Manyetik alanın hangi tezahürlerini biliyorsunuz? Kalıcı mıknatıslar, tanımları ve çalışma prensibi

Kalıcı mıknatıs nedir? Kalıcı bir mıknatıs, yapabilen bir gövdedir. uzun zamandır mıknatıslanmayı koruyun. Tekrarlanan araştırmalar ve sayısız deneyler sonucunda Dünya üzerinde yalnızca üç maddenin kalıcı mıknatıs olabileceğini söyleyebiliriz (Şekil 1).

Pirinç. 1. Kalıcı mıknatıslar. ()

Yalnızca bu üç madde ve bunların alaşımları kalıcı mıknatıs olabilir, yalnızca bunlar mıknatıslanabilir ve bu durumu uzun süre koruyabilir.

Kalıcı mıknatıslar çok uzun zamandır kullanılmaktadır ve her şeyden önce uzayda yönlendirme cihazlarıdır - ilk pusula çölde gezinmek için Çin'de icat edilmiştir. Bugün kimse manyetik iğneler veya kalıcı mıknatıslar hakkında tartışmıyor; bunlar her yerde telefonlarda, radyo vericilerinde ve sadece çeşitli elektrikli ürünlerde kullanılıyor. Farklı olabilirler: şerit mıknatıslar vardır (Şek. 2)

Pirinç. 2. Şerit mıknatıs ()

Ve yay şeklinde veya at nalı şeklinde denilen mıknatıslar var (Şek. 3)

Pirinç. 3. Ark mıknatısı ()

Kalıcı mıknatısların incelenmesi yalnızca bunların etkileşimiyle ilgilidir. Bir elektrik akımı ve kalıcı bir mıknatıs tarafından manyetik bir alan oluşturulabilir, bu nedenle yapılan ilk şey manyetik iğnelerle araştırma yapmak oldu. Bir mıknatısı oka yaklaştırırsak etkileşimi görürüz; benzer kutuplar birbirini iter, farklı kutuplar çeker. Bu etkileşim tüm mıknatıslarda gözlenir.

Şerit mıknatısın üzerine küçük manyetik oklar yerleştirelim (Şek. 4), güney kutbu kuzeyle etkileşime girecek ve kuzey güneyi çekecektir. Manyetik oklar çizgi boyunca yer alacaktır manyetik alan. Manyetik çizgilerin, kuzey kutbundan güneye kalıcı bir mıknatısın dışına ve güney kutbundan kuzeye doğru mıknatısın içine yönlendirildiği genel olarak kabul edilir. Böylece manyetik çizgiler tam olarak aynı şekilde kapatılır. elektrik akımı bunlar eşmerkezli dairelerdir, mıknatısın içinde kapanırlar. Mıknatısın dışında manyetik alanın kuzeyden güneye, mıknatısın içinde ise güneyden kuzeye yönlendirildiği ortaya çıktı.

Pirinç. 4. Bir şerit mıknatısın manyetik alan çizgileri ()

Şerit mıknatısın manyetik alanının şeklini, yay şeklindeki mıknatısın manyetik alanının şeklini gözlemlemek için aşağıdaki cihazları veya parçaları kullanacağız. Şeffaf bir plaka, demir talaşı alalım ve bir deney yapalım. Şerit mıknatısın üzerinde bulunan plakanın üzerine demir tozunu serpelim (Şek. 5):

Pirinç. 5. Şerit mıknatısın manyetik alanının şekli ()

Manyetik alan çizgilerinin kuzey kutbundan çıkıp güney kutbuna girdiğini görüyoruz, çizgilerin yoğunluğundan mıknatısın kutuplarını anlayabiliriz, çizgilerin daha kalın olduğu yerde mıknatıs kutupları orada bulunur (Şekil 6).

Pirinç. 6. Yay şeklindeki bir mıknatısın manyetik alanının şekli ()

Benzer bir deneyi yay şeklindeki bir mıknatısla gerçekleştireceğiz. Mıknatıs boyunca manyetik çizgilerin kuzeyden başlayıp güney kutbunda bittiğini görüyoruz.

Manyetik alanın yalnızca mıknatısların ve elektrik akımlarının etrafında oluştuğunu zaten biliyoruz. Dünyanın manyetik alanını nasıl belirleyebiliriz? Dünyanın manyetik alanındaki herhangi bir iğne, herhangi bir pusula kesin olarak yönlendirilmiştir. Manyetik iğne kesinlikle uzaya yönlendirildiğinden, manyetik alandan etkilenir ve bu, Dünyanın manyetik alanıdır. Dünyamızın büyük bir mıknatıs olduğu (Şekil 7) ve buna göre bu mıknatısın uzayda oldukça güçlü bir manyetik alan yarattığı sonucuna varabiliriz. Manyetik pusulanın ibresine baktığımızda kırmızı okun güneyi, mavi okun ise kuzeyi gösterdiğini biliriz. Dünyanın manyetik kutupları nasıl bulunur? Bu durumda güney manyetik kutbunun Dünya'nın kuzey coğrafi kutbunda, Dünya'nın kuzey manyetik kutbunun da güney coğrafi kutbunda yer aldığını hatırlamak gerekir. Dünya'yı uzayda yer alan bir cisim olarak düşünürsek, pusula boyunca kuzeye gittiğimizde güney manyetik kutbuna geleceğimizi, güneye gittiğimizde ise kuzey manyetik kutbuna ulaşacağımızı söyleyebiliriz. Ekvatorda pusula iğnesi Dünya yüzeyine göre neredeyse yatay olarak yerleştirilecek ve kutuplara ne kadar yakınsak iğne o kadar dikey olacaktır. Dünyanın manyetik alanı değişebilir; kutupların birbirine göre değiştiği, yani kuzeyin olduğu yerde güneyin olduğu ve bunun tersinin olduğu zamanlar oldu. Bilim adamlarına göre bu bir haberciydi büyük felaketler yerde. Son birkaç on bin yıldır bu gözlenmedi.

Pirinç. 7. Dünyanın manyetik alanı ()

Manyetik ve coğrafi kutuplar çakışmaz. Dünyanın kendi içinde de bir manyetik alan vardır ve kalıcı bir mıknatısta olduğu gibi, güney manyetik kutbundan kuzeye doğru yönlendirilir.

Kalıcı mıknatıslardaki manyetik alan nereden geliyor? Bu sorunun cevabını Fransız bilim adamı Andre-Marie Ampère verdi. Kalıcı mıknatısların manyetik alanının, kalıcı mıknatısların içinde akan temel, en basit akımlarla açıklandığı fikrini ifade etti. Bu en basit temel akımlar belli bir şekilde birbirini güçlendirir ve bir manyetik alan yaratır. Negatif yüklü bir parçacık - bir elektron - bir atomun çekirdeği etrafında hareket eder, bu hareketin yönlendirilmiş olduğu düşünülebilir ve buna göre böyle bir hareketli yükün etrafında bir manyetik alan oluşturulur. Herhangi bir cismin içinde atom ve elektronların sayısı çok büyüktür, buna göre tüm bu temel akımlar düzenli bir yön alır ve oldukça önemli bir manyetik alan elde ederiz. Aynı şeyi Dünya için de söyleyebiliriz, yani Dünyanın manyetik alanı kalıcı bir mıknatısın manyetik alanına çok benzer. Kalıcı bir mıknatıs, manyetik alanın herhangi bir tezahürünün oldukça parlak bir özelliğidir.

Manyetik fırtınaların varlığına ek olarak manyetik anormallikler de vardır. Güneşin manyetik alanıyla ilişkilidirler. Güneş'te yeterince güçlü patlamalar veya püskürmeler meydana geldiğinde, bunlar Güneş'in manyetik alanının tezahürünün yardımı olmadan gerçekleşmez. Bu yankı Dünya'ya ulaşır ve manyetik alanını etkiler, bunun sonucunda manyetik fırtınalar gözlemleriz. Manyetik anormallikler Dünya'daki demir cevheri yataklarıyla ilişkilidir, büyük yataklar Dünya'nın manyetik alanı tarafından uzun süre mıknatıslanır ve etrafındaki tüm cisimler bu anomaliden manyetik alan yaşayacak, pusula okları yanlış yönü gösterecektir.

Bir sonraki derste manyetik eylemlerle ilgili diğer olgulara bakacağız.

Kaynakça

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. Fizik 8 / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizik 8. - M .: Bustard, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizik 8. - M .: Aydınlanma.

1. Class-fizika.narod.ru ().
2. Class-fizika.narod.ru ().
3. Files.school-collection.edu.ru ().

Ev ödevi

1. Pusula iğnesinin hangi ucu dünyanın kuzey kutbuna doğru çekilir?
2. Dünyanın neresinde manyetik iğneye güvenemezsin?
3. Mıknatıs üzerindeki çizgilerin yoğunluğu neyi gösterir?

Manyetik alan ve özellikleri

Dersin özeti:

Manyetik alan, özellikleri ve karakteristikleri.

Bir manyetik alan- Hareketli elektrik yüklerini çevreleyen maddenin varoluş biçimi (akım taşıyan iletkenler, kalıcı mıknatıslar).

Bu isim, Danimarkalı fizikçi Hans Oersted'in 1820'de keşfettiği gibi, manyetik iğne üzerinde yönlendirici bir etkiye sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Oersted'in deneyi: Akım taşıyan bir telin altına, bir iğne üzerinde dönen manyetik bir iğne yerleştirildi. Akım açıldığında tele dik olarak yerleştirildi; akıntının yönü değiştiğinde ters yöne dönüyordu.

Manyetik alanın temel özellikleri:

hareketli elektrik yükleri, akım taşıyan iletkenler, kalıcı mıknatıslar ve alternatif bir elektrik alanı tarafından üretilen;

hareketli elektrik yüklerine, akım taşıyan iletkenlere ve mıknatıslanmış cisimlere kuvvetle etki eder;

alternatif bir manyetik alan, alternatif bir elektrik alanı üretir.

Oersted'in deneyiminden, manyetik alanın yönlü olduğu ve bir vektör kuvvet karakteristiğine sahip olması gerektiği sonucu çıkmaktadır. Manyetik indüksiyon olarak adlandırılır ve adlandırılır.

Manyetik alan, manyetik kuvvet çizgileri veya manyetik indüksiyon çizgileri kullanılarak grafiksel olarak temsil edilir. Manyetik güç çizgiler Bunlar, demir talaşlarının veya küçük manyetik iğnelerin eksenlerinin manyetik alanda bulunduğu çizgilerdir. Böyle bir çizginin her noktasında vektör bir teğet boyunca yönlendirilir.

Manyetik indüksiyon hatları her zaman kapalıdır; bu, doğada manyetik yüklerin bulunmadığını ve manyetik alanın girdap yapısını gösterir.

Geleneksel olarak mıknatısın kuzey kutbundan çıkıp güneye girerler. Çizgilerin yoğunluğu, manyetik alana dik birim alan başına düşen çizgi sayısı manyetik indüksiyonun büyüklüğüyle orantılı olacak şekilde seçilir.

N

Akımlı manyetik solenoid

Çizgilerin yönü sağ vida kuralına göre belirlenir. Solenoid, dönüşleri birbirine yakın olan ve dönüşün çapı bobinin uzunluğundan çok daha az olan, akımlı bir bobindir.

Solenoidin içindeki manyetik alan eşittir. Vektörün herhangi bir noktada sabit olması durumunda manyetik alana düzgün denir.

Solenoidin manyetik alanı çubuk mıknatısın manyetik alanına benzer.

İLE

Akım taşıyan bir solenoid bir elektromıknatıstır.

Deneyimler, elektrik alanı için olduğu gibi manyetik alan için de şunu göstermektedir: Üstüste binme ilkesi: Birkaç akım veya hareketli yük tarafından oluşturulan bir manyetik alanın indüksiyonu, her bir akım veya yük tarafından oluşturulan manyetik alanların indüksiyonunun vektör toplamına eşittir:

Vektör 3 yoldan biriyle girilir:

a) Ampere yasasından;

b) manyetik alanın akım taşıyan çerçeve üzerindeki etkisiyle;

c) Lorentz kuvvetinin ifadesinden.

A mpper deneysel olarak, manyetik alanın, manyetik alanda bulunan I akımına sahip bir iletkenin elemanına etki ettiği kuvvetin kuvvetle doğru orantılı olduğunu tespit etmiştir.

akım I ve uzunluk elemanının ve manyetik indüksiyonun vektör ürünü:

- Ampere yasası

N
Vektörün yönü, vektör çarpımının genel kurallarına göre bulunabilir, bu da sol el kuralını ima eder: sol elin avuç içi manyetik olacak şekilde konumlandırılırsa Güç hatları içeri girin ve uzatılmış 4 parmağınızı akıntı boyunca yönlendirin, ardından bükün baş parmak kuvvetin yönünü gösterecektir.

Sonlu uzunluktaki bir tele etki eden kuvvet, tüm uzunluğun integrali alınarak bulunabilir.

I = sabit, B=sabit, F = BIlsin olduğunda

 =90 0 ise, F = BIl

Manyetik alan indüksiyonu- manyetik kuvvet çizgilerine dik olarak yerleştirilmiş, birim akıma sahip birim uzunluktaki bir iletken üzerinde düzgün bir manyetik alanda etki eden kuvvete sayısal olarak eşit olan vektör fiziksel miktarı.

1T, manyetik kuvvet çizgilerine dik olarak yerleştirilmiş, 1A akıma sahip 1m uzunluğunda bir iletkene 1N'lik bir kuvvetin etki ettiği düzgün bir manyetik alanın indüksiyonudur.

Şu ana kadar iletkenlerde akan makro akımları ele aldık. Ancak Ampere'nin varsayımına göre her cisimde atomlardaki elektronların hareketinden kaynaklanan mikroskobik akımlar vardır. Bu mikroskobik moleküler akımlar kendi manyetik alanlarını oluşturur ve makro akımların alanlarında dönerek vücutta ek bir manyetik alan oluşturabilir. Vektör, tüm makro ve mikro akımların yarattığı ortaya çıkan manyetik alanı karakterize eder; aynı makro akımda farklı ortamlardaki vektör farklı değerlere sahiptir.

Makro akımların manyetik alanı, manyetik yoğunluk vektörü ile tanımlanır.

Homojen bir izotropik ortam için

 0 = 410 -7 H/m - manyetik sabit,  0 = 410 -7 N/A 2,

 ortamın manyetik geçirgenliğidir ve ortamın mikro akımlarının alanına bağlı olarak makro akımların manyetik alanının kaç kez değiştiğini gösterir.

Manyetik akı. Manyetik akı için Gauss teoremi.

Vektör akışı(manyetik akı) site boyunca dS eşit bir skaler miktar denir

sahaya normalin yönüne ilişkin projeksiyon nerede;

 ve vektörleri arasındaki açıdır.

Yönlü yüzey elemanı,

Vektör akı cebirsel bir miktardır,

Eğer - yüzeyden ayrılırken;

Eğer - yüzeye girildiğinde.

Manyetik indüksiyon vektörünün rastgele bir S yüzeyi boyunca akısı şuna eşittir:

Düzgün bir manyetik alan için =sabit,

1 Wb - indüksiyonu 1 T olan, düzgün bir manyetik alana dik olarak yerleştirilmiş 1 m2 alana sahip düz bir yüzeyden geçen manyetik akı.

S yüzeyinden geçen manyetik akı sayısal olarak bu yüzeyden geçen manyetik alan çizgilerinin sayısına eşittir.

Manyetik indüksiyon hatları her zaman kapalı olduğundan, kapalı bir yüzey için yüzeye giren çizgilerin sayısı (Ф 0) dolayısıyla kapalı bir yüzey boyunca manyetik indüksiyonun toplam akısı sıfırdır.

- Gauss teoremi: Manyetik indüksiyon vektörünün herhangi bir kapalı yüzeyden akısı sıfırdır.

Bu teorem, doğada manyetik indüksiyon hatlarının başladığı veya bittiği manyetik yüklerin bulunmadığı gerçeğinin matematiksel bir ifadesidir.

Biot-Savart-Laplace yasası ve manyetik alanların hesaplanmasına uygulanması.

Çeşitli şekillerde doğru akımların manyetik alanı Fr. tarafından ayrıntılı olarak incelenmiştir. bilim adamları Biot ve Savard. Her durumda, rastgele bir noktada manyetik indüksiyonun akım gücüyle orantılı olduğunu ve iletkenin şekline, boyutuna, bu noktanın iletkene ve çevreye göre konumuna bağlı olduğunu bulmuşlardır.

Bu deneylerin sonuçları Fr. tarafından özetlenmiştir. Manyetik indüksiyonun vektör doğasını hesaba katan matematikçi Laplace, süperpozisyon ilkesine göre her noktadaki indüksiyonun, bu iletkenin her bir bölümü tarafından oluşturulan temel manyetik alanların indüksiyonlarının vektör toplamı olduğunu varsaydı.

Laplace, 1820'de Biot-Savart-Laplace yasası adı verilen bir yasa formüle etti: akım taşıyan bir iletkenin her elemanı, indüksiyon vektörü herhangi bir K noktasında aşağıdaki formülle belirlenen bir manyetik alan yaratır:

- Biot-Savart-Laplace yasası.

Biot-Sauvar-Laplace yasasından, vektörün yönünün vektör çarpımının yönüyle çakıştığı sonucu çıkar. Aynı yön sağ vida (gimlet) kuralıyla da verilmektedir.

Hesaba katıldığında,

İletken eleman akımla birlikte yönlendirilir;

K noktasına bağlanan yarıçap vektörü;

Biot-Savart-Laplace yasası pratik öneme sahiptir çünkü uzayda belirli bir noktada, sonlu boyutlara ve isteğe bağlı şekle sahip bir iletkenden akan akımın manyetik alanının indüksiyonunu bulmanızı sağlar.

Rasgele bir şekle sahip bir akım için böyle bir hesaplama karmaşık bir matematik problemidir. Bununla birlikte, eğer akım dağılımı belirli bir simetriye sahipse, o zaman süperpozisyon ilkesinin Biot-Savart-Laplace yasasıyla birlikte uygulanması, belirli manyetik alanların nispeten basit bir şekilde hesaplanmasını mümkün kılar.

Bazı örneklere bakalım.

A. Akım taşıyan düz bir iletkenin manyetik alanı.

sonlu uzunluktaki bir iletken için:

sonsuz uzunlukta bir iletken için:  1 = 0,  2 = 

B. Dairesel akımın merkezindeki manyetik alan:

=90 0 , sin=1,

Oersted, 1820'de deneysel olarak, makro akımlardan oluşan bir sistemi çevreleyen kapalı bir döngüdeki dolaşımın, bu akımların cebirsel toplamı ile orantılı olduğunu keşfetti. Orantılılık katsayısı birim sisteminin seçimine bağlıdır ve SI'da 1'e eşittir.

C
Bir vektörün dolaşımına kapalı döngü integrali denir.

Bu formül denir dolaşım teoremi veya toplam akım yasası:

Manyetik alan kuvveti vektörünün rastgele bir kapalı devre boyunca dolaşımı, bu devre tarafından kapsanan makro akımların (veya toplam akımın) cebirsel toplamına eşittir. onun özellikler Akımları ve kalıcı mıknatısları çevreleyen uzayda bir kuvvet ortaya çıkar alan, isminde manyetik. Kullanılabilirlik manyetik alanlar ortaya çıkıyor...

Elektromanyetiğin gerçek yapısı hakkında alanlar Ve onun özellikler düzlem dalgalar şeklinde yayılır.

Makale >> Fizik

ELEKTROMANYETİĞİN GERÇEK YAPISI HAKKINDA ALANLAR VE ONUN ÖZELLİKLER DÜZLEM DALGALARI BİÇİMİNDE YAYILMA... bir tek parçanın diğer bileşenleri alanlar: elektromanyetik alan vektör bileşenleri ve elektriksel alan bileşenlerle ve manyetik alan bileşenlerle...

Manyetik alan, devreler ve indüksiyon

Özet >> Fizik

... alanlar). Temel karakteristik manyetik alanlar dır-dir onun vektör tarafından belirlenen kuvvet manyetik indüksiyon (indüksiyon vektörü manyetik alanlar). SI'da manyetik... sahip olmak manyetik an. Manyetik alan Ve onun Parametre Yönü manyetikçizgiler ve...

Manyetik alan (2)

Özet >> Fizik

AB iletkeninin akım ile kesiti manyetik alan dik onun manyetikçizgiler. Şekilde gösterildiğinde... değer yalnızca şunlara bağlıdır: manyetik alanlar ve hizmet edebilir onun nicel karakteristik. Bu değer kabul edilir...

Manyetik malzemeler (2)

Özet >> İktisat

Temas eden malzemeler manyetik alan, olarak ifade edildi onun değişim, diğerlerinde olduğu gibi... ve maruz kalmanın sona ermesinden sonra manyetik alanlar.1. Temel özellikler manyetik malzemelerMalzemelerin manyetik özellikleri karakterize edilir...

Bir manyetik alan- bu, akım veya hareketli yüklere sahip iletkenler arasında etkileşimin meydana geldiği maddi ortamdır.

Manyetik alanın özellikleri:

Manyetik alanın özellikleri:

Manyetik alanı incelemek için akımlı bir test devresi kullanılır. Boyutu küçüktür ve içindeki akım, manyetik alanı oluşturan iletkendeki akımdan çok daha azdır. Akım taşıyan devrenin karşıt taraflarında, manyetik alandan gelen kuvvetler eşit büyüklükte hareket eder, ancak kuvvetin yönü akımın yönüne bağlı olduğundan zıt yönlere yönlendirilir. Bu kuvvetlerin uygulama noktaları aynı düz çizgi üzerinde yer almaz. Bu tür kuvvetlere denir birkaç kuvvet. Bir çift kuvvetin etkisi sonucunda devre öteleme hareketi yapamaz, kendi ekseni etrafında döner. Dönme eylemi karakterize edilir tork.

, Nerede ben–birkaç kuvvetten yararlanın(kuvvetlerin uygulama noktaları arasındaki mesafe).

Test devresindeki akım veya devrenin alanı arttıkça kuvvet çiftinin torku da orantılı olarak artacaktır. Devreye akımla etki eden maksimum kuvvet momentinin devredeki akımın büyüklüğüne ve devre alanına oranı, alandaki belirli bir nokta için sabit bir değerdir. Buna denir manyetik indüksiyon.

, Nerede
-manyetik moment akım ile devre.

Birim manyetik indüksiyon – Tesla [T].

Devrenin manyetik momenti– yönü devredeki akımın yönüne bağlı olan ve şu şekilde belirlenen vektör miktarı: sağ vida kuralı: Sağ elinizi yumruk haline getirin, dört parmağınızı devredeki akımın yönüne doğru tutun, ardından başparmak manyetik moment vektörünün yönünü gösterecektir. Manyetik moment vektörü her zaman kontur düzlemine diktir.

Arka manyetik indüksiyon vektörünün yönü manyetik alana yönelik devrenin manyetik momentinin vektörünün yönünü alın.

Manyetik indüksiyon hattı– her noktada teğeti manyetik indüksiyon vektörünün yönü ile çakışan bir çizgi. Manyetik indüksiyon hatları her zaman kapalıdır ve asla kesişmez. Düz bir iletkenin manyetik indüksiyon hatları akım ile iletkene dik bir düzlemde bulunan daireler şeklindedir. Manyetik indüksiyon hatlarının yönü sağ vida kuralıyla belirlenir. Dairesel akımın manyetik indüksiyon hatları(akımla dönüşler) ayrıca daire biçimindedir. Her bobin elemanının uzunluğu
kendi manyetik alanını yaratan düz bir iletken olarak düşünülebilir. Manyetik alanlar için süperpozisyon (bağımsız toplama) ilkesi geçerlidir. Dairesel akımın manyetik indüksiyonunun toplam vektörü, sağ vida kuralına göre dönüşün merkezindeki bu alanların eklenmesi sonucu belirlenir.

Manyetik indüksiyon vektörünün büyüklüğü ve yönü uzaydaki her noktada aynıysa, manyetik alana denir. homojen. Manyetik indüksiyon vektörünün her noktadaki büyüklüğü ve yönü zamanla değişmiyorsa, böyle bir alana denir. kalıcı.

Büyüklük manyetik indüksiyon Alanın herhangi bir noktasında, alanı oluşturan iletkendeki akım kuvveti ile doğru orantılı, iletkenin alanda belirli bir noktaya olan uzaklığı ile ters orantılı olup, ortamın özelliklerine ve alanı oluşturan iletkenin şekline bağlıdır. alan.

, Nerede
AÇIK 2; Gn/m – vakumun manyetik sabiti,

-ortamın bağıl manyetik geçirgenliği,

-ortamın mutlak manyetik geçirgenliği.

Manyetik geçirgenlik değerine bağlı olarak tüm maddeler üç sınıfa ayrılır:

Ortamın mutlak geçirgenliği arttıkça alanın belirli bir noktasındaki manyetik indüksiyon da artar. Manyetik indüksiyonun ortamın mutlak manyetik geçirgenliğine oranı, belirli bir çoklu nokta için sabit bir değerdir, e denir tansiyon.

.

Gerilim ve manyetik indüksiyon vektörleri aynı doğrultudadır. Manyetik alan kuvveti ortamın özelliklerine bağlı değildir.

Amper gücü– manyetik alanın akım taşıyan bir iletkene etki ettiği kuvvet.

Nerede ben– iletkenin uzunluğu, - manyetik indüksiyon vektörü ile akımın yönü arasındaki açı.

Amper kuvvetinin yönü şu şekilde belirlenir: sol el kuralı: sol el, manyetik indüksiyon vektörünün iletkene dik bileşeni avuç içine girecek şekilde konumlandırılır, dört uzatılmış parmak akım boyunca yönlendirilir, ardından 90 0 bükülmüş başparmak Amper kuvvetinin yönünü gösterecektir.

Amper kuvvetinin sonucu iletkenin belirli bir yönde hareketidir.

e eğer = 90 0 ise F=max, eğer = 0 0, sonra F = 0.

Lorentz kuvveti– Hareket eden bir yük üzerindeki manyetik alanın kuvveti.

q yük, v ise hareketinin hızıdır, - gerilim ve hız vektörleri arasındaki açı.

Lorentz kuvveti her zaman manyetik indüksiyon ve hız vektörlerine diktir. Yön şu şekilde belirlenir: sol el kuralı(parmaklar pozitif yükün hareketini takip eder). Parçacığın hızının yönü, düzgün bir manyetik alanın manyetik indüksiyon çizgilerine dik ise, parçacık kinetik enerjisini değiştirmeden bir daire içinde hareket eder.

Lorentz kuvvetinin yönü yükün işaretine bağlı olduğundan yükleri ayırmak için kullanılır.

Manyetik akı– manyetik indüksiyon hatlarına dik olarak yerleştirilmiş herhangi bir alandan geçen manyetik indüksiyon hatlarının sayısına eşit bir değer.

, Nerede - manyetik indüksiyon ile S alanına normal (dik) arasındaki açı.

Birim– Weber [Wb].

Manyetik akı ölçüm yöntemleri:

Manyetik alanda sitenin yönünü değiştirme (açıyı değiştirme)

Manyetik alana yerleştirilen devrenin alanının değiştirilmesi

Manyetik alan yaratan akım gücündeki değişiklik

Devrenin manyetik alan kaynağına olan mesafesinin değiştirilmesi

Ortamın manyetik özelliklerinde değişiklikler.

F Araday, kaynak içermeyen ancak kaynak içeren başka bir devrenin yanında bulunan bir devrede elektrik akımı olduğunu kaydetti. Ayrıca, ilk devredeki akım aşağıdaki durumlarda ortaya çıkmıştır: A devresindeki akımda herhangi bir değişiklik olduğunda, devrelerin göreceli hareketinde, bir demir çubuğun A devresine sokulduğunda, kalıcı bir mıknatısın göreceli hareketinde B devresine. Serbest yüklerin (akım) yönlendirilmiş hareketi yalnızca bir elektrik alanında meydana gelir. Bu, değişen bir manyetik alanın, iletkenin serbest yüklerini harekete geçiren bir elektrik alanı ürettiği anlamına gelir. Bu elektrik alanına denir uyarılmış veya girdap.

Girdap elektrik alanı ile elektrostatik alan arasındaki farklar:

Girdap alanının kaynağı değişen bir manyetik alandır.

Girdap alanı kuvvet çizgileri kapalı.

Bir yükü kapalı bir devre boyunca hareket ettirmek için bu alanın yaptığı iş sıfır değildir.

Bir girdap alanının enerji karakteristiği potansiyel değil, indüklenen emk– bir yük birimini kapalı bir devre boyunca hareket ettirmek için dış kuvvetlerin (elektrostatik kökenli olmayan kuvvetler) yaptığı işe eşit bir değer.

.Volt cinsinden ölçülür[İÇİNDE].

İletken bir kapalı devre olup olmadığına bakılmaksızın, manyetik alandaki herhangi bir değişiklikle bir girdap elektrik alanı oluşur. Devre yalnızca birinin girdap elektrik alanını tespit etmesine izin verir.

Elektromanyetik indüksiyon- bu, yüzeyinden geçen manyetik akıdaki herhangi bir değişiklikle birlikte kapalı bir devrede indüklenen emk'nin ortaya çıkmasıdır.

Kapalı bir devrede indüklenen emk, indüklenen bir akım üretir.

.

İndüksiyon akımının yönü tarafından karar verildi Lenz'in kuralı: indüklenen akım öyle bir yöndedir ki, yarattığı manyetik alan, bu akımı oluşturan manyetik akıdaki herhangi bir değişikliğe karşı koyar.

Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasası: Kapalı bir döngüde indüklenen emk, döngü tarafından sınırlanan yüzey boyunca manyetik akının değişim hızıyla doğru orantılıdır.

T tamam fuko– değişen bir manyetik alana yerleştirilen büyük iletkenlerde ortaya çıkan girdap endüksiyon akımları. Böyle bir iletkenin direnci düşüktür, çünkü geniş bir S kesitine sahiptir, bu nedenle Foucault akımlarının değeri büyük olabilir ve bunun sonucunda iletken ısınır.

Kendi kendine indüksiyon- bu, içindeki akım gücü değiştiğinde bir iletkende indüklenen emk'nin ortaya çıkmasıdır.

Akım taşıyan bir iletken manyetik alan oluşturur. Manyetik indüksiyon akım gücüne bağlıdır, bu nedenle içsel manyetik akı da akım gücüne bağlıdır.

L orantılılık katsayısıdır, indüktans.

Birim endüktans – Henry [H].

İndüktansİletkenin büyüklüğü, şekli ve ortamın manyetik geçirgenliğine bağlıdır.

İndüktans iletkenin uzunluğu arttıkça artar, bir sarımın endüktansı aynı uzunluktaki düz bir iletkenin endüktansından daha büyüktür, bir bobinin (çok sayıda sarımlı bir iletken) endüktansı bir sarımın endüktansından daha büyüktür Bir bobinin endüktansı, içine demir bir çubuk sokulduğunda artar.

Faraday'ın kendi kendine indüksiyon yasası:
.

Kendinden kaynaklı emk akımın değişim hızıyla doğru orantılıdır.

Kendinden kaynaklı emk devredeki akımın değişmesini her zaman önleyen bir öz-endüksiyon akımı üretir, yani akım arttığında, kendi kendine endüksiyon akımı ters yöne yönlendirilir; devredeki akım azaldığında, kendi kendine endüksiyon akımı oluşur. indüksiyon akımı aynı yönde yönlendirilir. Bobinin endüktansı ne kadar büyük olursa, içinde meydana gelen kendi kendine endüktif emf de o kadar büyük olur.

Manyetik alan enerjisi akım sıfırdan maksimum değere çıkarken, akımın kendi kendine indüklenen emk'yi aşmak için yaptığı işe eşittir.

.

Elektromanyetik titreşimler– bunlar yükteki, akım gücündeki ve elektrik ve manyetik alanların tüm özelliklerindeki periyodik değişikliklerdir.

Elektrikli salınım sistemi(salınım devresi) bir kapasitör ve bir indüktörden oluşur.

Salınımların oluşma koşulları:

Sistem dengeden çıkarılmalıdır, bunu yapmak için kapasitörü şarj edin. Yüklü bir kapasitörün elektrik alan enerjisi:

.

Sistem denge durumuna geri dönmelidir. Elektrik alanının etkisi altında yük, kapasitörün bir plakasından diğerine aktarılır, yani devrede bobinden akan bir elektrik akımı belirir. İndüktördeki akım arttıkça, kendi kendine endüksiyon emk'si ortaya çıkar; kendi kendine endüksiyon akımı ters yönde yönlendirilir. Bobindeki akım azaldığında, kendi kendine endüksiyon akımı aynı yöne yönlendirilir. Böylece, kendi kendine indüksiyon akımı sistemi denge durumuna döndürme eğilimindedir.

Devrenin elektriksel direnci düşük olmalıdır.

İdeal salınım devresi direnci yoktur. İçindeki titreşimlere denir özgür.

Herhangi bir elektrik devresi için, devrede etki eden emf'nin devrenin tüm bölümlerindeki gerilimlerin toplamına eşit olduğu Ohm yasası karşılanır. Salınım devresinde bir akım kaynağı yoktur, ancak indüktörde kapasitör üzerindeki voltaja eşit olan kendi kendine endüktif bir emf belirir.

Sonuç: Kapasitörün yükü harmonik kanuna göre değişiyor.

Kapasitör voltajı:
.

Devredeki akım gücü:
.

Büyüklük
- akım genliği.

Ücret farkı
.

Devredeki serbest salınımların periyodu:

Bir kapasitörün elektrik alan enerjisi:

Bobin manyetik alan enerjisi:

Elektrik ve manyetik alanların enerjileri harmonik yasasına göre değişir, ancak salınımlarının aşamaları farklıdır: elektrik alanın enerjisi maksimum olduğunda, manyetik alanın enerjisi sıfırdır.

Salınım sisteminin toplam enerjisi:
.

İÇİNDE ideal kontur toplam enerji değişmez.

Salınım işlemi sırasında, elektrik alanın enerjisi tamamen manyetik alanın enerjisine dönüştürülür ve bunun tersi de geçerlidir. Bu, herhangi bir andaki enerjinin ya elektrik alanın maksimum enerjisine ya da manyetik alanın maksimum enerjisine eşit olduğu anlamına gelir.

Gerçek salınım devresi direnç içerir. İçindeki titreşimlere denir solma.

Ohm yasası şu şekli alacaktır:

Sönümün küçük olması koşuluyla (salınımların doğal frekansının karesi, sönüm katsayısının karesinden çok daha büyüktür), logaritmik sönüm azalması şu şekildedir:

Güçlü sönümleme ile (doğal salınım frekansının karesi, salınım katsayısının karesinden küçüktür):

Bu denklem, bir kapasitörün bir dirence boşaltılması işlemini açıklar. Endüktansın yokluğunda salınımlar meydana gelmez. Bu yasaya göre kapasitör plakalarındaki voltaj da değişir.

Toplam Enerji gerçek bir devrede azalır, çünkü akımın geçişi sırasında R direncine ısı salınır.

Geçiş süreci– bir çalışma modundan diğerine geçiş sırasında elektrik devrelerinde meydana gelen bir süreç. Zamana göre tahmin ( ), bu sırada geçiş sürecini karakterize eden parametre e kez değişecektir.

İçin kapasitör ve dirençten oluşan devre:
.

Maxwell'in elektromanyetik alan teorisi:

1 konum:

Herhangi bir alternatif elektrik alanı girdap manyetik alanı oluşturur. Alternatif bir elektrik alanı, sıradan bir akım gibi bir manyetik alana neden olduğundan Maxwell tarafından yer değiştirme akımı olarak adlandırıldı.

Yer değiştirme akımını tespit etmek için, dielektrikli bir kapasitörün bağlı olduğu bir sistemden akımın geçişini düşünün.

Önyargı akım yoğunluğu:
. Akım yoğunluğu voltaj değişimi yönünde yönlendirilir.

Maxwell'in ilk denklemi:
- girdap manyetik alanı hem iletim akımları (hareketli elektrik yükleri) hem de yer değiştirme akımları (alternatif elektrik alanı E) tarafından üretilir.

2 konum:

Herhangi bir alternatif manyetik alan, elektromanyetik indüksiyonun temel yasası olan bir girdap elektrik alanı üretir.

Maxwell'in ikinci denklemi:
- herhangi bir yüzeydeki manyetik akının değişim hızını ve aynı anda ortaya çıkan elektrik alan kuvveti vektörünün dolaşımını birbirine bağlar.

Akım taşıyan herhangi bir iletken uzayda manyetik alan oluşturur. Akım sabitse (zamanla değişmiyorsa), o zaman onunla ilişkili manyetik alan da sabittir. Değişen bir akım, değişen bir manyetik alan yaratır. Akım taşıyan bir iletkenin içinde bir elektrik alanı vardır. Bu nedenle değişen bir elektrik alanı, değişen bir manyetik alan yaratır.

Manyetik indüksiyon çizgileri her zaman kapalı olduğundan manyetik alan girdaptır. Manyetik alan kuvvetinin büyüklüğü H, elektrik alan kuvvetinin değişim hızıyla orantılıdır . Manyetik alan kuvveti vektörünün yönü elektrik alan gücündeki değişikliklerle ilişkili sağ vida kuralı: sağ elinizi yumruk haline getirin, başparmağınızı elektrik alan gücündeki değişimin yönüne doğrultun, ardından bükülmüş 4 parmak manyetik alan gücü çizgilerinin yönünü gösterecektir.

Değişen herhangi bir manyetik alan girdap elektrik alanı yaratır gerilim çizgileri kapalı ve manyetik alan kuvvetine dik bir düzlemde yer alan.

Girdap elektrik alanının yoğunluğunun E büyüklüğü, manyetik alanın değişim hızına bağlıdır . E vektörünün yönü, sol vida kuralına göre H manyetik alanındaki değişimin yönü ile ilişkilidir: sol elinizi yumruk haline getirin, başparmağınızı manyetik alandaki değişimin yönüne doğrultun, dört parmağınızı bükün girdap elektrik alanının yoğunluk çizgilerinin yönü.

Birbirine bağlı girdap elektrik ve manyetik alanları kümesi şunları temsil eder: elektromanyetik alan. Elektromanyetik alan başlangıç ​​noktasında kalmaz, uzayda enine elektromanyetik dalga şeklinde yayılır.

Elektromanyetik dalga– bu, birbirine bağlı girdap elektrik ve manyetik alanlarının uzaydaki yayılımıdır.

Elektromanyetik dalganın oluşma durumu– yükün hızlanma ile hareketi.

Elektromanyetik Dalga Denklemi:

- elektromanyetik salınımların döngüsel frekansı

t – salınımların başlangıcından itibaren geçen süre

l – dalga kaynağından uzayda belirli bir noktaya kadar olan mesafe

- dalga yayılma hızı

Bir dalganın kaynağından belirli bir noktaya ulaşması için geçen süre.

Bir elektromanyetik dalgadaki E ve H vektörleri birbirine ve dalganın yayılma hızına diktir.

Elektromanyetik dalgaların kaynağı– içinden hızla değişen akımların aktığı iletkenler (makro yayıcılar) ve ayrıca uyarılmış atomlar ve moleküller (mikro yayıcılar). Salınım frekansı ne kadar yüksek olursa uzayda o kadar iyi elektromanyetik dalgalar yayılır.

Elektromanyetik dalgaların özellikleri:

Tüm elektromanyetik dalgalar enine

Homojen bir ortamda elektromanyetik dalgalar sabit hızla yayılır ortamın özelliklerine bağlıdır:

- ortamın bağıl dielektrik sabiti

- vakumun dielektrik sabiti,
F/m, Cl2/nm2

- ortamın bağıl manyetik geçirgenliği

- vakumun manyetik sabiti,
AÇIK 2; Gn/m

Elektromanyetik dalgalar engellerden yansıyan, soğurulan, saçılan, kırılan, kutuplaşan, kırılan, girişime uğrayan.

Hacimsel enerji yoğunluğuelektromanyetik alan elektrik ve manyetik alanların hacimsel enerji yoğunluklarından oluşur:

Dalga enerjisi akı yoğunluğu - dalga yoğunluğu:

-Umov-Poynting vektörü.

Tüm elektromanyetik dalgalar bir dizi frekans veya dalga boyunda düzenlenir (
). Bu satır elektromanyetik dalga ölçeği.

Düşük frekanslı titreşimler. 0 – 10 4 Hz. Jeneratörlerden elde edilir. Kötü bir şekilde yayılıyorlar

Radyo dalgaları. 10 4 – 10 13Hz. Hızla değişen akımları taşıyan katı iletkenler tarafından yayılırlar.

Kızılötesi radyasyon- Atom içi ve molekül içi işlemler nedeniyle 0 K'nin üzerindeki sıcaklıklarda tüm cisimler tarafından yayılan dalgalar.

Görülebilir ışık– göze etki eden ve görsel duyuya neden olan dalgalar. 380-760nm

Morötesi radyasyon. 10 – 380 nm. Görünür ışık ve UV, bir atomun dış kabuklarındaki elektronların hareketi değiştiğinde ortaya çıkar.

X-ışını radyasyonu. 80 – 10 -5 nm. Elektronların hareketi değiştiğinde meydana gelir iç kabuklar atom.

Gama radyasyonu. Atom çekirdeğinin bozunması sırasında meydana gelir.

1

Bu makale, kalıcı mıknatısların vektör ve skaler manyetik alanlarına ilişkin çalışmaların sonuçlarını ve bunların dağılımlarının belirlenmesini sunmaktadır.

kalıcı mıknatıs

elektromanyetik

vektör manyetik alanı

Skaler manyetik alan.

2. Borisenko A.I., Tarapov I.E. Vektör analizi ve tensör hesabının başlangıcı. – M.: Yüksekokul, 1966.

3. Kumpyak D.E. Vektör ve tensör analizi: öğretici. – Tver: Tverskoy Devlet Üniversitesi, 2007. – 158 s.

4.McConnell A.J. Geometri, mekanik ve fizik uygulamalarıyla tensör analizine giriş. – M.: Fizmatlit, 1963. – 411 s.

5. Borisenko A.I., Tarapov I.E. Vektör analizi ve tensör hesabının başlangıcı. – 3. baskı. – M.: Yüksekokul, 1966.

Kalıcı mıknatıslar. Sabit manyetik alan.

Mıknatıs- Bunlar, manyetik alanlarının etkisiyle demir ve çelik nesneleri çekme ve bazılarını itme yeteneğine sahip cisimlerdir. Manyetik alan çizgileri mıknatısın güney kutbundan geçerek kuzey kutbundan çıkar (Şekil 1).

Pirinç. 1. Mıknatıs ve manyetik alan çizgileri

Kalıcı mıknatıs, mıknatıslanma durumunu uzun süre koruyan, yüksek artık manyetik indüksiyona sahip sert manyetik malzemeden yapılmış bir üründür. Kalıcı mıknatıslar üretilmektedir çeşitli şekiller ve otonom (enerji tüketmeyen) manyetik alan kaynakları olarak kullanılırlar (Şekil 2).

Elektromıknatıs, elektrik akımı geçtiğinde manyetik alan oluşturan bir cihazdır. Tipik olarak bir elektromıknatıs, sarımdan bir elektrik akımı geçtiğinde mıknatısın özelliklerini kazanan bir ferromanyetik çekirdeğin sarımından oluşur.

Pirinç. 2. Kalıcı mıknatıs

Öncelikle mekanik kuvvet oluşturmak için tasarlanan elektromıknatıslar aynı zamanda kuvveti ileten bir armatür (manyetik devrenin hareketli bir parçası) içerir.

Manyetitten yapılan kalıcı mıknatıslar eski çağlardan beri tıpta kullanılmaktadır. Mısır Kraliçesi Kleopatra manyetik bir muska takıyordu.

İÇİNDE Antik Çin“İmparatorluk İç Hastalıkları Kitabı” vücuttaki Qi enerjisini - “yaşam gücü” düzeltmek için manyetik taşların kullanılması konusunu ele alıyordu.

Manyetizma teorisi ilk olarak Fransız fizikçi Andre Marie Ampere tarafından geliştirildi. Onun teorisine göre demirin mıknatıslanması, madde içinde dolaşan elektrik akımlarının varlığıyla açıklanmaktadır. Ampere, deneylerinin sonuçlarına ilişkin ilk raporlarını 1820 sonbaharında Paris Bilimler Akademisi'nin bir toplantısında yaptı. “Manyetik alan” kavramı fiziğe İngiliz fizikçi Michael Faraday tarafından tanıtıldı. Mıknatıslar manyetik bir alan aracılığıyla etkileşir ve ayrıca manyetik kuvvet çizgileri kavramını da ortaya attı.

Vektör manyetik alanı

Bir vektör alanı, söz konusu uzaydaki her noktayı, o noktada başlayan bir vektörle ilişkilendiren bir eşlemedir. Örneğin rüzgar hızı vektörü şu an zaman noktadan noktaya değişir ve bir vektör alanıyla tanımlanabilir (Şekil 3).

Skaler manyetik alan

Uzayın belirli bir bölgesinin (çoğunlukla 2 veya 3 boyutlu) her M noktası belirli (genellikle gerçek) bir u sayısıyla ilişkilendirilirse, o zaman bu bölgede bir skaler alanın belirtildiğini söylerler. Başka bir deyişle, skaler alan, Rn'yi R'ye (uzaydaki bir noktanın skaler fonksiyonu) eşleyen bir fonksiyondur.

Gennady Vasilyevich Nikolaev basit bir şekilde anlatıyor, gösteriyor ve bilimin bazı garip nedenlerden dolayı bulamadığı ikinci tip manyetik alanın varlığını kanıtlamak için basit deneyler kullanıyor. Ampere'nin zamanından beri hala var olduğuna dair bir varsayım var. Nikolaev tarafından keşfedilen alanı skaler olarak adlandırdı, ancak hala sıklıkla onun adıyla anılıyor. Nikolaev, elektromanyetik dalgaları sıradan mekanik dalgalarla tam bir benzetmeye getirdi. Şimdi fizik, elektromanyetik dalgaları yalnızca enine olarak kabul ediyor, ancak Nikolaev kendinden emin ve bunların aynı zamanda boylamsal veya skaler olduklarını da kanıtlıyor ve bu mantıklı, bir dalga nasıl olmadan ileri doğru yayılabilir? doğrudan basınç Bu tamamen saçmalık. Bilim adamına göre uzunlamasına alan, muhtemelen teorilerin ve ders kitaplarının düzenlenmesi sürecinde bilim tarafından kasıtlı olarak gizlenmişti. Bu basit bir niyetle yapıldı ve diğer kesintilerle tutarlıydı.

Pirinç. 3. Vektör manyetik alanı

Yapılan ilk kesinti, yayın süresinin olmamasıydı. Neden?! Çünkü eter enerjidir, yani basınç altında olan bir ortamdır. Ve bu baskı eğer süreç doğru organize edilirse bedava bir enerji kaynağı olarak kullanılabilir!!! İkinci kesim, uzunlamasına dalganın kaldırılmasıdır, bu, eğer eter bir basınç kaynağı, yani enerji ise, o zaman sadece eklerseniz, bunun bir sonucudur. enine dalgalar ise serbest veya serbest enerji elde edilemez; boyuna bir dalga gereklidir.

Daha sonra dalgaların karşıt süperpozisyonu eter basıncının dışarı pompalanmasını mümkün kılar. Bu teknolojiye genellikle sıfır noktası denir ve bu genellikle doğrudur. Artı ve eksi bağlantısının sınırındadır (artan ve düşük kan basıncı), karşıt hareket eden dalgalarla, sözde Bloch bölgesini veya ortamın ek enerjisinin çekileceği ortama (eter) bir dalış elde edebilirsiniz.

Çalışma, G.V. Nikolaev'in "Modern elektrodinamik ve paradoksal doğasının nedenleri" kitabında anlatılan deneylerden bazılarını pratik olarak tekrarlama ve Stefan Marinov'un jeneratörünü ve motorunu evde mümkün olduğunca yeniden üretme girişimidir.

G.V.'yi deneyimleyin Mıknatıslı Nikolaev: Hoparlörlerden iki yuvarlak mıknatıs kullanıldı

Bir düzlem üzerinde zıt kutuplara sahip iki düz mıknatıs. Birbirlerini çekerler (Şekil 4), dik olduklarında (kutupların yönü ne olursa olsun) çekim kuvveti yoktur (sadece tork mevcuttur) (Şekil 5).

Şimdi mıknatısları ortadan kesip farklı kutuplara sahip çiftler halinde bağlayarak orijinal boyutta mıknatıslar oluşturalım (Şek. 6).

Bu mıknatıslar aynı düzlemde yerleştirildiğinde (Şek. 7), örneğin tekrar birbirlerini çekecekler, dik olarak konumlandırıldıklarında ise zaten iteceklerdir (Şek. 8). İkinci durumda, bir mıknatısın kesim çizgisi boyunca etki eden boylamsal kuvvetler, mıknatısa etki eden enine kuvvetlere bir tepkidir. yan yüzeyler başka bir mıknatıs ve tam tersi. Boyuna kuvvetin varlığı elektrodinamik yasalarıyla çelişir. Bu kuvvet, mıknatısların kesildiği yerde mevcut olan skaler manyetik alanın sonucudur. Böyle bir kompozit mıknatısa siberian kolia denir.

Manyetik kuyu, bir vektör manyetik alanının ittiği ve skaler bir manyetik alanın çektiği ve aralarında bir mesafe yaratıldığı bir olgudur.

Bibliyografik bağlantı

Zhangisina G.D., Syzdykbekov N.T., Zhanbirov Zh.G., Sagyntai M., Mukhtarbek E.K. KALICI MIKNATISLAR VE KALICI MANYETİK ALANLAR // Modern doğa bilimindeki gelişmeler. – 2015. – Sayı 1-8. – S.1355-1357;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35401 (erişim tarihi: 04/05/2019). "Doğa Bilimleri Akademisi" yayınevinin yayınladığı dergileri dikkatinize sunuyoruz

Manyetik alanlar doğada bulunur ve yapay olarak oluşturulabilir. Adam onları fark etti kullanışlı özellikler kullanmayı öğrendiğim Gündelik Yaşam. Manyetik alanın kaynağı nedir?

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/1-17-768x560..jpg 795w"size="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Dünyanın manyetik alanı

Manyetik alan doktrini nasıl gelişti?

Bazı maddelerin manyetik özellikleri eski zamanlarda fark edilmişti, ancak çalışmaları aslında 19. yüzyılda başladı. Ortaçağ avrupası. Fransız bilim adamı Peregrine, küçük çelik iğneler kullanarak kuvvetin kesişimini keşfetti manyetik çizgiler belirli noktalarda - kutuplar. Sadece üç yüzyıl sonra, bu keşfin rehberliğinde Gilbert, onu incelemeye devam etti ve ardından Dünyanın kendi manyetik alanına sahip olduğu hipotezini savundu.

Manyetizma teorisinin hızlı gelişimi, 19. yüzyılın başında Ampere'nin elektrik alanının manyetik alanın oluşumu üzerindeki etkisini keşfedip tanımlamasıyla ve Faraday'ın keşfiyle başladı. elektromanyetik indüksiyon ters bir ilişki kurmuştur.

Manyetik alan nedir

Manyetik alan, hareket halindeki elektrik yükleri veya manyetik momenti olan cisimler üzerindeki kuvvet etkisiyle kendini gösterir.

Manyetik alan kaynakları:

1. Elektrik akımının geçtiği iletkenler;
2. Kalıcı mıknatıslar;
3. Elektrik alanını değiştirme.

Data-lazy-type = "image" data-src = "http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/2-18-600x307.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/02/2-18-768x393..jpg 800w"sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Manyetik alan kaynakları

Manyetik alanın ortaya çıkmasının temel nedeni tüm kaynaklar için aynıdır: elektriksel mikro yüklerin (elektronlar, iyonlar veya protonlar) kendi manyetik momentleri vardır veya yönlü hareket halindedirler.

Önemli! Elektrik ve manyetik alanlar zamanla değişerek karşılıklı olarak birbirini üretir. Bu ilişki Maxwell denklemleriyle belirlenir.

Manyetik alanın özellikleri

Manyetik alanın özellikleri şunlardır:

1. Manyetik akı, belirli bir kesitten kaç tane manyetik alan çizgisinin geçeceğini belirleyen skaler bir miktardır. F harfi ile gösterilir. Formül kullanılarak hesaplanır:

F = B x S x çünkü α,

burada B manyetik indüksiyon vektörüdür, S kesittir, α vektörün kesit düzlemine çizilen dik açıya eğim açısıdır. Ölçü birimi – weber (Wb);

Data-lazy-type = "image" data-src = "http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/3-17-600x450.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/02/3-17.jpg 720w"sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Manyetik akı

1. Manyetik indüksiyon vektörü (B), yük taşıyıcılarına etki eden kuvveti gösterir. Düzenli bir manyetik iğnenin işaret ettiği kuzey kutbuna doğru yönlendirilir. Manyetik indüksiyon niceliksel olarak Tesla (T) cinsinden ölçülür;
2. MF gerilimi (N). Çeşitli ortamların manyetik geçirgenliği ile belirlenir. Boşlukta geçirgenlik birlik olarak alınır. Gerilim vektörünün yönü manyetik indüksiyonun yönü ile çakışmaktadır. Ölçü birimi – A/m.

Manyetik alan nasıl temsil edilir

Kalıcı mıknatıs örneğini kullanarak manyetik alanın tezahürlerini görmek kolaydır. İki kutbu vardır ve yönelime bağlı olarak iki mıknatıs çeker veya iter. Manyetik alan bu sırada meydana gelen süreçleri karakterize eder:

1. MP matematiksel olarak bir vektör alanı olarak tanımlanır. Her biri pusula iğnesinin kuzey kutbuna doğru yönlendirilen ve manyetik kuvvete bağlı bir uzunluğa sahip olan birçok manyetik indüksiyon B vektörü aracılığıyla oluşturulabilir;
2. Bunu temsil etmenin alternatif bir yolu alan çizgilerini kullanmaktır. Bu çizgiler hiçbir zaman kesişmez, herhangi bir yerde başlamaz veya durmaz, kapalı döngüler oluşturur. MF hatları, manyetik alanın en güçlü olduğu, daha sık konumlu alanlara birleştirilir.

Önemli! Alan çizgilerinin yoğunluğu manyetik alanın gücünü gösterir.

MP gerçekte görülemese de MP'ye demir talaşları yerleştirilerek alan çizgileri gerçek dünyada kolaylıkla görselleştirilebilir. Her parçacık, kuzey ve güney kutbu olan küçük bir mıknatıs gibi davranır. Sonuç, kuvvet çizgilerine benzer bir modeldir. Kişi MP'nin etkisini hissedemez.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/4-13.jpg 640w"size="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Manyetik alan çizgileri

Manyetik alan ölçümü

Bu bir vektör miktarı olduğundan, MF'yi ölçmek için iki parametre vardır: kuvvet ve yön. Sahaya bağlanan bir pusula kullanılarak yön kolaylıkla ölçülebilir. Bir örnek, Dünya'nın manyetik alanına yerleştirilen bir pusuladır.

Diğer özellikleri ölçmek çok daha zordur. Pratik manyetometreler 19. yüzyıla kadar ortaya çıkmadı. Çoğu, elektronun MP boyunca hareket ederken hissettiği kuvveti kullanarak çalışır.

Jpg?x15027" alt="Manyetometre" width="414" height="600">!}

Manyetometre

Küçük manyetik alanların çok hassas ölçümü, 1988'de katmanlı malzemelerde devasa manyeto direncin keşfedilmesinden bu yana pratik olarak mümkün hale geldi. Temel fizikteki bu keşif hızla manyetik teknolojiye uygulandı. sabit disk Bilgisayarlarda veri depolamak için, depolama kapasitesinin yalnızca birkaç yıl içinde bin kat artmasına yol açıyor.

Genel kabul görmüş ölçüm sistemlerinde MP, testlerle (T) veya gaussla (G) ölçülür. 1 T = 10000 G. Tesla çok büyük bir alan olduğundan Gauss sıklıkla kullanılır.

İlginç. Buzdolabının üzerindeki küçük bir mıknatıs, 0,001 Tesla'ya eşit bir manyetik alan oluşturur ve Dünya'nın manyetik alanı ortalama 0,00005 Tesla'dır.

Manyetik alanın doğası

Manyetizma ve manyetik alanlar elektromanyetik kuvvetin tezahürleridir. İki tane olası yollar, hareket halindeki enerji yükünün ve dolayısıyla manyetik alanın nasıl organize edileceği.

Birincisi, teli bir akım kaynağına bağlamak, etrafında bir MF oluşur.

Önemli! Akım (hareket halindeki yüklerin sayısı) arttıkça MP de orantılı olarak artar. Telden uzaklaştıkça mesafeye bağlı olarak alan azalır. Bu Ampere yasasıyla açıklanmaktadır.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/6-9.jpg 720w"size="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Ampere yasası

Manyetik geçirgenliği daha yüksek olan bazı malzemeler manyetik alanları yoğunlaştırabilir.

Manyetik alan bir vektör olduğundan yönünün belirlenmesi gerekir. Düz bir telden geçen sıradan akımın yönü sağ el kuralı kullanılarak bulunabilir.

Kuralı kullanmak için telin etrafına sarıldığını hayal etmeniz gerekir. sağ el ve başparmak akımın yönünü gösterir. Daha sonra kalan dört parmak, iletken etrafındaki manyetik indüksiyon vektörünün yönünü gösterecektir.

Jpeg?.jpeg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/7.jpeg 612w"sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Sağ el kuralı

Manyetik alan yaratmanın ikinci yolu, bazı maddelerde kendi manyetik momentine sahip elektronların ortaya çıkması gerçeğini kullanmaktır. Kalıcı mıknatıslar şu şekilde çalışır:

1. Atomların çoğu zaman çok sayıda elektronu olmasına rağmen, çoğunlukla çiftin toplam manyetik alanı sıfırlanacak şekilde bağlanırlar. Bu şekilde eşlenen iki elektronun zıt spinlere sahip olduğu söylenir. Bu nedenle bir şeyi mıknatıslamak için aynı dönüşe sahip bir veya daha fazla elektrona sahip atomlara ihtiyacınız vardır. Örneğin demirin bu tür dört elektronu vardır ve mıknatıs yapımına uygundur;
2. Atomlarda bulunan milyarlarca elektron rastgele yönlenmiş olabilir ve malzemenin ne kadar eşlenmemiş elektronu olursa olsun genel bir MF oluşmaz. Elektronların genel olarak tercih edilen yönelimini sağlamak için düşük sıcaklıklarda stabil olması gerekir. Yüksek manyetik geçirgenlik, bu tür maddelerin manyetik alanların etkisi dışında belirli koşullar altında mıknatıslanmasına neden olur. Bunlar ferromanyetiktir;
3. Diğer malzemeler sergilenebilir manyetik özellikler dışarıdan bir milletvekilinin huzurunda. Dış alan, MF kaldırıldıktan sonra kaybolan tüm elektron dönüşlerinin hizalanmasına hizmet eder. Bu maddeler paramanyetiktir. Buzdolabı kapısının metali paramanyetik malzemeye örnektir.

Dünyanın manyetik alanı

Dünya, yükü ters işarete sahip olan kapasitör plakaları şeklinde temsil edilebilir: “eksi” - yeryüzü ve “artı” – iyonosferde. Aralarında atmosferik hava Yalıtım contası olarak. Dev kapasitör, dünyanın MF'sinin etkisiyle sabit bir şarjı korur. Bu bilgiyi kullanarak Dünyanın manyetik alanından elektrik enerjisi elde etmek için bir plan oluşturabilirsiniz. Doğru, sonuç düşük voltaj değerleri olacaktır.

Almak zorundayım:

• topraklama cihazı;
• tel;
• Yüksek frekanslı salınımlar üretebilen ve havayı iyonize eden bir korona deşarjı yaratabilen Tesla transformatörü.

Data-lazy-type = "image" data-src = "http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/8-3-592x600.jpg?.jpg 592w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/02/8-3.jpg 644w"sizes="(max-width: 592px) 100vw, 592px">

Tesla Bobini

Tesla bobini bir elektron yayıcı görevi görecek. Tüm yapı birbirine bağlanmıştır ve yeterli bir potansiyel farkı sağlamak için transformatörün hatırı sayılır bir yüksekliğe yükseltilmesi gerekir. Böylece oluşturulacak elektrik devresiİçinden küçük bir akım akacak. Elde etmek çok sayıda Bu cihazı kullanarak elektrik mümkün değildir.

Elektrik ve manyetizma, doğadaki en temel süreçlerden son teknoloji elektronik cihazlara kadar etrafımızdaki dünyanın çoğuna hakimdir.

Video