Čo sa nazýva magnetické pole. Magnetické pole a elektromagnetizmus

Magnetické pole- je to hmotné médium, prostredníctvom ktorého sa uskutočňuje interakcia medzi vodičmi s prúdom alebo pohyblivými nábojmi.

Vlastnosti magnetického poľa:

Charakteristiky magnetického poľa:

Na štúdium magnetického poľa sa používa testovací obvod s prúdom. Je malý a prúd v ňom je oveľa menší ako prúd vo vodiči, ktorý vytvára magnetické pole. Na opačných stranách obvodu s prúdom zo strany magnetického poľa pôsobia sily rovnakej veľkosti, ale smerujúce v opačných smeroch, pretože smer sily závisí od smeru prúdu. Body pôsobenia týchto síl neležia na jednej priamke. Takéto sily sú tzv pár síl. V dôsledku pôsobenia dvojice síl sa obrys nemôže pohybovať dopredu, otáča sa okolo svojej osi. Charakteristický je rotačný účinok krútiaci moment.

, kde l–rameno dvojice síl(vzdialenosť medzi bodmi pôsobenia síl).

So zvýšením prúdu v testovacom obvode alebo oblasti obvodu sa moment dvojice síl úmerne zvýši. Pomer maximálneho momentu síl pôsobiacich na prúdový obvod k veľkosti prúdu v obvode a ploche obvodu je konštantná hodnota pre daný bod poľa. Volá sa magnetická indukcia.

, kde
-magnetický moment obvody s prúdom.

jednotka merania magnetická indukcia - Tesla [T].

Magnetický moment obvodu- vektorová veličina, ktorej smer závisí od smeru prúdu v obvode a je určený Pravidlo pravej skrutky: zatnite pravú ruku v päsť, potom nasmerujte štyri prsty v smere prúdu v obvode palec bude indikovať smer vektora magnetického momentu. Vektor magnetického momentu je vždy kolmý na rovinu obrysu.

Za smer vektora magnetickej indukcie prevziať smer vektora magnetického momentu obvodu orientovaného v magnetickom poli.

Čiara magnetickej indukcie- priamka, ktorej dotyčnica sa v každom bode zhoduje so smerom vektora magnetickej indukcie. Čiary magnetickej indukcie sú vždy uzavreté, nikdy sa nepretínajú. Čiary magnetickej indukcie priameho vodiča s prúdom majú tvar kruhov umiestnených v rovine kolmej na vodič. Smer čiar magnetickej indukcie je určený pravidlom pravej skrutky. Čiary magnetickej indukcie kruhového prúdu(cievka s prúdom) majú tiež tvar kruhov. Každý prvok cievky je dlhý
možno si predstaviť ako priamy vodič, ktorý vytvára vlastné magnetické pole. Pre magnetické polia je splnený princíp superpozície (nezávislého sčítania). Celkový vektor magnetickej indukcie kruhového prúdu sa určí ako výsledok sčítania týchto polí v strede cievky podľa pravidla pravej skrutky.

Ak sú veľkosť a smer vektora magnetickej indukcie rovnaké v každom bode priestoru, potom sa magnetické pole nazýva homogénne. Ak sa veľkosť a smer vektora magnetickej indukcie v každom bode časom nemenia, potom sa takéto pole nazýva trvalé.

Hodnota magnetická indukcia v ktoromkoľvek bode poľa je priamo úmerná sile prúdu vo vodiči, ktorý vytvára pole, je nepriamo úmerná vzdialenosti od vodiča k danému bodu poľa, závisí od vlastností média a tvaru vodič, ktorý vytvára pole.

, kde
ON 2; H/m je magnetická konštanta vákua,

-relatívna magnetická permeabilita média,

-absolútna magnetická permeabilita média.

V závislosti od veľkosti magnetickej permeability sú všetky látky rozdelené do troch tried:

So zvyšovaním absolútnej permeability prostredia rastie aj magnetická indukcia v danom bode poľa. Pomer magnetickej indukcie k absolútnej magnetickej permeabilite prostredia je konštantná hodnota pre daný bod poly, e je tzv. napätie.

.

Vektory napätia a magnetickej indukcie sa v smere zhodujú. Sila magnetického poľa nezávisí od vlastností média.

Výkon zosilňovača- sila, ktorou magnetické pole pôsobí na vodič s prúdom.

Kde l- dĺžka vodiča, - uhol medzi vektorom magnetickej indukcie a smerom prúdu.

Smer ampérovej sily je určený pravidlo ľavej ruky: ľavá ruka umiestnené tak, aby zložka vektora magnetickej indukcie, kolmá na vodič, vchádzala do dlane, nasmerujte štyri vystreté prsty pozdĺž prúdu, potom palec ohnutý o 90 0 bude ukazovať smer ampérovej sily.

Výsledkom pôsobenia Ampérovej sily je pohyb vodiča v danom smere.

E ak = 90 0 , potom F=max, ak = 0 0, potom F = 0.

Lorentzova sila- sila magnetického poľa na pohybujúci sa náboj.

, kde q je náboj, v je rýchlosť jeho pohybu, - uhol medzi vektormi napätia a rýchlosti.

Lorentzova sila je vždy kolmá na vektory magnetickej indukcie a rýchlosti. Smer je určený podľa pravidlo ľavej ruky(prsty - na pohyb kladného náboja). Ak je smer rýchlosti častice kolmý na čiary magnetickej indukcie rovnomerného magnetického poľa, častica sa pohybuje po kruhu bez zmeny kinetickej energie.

Keďže smer Lorentzovej sily závisí od znamienka náboja, používa sa na oddelenie nábojov.

magnetický tok- hodnota rovnajúca sa počtu čiar magnetickej indukcie, ktoré prechádzajú akoukoľvek oblasťou umiestnenou kolmo na čiary magnetickej indukcie.

, kde - uhol medzi magnetickou indukciou a normálou (kolmou) k ploche S.

jednotka merania– Weber [Wb].

Metódy merania magnetického toku:

Zmena orientácie miesta v magnetickom poli (zmena uhla)

Zmena oblasti obrysu umiestneného v magnetickom poli

Zmena sily prúdu, ktorý vytvára magnetické pole

Zmena vzdialenosti obrysu od zdroja magnetického poľa

Zmena magnetických vlastností média.

F Araday zaznamenal elektrický prúd v obvode, ktorý neobsahoval zdroj, ale nachádzal sa vedľa iného obvodu obsahujúceho zdroj. Prúd v primárnom obvode navyše vznikol v nasledujúcich prípadoch: pri akejkoľvek zmene prúdu v obvode A, pri relatívnom pohybe obvodov, pri zavedení železnej tyče do obvodu A, pri pohybe permanentného magnetu vzhľadom na okruh B. Usmernený pohyb voľných nábojov (prúdu) nastáva iba v elektrickom poli. To znamená, že meniace sa magnetické pole vytvára elektrické pole, ktoré uvádza do pohybu voľné náboje vodiča. Toto elektrické pole sa nazýva vyvolané alebo víriť.

Rozdiely medzi vírivým elektrickým poľom a elektrostatickým poľom:

Zdrojom vírového poľa je meniace sa magnetické pole.

Čiary sily vírového poľa sú uzavreté.

Práca vykonaná týmto poľom na pohyb náboja pozdĺž uzavretého okruhu sa nerovná nule.

Energetická charakteristika vírového poľa nie je potenciál, ale EMF indukcia- hodnota rovnajúca sa práci vonkajších síl (silám neelektrostatického pôvodu) pri pohybe jednotky náboja po uzavretom okruhu.

.Merané vo voltoch[V].

Vírivé elektrické pole vzniká pri akejkoľvek zmene magnetického poľa bez ohľadu na to, či existuje alebo nie je vodivá uzavretá slučka. Obrys umožňuje detekovať iba vírivé elektrické pole.

Elektromagnetická indukcia- toto je výskyt EMF indukcie v uzavretom okruhu s akoukoľvek zmenou magnetického toku cez jeho povrch.

EMF indukcie v uzavretom okruhu generuje indukčný prúd.

.

Smer indukčného prúdu určený Lenzove pravidlo: indukčný prúd má taký smer, že ním vytvorené magnetické pole pôsobí proti akejkoľvek zmene magnetického toku, ktorý generoval tento prúd.

Faradayov zákon pre elektromagnetickú indukciu: EMF indukcie v uzavretej slučke je priamo úmerná rýchlosti zmeny magnetického toku cez povrch ohraničený slučkou.

T dobre foucault- vírivé indukčné prúdy, ktoré sa vyskytujú vo veľkých vodičoch umiestnených v meniacom sa magnetickom poli. Odpor takéhoto vodiča je malý, pretože má veľký prierez S, takže Foucaultove prúdy môžu byť veľké, v dôsledku čoho sa vodič zahrieva.

samoindukcia- toto je výskyt EMF indukcie vo vodiči, keď sa mení sila prúdu v ňom.

Vodič s prúdom vytvára magnetické pole. Magnetická indukcia závisí od sily prúdu, preto vlastný magnetický tok závisí aj od sily prúdu.

, kde L je koeficient proporcionality, indukčnosť.

jednotka merania indukčnosť - Henry [H].

Indukčnosť vodič závisí od jeho veľkosti, tvaru a magnetickej permeability média.

Indukčnosť rastie s dĺžkou vodiča, indukčnosť cievky je väčšia ako indukčnosť rovného vodiča rovnakej dĺžky, indukčnosť cievky (vodič s veľkým počtom závitov) je väčšia ako indukčnosť jedného závitu. , indukčnosť cievky sa zvýši, ak sa do nej vloží železná tyč.

Faradayov zákon pre samoindukciu:
.

Samoindukcia EMF priamo úmerné rýchlosti zmeny prúdu.

Samoindukcia EMF generuje samoindukčný prúd, ktorý vždy zabráni akejkoľvek zmene prúdu v obvode, to znamená, že ak sa prúd zvýši, samoindukčný prúd smeruje opačným smerom, keď sa prúd v obvode zníži, samoindukcia indukčný prúd smeruje rovnakým smerom. Čím väčšia je indukčnosť cievky, tým väčšia je v nej EMF vlastnej indukčnosti.

Energia magnetického poľa sa rovná práci, ktorú prúd vykoná na prekonanie samoindukčného EMF počas doby, kým sa prúd nezvýši z nuly na maximálnu hodnotu.

.

Elektromagnetické vibrácie- ide o periodické zmeny náboja, sily prúdu a všetkých charakteristík elektrických a magnetických polí.

Elektrický oscilačný systém(oscilačný obvod) pozostáva z kondenzátora a tlmivky.

Podmienky pre vznik vibrácií:

Systém musí byť vyvedený z rovnováhy; na tento účel sa kondenzátoru udelí náboj. Energia elektrického poľa nabitého kondenzátora:

.

Systém sa musí vrátiť do rovnovážneho stavu. Vplyvom elektrického poľa náboj prechádza z jednej dosky kondenzátora na druhú, to znamená, že v obvode vzniká elektrický prúd, ktorý preteká cievkou. So zvýšením prúdu v induktore vzniká EMF samoindukcie, samoindukčný prúd smeruje opačným smerom. Keď sa prúd v cievke zníži, samoindukčný prúd smeruje rovnakým smerom. Samoindukčný prúd má teda tendenciu vrátiť systém do rovnovážneho stavu.

Elektrický odpor obvodu musí byť malý.

Ideálny oscilačný obvod nemá odpor. Oscilácie v ňom sú tzv zadarmo.

Pre každý elektrický obvod je splnený Ohmov zákon, podľa ktorého sa EMF pôsobiace v obvode rovná súčtu napätí vo všetkých častiach obvodu. V oscilačnom obvode nie je zdroj prúdu, ale v induktore vzniká samoindukčné EMF, ktoré sa rovná napätiu na kondenzátore.

Záver: náboj kondenzátora sa mení podľa harmonického zákona.

Napätie kondenzátora:
.

Slučkový prúd:
.

Hodnota
- amplitúda sily prúdu.

Rozdiel oproti spoplatneniu
.

Obdobie voľných kmitov v obvode:

Energia elektrického poľa kondenzátora:

Energia magnetického poľa cievky:

Energie elektrického a magnetického poľa sa menia podľa harmonického zákona, ale fázy ich kmitov sú rôzne: keď je energia elektrického poľa maximálna, energia magnetického poľa je nulová.

Celková energia oscilačného systému:
.

V ideálny obrys celková energia sa nemení.

V procese oscilácií sa energia elektrického poľa úplne premení na energiu magnetického poľa a naopak. To znamená, že energia v každom časovom okamihu sa rovná buď maximálnej energii elektrického poľa, alebo maximálnej energii magnetického poľa.

Skutočný oscilačný obvod obsahuje odpor. Oscilácie v ňom sú tzv blednutiu.

Ohmov zákon má formu:

Ak je tlmenie malé (druhá mocnina frekvencie vlastných kmitov je oveľa väčšia ako druhá mocnina koeficientu tlmenia), logaritmické tlmenie sa zníži:

So silným tlmením (druhá mocnina frekvencie vlastnej oscilácie je menšia ako druhá mocnina koeficientu oscilácie):

Táto rovnica popisuje proces vybíjania kondenzátora cez odpor. Pri absencii indukčnosti nedochádza k osciláciám. Podľa tohto zákona sa mení aj napätie na doskách kondenzátora.

celková energia v skutočnom obvode klesá, pretože pri prechode prúdu sa na odpore R uvoľňuje teplo.

proces prechodu je proces, ktorý sa vyskytuje v elektrické obvody pri prechode z jedného režimu prevádzky na druhý. Predpokladaný čas ( ), počas ktorej sa parameter charakterizujúci prechodový proces zmení v e-krát.

Pre obvod s kondenzátorom a odporom:
.

Maxwellova teória elektromagnetického poľa:

1 pozícia:

Akékoľvek striedavé elektrické pole vytvára vírivé magnetické pole. Striedavé elektrické pole nazval Maxwell posuvný prúd, pretože ako obyčajný prúd indukuje magnetické pole.

Na detekciu posuvného prúdu sa berie do úvahy prechod prúdu systémom, ktorý obsahuje kondenzátor s dielektrikom.

Hustota predpätia prúdu:
. Prúdová hustota smeruje v smere zmeny intenzity.

Maxwellova prvá rovnica:
- vírové magnetické pole je generované vodivými prúdmi (pohybujúce sa elektrické náboje) a posuvnými prúdmi (striedavé elektrické pole E).

2 pozície:

Akékoľvek striedavé magnetické pole generuje vírivé elektrické pole – základný zákon elektromagnetickej indukcie.

Maxwellova druhá rovnica:
- dáva do súvisu rýchlosť zmeny magnetického toku cez ktorýkoľvek povrch a cirkuláciu vektora intenzity elektrického poľa, ktorý v tomto prípade vzniká.

Akýkoľvek vodič s prúdom vytvára magnetické pole v priestore. Ak je prúd konštantný (v priebehu času sa nemení), potom je konštantné aj súvisiace magnetické pole. Meniaci sa prúd vytvára meniace sa magnetické pole. Vo vnútri vodiča s prúdom je elektrické pole. Preto meniace sa elektrické pole vytvára meniace sa magnetické pole.

Magnetické pole je vírové, pretože čiary magnetickej indukcie sú vždy uzavreté. Veľkosť intenzity magnetického poľa H je úmerná rýchlosti zmeny intenzity elektrického poľa . Smer vektora magnetického poľa spojené so zmenou intenzity elektrického poľa pravidlo pravej skrutky: pravú ruku zaťať v päsť, palec nasmerovať v smere zmeny intenzity elektrického poľa, potom ohnuté 4 prsty naznačia smer čiar intenzity magnetického poľa.

Akékoľvek meniace sa magnetické pole vytvára vírivé elektrické pole, ktorých siločiary sú uzavreté a umiestnené v rovine kolmej na intenzitu magnetického poľa.

Veľkosť intenzity E vírivého elektrického poľa závisí od rýchlosti zmeny magnetického poľa . Smer vektora E súvisí so smerom zmeny magnetického poľa H pravidlom ľavej skrutky: zaťať ľavú ruku v päsť, palec nasmerovať v smere zmeny magnetického poľa, pokrčený štyri prsty budú ukazovať smer čiar vírivého elektrického poľa.

Súbor vírivých elektrických a magnetických polí navzájom prepojených predstavuje elektromagnetického poľa. Elektromagnetické pole nezostáva v mieste vzniku, ale šíri sa priestorom vo forme priečnej elektromagnetickej vlny.

elektromagnetická vlna- toto je rozloženie vírivých elektrických a magnetických polí v priestore navzájom spojených.

Podmienka vzniku elektromagnetickej vlny- pohyb náboja so zrýchlením.

Rovnica elektromagnetických vĺn:

- cyklická frekvencia elektromagnetických kmitov

t je čas od začiatku kmitov

l je vzdialenosť od zdroja vlny k danému bodu v priestore

- rýchlosť šírenia vĺn

Čas, ktorý potrebuje vlna na cestu od zdroja do daného bodu.

Vektory E a H v elektromagnetickej vlne sú kolmé na seba a na rýchlosť šírenia vlny.

Zdroj elektromagnetických vĺn- vodiče, ktorými pretekajú rýchle striedavé prúdy (makroemitory), ako aj excitované atómy a molekuly (mikroemitory). Čím vyššia je frekvencia kmitov, tým lepšie vyžarujú v priestore elektromagnetické vlny.

Vlastnosti elektromagnetických vĺn:

Všetky elektromagnetické vlny priečne

V homogénnom prostredí elektromagnetické vlny šíriť konštantnou rýchlosťou, ktorá závisí od vlastností prostredia:

- relatívna permitivita prostredia

je vákuová dielektrická konštanta,
F/m, Cl2/nm2

- relatívna magnetická permeabilita média

- vákuová magnetická konštanta,
ON 2; H/m

Elektromagnetické vlny odrážané od prekážok, absorbované, rozptýlené, lámané, polarizované, difraktované, rušené.

Objemová hustota energieelektromagnetického poľa je súčet objemových hustôt energie elektrického a magnetického poľa:

Hustota toku energie vĺn - intenzita vĺn:

-Umov-Poyntingov vektor.

Všetky elektromagnetické vlny sú usporiadané v sérii frekvencií alebo vlnových dĺžok (
). Tento riadok je stupnica elektromagnetických vĺn.

Nízkofrekvenčné vibrácie. 0 - 104 Hz. Získané z generátorov. Nevyžarujú dobre.

rádiové vlny. 104 - 1013 Hz. Vyžarované pevnými vodičmi, ktorými prechádzajú rýchlo striedavé prúdy.

Infra červená radiácia- vlny vyžarované všetkými telesami pri teplotách nad 0 K, v dôsledku vnútroatómových a vnútromolekulárnych procesov.

viditeľné svetlo- vlny pôsobiace na oko spôsobujúce zrakový vnem. 380-760 nm

Ultrafialové žiarenie. 10 - 380 nm. Viditeľné svetlo a UV žiarenie vznikajú pri zmene pohybu elektrónov vo vonkajších obaloch atómu.

röntgenové žiarenie. 80-10-5 nm. Vyskytuje sa pri zmene pohybu elektrónov vnútorné škrupiny atóm.

Gama žiarenie. Vzniká pri rozpade atómových jadier.

Magnetické pole je záležitosť, ktorá vzniká okolo zdrojov elektrický prúd a tiež okolo permanentné magnety. Vo vesmíre sa magnetické pole zobrazuje ako kombinácia síl, ktoré môžu pôsobiť na zmagnetizované telesá. Toto pôsobenie sa vysvetľuje prítomnosťou hnacích výbojov na molekulárnej úrovni.

Magnetické pole sa tvorí iba okolo elektrických nábojov, ktoré sú v pohybe. Preto sú magnetické a elektrické polia integrálne a tvoria spolu elektromagnetického poľa. Zložky magnetického poľa sú vzájomne prepojené a navzájom na seba pôsobia, pričom menia svoje vlastnosti.

Vlastnosti magnetického poľa:
1. Magnetické pole vzniká pod vplyvom hnacích nábojov elektrického prúdu.
2. V ľubovoľnom bode je magnetické pole charakterizované vektorom fyzikálne množstvo oprávnený magnetická indukcia, čo je silová charakteristika magnetického poľa.
3. Magnetické pole môže ovplyvňovať iba magnety, vodivé vodiče a pohybujúce sa náboje.
4. Magnetické pole môže byť konštantného a premenlivého typu
5. Magnetické pole merajú iba špeciálne prístroje a ľudské zmysly ho nedokážu vnímať.
6. Magnetické pole je elektrodynamické, keďže vzniká len pri pohybe nabitých častíc a ovplyvňuje len náboje, ktoré sú v pohybe.
7. Nabité častice sa pohybujú po kolmej trajektórii.

Veľkosť magnetického poľa závisí od rýchlosti zmeny magnetického poľa. V súlade s tým existujú dva typy magnetického poľa: dynamické magnetické pole a gravitačné magnetické pole. Gravitačné magnetické pole vzniká len v blízkosti elementárnych častíc a vzniká v závislosti od štruktúrnych vlastností týchto častíc.

Magnetický moment vzniká, keď magnetické pole pôsobí na vodivú kostru. Inými slovami, magnetický moment je vektor, ktorý sa nachádza na priamke, ktorá prebieha kolmo na rám.

Magnetické pole je možné znázorniť graficky pomocou magnetických siločiary. Tieto čiary sú nakreslené v takom smere, že smer síl poľa sa zhoduje so smerom samotnej siločiary. Magnetické siločiary sú súvislé a zároveň uzavreté.

Smer magnetického poľa sa určuje pomocou magnetickej ihly. Siločiary tiež určujú polaritu magnetu, koniec s výstupom siločiar je severný pól a koniec so vstupom týchto čiar je južný pól.

Je veľmi vhodné vizuálne posúdiť magnetické pole pomocou bežných železných pilín a kusu papiera.
Ak položíme list papiera na permanentný magnet a navrch posypeme pilinami, častice železa sa zoradia podľa magnetických siločiar.

Smer siločiar pre vodiča je pohodlne určený slávnym gimlet pravidlo alebo pravidlo pravej ruky. Ak chytíme vodič rukou tak, že palec sa pozerá v smere prúdu (od mínus do plus), tak nám zvyšné 4 prsty ukážu smer magnetických siločiar.

A smer Lorentzovej sily - sila, ktorou magnetické pole pôsobí na nabitú časticu alebo vodič s prúdom, podľa pravidlo ľavej ruky.
Ak umiestnime ľavú ruku do magnetického poľa tak, že sa 4 prsty pozerajú v smere prúdu vo vodiči a siločiary vstupujú do dlane, palec bude ukazovať smer Lorentzovej sily, ktorá pôsobí na vodič umiestnený v magnetickom poli.

To je asi tak všetko. Akékoľvek otázky sa určite opýtajte v komentároch.

Stanovenie magnetického poľa. Jeho zdroje

Definícia

Magnetické pole je jednou z foriem elektromagnetického poľa, ktoré pôsobí iba na pohybujúce sa telesá, ktoré majú elektrický náboj alebo zmagnetizované telesá, bez ohľadu na ich pohyb.

Zdrojmi tohto poľa sú jednosmerné elektrické prúdy, pohybujúce sa elektrické náboje (telesá a častice), zmagnetizované telesá, striedavé elektrické polia. Zdrojom konštantného magnetického poľa sú jednosmerné prúdy.

Vlastnosti magnetického poľa

V čase, keď sa štúdium magnetických javov len začalo, výskumníci venovali osobitnú pozornosť existencii pólov v magnetizovaných tyčiach. V nich magnetické vlastnosti boli obzvlášť výrazné. Bolo jasne vidieť, že póly magnetu sú odlišné. Opačné póly sa priťahujú a podobne ako póly odpudzujú. Hilbert vyjadril myšlienku existencie „magnetických nábojov“. Tieto reprezentácie boli podporované a vyvinuté Coulombom. Na základe Coulombových pokusov sa silová charakteristika magnetického poľa stala silou, ktorou magnetické pole pôsobí na magnetický náboj rovný jednotke. Coulomb upozornil na podstatné rozdiely medzi javmi v elektrine a magnetizme. Rozdiel sa prejavuje už v tom, že elektrické náboje sa dajú rozdeliť a dostať telesá s prebytkom kladných resp záporný náboj, pričom je nemožné oddeliť severný a južný pól magnetu a získať teleso len s jedným pólom. Z nemožnosti rozdeliť magnet na výlučne "severné" alebo "južné" Coulomb rozhodol, že tieto dva typy nábojov sú neoddeliteľné v každom elementárna častica magnetizačné činidlo. Tak sa zistilo, že každá častica hmoty - atóm, molekula alebo ich skupina - je niečo ako mikromagnet s dvoma pólmi. Magnetizácia tela je v tomto prípade proces orientácie jeho elementárnych magnetov pod vplyvom vonkajšieho magnetického poľa (analogicky ako pri polarizácii dielektrík).

Interakcia prúdov sa realizuje pomocou magnetických polí. Oersted zistil, že magnetické pole je excitované prúdom a má orientačný účinok na magnetickú ihlu. Oerstedov vodič s prúdom sa nachádzal nad magnetickou ihlou, ktorá sa mohla otáčať. Keď prúd pretekal vodičom, šípka sa otočila kolmo na drôt. Zmena smeru prúdu spôsobila preorientovanie šípky. Z Oerstedovho experimentu vyplynulo, že magnetické pole má smer a musí byť charakterizované vektorovou veličinou. Táto veličina sa nazývala magnetická indukcia a bola označená: $\overrightarrow(B).$ $\overrightarrow(B)$ je podobná vektoru intenzity pre elektrické pole ($\overrightarrow(E)$). Analógom vektora posunutia $\overrightarrow(D)\$ pre magnetické pole je vektor $\overrightarrow(H)$, nazývaný vektor intenzity magnetického poľa.

Magnetické pole ovplyvňuje iba pohybujúci sa elektrický náboj. Magnetické pole vzniká pohybom elektrických nábojov.

Magnetické pole pohybujúceho sa náboja. Magnetické pole cievky s prúdom. Princíp superpozície

Magnetické pole elektrického náboja, ktorý sa pohybuje konštantnou rýchlosťou, má tvar:

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

kde $(\mu )_0=4\pi \cdot (10)^(-7)\frac(H)(m)(v\SI)$ je magnetická konštanta, $\overrightarrow(v)$ je rýchlosť pohyb náboja, $\overrightarrow(r)$ je vektor polomeru, ktorý určuje umiestnenie náboja, q je hodnota náboja, $\left[\overrightarrow(v)\overrightarrow(r)\right]$ je vektorový súčin .

Magnetická indukcia prvku s prúdom v sústave SI:

kde $\ \overrightarrow(r)$ je vektor polomeru ťahaný od aktuálneho prvku k uvažovanému bodu, $\overrightarrow(dl)$ je prvok vodiča s prúdom (smer je daný smerom prúdu ), $\vartheta$ je uhol medzi $ \overrightarrow(dl)$ a $\overrightarrow(r)$. Smer vektora $\overrightarrow(dB)$ je kolmý na rovinu obsahujúcu $\overrightarrow(dl)$ a $\overrightarrow(r)$. Určené správnym skrutkovým pravidlom.

Pre magnetické pole platí princíp superpozície:

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

kde $(\overrightarrow(B))_i$ sú jednotlivé polia generované pohybom nábojov, $\overrightarrow(B)$ je celková indukcia magnetického poľa.

Príklad 1

Úloha: Nájdite pomer síl magnetickej a Coulombovej interakcie dvoch elektrónov, ktoré sa paralelne pohybujú rovnakou rýchlosťou $v$. Vzdialenosť medzi časticami je konštantná.

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

Pole, ktoré vytvára druhý pohybujúci sa elektrón, je:

\[\overrightarrow(B)=\frac((\mu )_0)(4\pi )\frac(q\left[\overrightarrow(v)\overrightarrow(r)\right])(r^3)\left (1,2\vpravo).\]

Nech je vzdialenosť medzi elektrónmi $a=r\ (konštanta)$. Používame algebraickú vlastnosť vektorového súčinu (Lagrangeova identita ($\left[\overrightarrow(a)\left[\overrightarrow(b)\overrightarrow(c)\right]\right]=\overrightarrow(b)\left) (\overrightarrow(a)\overrightarrow(c)\right)-\overrightarrow(c)\left(\overrightarrow(a)\overrightarrow(b)\right)$))

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

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

Modul sily $F_m=\frac((\mu )_0)(4\pi )\frac(q^2v^2)(a^2),\ $kde $q=q_e=1,6\cdot 10^( -19 )Cl$.

Modul Coulombovej sily, ktorá pôsobí na elektrón v poli, sa rovná:

Nájdite pomer síl $\frac(F_m)(F_q)$:

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

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

Príklad 2

Úloha: Po cievke cirkuluje jednosmerný prúd sily I s prúdom v tvare kruhu s polomerom R. Nájdite magnetickú indukciu v strede kruhu.

Vyberáme elementárny rez na vodiči s prúdom (obr. 1), ako základ riešenia problému použijeme vzorec na indukciu prvku cievky prúdom:

kde $\ \overrightarrow(r)$ je vektor polomeru ťahaný od aktuálneho prvku k uvažovanému bodu, $\overrightarrow(dl)$ je prvok vodiča s prúdom (smer je daný smerom prúdu ), $\vartheta$ je uhol medzi $ \overrightarrow(dl)$ a $\overrightarrow(r)$. Na základe obr. 1 $\vartheta=90()^\circ $, preto (2.1) bude zjednodušené, navyše vzdialenosť od stredu kruhu (bod, kde hľadáme magnetické pole) vodičového prvku s prúdom je konštantná a rovná sa polomeru cievky (R), preto máme:

Všetky súčasné prvky budú generovať magnetické polia, ktoré sú nasmerované pozdĺž osi x. To znamená, že výsledný vektor indukcie magnetického poľa možno nájsť ako súčet priemetov jednotlivých vektorov $\ \ \overrightarrow(dB).$ Potom podľa princípu superpozície možno celkovú indukciu magnetického poľa získať prechodom do integrál:

Nahradením (2.2) za (2.3) dostaneme:

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

Magnetické pole Zeme

Magnetické pole je silové pole, ktoré pôsobí na pohybujúce sa elektrické náboje a na telesá, ktoré majú magnetický moment, bez ohľadu na stav ich pohybu.

Zdrojmi makroskopického magnetického poľa sú zmagnetizované telesá, vodiče s prúdom a pohybujúce sa elektricky nabité telesá. Charakter týchto zdrojov je rovnaký: magnetické pole vzniká v dôsledku pohybu nabitých mikročastíc (elektrónov, protónov, iónov) a tiež v dôsledku prítomnosti vlastného (spinového) magnetického momentu v mikročasticiach.

Striedavé magnetické pole vzniká aj vtedy, keď sa elektrické pole v priebehu času mení. Na druhej strane, keď sa magnetické pole v priebehu času mení, vzniká elektrické pole. Celý popis elektrické a magnetické polia v ich vzťahu dávajú Maxwellove rovnice. Na charakterizáciu magnetického poľa sa často zavádza pojem siločiary (čiary magnetickej indukcie).

Na meranie charakteristík magnetického poľa a magnetických vlastností látok sa používajú rôzne typy magnetometrov. Jednotkou indukcie magnetického poľa v systéme CGS je Gauss (Gs), v Medzinárodnej sústave jednotiek (SI) - Tesla (T), 1 T = 104 Gs. Intenzita sa meria v oerstedoch (Oe) a ampéroch na meter (A / m, 1 A / m \u003d 0,01256 Oe; energia magnetického poľa - v Erg / cm 2 alebo J / m 2, 1 J / m 2 \u003d 10 erg/cm2.

Kompas reaguje
na zemské magnetické pole

Magnetické polia v prírode sú mimoriadne rôznorodé, pokiaľ ide o ich rozsah, ako aj o účinky, ktoré spôsobujú. Magnetické pole Zeme, ktoré tvorí zemskú magnetosféru, siaha až do vzdialenosti 70-80 tisíc km v smere k Slnku a na mnoho miliónov km v opačnom smere. Na povrchu Zeme je magnetické pole v priemere 50 μT, na hranici magnetosféry ~ 10 -3 G. Geomagnetické pole chráni povrch Zeme a biosféru pred prúdením nabitých častíc zo slnečného vetra a čiastočne aj pred kozmickým žiarením. Vplyv samotného geomagnetického poľa na životnú aktivitu organizmov študuje magnetobiológia. V blízkozemskom priestore vytvára magnetické pole magnetickú pascu pre vysokoenergetické nabité častice – radiačný pás Zeme. Častice obsiahnuté v radiačnom páse predstavujú značné nebezpečenstvo počas vesmírnych letov. Vznik magnetického poľa Zeme je spojený s konvekčnými pohybmi vodivej kvapalnej látky v zemskom jadre.

Priame merania pomocou kozmických lodí ukázali, že vesmírne telesá najbližšie k Zemi - Mesiac, planéty Venuša a Mars nemajú vlastné magnetické pole, podobné zemskému. Z iných planét slnečná sústava iba Jupiter a zrejme aj Saturn majú svoje vlastné magnetické polia, dostatočné na vytvorenie planetárnych magnetických pascí. Na Jupiteri sa našli magnetické polia do 10 gaussov a množstvo charakteristických javov (magnetické búrky, synchrotrónové rádiové vyžarovanie a iné), čo naznačuje významnú úlohu magnetického poľa v planetárnych procesoch.

© Foto: http://www.tesis.lebedev.ru
Fotografia Slnka
v úzkom spektre

Medziplanetárne magnetické pole je hlavne pole slnečného vetra (neustále sa rozširujúca plazma slnečnej koróny). V blízkosti obežnej dráhy Zeme je medziplanetárne pole ~ 10 -4 -10 -5 Gs. Pravidelnosť medziplanetárneho magnetického poľa môže byť v dôsledku vývoja narušená rôzne druhy nestabilita plazmy, prechod rázových vĺn a šírenie prúdov rýchlych častíc generovaných slnečnými erupciami.

Vo všetkých procesoch na Slnku - erupciách, objavení sa škvŕn a výčnelkov, zrode slnečného kozmického žiarenia, hrá dôležitú úlohu magnetické pole. Merania na základe Zeemanovho javu ukázali, že magnetické pole slnečných škvŕn dosahuje niekoľko tisíc gaussov, na výslní sú polia ~ 10-100 gauss (s priemernou hodnotou celkového magnetického poľa Slnka ~ 1 gauss).

Magnetické búrky

Magnetické búrky sú silné poruchy magnetického poľa Zeme, ktoré prudko narúšajú plynulý denný chod prvkov zemského magnetizmu. Magnetické búrky trvajú niekoľko hodín až niekoľko dní a sú pozorované súčasne na celej Zemi.

Magnetické búrky spravidla pozostávajú z predbežnej, počiatočnej a hlavnej fázy, ako aj z fázy obnovy. V prípravnej fáze sa pozorujú nevýznamné zmeny v geomagnetickom poli (hlavne vo vysokých zemepisných šírkach), ako aj vybudenie charakteristických krátkoperiodických oscilácií poľa. Počiatočná fáza je charakterizovaná náhlou zmenou jednotlivých zložiek poľa na celej Zemi a hlavná fáza je charakteristická veľkými výkyvmi poľa a silným poklesom horizontálnej zložky. Vo fáze obnovy magnetickej búrky sa pole vráti na svoju normálnu hodnotu.

Vplyv slnečného vetra
do zemskej magnetosféry

Magnetické búrky sú spôsobené tokmi slnečnej plazmy z aktívnych oblastí Slnka, ktoré sa prekrývajú s pokojným slnečným vetrom. Preto sú magnetické búrky častejšie pozorované v blízkosti maxím 11-ročného cyklu slnečnej aktivity. Toky slnečnej plazmy po dosiahnutí Zeme zvyšujú kompresiu magnetosféry, čo spôsobuje počiatočnú fázu magnetickej búrky a čiastočne preniká do magnetosféry Zeme. Vstup vysokoenergetických častíc do hornej atmosféry Zeme a ich dopad na magnetosféru vedie ku vzniku a zosilneniu elektrických prúdov v nej, dosahujúcich najvyššiu intenzitu v polárnych oblastiach ionosféry, čo je dôvodom vzniku tzv. prítomnosť zóny magnetickej aktivity vo vysokej zemepisnej šírke. Zmeny v magnetosféricko-ionosférických prúdových systémoch sa prejavujú na povrchu Zeme vo forme nepravidelných magnetických porúch.

Vo fenoménoch mikrokozmu je úloha magnetického poľa rovnako dôležitá ako v kozmickom meradle. Je to spôsobené existenciou všetkých častíc - štruktúrnych prvkov hmoty (elektróny, protóny, neutróny), magnetického momentu, ako aj pôsobením magnetického poľa na pohybujúce sa elektrické náboje.

Aplikácia magnetických polí vo vede a technike. Magnetické polia sa zvyčajne delia na slabé (do 500 Gs), stredné (500 Gs - 40 kg), silné (40 kG - 1 MG) a supersilné (nad 1 MG). Prakticky celá elektrotechnika, rádiotechnika a elektronika sú založené na využití slabých a stredných magnetických polí. Slabé a stredné magnetické polia sa získavajú pomocou permanentných magnetov, elektromagnetov, nechladených solenoidov, supravodivých magnetov.

Zdroje magnetického poľa

Všetky zdroje magnetických polí možno rozdeliť na umelé a prírodné. Hlavnými prírodnými zdrojmi magnetického poľa sú vlastné magnetické pole Zeme a slnečný vietor. Umelé zdroje zahŕňajú všetky elektromagnetické polia, ktorými je v našom okolí veľa modernom svete a najmä naše domy. Prečítajte si viac o nás a prečítajte si o nich.

Elektrický transport je silným zdrojom magnetického poľa v rozsahu od 0 do 1000 Hz. Železničná doprava využíva striedavý prúd. Mestská doprava je trvalá. Maximálne hodnoty indukcia magnetického poľa v prímestskej elektrickej doprave dosahuje 75 μT, priemerné hodnoty sú asi 20 μT. Priemerné hodnoty pre vozidlá poháňané jednosmerným prúdom sú pevne stanovené na 29 µT. V električkách, kde sú spätným vodičom koľajnice, sa magnetické polia navzájom kompenzujú na oveľa väčšiu vzdialenosť ako vodiče trolejbusu a vo vnútri trolejbusu sú výkyvy magnetického poľa malé aj pri zrýchlení. Ale najväčšie výkyvy magnetického poľa sú v metre. Keď je kompozícia odoslaná, veľkosť magnetického poľa na platforme je 50-100 μT a viac, čo presahuje geomagnetické pole. Aj keď vlak už dávno zmizol v tuneli, magnetické pole sa nevráti na svoju predchádzajúcu hodnotu. Až potom, čo kompozícia prejde ďalším bodom pripojenia ku kontaktnej koľajnici, magnetické pole sa vráti na starú hodnotu. Pravda, niekedy nestihne: ďalší vlak sa už blíži k nástupišťu a keď spomalí, magnetické pole sa opäť zmení. V samotnom aute je magnetické pole ešte silnejšie – 150 – 200 μT, teda desaťkrát viac ako v bežnom vlaku.

Hodnoty indukcie magnetických polí, s ktorými sa najčastejšie stretávame Každodenný život znázornené na obrázku nižšie. Pri pohľade na tento diagram je jasné, že sme vystavení magnetickým poliam neustále a všade. Podľa niektorých vedcov sú magnetické polia s indukciou nad 0,2 µT považované za škodlivé. Prirodzene, mali by sme prijať určité preventívne opatrenia, aby sme sa ochránili pred škodlivými účinkami polí okolo nás. Len dodržaním niekoľkých jednoduchých pravidiel môžete výrazne znížiť vplyv magnetických polí na vaše telo.

V aktuálnom SanPiN 2.1.2.2801-10 „Zmeny a doplnky č. 1 k SanPiN 2.1.2.2645-10 „Hygienické a epidemiologické požiadavky na životné podmienky v obytných budovách a priestoroch“ sa uvádza: „Najvyššia prípustná úroveň oslabenia geomagnet. poľa v priestoroch bytových domov je stanovená na 1,5“. Nastavte si aj limit povolené hodnoty intenzita a intenzita magnetického poľa s frekvenciou 50 Hz:

• v obytných priestoroch - 5 μT alebo 4 A/m;
• v nebytových priestoroch obytných budov, v obytných oblastiach, vrátane na území záhrad - 10 μT alebo 8 hodín ráno.

Na základe týchto noriem si každý môže vypočítať, koľko elektrických spotrebičov môže byť zapnutých a v pohotovostnom stave v každej konkrétnej miestnosti, prípadne na základe čoho budú vydané odporúčania na normalizáciu obytného priestoru.

Podobné videá

Referencie

1. Veľká sovietska encyklopédia.

Každý je už dlho zvyknutý na taký predmet ako magnet. Nevidíme v tom nič zvláštne. Väčšinou si ho spájame s hodinami fyziky alebo ukážkou v podobe trikov vlastností magnetu pre predškolákov. A len zriedka sa niekto zamýšľa nad tým, koľko magnetov nás obklopuje v každodennom živote. V každom byte sú ich desiatky. Magnet je prítomný v zariadení každého reproduktora, magnetofónu, elektrického holiaceho strojčeka, hodiniek. Dokonca aj pohár nechtov je jeden.

Čo ešte?

My ľudia nie sme výnimkou. Vďaka bioprúdom prúdiacim v tele je okolo nás neviditeľný vzor jeho siločiar. Zem je obrovský magnet. A ešte grandióznejšia - plazmová guľa slnka. Pre ľudskú myseľ nepochopiteľné rozmery galaxií a hmlovín len zriedka pripúšťajú myšlienku, že toto všetko sú tiež magnety.

Moderná veda vyžaduje vytvorenie nových veľkých a supervýkonných magnetov, ktorých oblasti použitia sú spojené s termonukleárnou fúziou, tvorbou elektrickej energie, urýchľovaním nabitých častíc v synchrotrónoch a zdvíhaním potopených lodí. Vytvorenie supersilného poľa je jednou z úloh modernej fyziky.

Ujasnime si pojmy

Magnetické pole je sila pôsobiaca na teleso, ktoré má náboj a je v pohybe. So stacionárnymi predmetmi (alebo bez náboja) „nepracuje“ a slúži ako jedna z foriem elektromagnetického poľa, ktoré existuje ako všeobecnejší pojem.

Ak telesá dokážu okolo seba vytvoriť magnetické pole a sami zažijú silu jeho vplyvu, nazývajú sa magnety. To znamená, že tieto objekty sú magnetizované (majú zodpovedajúci moment).

Rôzne materiály reagujú na vonkajšie pole rôzne. Tie, ktoré v sebe oslabujú jeho pôsobenie, sa nazývajú paramagnety a tie, ktoré ho posilňujú, sa nazývajú diamagnety. Jednotlivé materiály majú tú vlastnosť, že tisícnásobne zosilnia vonkajšie magnetické pole. Ide o feromagnety (kobalt, nikel so železom, gadolínium, ako aj zlúčeniny a zliatiny spomínaných kovov). Tie z nich, ktoré po páde pod vplyvom silného vonkajšieho poľa samy získavajú magnetické vlastnosti, sa nazývajú magneticky tvrdé. Iné, schopné správať sa ako magnety len pod priamym vplyvom poľa a s jeho zánikom takými prestanú byť, sú magneticky mäkké.

Trochu histórie

Ľudia študovali vlastnosti permanentných magnetov už od pradávna. Spomínajú sa v prácach vedcov Staroveké Grécko aj 600 rokov pred naším letopočtom. Prírodné magnety (prírodného pôvodu) možno nájsť v ložiskách magnetickej rudy. Najznámejší z veľkých prírodných magnetov sa nachádza na univerzite v Tartu. Váži 13 kilogramov a náklad, ktorý sa s jeho pomocou dá zdvihnúť, je 40 kg.

Ľudstvo sa naučilo vytvárať umelé magnety pomocou rôznych feromagnetík. Hodnota práškových (z kobaltu, železa atď.) spočíva v schopnosti udržať záťaž vážiacu 5000-násobok vlastnej hmotnosti. Umelé vzorky môžu byť trvalé (získané z elektromagnetov alebo s jadrom, ktorého materiálom je magneticky mäkké železo. Napäťové pole v nich vzniká prechodom elektrického prúdu cez vodiče vinutia, ktoré obklopuje jadro.

Prvá vážna kniha obsahujúca pokusy vedecký výskum vlastnosti magnetu, - práca londýnskeho lekára Gilberta, publikovaná v roku 1600. Táto práca obsahuje všetky v tom čase dostupné informácie týkajúce sa magnetizmu a elektriny, ako aj autorove experimenty.

Človek sa snaží prispôsobiť ktorýkoľvek z existujúcich javov praktickému životu. Samozrejme, magnet nie je výnimkou.

Ako sa používajú magnety

Aké vlastnosti magnetu si ľudstvo osvojilo? Rozsah jeho použitia je taký široký, že sa môžeme len stručne dotknúť hlavných, najznámejších zariadení a oblastí použitia tohto pozoruhodného predmetu.

Kompas je známe zariadenie na určovanie smeru na zemi. Vďaka nemu dláždia cestu lietadlám a lodiam, pozemnej doprave a cieľom pešej dopravy. Tieto zariadenia môžu byť magnetické (typ ukazovateľa), používané turistami a topografmi, alebo nemagnetické (rádiové a hydrokompasy).

Prvé kompasy boli vyrobené v 11. storočí a používali sa na navigáciu. Ich pôsobenie je založené na voľnom otáčaní dlhej ihly z magnetického materiálu, vyváženej na os v horizontálnej rovine. Jeden z jeho koncov vždy smeruje na juh, druhý - na sever. Vždy tak môžete presne zistiť hlavné smery týkajúce sa svetových strán.

Hlavné oblasti

Oblasti, kde vlastnosti magnetu našli svoje hlavné uplatnenie, sú rádio a elektrotechnika, prístrojové vybavenie, automatizácia a telemechanika. Získavajú sa z neho relé, magnetické obvody atď.. V roku 1820 bola objavená vlastnosť vodiča s prúdom pôsobiť na šípku magnetu, ktorá ho núti otáčať sa. Zároveň bol urobený ďalší objav - dvojica paralelných vodičov, ktorými prechádza prúd rovnakého smeru, má vlastnosť vzájomnej príťažlivosti.

Vďaka tomu vznikol predpoklad o príčine vlastností magnetu. Všetky takéto javy vznikajú v súvislosti s prúdmi, vrátane tých, ktoré cirkulujú vo vnútri magnetické materiály. Moderné myšlienky vo vede sa úplne zhodujú s týmto predpokladom.

O motoroch a generátoroch

Na jej základe bolo vytvorených mnoho druhov elektromotorov a elektrických generátorov, to znamená strojov rotačného typu, ktorých princíp činnosti je založený na premene mechanickej energie na elektrickú energiu (hovoríme o generátoroch) alebo elektrickú energiu. energie na mechanickú energiu (o motoroch). Akýkoľvek generátor funguje na princípe elektromagnetická indukcia, to znamená, že v drôte, ktorý sa pohybuje v magnetickom poli, vzniká EMF (elektromotorická sila). Elektromotor funguje na základe javu výskytu sily vo vodiči s prúdom umiestnenom v priečnom poli.

Pomocou sily interakcie poľa s prúdom, ktorý prechádza závitmi vinutia ich pohyblivých častí, fungujú zariadenia nazývané magnetoelektrické. Indukčný elektromer funguje ako nový výkonný striedavý motor s dvoma vinutiami. Vodivý kotúč umiestnený medzi vinutiami sa otáča krútiacim momentom, ktorého sila je úmerná spotrebovanej energii.

A v bežnom živote?

Elektrické náramkové hodinky, vybavené miniatúrnou batériou, pozná každý. Ich zariadenie je vďaka použitiu dvojice magnetov, dvojice tlmiviek a tranzistora počtom dostupných dielov oveľa jednoduchšie ako u mechanických hodiniek.

Čoraz častejšie sa používajú zámky elektromagnetického typu alebo cylindrické zámky vybavené magnetickými prvkami. V nich sú kľúč aj zámok vybavené kombinačnou sadou. Keď správny kľúč vstúpi do zámkovej jamky, sú priťahované do požadovanej polohy vnútorné prvky magnetický zámok, ktorý umožňuje otváranie.

Zariadenie dynamometrov a galvanometra (vysoko citlivý prístroj, ktorým sa merajú slabé prúdy) je založené na pôsobení magnetov. Vlastnosti magnetu našli uplatnenie pri výrobe abrazív. Toto je názov pre ostré malé a veľmi tvrdé častice, ktoré sú potrebné na mechanické spracovanie (brúsenie, leštenie, hrubovanie) najrôznejších predmetov a materiálov. Pri ich výrobe sa ferosilícium, ktoré je nevyhnutné v zložení zmesi, čiastočne usadzuje na dne pecí a čiastočne sa zavádza do zloženia abrazíva. Na jeho odstránenie sú potrebné magnety.

Veda a komunikácia

Vďaka magnetickým vlastnostiam látok má veda možnosť študovať štruktúru najviac rôzne telá. Spomenúť môžeme len magnetochémiu alebo (metóda zisťovania defektov štúdiom skreslenia magnetického poľa v určitých oblastiach výrobkov).

Používajú sa aj pri výrobe mikrovlnných zariadení, rádiokomunikačných systémov (vojenské a komerčné linky), pri tepelnom spracovaní doma aj v Potravinársky priemysel produkty (každý pozná mikrovlny). V rámci jedného článku je prakticky nemožné vymenovať všetky najzložitejšie technické zariadenia a aplikácie, v ktorých sa dnes využívajú magnetické vlastnosti látok.

Lekársky odbor

Výnimkou nebola ani oblasť diagnostiky a liečebnej terapie. Vďaka generovaniu röntgenových lúčov na terapiu nádorov sa využívajú elektronické lineárne urýchľovače, v cyklotrónoch alebo synchrotrónoch vznikajú protónové lúče, ktoré majú oproti röntgenovému žiareniu výhody v lokálnom smere a zvýšenú účinnosť pri liečbe nádorov oka a mozgu.

Pokiaľ ide o biologickú vedu, ešte pred polovicou minulého storočia neboli vitálne funkcie tela v žiadnom prípade spojené s existenciou magnetických polí. Vedecká literatúra bola príležitostne doplnená o jednotlivé správy o jednom alebo druhom z ich medicínskych účinkov. Od šesťdesiatych rokov sa však publikácie o biologických vlastnostiach magnetu sypú ako lavína.

Predtým a teraz

Pokusy liečiť ňou ľudí však robili alchymisti už v 16. storočí. Bolo veľa úspešných pokusov vyliečiť bolesť zubov, nervové poruchy, nespavosť a mnohé problémy vnútorné orgány. Zdá sa, že magnet našiel svoje uplatnenie v medicíne najneskôr v navigácii.

Za posledné polstoročie sa vo veľkej miere používali magnetické náramky, obľúbené medzi pacientmi s poruchou krvného tlaku. Vedci vážne verili v schopnosť magnetu zvýšiť odolnosť ľudského tela. Pomocou elektromagnetických prístrojov sa naučili merať rýchlosť prietoku krvi, odoberať vzorky či vstrekovať potrebné lieky z kapsúl.

Malé kovové častice, ktoré spadli do oka, sa odstránia magnetom. Činnosť elektrických snímačov je založená na jeho pôsobení (každý z nás pozná postup snímania elektrokardiogramu). Spolupráca fyzikov s biológmi pri štúdiu základných mechanizmov vplyvu magnetického poľa na ľudské telo je v súčasnosti čoraz tesnejšia a nevyhnutnejšia.

Neodymový magnet: vlastnosti a použitie

Neodymové magnety sa považujú za magnety s maximálnym vplyvom na ľudské zdravie. Pozostávajú z neodýmu, železa a bóru. Chemický vzorec ich je NdFeB. Hlavnou výhodou takéhoto magnetu je silný účinok jeho poľa s relatívne malou veľkosťou. Hmotnosť magnetu so silou 200 gaussov je teda asi 1 g. Pre porovnanie, železný magnet rovnakej sily má hmotnosť asi 10-krát väčšiu.

Ďalšou nepochybnou výhodou spomínaných magnetov je dobrá stabilita a schopnosť uchovať si požadované kvality po stovky rokov. V priebehu storočia stratí magnet svoje vlastnosti iba o 1%.

Ako presne sú ošetrené neodýmovým magnetom?

S jeho pomocou zlepšujú krvný obeh, stabilizujú krvný tlak, bojujú proti migréne.

Vlastnosti neodýmových magnetov sa začali využívať na liečbu asi pred 2000 rokmi. Odkazy na tento typ terapie sa nachádzajú v rukopisoch. Staroveká Čína. Liečba potom spočívala v priložení magnetizovaných kameňov na ľudské telo.

Terapia existovala aj v podobe ich prikladania na telo. Legenda tvrdí, že Kleopatra vďačila za svoje vynikajúce zdravie a nadpozemskú krásu neustálemu noseniu magnetického obväzu na hlave. V 10. storočí perzskí vedci podrobne opísali priaznivý vplyv vlastností neodýmových magnetov na ľudský organizmus v prípade odstránenia zápalov a svalových kŕčov. Podľa dochovaných dôkazov tej doby možno posúdiť ich použitie na zvýšenie svalovej sily, pevnosti kostného tkaniva a zníženie bolesti kĺbov.

Na všetky neduhy...

Dôkaz o účinnosti takéhoto dopadu publikoval v roku 1530 slávny lekár zo Švajčiarska Paracelsus. Doktor vo svojich spisoch opísal magické vlastnosti magnetu, ktorý by mohol stimulovať sily tela a spôsobiť samoliečbu. Obrovské množstvo chorôb sa v tých časoch začalo prekonávať pomocou magnetu.

Samoliečba týmto liekom sa v Spojených štátoch rozšírila v r povojnové roky(1861-1865), keď lieky kategoricky chýbali. Používa sa ako liek aj ako prostriedok proti bolesti.

Od 20. storočia sa liečivé vlastnosti magnetu dostali vedecké zdôvodnenie. V roku 1976 japonský lekár Nikagawa predstavil koncept syndrómu nedostatku magnetického poľa. Výskum stanovil presné príznaky. Spočívajú v slabosti, únave, zníženej výkonnosti a poruchách spánku. Objavujú sa aj migrény, bolesti kĺbov a chrbtice, problémy s trávením a kardiovaskulárnych systémov ako hypotenzia alebo hypertenzia. Týka sa syndrómu a oblasti gynekológie a kožných zmien. Použitím magnetoterapie je možné tieto stavy celkom úspešne normalizovať.

Veda nestojí na mieste

Vedci pokračujú v experimentoch s magnetickými poľami. Experimenty sa vykonávajú na zvieratách a vtákoch a na baktériách. Podmienky slabého magnetického poľa znižujú úspech metabolické procesy u pokusných vtákov a myší sa baktérie náhle prestanú množiť. Pri dlhom deficite poľa prechádzajú živé tkanivá nezvratnými zmenami.

Ide o boj proti všetkým takýmto javom a mnohým negatívne dôsledky magnetoterapia sa používa ako taká. Zdá sa, že v súčasnosti všetky prospešné vlastnosti magnety ešte neboli dostatočne preskúmané. Lekári majú pred sebou množstvo zaujímavých objavov a noviniek.