ 10 -4 -10 -5 Gs. Regularitatea câmpului magnetic interplanetar poate fi perturbată din cauza dezvoltării tipuri variate instabilitate plasmatică, trecere unde de socși propagarea fluxurilor de particule rapide generate de erupțiile solare.

În toate procesele de pe Soare - erupții, apariția de pete și proeminențe, nașterea razelor cosmice solare, câmpul magnetic joacă un rol vital. Măsurătorile bazate pe efectul Zeeman au arătat că câmpul magnetic al petelor solare ajunge la câteva mii de Gauss, proeminențele sunt deținute de câmpuri de ~ 10-100 Gauss (cu o valoare medie a câmpului magnetic total al Soarelui ~ 1 Gauss).

Furtuni magnetice

Furtunile magnetice sunt perturbări puternice în câmpul magnetic al Pământului, perturbând brusc ciclul zilnic lin al elementelor magnetismului pământului. Furtunile magnetice durează de la câteva ore până la câteva zile și sunt observate simultan pe întregul Pământ.

De regulă, furtunile magnetice constau din faze preliminare, inițiale și principale, precum și o fază de recuperare. În faza preliminară se observă modificări minore ale câmpului geomagnetic (în principal la latitudini mari), precum și excitarea oscilațiilor caracteristice de câmp de scurtă perioadă. Faza inițială este caracterizată printr-o schimbare bruscă a componentelor individuale ale câmpului de pe Pământ, iar faza principală este caracterizată de fluctuații mari ale câmpului și o scădere puternică a componentei orizontale. În timpul fazei de recuperare a furtunii magnetice, câmpul revine la valoarea sa normală.

Influența vântului solar
spre magnetosfera Pământului

Furtunile magnetice sunt cauzate de fluxurile de plasmă solară din regiunile active ale Soarelui suprapuse vântului solar calm. Prin urmare, furtunile magnetice sunt observate mai des în apropierea maximelor ciclului de 11 ani de activitate solară. Ajungând pe Pământ, fluxurile de plasmă solară măresc compresia magnetosferei, provocând faza inițială a unei furtuni magnetice și pătrund parțial în magnetosfera Pământului. Intrarea particulelor de înaltă energie în atmosfera superioară a Pământului și impactul lor asupra magnetosferei duce la generarea și intensificarea curenților electrici în aceasta, atingând cea mai mare intensitate în regiunile polare ale ionosferei, care este asociată cu prezența. a unei zone de latitudine mare de activitate magnetică. Modificările sistemelor de curent magnetosferic-ionosferic se manifestă pe suprafața Pământului sub formă de perturbații magnetice neregulate.

În fenomenele microlumii, rolul câmpului magnetic este la fel de semnificativ ca la scară cosmică. Acest lucru se explică prin existența unui moment magnetic în toate particulele - elemente structurale ale materiei (electroni, protoni, neutroni), precum și prin efectul unui câmp magnetic asupra sarcinilor electrice în mișcare.

Aplicarea câmpurilor magnetice în știință și tehnologie. Câmpurile magnetice sunt de obicei împărțite în slabe (până la 500 Gs), medii (500 Gs - 40 kGs), puternice (40 kGs - 1 MGs) și ultra-puternice (peste 1 MGs). Aproape toată inginerie electrică, inginerie radio și electronică se bazează pe utilizarea câmpurilor magnetice slabe și medii. Câmpurile magnetice slabe și medii sunt obținute folosind magneți permanenți, electromagneți, solenoizi nerăciți și magneți supraconductori.

Surse de câmp magnetic

Toate sursele de câmpuri magnetice pot fi împărțite în artificiale și naturale. Principal sursele naturale Câmpul magnetic este propriul câmp magnetic al planetei Pământ și vântul solar. Sursele artificiale includ toate câmpurile electromagnetice cu care lumea noastră este atât de abundentă. lumea modernă, și casele noastre în special. Citiți mai multe despre și citiți pe al nostru.

Vehiculele acționate electric sunt o sursă puternică de câmp magnetic în intervalul de la 0 la 1000 Hz. Transportul feroviar folosește curent alternativ. Transportul urban este constant. Valori maxime Inducția câmpului magnetic în transportul electric suburban ajunge la 75 μT, valorile medii sunt de aproximativ 20 μT. Valorile medii pentru vehiculele cu curent continuu sunt înregistrate la 29 µT. În tramvaie, unde firul de retur sunt șinele, câmpurile magnetice se anulează reciproc pe o distanță mult mai mare decât în ​​firele de troleibuz, iar în interiorul troleibuzului fluctuațiile câmpului magnetic sunt mici chiar și în timpul accelerației. Dar cele mai mari fluctuații ale câmpului magnetic sunt în metrou. Când trenul pleacă, câmpul magnetic de pe peron este de 50-100 µT sau mai mult, depășind câmpul geomagnetic. Chiar și atunci când trenul a dispărut de mult în tunel, câmpul magnetic nu revine la valoarea anterioară. Numai după ce trenul a trecut de următorul punct de conectare la șina de contact, câmpul magnetic va reveni la valoarea veche. Adevărat, uneori nu are timp: următorul tren se apropie deja de peron și când încetinește, câmpul magnetic se schimbă din nou. În vagon în sine, câmpul magnetic este și mai puternic - 150-200 µT, adică de zece ori mai mult decât într-un tren obișnuit.

Valorile de inducție ale câmpurilor magnetice pe care le întâlnim cel mai des Viata de zi cu zi sunt prezentate în diagrama de mai jos. Privind această diagramă, este clar că suntem expuși la câmpuri magnetice tot timpul și peste tot. Potrivit unor oameni de știință, câmpurile magnetice cu inducție peste 0,2 µT sunt considerate dăunătoare. Este firesc ca anumite precauții să fie luate pentru a ne proteja de efectele nocive ale câmpurilor din jurul nostru. Pur și simplu respectând câteva reguli simple, puteți reduce semnificativ impactul câmpurilor magnetice asupra corpului dumneavoastră.

Actualul SanPiN 2.1.2.2801-10 „Modificări și completări nr. 1 la SanPiN 2.1.2.2645-10 „Cerințe sanitare și epidemiologice pentru condițiile de viață în clădiri și spații rezidențiale” spune următoarele: „Nivelul maxim admisibil de atenuare a geomagneticului câmp în incinta clădirilor de locuit se stabilește egal cu 1,5”. De asemenea, setat la limită valori valide intensitatea și puterea unui câmp magnetic cu o frecvență de 50 Hz:

• in spatii rezidentiale - 5 pT sau 4 dimineata;
• în spații nerezidențiale ale clădirilor rezidențiale, în zone rezidențiale, inclusiv pe teritoriul terenurilor de grădină - 10 pT sau 8 A/m.

Pe baza acestor standarde, oricine poate calcula câte aparate electrice pot fi pornite și în stare de așteptare în fiecare încăpere, sau pe baza cărora se vor emite recomandări pentru normalizarea spațiului de locuit.

Videoclipuri asemănătoare

Referințe

1. Marea Enciclopedie Sovietică.

Toată lumea a fost de mult obișnuită cu un astfel de obiect precum un magnet. Nu vedem nimic special la el. De obicei o asociem cu lecții de fizică sau demonstrații sub formă de trucuri ale proprietăților unui magnet pentru preșcolari. Și rar se gândește cineva la câți magneți ne înconjoară în viața de zi cu zi. Sunt zeci de ele în orice apartament. Un magnet este prezent în fiecare difuzor, casetofon, aparat de ras electric și ceas. Chiar și un borcan cu cuie este așa.

Ce altceva?

Noi oamenii nu facem excepție. Datorită biocurenților care curg în corp, există un model invizibil al liniilor sale electrice în jurul nostru. Planeta Pământ este un magnet imens. Și și mai grandioasă este bila de plasmă a soarelui. Dimensiunile galaxiilor și nebuloaselor, de neînțeles pentru mintea umană, permit rareori ideea că toate acestea sunt și magneți.

Știința modernă necesită crearea de noi magneți mari și super-puternici, ale căror domenii de aplicare sunt legate de fuziunea termonucleară, generarea de energie electrică, accelerarea particulelor încărcate în sincrotroni și recuperarea navelor scufundate. Crearea unui câmp foarte puternic folosind este una dintre sarcinile fizicii moderne.

Să clarificăm conceptele

Un câmp magnetic este o forță care acționează asupra corpurilor încărcate care sunt în mișcare. „Nu funcționează” cu obiecte staționare (sau cele fără sarcină) și servește ca una dintre formele câmpului electromagnetic, care există ca un concept mai general.

Dacă corpurile pot crea un câmp magnetic în jurul lor și ei înșiși experimentează forța influenței sale, ei se numesc magneți. Adică aceste obiecte sunt magnetizate (au momentul corespunzător).

Diferitele materiale reacţionează diferit la câmpurile externe. Cei care îi slăbesc acțiunea intern se numesc paramagneți, iar cei care o întăresc se numesc diamagnetici. Anumite materiale au proprietatea de a-și amplifica câmpul magnetic extern de o mie de ori. Aceștia sunt feromagneți (cobalt, nichel cu fier, gadoliniu, precum și compuși și aliaje ale metalelor menționate). Aceia dintre ei care, atunci când sunt expuși la un câmp extern puternic, dobândesc ei înșiși proprietăți magnetice se numesc magnetic dur. Alții, capabili să se comporte ca niște magneți doar sub influența directă a câmpului și încetând să mai fie așa atunci când acesta dispare, sunt magnetici moale.

Un pic de istorie

Oamenii au studiat proprietățile magneților permanenți din vremuri foarte, foarte străvechi. Ele sunt menționate în lucrările oamenilor de știință Grecia anticăîncă din anul 600 î.Hr. Magneții naturali (care apar în mod natural) pot fi găsiți în depozitele de minereu magnetic. Cel mai faimos dintre magneții naturali mari se păstrează la Universitatea din Tartu. Cântărește 13 kilograme, iar sarcina care poate fi ridicată cu ajutorul ei este de 40 kg.

Omenirea a învățat să creeze magneți artificiali folosind diferiți feromagneți. Valoarea celor sub formă de pulbere (din cobalt, fier etc.) constă în capacitatea de a susține o încărcătură care cântărește de 5000 de ori greutatea proprie. Exemplarele artificiale pot fi permanente (obținute din sau electromagneți având un miez, al cărui material este fier magnetic moale. Câmpul de tensiune din ele apare din cauza trecerii curentului electric prin firele înfășurării, care înconjoară miezul.

Prima carte serioasă care conține încercări cercetare științifică proprietățile unui magnet - lucrarea medicului londonez Gilbert, publicată în 1600. Această lucrare conține întregul set de informații disponibile la acea vreme cu privire la magnetism și electricitate, precum și experimentele autorului.

Omul încearcă să adapteze oricare dintre fenomenele existente la viața practică. Desigur, magnetul nu a făcut excepție.

Cum se folosesc magneții?

Ce proprietăți ale magneților a adoptat umanitatea? Domeniul său de aplicare este atât de larg încât avem posibilitatea de a atinge doar pe scurt principalele, cele mai faimoase dispozitive și domenii de aplicare ale acestui minunat articol.

O busolă este un dispozitiv binecunoscut pentru determinarea direcțiilor pe sol. Datorită acesteia, sunt stabilite rute pentru avioane și nave, transport terestre și trafic pietonal. Aceste instrumente pot fi magnetice (de tip pointer), folosite de turiști și topografi, sau nemagnetice (radio și hidrobusole).

Primele busole au fost realizate în secolul al XI-lea și au fost folosite în navigație. Acțiunea lor se bazează pe rotația liberă în plan orizontal a unui ac lung din material magnetic, echilibrat pe o axă. Un capăt al ei este întotdeauna orientat spre sud, celălalt spre nord. În acest fel, puteți afla întotdeauna cu exactitate principalele direcții privind punctele cardinale.

Zonele principale

Domeniile în care proprietățile magneților și-au găsit aplicația principală sunt ingineria radio și electrică, fabricarea instrumentelor, automatizarea și telemecanica. Din el se realizează relee, circuite magnetice etc.. În 1820, s-a descoperit proprietatea unui conductor cu curent de a influența acul unui magnet, forțându-l să se rotească. În același timp, s-a făcut o altă descoperire - o pereche de conductori paraleli, prin care trece un curent de aceeași direcție, au proprietatea de atracție reciprocă.

Datorită acestui fapt, s-a făcut o presupunere cu privire la motivul proprietăților magnetului. Toate astfel de fenomene apar în legătură cu curenții, inclusiv cu cei care circulă în interior materiale magnetice. Ideile moderne din știință coincid complet cu această presupunere.

Despre motoare și generatoare

Pe baza acestuia, au fost create multe varietăți de motoare electrice și generatoare electrice, adică mașini de tip rotativ, al căror principiu de funcționare se bazează pe conversia energiei mecanice în energie electrică (vorbim despre generatoare) sau electrică. energie în energie mecanică (vorbim despre motoare). Orice generator funcționează pe principiu inductie electromagnetica, adică EMF (forța electromotoare) apare într-un fir care se mișcă într-un câmp magnetic. Un motor electric funcționează pe baza fenomenului de forță care apare într-un fir purtător de curent plasat într-un câmp transversal.

Folosind forța de interacțiune a câmpului cu curentul care trece prin spirele de înfășurare ale părților lor mobile, funcționează dispozitive numite magnetoelectrice. Un contor de electricitate cu inducție acționează ca un nou motor electric puternic de curent alternativ cu două înfășurări. Un disc conductor situat între înfășurări este supus rotației unui cuplu a cărui forță este proporțională cu puterea consumată.

Dar în viața de zi cu zi?

Echipat cu o baterie miniaturala, electrica ceas de mână familiar tuturor. Datorită utilizării unei perechi de magneți, a unei perechi de inductori și a unui tranzistor, designul acestora este mult mai simplu în ceea ce privește numărul de piese disponibile decât cel al unui ceas mecanic.

Încuietori de tip electromagnetic sau încuietori cu cilindru echipate cu elemente magnetice sunt din ce în ce mai utilizate. Atât cheia, cât și încuietoarea sunt echipate cu un cadran combinat. Când cheia corectă este introdusă în orificiul de blocare, acestea sunt atrase în poziția dorită. elemente interneîncuietoare magnetică care permite deschiderea acestuia.

Acțiunea magneților stă la baza proiectării dinamometrelor și galvanometrelor (un dispozitiv foarte sensibil cu care se măsoară curenții slabi). Proprietățile magneților sunt utilizate în producția de abrazivi. Acesta este numele dat particulelor ascuțite, mici și foarte dure care sunt necesare pentru prelucrarea mecanică (slefuire, lustruire, răzuire) a unei game largi de obiecte și materiale. În timpul producției lor, ferosiliciul necesar ca parte a amestecului se depune parțial pe fundul cuptoarelor și este parțial introdus în compoziția abrazivului. Sunt necesari magneți pentru a-l scoate de acolo.

Știință și comunicare

Datorită proprietăților magnetice ale substanțelor, știința are posibilitatea de a studia structura celor mai multe corpuri diferite. Nu putem aminti decât de magnetochimie sau (o metodă de depistare a defectelor prin studierea distorsiunii câmpului magnetic în anumite zone ale produselor).

De asemenea, sunt utilizați în producția de echipamente cu frecvență ultra-înaltă, sisteme de comunicații radio (în scopuri militare și pe linii comerciale), în timpul tratamentului termic, atât acasă, cât și în Industria alimentară produse (toată lumea este familiarizată cuptorul cu microunde). Este aproape imposibil, în cadrul unui articol, să enumerați toate acele dispozitive tehnice extrem de complexe și domenii de aplicare în care sunt utilizate astăzi proprietățile magnetice ale substanțelor.

Camp medical

Domeniul diagnosticului și terapiei medicale nu a făcut excepție. Datorită generării radiații cu raze X Acceleratoarele liniare electronice efectuează terapia tumorală; fasciculele de protoni sunt generate în ciclotroni sau sincrotroni, care au avantaje față de razele X în direcționalitate locală și eficiență crescută în tratamentul tumorilor oculare și cerebrale.

În ceea ce privește știința biologică, chiar înainte de mijlocul secolului trecut, funcțiile vitale ale corpului nu erau în niciun fel legate de existența câmpurilor magnetice. Literatura științifică a fost ocazional completată cu rapoarte izolate despre unul sau altul dintre efectele lor medicale. Dar din anii '60, publicațiile despre proprietățile biologice ale magneților au curs într-o avalanșă.

Înainte și acum

Cu toate acestea, încercările de a trata oamenii cu ea au fost făcute de alchimiști încă din secolul al XVI-lea. Au existat multe încercări reușite de a vindeca durerile de dinți, tulburări nervoase, insomnie și multe probleme organe interne. Se pare că magnetul și-a găsit utilizarea în medicină cel târziu în navigație.

În ultima jumătate de secol, brățările magnetice au fost utilizate pe scară largă, populare în rândul pacienților cu hipertensiune arterială. Oamenii de știință au crezut serios în capacitatea unui magnet de a crește rezistența corpului uman. Folosind dispozitive electromagnetice, ei au învățat să măsoare viteza fluxului sanguin, să preleveze probe sau să administreze medicamentele necesare din capsule.

Un magnet este folosit pentru a îndepărta particulele mici de metal care intră în ochi. Munca senzorilor electrici se bazează pe acțiunea sa (oricare dintre noi este familiarizat cu procedura de efectuare a electrocardiogramei). În zilele noastre, colaborarea fizicienilor cu biologii pentru a studia mecanismele profunde ale influenței câmpului magnetic asupra corpului uman devine din ce în ce mai strânsă și necesară.

Magnet de neodim: proprietăți și aplicații

Se consideră că magneții de neodim au cel mai mare impact asupra sănătății umane. Ele constau din neodim, fier și bor. Formula chimica al lor este NdFeB. Principalul avantaj al unui astfel de magnet este impactul puternic al câmpului său la o dimensiune relativ mică. Astfel, greutatea unui magnet cu o forță de 200 gauss este de aproximativ 1 g. Pentru comparație, un magnet de fier de putere egală are o greutate de aproximativ 10 ori mai mare.

Un alt avantaj indubitabil al magneților menționați este stabilitatea lor bună și capacitatea de a păstra calitățile necesare timp de sute de ani. Pe parcursul unui secol, un magnet își pierde proprietățile cu doar 1%.

Cum anume sunt tratați cu un magnet de neodim?

Cu ajutorul acestuia, îmbunătățesc circulația sângelui, stabilizează tensiunea arterială și luptă împotriva migrenelor.

Proprietățile magneților de neodim au început să fie utilizate pentru tratament în urmă cu aproximativ 2000 de ani. Mențiuni despre acest tip de terapie se găsesc în manuscrise China antică. Au fost apoi tratați prin aplicarea de pietre magnetizate pe corpul uman.

Terapia a existat și sub forma atașării lor de corp. Legenda susține că Cleopatra și-a datorat sănătatea excelentă și frumusețea nepământeană purtării în mod constant a unui bandaj magnetic pe cap. În secolul al X-lea, oamenii de știință persani au descris în detaliu efectele benefice ale proprietăților magneților de neodim asupra corpului uman în cazul eliminării inflamației și spasmelor musculare. Pe baza dovezilor care au supraviețuit din acea perioadă, se poate judeca utilizarea lor pentru a crește forța musculară, rezistența oaselor și pentru a reduce durerile articulare.

Din toate bolile...

Dovezile eficacității acestui efect au fost publicate în 1530 de celebrul doctor elvețian Paracelsus. În scrierile sale, medicul a descris proprietățile magice ale unui magnet care poate stimula puterile corpului și poate provoca autovindecare. Un număr mare de boli în acele zile au început să fie depășite cu ajutorul unui magnet.

Automedicația cu acest remediu a devenit larg răspândită în Statele Unite. anii postbelici(1861-1865), când a existat un deficit categoric de medicamente. A fost folosit atât ca medicament, cât și ca analgezic.

Din secolul al XX-lea proprietăți medicinale a primit un magnet baza stiintifica. În 1976, medicul japonez Nikagawa a introdus conceptul de sindrom de deficiență a câmpului magnetic. Cercetările au stabilit exact simptomele sale. Acestea constau în slăbiciune, oboseală, scăderea performanței și tulburări de somn. Există, de asemenea, migrene, dureri articulare și coloanei vertebrale, probleme digestive și sistemele cardiovasculare sub formă de hipotensiune sau hipertensiune arterială. Sindromul vizează atât domeniul ginecologiei, cât și al modificărilor cutanate. Utilizarea terapiei magnetice poate normaliza cu succes aceste condiții.

Știința nu stă pe loc

Oamenii de știință continuă să experimenteze cu câmpuri magnetice. Experimentele sunt efectuate atât pe animale și păsări, cât și pe bacterii. Condițiile slabe ale câmpului magnetic reduc succesul procesele metabolice la păsările și șoarecii experimentali, bacteriile încetează brusc să se reproducă. Cu deficit prelungit de câmp, țesuturile vii suferă modificări ireversibile.

Este de a combate toate astfel de fenomene și numeroasele cauzate de ele consecințe negative Terapia magnetică ca atare este utilizată. Se pare că în prezent totul caracteristici benefice magneții nu au fost încă studiați în mod adecvat. Medicii au în față multe descoperiri interesante și noi dezvoltări.