Site Loader

Содержание

Источники магнитного поля большой интенсивности

Компактная магнитная система из постоянных магнитов NdFeB, разработанная по принципу дипольной структуры Хальбаха, позволяет получить внутри цилиндрической полости высокооднородное магнитное поле с величиной магнитной индукции до 2-3 Тл. Система является эффективной и экономичной альтернативой электромагнитным источникам магнитного поля, и может использоваться в научных и прикладных исследованиях, требующих применения магнитных полей высокой интенсивности.

Геометрические размеры и магнитная индукция генераторов магнитного поля на основе цилиндрической Хальбах-структуры могут варьироваться в широких пределах, приведенные данные и фотографии являются типичными примерами.


Вариант устройства, обеспечивающий значение поля в рабочей области до 1,2 Тл.

Основные характеристики источника 1.2 Тл:

Внешний диаметр сборки:

165 мм

Диаметр внутренней полости:

40 мм

Длина сборки:

125 мм

Масса:

13 кг

Величина магнитного поля в рабочей области:

1.2 Тл

Объем поля с неоднородностью менее ±0,5%:

Ø 40 x 20 мм


Генератор постоянного магнитного поля дипольного типа 2.6 Тл.

Распределение магнитного поля в рабочей области системы.

Основные характеристики источника 2.6 Тл:

Внешний диаметр сборки:

250 мм

Диаметр внутренней полости:

20 мм

Длина сборки:

880 мм

Масса:

330 кг

Величина магнитного поля в рабочей области:

2.6 Тл

Диаметр поля с неоднородностью менее ±0,5%:

12 мм

Распределение поля вдоль продольной оси:

показано на графике

ООО «ПМТиК» принимает заказы на изготовление источников постоянного магнитного поля по техническому заданию заказчика. Для повышения температурной стабильности поля магнитная система может быть изготовлена из магнитов SmCo.

С дополнительной информацией об источниках магнитного поля большой интенсивности можно ознакомиться в статье «Highly intensive magnetic systems», подготовленной AMT&C для журнала «Magnetics Technology International Journal».

Магнитное поле Земли онлайн – Наука – Коммерсантъ

Развитие наземных и космических систем глобального мониторинга, а также внедрение современной аппаратуры, обеспечивающей высокочастотную регистрацию геофизических параметров, привели к беспрецедентному росту объемов регистрируемых данных в науках о Земле. Эффективная передача, хранение и обработка геофизической информации требуют адекватных методов и алгоритмов. В Геофизическом центре РАН разработан аппаратно-программный комплекс, автоматизирующий сбор и обработку магнитограмм от российских обсерваторий.


Результаты оперативного анализа геомагнитной активности на примере данных обсерватории «Магадан» во время магнитной бури 20 декабря 2015 года. Момент внезапного начала магнитной бури отмечен черной стрелкой (предоставлено ГЦ РАН). График — исходная магнитограмма горизонтальной составляющей магнитного поля. На втором графике (ниже) показана оценка часовых амплитуд геомагнитных возмущений. Третий график характеризует меру аномальности поля, построенную на принципах нечеткой математики. На четвертом графике представлена почасовая оценка скорости изменения магнитного поля. На нижнем графике показаны результаты оперативного расчета K-индекса геомагнитной активности. На графиках перечисленных индикаторов геомагнитной активности красным цветом отмечены сильно аномальные значения, фиолетовым — аномальные значения, зеленым — слабо аномальные значения и синим — фоновые значения

Последние достижения в области и работы с «большими данными» позволяют решить проблему эффективной обработки значительных массивов геофизических измерений. Современные методы системного анализа и искусственного интеллекта позволяют реализовать автоматизированное многокритериальное распознавание экстремальных явлений различной природы. Комплексный анализ наземных и спутниковых данных позволяет оперативно и с высокой точностью моделировать элементы магнитного поля Земли, что крайне важно для решения многих фундаментальных и практических задач.

Геомагнитное поле, регистрируемое на поверхности Земли и в околоземном пространстве, можно разделить на внутреннее и внешнее. Источником внутреннего магнитного поля Земли являются процессы, протекающие в ее недрах (рис. 1а). Внутреннее поле меняется медленно — в течение десятков и сотен лет (вековые вариации). Внешнее же поле формируется сложной и крайне изменчивой пространственной структурой электрических токов в магнитосфере и ионосфере Земли, образующихся под воздействием Солнца (рис. 1б).

Геомагнитную активность формируют относительно короткопериодные вариации внешнего магнитного поля, обусловленные солнечной активностью. Эффект от магнитосферных и ионосферных токов наблюдается на

Источник магнитного поля Земли в жидком ядре (ось вращения вертикальна и центрирована) (предоставлено Scientific American)

Земле в виде отклонений параметров магнитного поля — на временных масштабах от секунд до десятков часов. Повышенный уровень геомагнитной активности и геомагнитные вариации экстремальной амплитуды могут представлять опасность для технологических систем (ЛЭП, трубопроводов, спутников и т. п.). Поэтому геомагнитный мониторинг в режиме реального времени весьма важен для обеспечения технологической безопасности. Продолжительные наблюдения за изменением внутреннего поля также важны для понимания причин его эволюции.

INTERMAGNET

Непрерывные измерения параметров геомагнитного поля выполняются на обсерваториях по всему миру. Современные магнитные обсерватории — это высокотехнологичные объекты, функционирующие продолжительное время и обеспечивающие высокоточную оперативную регистрацию магнитного поля, что позволяет определять как вековые, так и короткопериодические вариации. Наиболее развитой сетью магнитных наблюдений, предоставляющей данные высшего стандарта качества, является международная сеть ИНТЕРМАГНЕТ (INTERMAGNET — International Real-Time Magnetic Observatory Network). Она включает около 140 обсерваторий.

Визуализация результатов модельных расчетов магнитного поля Земли на сферическом экране

Фото: Геофизический центр (ГЦ) РАН

За последние годы значительные успехи были достигнуты в развитии наземных магнитных наблюдений в России. При поддержке ФГБУН «Геофизический центр РАН» (ГЦ РАН) — одной из ведущих научных организаций, выполняющих исследования в данной области, были проведены работы по модернизации обсерваторий для соответствия международным стандартам. Результатом явилось, в частности, официальное включение обсерватории «Санкт-Петербург» в сеть ИНТЕРМАГНЕТ в июне 2016 года. Также при участии ГЦ РАН в Архангельской области развернута новая обсерватория «Климовская». На рис. 2 представлена карта российской сети магнитных наблюдений. Данные от 13 обсерваторий, 9 из которых включены в ИНТЕРМАГНЕТ, передаются в аналитический Центр геомагнитных данных в ГЦ РАН.

Данные предварительные, окончательные и квазиокончательные


Оперативные магнитограммы, передаваемые обсерваториями сети ИНТЕРМАГНЕТ, имеют статус предварительных данных. Они могут содержать техногенные помехи и пропуски, однако доступны пользователям с минимальной задержкой. Магнитограммам, которые прошли сложную и трудоемкую процедуру коррекции и очистки от помех, присваивается статус окончательных данных. Подготовка окончательных данных для конкретной обсерватории за один год выполняется в основном вручную и может занимать до двух лет. Для ускорения подготовки очищенных данных несколько лет назад был представлен новый тип магнитограмм —

квазиокончательные данные. По характеристикам они близки к окончательным, но на их подготовку требуется значительно меньше времени. Квазиокончательные данные формируются непосредственно на магнитных обсерваториях. Их подготовка выполняется специалистами также преимущественно вручную.

Российский АПК объединяет и автоматизирует

Разработанный в ГЦ РАН аппаратно-программный комплекс (АПК) автоматизирует и ускоряет процедуру оперативного сбора магнитограмм от российских обсерваторий и подготовки квазиокончательных и окончательных данных. Это становится возможным благодаря использованию современных алгоритмов, включающих элементы искусственного интеллекта. Большинство операций выполняется в квазиреальном времени, что дает возможность оперативной оценки магнитной активности, необходимой для формирования точных прогнозов. Разработанный АПК представляет собой первую систему, выполняющую подготовку квазиокончательных магнитограмм, а также распознавание и многокритериальную классификацию экстремальных геомагнитных явлений в автоматизированном режиме. Внедрение подобных интеллектуальных систем качественно выделяет российскую сеть обсерваторий по сравнению с мировым уровнем. Ведь на многих обсерваториях ИНТЕРМАГНЕТ и сейчас магнитограммы анализируются вручную, что приводит к существенной задержке (до двух лет) в подготовке окончательных данных.

Другим важным достоинством разработанного АПК является возможность объединения геомагнитных данных из разных источников. Наряду с наземными обсерваториями, глобальное покрытие магнитными измерениями обеспечивается низкоорбитальными спутниками. Текущая спутниковая группировка Swarm, выполняющая исследования магнитного поля Земли, была запущена в ноябре 2013 года с космодрома Плесецк при помощи российской ракеты-носителя «Рокот». Миссия Swarm состоит из трех идентичных аппаратов (рис. 3), разработанных Европейским космическим агентством. Основные цели миссии — измерение характеристик магнитного поля для исследования процессов в земном ядре, мантии, литосфере, океанах, ионосфере и магнитосфере.

Оборудование российских магнитных обсерваторий модернизируется для соответствия международным стандартам

Включение в разработанный АПК данных Swarm делает его инновационным инструментом для координированной обработки и совместного анализа наземных и спутниковых данных, тем самым существенно расширяя области его применения.

АПК является ядром аналитического Центра геомагнитных данных российского сегмента сети ИНТЕРМАГНЕТ. Комплекс базируется на последних достижениях в области мониторинга геофизических процессов и интеллектуального анализа данных. АПК построен по модульному принципу, обладает гибкостью и имеет большой потенциал для расширения функциональных возможностей. Технологические подходы, использованные при создании АПК, позволяют его легко тиражировать, превращая в стандартизированное решение.

Солнечный ветер и магнитосфера Земли (изображено не в масштабе) (предоставлено University of Waikato)

Основные функции АПК:

· автоматическая загрузка и систематизация исходных наземных и спутниковых магнитных измерений;

· автоматизированная фильтрация обсерваторских данных от искусственных помех и их верификация;

· распознавание, классификация и кодирование данных об экстремальных геомагнитных явлениях;

· модельные расчеты в режиме онлайн.

Схема функционирования АПК представлена на рис. 4.

Исходные и обработанные обсерваторские магнитограммы, данные от спутников, результаты анализа и модельных расчетов хранятся в единой реляционной базе данных под управлением СУБД. Это предоставляет большую гибкость при формировании запросов и обеспечивает удобный и гибкий интерактивный доступ ко всему массиву данных, хранящихся в базе. Такой подход реализован впервые и не имеет аналогов в зарубежных центрах.

Разработанная система обладает широкими возможностями визуализации геомагнитных данных, включая использование современного проекционного оборудования со сферическим экраном.

Концепция, заложенная в основу системы, соответствует современной парадигме развития информационных технологий в части обращения с «большими данными». АПК повышает скорость получения достоверных данных о магнитном поле Земли. Объединение информации, полученной из разных источников — наземных и спутниковых,- обеспечивает многообразие собираемых данных, а также увеличивает объем наших знаний о процессах, происходящих на планете. Функциональность АПК делает его исключительно востребованным инструментом для экспертов и представителей власти при оценке и снижении рисков, вызванных экстремальными геомагнитными явлениями.

АПК в 2014-2016 годах в рамках проекта «Разработка инновационной технологии и создание экспериментального образца аппаратно-программного комплекса для мониторинга экстремальных геомагнитных явлений с использованием наземных и спутниковых данных» (соглашение N14.607.21.0058) ФЦП Минобрнауки «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы».

Алексей Гвишиани, профессор, академик РАН, директор ФГБУН «Геофизический центр РАН»

Анатолий Александрович Соловьев, член-корреспондент РАН, заместитель директора ФГБУН «Геофизический центр РАН»


Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле

https://ria.ru/20190613/1555493880.html

Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле

Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле — РИА Новости, 13.06.2019

Загадка земного ядра: откуда у нашей планеты магнитное поле

Северный магнитный полюс продолжает смещаться с территории Канады в сторону архипелага Северная Земля со скоростью 55 километров в год. Ученые предполагают:… РИА Новости, 13.06.2019

2019-06-13T08:00

2019-06-13T08:00

2019-06-13T08:04

наука

наса

венера

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn22.img.ria.ru/images/154760/95/1547609587_0:103:3276:1946_1920x0_80_0_0_1802942d2e807a433ba5a2a21ef79391.jpg

МОСКВА, 13 июн — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Северный магнитный полюс продолжает смещаться с территории Канады в сторону архипелага Северная Земля со скоростью 55 километров в год. Ученые предполагают: готовится смена полюсов из-за волнений в жидкой части ядра планеты, недоступной прямым наблюдениям. Что именно там происходит, понять трудно, но есть много гипотез. Миссия к «железному миру»В 2022 году NASA собирается отправить аппарат к астероиду Психея, находящемуся между Марсом и Юпитером. Его называют железным миром. По отражению лучей с поверхности, по тому, как быстро она нагревается и остывает, ученые поняли, что это если не полностью, то по большей части металл. Не исключено, что именно оттуда к нам прилетают железные метеориты. Это происходит очень редко, всего известно не более двух сотен таких событий. Предполагается, что Психея — ядро планеты земной группы, которая лишилась внешних оболочек. Вместе с Землей и Венерой эта планета формировалась вблизи Солнца, но затем что-то случилось. Может, катастрофа, а может, всему виной повторные разогревы планетоземали — сгустков материи, из которых образуются планеты. Ученые непременно хотят попасть в «железный мир», и не только ради геологической разведки месторождений в интересах наших потомков. В первую очередь — чтобы вплотную исследовать аналог ядра Земли. Почему ядро железноеЯдро Земли — интереснейший объект. Его состав и температура отражаются на вышележащих слоях и атмосфере. Ядро — источник магнитного поля, благодаря которому возникла жизнь. Там же — ключ к тайне образования планет земной группы. Недра Земли исследуют с помощью сейсмических волн и моделирования. Грубо говоря, планета состоит из верхней оболочки — коры, мантии и ядра. О том, что ядро — железное, свидетельствует несколько фактов. У Земли собственное магнитное поле, словно диполь вставлен по оси вращения. Мантия не может генерировать такое поле, она слишком слабо проводит электрический ток. Согласно модели геодинамо на это способна только проводящая жидкость. Значит, часть ядра — жидкая. Железо — один из самых распространенных элементов в Солнечной системе. Это подтверждается его обилием в метеоритах. Во внешней части ядра не проходят упругие S-волны, значит, она жидкая. Внутренняя часть ядра радиусом примерно 1221 километр слабо распространяет S-волны — соответственно, она либо твердая, либо в состоянии, симулирующем твердость. Граница двух слоев в ядре довольно четкая, как и между ядром и нижней мантией. Считается, что ядро железное, с небольшими примесями никеля (на это указывает состав железных метеоритов), кремния, сульфидов и кислорода. Некоторые особенности прохождения сейсмоволн говорят о том, что внутреннее твердое ядро вращается слегка быстрее, чем мантия и кора, примерно на 0,15 градуса в год. Когда и как образовалось ядро Земли? Каково в нем соотношение химических элементов? Почему оно не однородное? Какая там температура? Где источник энергии? И главное, почему ядро вообще сформировалось внутри планеты? По каждому из этих и множеству других вопросов есть немало гипотез.Кому из близнецов повезлоВенеру считают близнецом Земли — она лишь немного меньше по массе и размерам. Но нынешние условия на ее поверхности совершенно другие. У Земли есть собственное магнитное поле, атмосфера и биосфера.У Венеры из этого списка — только ядовитая атмосфера с облаками из серной кислоты. Следов магнитного поля нет и в геологическом прошлом, хотя они могли и исчезнуть. Вероятно, все дело в происхождении близнецов. Венера и Земля образовались в одной части газопылевой туманности, окружавшей Солнце. Зародыши планет увеличивались, притягивая к себе все больше материала. Когда масса стала критической, начались разогрев, плавление. Вещество разделялось на фракции: тяжелые элементы оседали внутри, легкие поднимались наверх. Как полагают ученые из Германии, Японии и Франции, расслоение таких тел, как Земля, идет равномерно и стабильно, каждый слой — однородный. Чтобы ядро получилось двухслойное и неоднородное, где-то ближе к концу процесса планета должна была испытать очень сильный удар другого массивного тела. Часть вещества «пришельца» осталась в недрах Земли, часть была выбита на орбиту, где затем образовалась Луна. От удара внутренности планеты перемешались, и это привело к частичному плавлению ядра.А вот эволюция Венеры прошла гладко, без ЧП космического масштаба. Расслоение благополучно завершилось с образованием твердого железного ядра, неспособного генерировать магнитное поле. Есть и другая гипотеза: спонтанная кристаллизация железного расплава. Однако для этого ему нужно остыть до тысячи Кельвинов, что невозможно. Значит, зародыши кристаллизации проникли извне, сделали вывод ученые из США. Например, из нижней мантии. Это крупные куски железа размером десятки и сотни метров. Откуда им там взяться — большой вопрос.Один из ответов лежит на поверхности Земли в виде древних железистых кварцитов. Возможно, более трех миллиардов лет назад из этих пород сложилось дно океанов. Из-за движения плит оно погрузилось в мантию и оттуда — в ядро.Создание магнитного щитаСоотношение радиоактивных изотопов свинца указывает на возраст ядра: порядка четырех с половиной миллиардов лет. Когда возникло магнитное поле, неизвестно. Его следы встречаются уже в самых древних горных породах Земли возрастом 3,5 миллиарда лет. В соответствии с моделью геодинамо для магнитного поля Земли нужна проводящая жидкость, вращение которой сопровождается перемешиванием. Проблема в том, что магнитное поле у быстро вращающихся жидкостей рано или поздно затухает. Судя по геологическим данным, на видимом нам отрезке времени интенсивность магнитного поля Земли не менялась. Должен быть какой-то постоянный мощный источник энергии.На эту роль есть два кандидата. Температурная конвекция, возможная, если внутреннее ядро горячее внешнего, и композиционная конвекция, то есть перемещение элементов из одной части в другую. Это означает, что твердая часть ядра увеличивается. Но бояться полного застывания не стоит. На это понадобится не один миллиард лет.

https://ria.ru/20180820/1526749995.html

https://ria.ru/20190415/1552557085.html

https://ria.ru/20180322/1516957617.html

https://ria.ru/20190129/1550035242.html

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn22.img.ria.ru/images/154760/95/1547609587_273:0:3004:2048_1920x0_80_0_0_9f56f605b2d18ef61f2b25095694cb36.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

наса, венера

МОСКВА, 13 июн — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Северный магнитный полюс продолжает смещаться с территории Канады в сторону архипелага Северная Земля со скоростью 55 километров в год. Ученые предполагают: готовится смена полюсов из-за волнений в жидкой части ядра планеты, недоступной прямым наблюдениям. Что именно там происходит, понять трудно, но есть много гипотез.

Миссия к «железному миру»

В 2022 году NASA собирается отправить аппарат к астероиду Психея, находящемуся между Марсом и Юпитером. Его называют железным миром.

По отражению лучей с поверхности, по тому, как быстро она нагревается и остывает, ученые поняли, что это если не полностью, то по большей части металл. Не исключено, что именно оттуда к нам прилетают железные метеориты. Это происходит очень редко, всего известно не более двух сотен таких событий.

Предполагается, что Психея — ядро планеты земной группы, которая лишилась внешних оболочек. Вместе с Землей и Венерой эта планета формировалась вблизи Солнца, но затем что-то случилось. Может, катастрофа, а может, всему виной повторные разогревы планетоземали — сгустков материи, из которых образуются планеты.

Ученые непременно хотят попасть в «железный мир», и не только ради геологической разведки месторождений в интересах наших потомков. В первую очередь — чтобы вплотную исследовать аналог ядра Земли.

20 августа 2018, 08:00НаукаАлмазное дно: обнаружен сверхглубокий источник драгоценных минералов

Почему ядро железное

Ядро Земли — интереснейший объект. Его состав и температура отражаются на вышележащих слоях и атмосфере. Ядро — источник магнитного поля, благодаря которому возникла жизнь. Там же — ключ к тайне образования планет земной группы.

Недра Земли исследуют с помощью сейсмических волн и моделирования. Грубо говоря, планета состоит из верхней оболочки — коры, мантии и ядра.

О том, что ядро — железное, свидетельствует несколько фактов. У Земли собственное магнитное поле, словно диполь вставлен по оси вращения. Мантия не может генерировать такое поле, она слишком слабо проводит электрический ток. Согласно модели геодинамо на это способна только проводящая жидкость. Значит, часть ядра — жидкая. Железо — один из самых распространенных элементов в Солнечной системе. Это подтверждается его обилием в метеоритах.

Во внешней части ядра не проходят упругие S-волны, значит, она жидкая. Внутренняя часть ядра радиусом примерно 1221 километр слабо распространяет S-волны — соответственно, она либо твердая, либо в состоянии, симулирующем твердость. Граница двух слоев в ядре довольно четкая, как и между ядром и нижней мантией.

Считается, что ядро железное, с небольшими примесями никеля (на это указывает состав железных метеоритов), кремния, сульфидов и кислорода.

Некоторые особенности прохождения сейсмоволн говорят о том, что внутреннее твердое ядро вращается слегка быстрее, чем мантия и кора, примерно на 0,15 градуса в год.

Когда и как образовалось ядро Земли? Каково в нем соотношение химических элементов? Почему оно не однородное? Какая там температура? Где источник энергии? И главное, почему ядро вообще сформировалось внутри планеты? По каждому из этих и множеству других вопросов есть немало гипотез.

15 апреля 2019, 08:00Наука»Садиться туда — наверняка катастрофа». Чем опасна экспедиция на Венеру

Кому из близнецов повезло

Венеру считают близнецом Земли — она лишь немного меньше по массе и размерам. Но нынешние условия на ее поверхности совершенно другие. У Земли есть собственное магнитное поле, атмосфера и биосфера.

У Венеры из этого списка — только ядовитая атмосфера с облаками из серной кислоты. Следов магнитного поля нет и в геологическом прошлом, хотя они могли и исчезнуть. Вероятно, все дело в происхождении близнецов.

Венера и Земля образовались в одной части газопылевой туманности, окружавшей Солнце. Зародыши планет увеличивались, притягивая к себе все больше материала. Когда масса стала критической, начались разогрев, плавление. Вещество разделялось на фракции: тяжелые элементы оседали внутри, легкие поднимались наверх.

Как полагают ученые из Германии, Японии и Франции, расслоение таких тел, как Земля, идет равномерно и стабильно, каждый слой — однородный. Чтобы ядро получилось двухслойное и неоднородное, где-то ближе к концу процесса планета должна была испытать очень сильный удар другого массивного тела. Часть вещества «пришельца» осталась в недрах Земли, часть была выбита на орбиту, где затем образовалась Луна. От удара внутренности планеты перемешались, и это привело к частичному плавлению ядра.22 марта 2018, 08:00НаукаПочему Луна не из чугуна? Ученые спорят о происхождении спутника Земли

А вот эволюция Венеры прошла гладко, без ЧП космического масштаба. Расслоение благополучно завершилось с образованием твердого железного ядра, неспособного генерировать магнитное поле.

Есть и другая гипотеза: спонтанная кристаллизация железного расплава. Однако для этого ему нужно остыть до тысячи Кельвинов, что невозможно.

Значит, зародыши кристаллизации проникли извне, сделали вывод ученые из США. Например, из нижней мантии. Это крупные куски железа размером десятки и сотни метров. Откуда им там взяться — большой вопрос.

Один из ответов лежит на поверхности Земли в виде древних железистых кварцитов. Возможно, более трех миллиардов лет назад из этих пород сложилось дно океанов. Из-за движения плит оно погрузилось в мантию и оттуда — в ядро.

Создание магнитного щита

Соотношение радиоактивных изотопов свинца указывает на возраст ядра: порядка четырех с половиной миллиардов лет. Когда возникло магнитное поле, неизвестно. Его следы встречаются уже в самых древних горных породах Земли возрастом 3,5 миллиарда лет.

В соответствии с моделью геодинамо для магнитного поля Земли нужна проводящая жидкость, вращение которой сопровождается перемешиванием.

Проблема в том, что магнитное поле у быстро вращающихся жидкостей рано или поздно затухает. Судя по геологическим данным, на видимом нам отрезке времени интенсивность магнитного поля Земли не менялась. Должен быть какой-то постоянный мощный источник энергии.

На эту роль есть два кандидата. Температурная конвекция, возможная, если внутреннее ядро горячее внешнего, и композиционная конвекция, то есть перемещение элементов из одной части в другую. Это означает, что твердая часть ядра увеличивается. Но бояться полного застывания не стоит. На это понадобится не один миллиард лет.

29 января 2019, 08:00НаукаМагнитный полюс Земли стремится в Россию. Что это значит для нас?

Что является источником магнитного поля?

Магнитное поле — очень интересное явление. В настоящее время его свойства нашли применение во многих областях. А знаете ли вы, что является источником магнитного поля? Прочитав статью, вы узнаете об этом. Кроме того, мы расскажем о некоторых фактах, связанных с магнетизмом. Для начала обратимся к истории.

Немного истории

Магнетизм и электричество — это отнюдь не два разных явления, как ошибочно считалось долгое время. Их взаимосвязь стала понятной лишь в 1820 г., когда датский ученый Ханс Кристиан Эрстед (1777-1851 гг.) показал, что текущий по проводу электрический ток отклоняет стрелку компаса. Ток всегда создает магнитное поле. При этом не важно, где он протекает — между облаком и землей в виде молнии или в мышце нашего тела.

Еще в древние времена люди пытались выяснить, что является источником магнитного поля. Более того, сделанные открытия применялись на практике. Магнетизм наблюдали и использовали (особенно для целей навигации) за тысячи лет до того, как была выяснена природа электричества, и оно нашло практическое применение. Лишь когда стало известно, что вещество состоит из атомов, было, наконец, установлено, что магнетизм и электричество взаимосвязаны. Где бы ни наблюдался магнетизм, там всегда должен присутствовать и какой-то электрический ток. Однако это открытие было лишь началом новых исследований.

Чем же определяется проявление магнитных свойств материалов в отсутствие какого-либо внешнего источника тока? Движением электронов, создающих электрические токи внутри атомов. Этот тип магнетизма мы и будем здесь рассматривать. Источник вихревого магнитного поля (переменный ток) мы вкратце охарактеризовали.

Магнетит и другие материалы

Свойство притягивать железо и железосодержащие материалы наблюдается в природе у одного интересного минерала. Речь идет о магнетите, одном из химических соединений железа. Вероятно, какая-то его разновидность применялась в первых компасах, изобретенных китайцами. Источником возникновения магнитного поля является не только этот минерал. Некоторым материалам также относительно просто преднамеренно сообщить необходимые свойства. Среди них наиболее известны железо и сталь. И тот, и другой материал легко становится источником магнитного поля.

Постоянные магниты

Вещества, притягивающие железо, образуют особый класс. Их называют постоянными магнитами. Несмотря на название, они способны сохранять необходимые свойства только в течение ограниченного времени. Постоянный магнит в форме бруска демонстрирует силу земного магнетизма. Если он может свободно двигаться, то один его конец всегда поворачивается в направлении Северного полюса Земли, а другой — в направлении Южного. Два конца магнита называются северным и южным полюсами соответственно.

Магниты могут иметь практически любую форму: бруска, подковы, кольца или более сложную. Они используются в электроизмерительных приборах. Полюсы магнитов обозначают так: N (северный) и S (южный). Поговорим о том, как они взаимодействуют.

Притяжение и отталкивание

Разноименные магнитные полюсы притягиваются. Это нам известно еще со школы. Притягивая какой-то другой материал, магнит сначала превращает его в слабый магнит. Одноименные полюсы отталкиваются (хотя это не столь очевидно, как притяжение). Испытывая воздействие магнита, железо и сталь сами становятся магнитами, приобретая противоположную полярность. Именно поэтому они притягиваются к нему. Но если два одинаковых магнита с равными «зарядами» установить близко друг к другу одноименными полюсами, что же произойдет? Наблюдаемая сила отталкивания будет равна силе притяжения, которая действует между двумя разноименными полюсами, установленными на том же расстоянии друг от друга.

Влиянию магнетизма подвержены не только железосодержащие материалы. Однако магнитные явления легче всего наблюдать в чистых металлах. Это, например, железо, никель, кобальт.

Домены

Металлы, которые могут стать источником магнитного поля, состоят из маленьких магнитиков, расположенных случайным образом внутри вещества. Они одинаково ориентированы лишь на малых участках, называемых доменами, которые можно увидеть через электронный микроскоп. В ненамагниченном веществе — поскольку сами домены также ориентированы там в различных направлениях — магнитное поле равно нулю. Следовательно, никакие магнитные свойства в этом случае не наблюдаются. Таким образом, вещество приобретает необходимые свойства лишь при определенных условиях.

Процесс намагничивания состоит в том, что все домены заставляют выстраиваться в одном направлении. Когда они повернуты должным образом, их действия складываются. Вещество в целом становится источником магнитного поля. Если все домены выстроились точно в одном направлении, материал достигает предела своих магнитных способностей. Следует отметить одну важную закономерность. Намагниченность материала в конечном счете зависит от намагниченности доменов. А она, в свою очередь, определяется тем, как расположены внутри доменов отдельные атомы.

Магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли уже давно точно измерено и описано, однако до сих пор его не удалось полностью объяснить. Очень упрощенно его можно представить так, как будто между Северным и Южным географическими полюсами расположен некий простой плоский магнит. Это и вызывает некоторые из наблюдаемых эффектов. Но это не объясняет ни весьма необычных изменений интенсивности и даже направления магнитных силовых линий над земной поверхностью, ни того, почему миллионы лет назад расположение магнитных полюсов было противоположно нынешнему, ни того, почему они, хотя и медленно, постоянно движутся. Таким образом, все несколько сложнее.

Модель магнитного поля Земли

Опишем несколько подробнее ее упрощенный вариант. Представим в центре Земли длинный плоский магнит, который будет источником магнитного поля. Что еще необходимо учесть? Магнитные вещества на поверхности земного шара должны быть расположены так, чтобы их полюс, указывающий на север, повернулся в ту сторону, которую мы называем северной (в действительности к южному полюсу воображаемого магнита), а другой полюс — на юг (северный полюс магнита).

Понимание сложных физических процессов вызывает некоторые трудности. И земной магнетизм, и магнетизм маленьких кусочков железа легче объяснить, предполагая, что магнитные силовые линии (часто именуемые линиями магнитного потока) исходят из северного конца магнита, а входят в южный. Это весьма произвольное представление, применяемое только ради удобства, подобно тому, как используются линии широты и долготы, нарисованные на карте. Однако оно помогает нам понять, каков источник магнитного поля Земли.

Силовые линии простого плоского магнита, проходя от одного полюса к другому и охватывая весь магнит, образуют нечто вроде цилиндра. Силовые линии одинакового направления как бы отталкиваются. Они всегда начинаются в полюсе одного типа и оканчиваются в полюсе другого типа и никогда не пересекаются.

В заключение

Итак, мы раскрыли тему «Источник возникновения магнитного поля». Как вы видите, она достаточно обширна. Мы рассмотрели лишь основные понятия, касающиеся этой темы.

Тест по физике за 9 класс по теме «Магнитное поле»

Тест по физике за 10 класс.

Электронная библиотека. Тестент.

5. Магнитное поле.


5.01. Что является источником магнитного поля?

А.) покоящаяся заряженная частица; Б.) любое заряженное тело;
В.) любое движущееся тело; Г.) движущаяся заряженная частица.

5.02. Что является основной характеристикой магнитного поля?
А.) магнитный поток; Б.) сила Ампера; В.) сила Лоренца;
Г.) вектор магнитной индукции.


5.03. Выберете формулу для расчета модуля вектора магнитной индукции.
А.) ; Б.) ; В.) ; Г.) .

5.04. Укажите направление вектора магнитной индукции поля в точке А, находящейся на оси кругового тока. (рис. 28).

А.) вправо; Б.) влево;
В.) к нам; Г.) от нас;
Д.) вверх; Е.) вниз.

5.05. Выберете формулу модуля вектора силы Ампера.
А.) ; Б.) ; В.) ; Г.) .

5.06. Укажите (см. рис. 29) направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле.

А.) вправо; Б.) влево;
В.) к нам; Г.)от нас;
Д.) вверх; Е.) вниз.

5.07. На рис. 30 стрелкой указано направление тока в проводнике, расположенного между полюсами магнита. В каком направлении будет двигаться проводник?

А.) вправо; Б.) влево;
В.) к нам; Г.) от нас;
Д.) вверх; Е.) вниз.

5.08. Как действует сила Лоренца на покоящуюся частицу?
А.) действует перпендикулярно вектору магнитной индукции;
Б.) действует параллельно вектору магнитной индукции;

В.) не действует.

5.09. Выберите формулу для расчета магнитной проницаемости среды.
А.) ; Б.) ; В.) ; Г.) .


5.10. Заряженная частица движется в магнитном поле со скоростью v (см. рис. 31, точками указано направление линий магнитной индукции к читателю). В каком направлении отклонится частица?

А.) вправо; Б.) влево;
В.) к нам; Г.) от нас;
Д.) вверх; Е.) вниз.

5.11. В однородное магнитное поле влетает протон и нейтральная молекула. Будет ли искривляться траектория частиц?

А.) треки частиц искривляться не будут;

Б.) протона — будет, нейтральной молекулы – нет;
В.) нейтральной молекулы — будет, протона — нет;
Г.) траектории обеих частиц будут искривляться, но в разные стороны;
Д.) траектории обеих частиц будут искривляться в одну сторону.

5.12. Проводник находится в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл. Длина проводника 0,1 м. Какой ток надо пропустить по проводнику, чтобы он выталкивался из этого поля с силой 2,5 Н. Угол между проводником с током и вектором магнитной индукции равен 300.
А.) 5 А; Б.) 28 А; В.) 50 А.


5.13. Проводник длиной 1,5 м с током 8 А перпендикулярен вектору индукции однородного магнитного поля, модуль которого равен 0,4 Тл. Найти работу сил Ампера, которая была совершена при перемещении проводника на 0,25 м по направлению действия силы.
А.) 1,2 Дж; Б.) 0; В.) 12 Дж.

5.14. В однородное магнитное поле с индукцией 7 Тл в вакууме влетает пылинка, несущая заряд 0,1 Кл, со скоростью 800 м/с под углом 300 к направлению линий магнитной индукции. Определить силу, действующую на пылинку со стороны магнитного поля.

А.) 560 Н; Б.) 16800 Н; В.) 2800 Н; Г.) 280 Н.

5.15. Пылинка с зарядом 2 Кл влетает в вакууме в однородное магнитное поле со скоростью 500 м/с перпендикулярно линиям магнитной индукции. Величина магнитной индукции магнитного поля 6 Тл. Определить силу, действующую на пылинку со стороны магнитного поля.
А.) 0; Б.) 6 кН; В.) 120 Н; Г.) 60 Н.

5.16. Как взаимодействуют две катушки (см. рис. 32) при прохождении по ним токов указанных направлений?

А.) притягиваются; Б.) отталкиваются; В.) не взаимодействуют.

5.17. Куда направлен вектор индукции результирующего магнитного поля в центре двух проводников с током, представленных на рис. 33?

А.) 1;
Б.) 2;
В.) 3;
Г.) 4;
Д.) 5.

518. В телевизионной трубке (см. рис. 34) две катушки отклоняют электронный луч в горизонтальном направлении. Каким должно быть направление тока в обмотке верхней катушки (по часовой или против часовой стрелки, если смотреть сверху), чтобы светящееся на экране пятно сместилось от нас?

А.) по часовой стрелке;
Б.) против часовой стрелки;
В.) ответы А и Б не правильные.

5.19. На рис. 35 пунктиром показана траектория движения электрона. В каком направлении двигался электрон, если линии магнитной индукции направлены за чертеж?

А.) сверху вниз;
Б.) снизу вверх;
В.) определить не возможно.

5.20. Электрон влетает в однородное магнитное поле со скоростью 10 Мм/с, индукция поля 0,6 Тл, сила с которой поле действует на электрон, равна 0,4 пН. Под каким углом к линиям магнитной индукции влетает электрон?
А.) 24,60; Б.) 900; В.) 13,80.

5.21. По горизонтально расположенному проводнику длиной 0,2 м и массой 0,04 кг течет ток с силой 9,8 А. Найти минимальную индукцию магнитного поля, которая необходима для того, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера.
А.) 49 Тл; Б.) 0,2 Тл; В.) 4,9 Тл.

5.22. Электрон влетает в однородное магнитное поле со скоростью 800 км/с и под действием силы Лоренца начинает равномерно вращаться по окружности. Определите радиус этой окружности, если индукция поля

5 ∙ 10-3 Тл.
А.) 9 м; Б.) 0,9 мм; В.) 9 см; Г.) 0,9 м.

5.23. Протон, влетевший со скоростью в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору индукции , вращается по окружности радиуса R. Каким будет радиус для ядра атома гелия, влетевшего с такой же скоростью в это магнитное поле?
А.) 4R; Б.) 2R; В.) 8R; Г.) R/8.

5.24. На частицу с зарядом 1 нКл которая движется в магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, действует сила Лоренца 2 мкН. Определить скорость частицы, если известно, что на проводник длиной 20 см и током 8 А, расположенный в этом же поле, действует сила Ампера 0,4 мН.

А.) 8 ∙ 108 м/с; Б.) 8 ∙ 106 м/с; В.) 0,125 м/с; Г.) 8 км/с.

5.25. Под действием однородного магнитного поля по окружности вращаются две заряженные частицы с одинаковыми скоростями. Масса второй частицы в 4 раза больше массы первой, заряд второй частицы в два раза превышает заряд первой. Во сколько раз радиус окружности, по которой движется вторая частица, больше радиуса первой частицы? А.) 1/8; Б.) 8; В.) 1/2; Г.) 2.


5.26. Электрон и протон, ускоренные одинаковой разностью потенциалов, попадают в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Сравните радиусы кривизны траекторий протона и электрона.
А.) ; Б.) ; В.) ; Г.) .

5.27. Протон движется в однородном магнитном поле с индукцией 1 мТл. Найдите период обращения протона.

А.) 10-6 с; Б.) 6,5 ∙ 10-6 с; В.) 6,28 ∙ 106 с; Г.) 106 с.

5.28. Протон и -частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Сравните радиусы окружностей, которые описывают частицы, если у них одинаковы энергии.
А.) ; Б.) ; В.) ; Г.) ; Д.) .

5.29. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 600 В, влезает в однородное магнитное поле с индукцией 0,3 Тл и движется по окружности. Найдите радиус окружности.

А.) 10,6 мм; Б.) 11,7 мм; В.) 10,7 мм; Г.) 11,6 мм.

5.30. Как изменится частота обращения электрона в циклотроне при увеличении его скорости в 4 раза. Изменением массы электрона можно пренебречь.
А.) увеличится в 4 раза; Б.) уменьшится в 4 раза;
В.) увеличится в 2 раза; Г.) уменьшится в 2 раза; Д.) не изменится.

Ключи правильных ответов

Уровень заданий

Номера заданий и правильные ответы

1 уровень

(1 балл)

5.01

5.02

5.03

5.04

5.05

5.06

5.07

5.08

5.09

5.10

Г

Г

В

А

А

В

А

В

Б

А

2 уровень

(2 балла)

5.11

5.12

5.13

5.14

5.15

5.16

5.17

5.18

5.19

5.20

Б

В

А

Г

Б

А

Д

Б

Б

А

3 уровень

(3 балла)

5.21

5.22

5.23

5.24

5.25

5.26

5.27

5.28

5.29

5.30

Б

Б

Б

Б

Г

А

Б

В

Б

Д

Магнитное поле — урок. Физика, 8 класс.

Одним из свойств электрического тока является магнитное поле, оно возникает при протекании тока по проводнику.

 

 

Рис. \(1\). Магнитное поле проводника

 

Пример:

При прохождении тока по двум параллельно расположенным проводникам между проводниками возникают силы взаимодействия, которые называются магнитными силами. Действие этих сил может привести к деформации проводников (см. рисунок).

 

Рис. \(2\). Магнитные силы

 

Для изучения магнитного действия тока используют магнитную стрелку.

 

 

Рис. \(3\). Магнитная стрелка 

 

Обрати внимание!

У магнитной стрелки есть два полюса — северный (обозначается буквой \(N\), окрашен в синий цвет) и южный (обозначается буквой \(S\), окрашен в красный цвет).

Линию, соединяющую полюсы магнитной стрелки, называют её осью.

Магнитную стрелку ставят на заостренный коней иглы или булавки, чтобы она могла свободно поворачиваться вокруг своей оси (в горизонтальной плоскости).

 

Рис. \(4\). Устройство для демонстрации

 

Проведем опыт, который первым реализовал Эрстед в 1820 году.

 

 

Рис. \(5\). Эрстед Ханс Кристиан

 

Для опыта понадобится источник тока, реостат, ключ, провода и магнитная стрелка на подставке. В начальный момент магнитная стрелка располагается под проводом параллельно ему. На рисунке видно изменение положения магнитной стрелки в разомкнутом и замкнутом контурах.

 

 

Рис. \(6\). Опыт Эрстеда

 

Данный опыт демонстрирует факт наличия магнитного поля в пространстве направленного движения электрических зарядов.

 

Опыт Эрстеда устанавливает связь между электрическими и магнитными явлениями. О существовании такой связи догадывались ещё первые исследователи, которых поражала аналогия электрических и магнитных явлений, например, притягивание и отталкивание: в электричестве — разноимённых и одноимённых зарядов, а в магнетизме — разноимённых и одноимённых полюсов.

 

Таким образом, подводя итог выше сказанному, заполним таблицу:

 

неподвижные электрические заряды создают 

движущиеся электрические заряды создают 

Поле

 электрическое

электрическое и магнитное

 

Это означает, что вокруг проводника с током (т.е. движущихся зарядов) существует как электрическое, так и магнитное поле. Поэтому электрический ток считают источником  магнитного поля.

Источники:

Рис. 2. Магнитные силы. © ЯКласс.

 

Магнитное поле Юпитера оказалось в десять раз сильнее поля Земли

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Американское космического агентства НАСА в четверг опубликовало первые подробные снимки полюсов Юпитера, сделанные космическим зондом Юнона.

Магнитное поле Юпитера оказалось приблизительно в десять раз более сильным, чем магнитное поле Земли, а на полюсах планеты находятся гигантские циклоны размером с Землю, свидетельствуют данные, полученные учеными с космического зонда «Юнона».

Американское космического агентство НАСА накануне опубликовало первые подробные снимки полюсов Юпитера, сделанные космическим зондом Юнона.

Снимки были сделаны еще в конце августа прошлого года, когда зонд приблизился на максимально близкое расстояние к Юпитеру. Однако фотографии ученые получили недавно.

Одной из главных таин Юпитера остаются гигантские циклоны и ураганы на полюсах планеты.

«Представьте множество ураганов, каждый из которых размером с Землю, и все они они находятся настолько близко, что задевают друг друга», — предложил представитель НАСА Майк Джанссен.

«Мы озадачены тем, как они могли сформироваться, насколько стабильна эта конфигурация и почему северный полюс Юпитера не похож на южный. Нас интересует, насколько динамична эта система, и наблюдаемы ли мы только какую-то одну стадию, а через год, мы увидем, что картина поменялась», — объяснил один из руководителей миссии «Юноны» Скотт Болтон из Юго-западного научно-исследовательского института США.

Еще одним неожиданным открытием для Болтона и его команды стала сила магнитного поля Юпитера.

Еще до полета «Юноны» было известно, что у Юпитера самое мощное магнитное поле среди всех планет Солнечной системы, а его магнитосфера — самая большая. Однако данные, переданные зондом, свидетельствуют, что магнитное поле Юпитера составляет 7,766 Гаусс, что в два раза мощнее, чем предполагали ученые, и приблизительно в десять раз сильнее, чем магнитное поле Земли.

Автор фото, NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Подпись к фото,

Ранее инфракрасная камера зонда зафиксировала полярное сияние на Южном полюсе планеты, которое не в состоянии видеть земные телескопы

Также оказалось, что магнитное поле Юпитера еще более неравномерно, чем предполагали ученые: в некоторых местах оно сильнее, в некоторых — значительно слабее.

Зонд «Юнона» был запущен в августе 2011 года и стал вторым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту Юпитера после «Галилео», находившегося на орбите планеты с 1995 по 2003 год. В начале июля прошлого года зонд приблизился на максимально близкое расстояние к гигантской планете и вышел на стабильную орбиту вокруг нее.

Аппаратура на борту «Юноны» специально создана для исследования атмосферы Юпитера, его химического состава, температуры, движения и других свойств. Ученые рассчитывают получить, наконец, ответ на вопрос, имеет ли эта планета твердое ядро или же всё более плотная атмосфера простирается на всю глубину.

Стоимость программы оценивается в 1,1 млрд долларов.

Автор фото, NASA/SWRI/MSSS/Gerald Eichstädt/Seán Doran

Что мы знаем о Юпитере:

  • Юпитер в 11 раз превышает по диаметру Землю, а его масса равна 300 земным
  • Он обращается вокруг Солнца за 12 земных лет; его сутки длятся 10 часов
  • По химическому составу Юпитер напоминает звезду — он состоит в основном из водорода и гелия
  • Под высоким давлением водород приобретает свойства металла, в том числе электропроводность
  • Металлизированный водород, вероятно, является источником сильного магнитного поля планеты
  • Верхние слои облачного покрова планеты содержат аммиак и сероводород
  • Видимые полосы в атмосфере планеты создаются ветрами, дующими с востока на запад
  • Большое Красное Пятно — гигантская буря, видимые размеры которой вдвое превышают диаметр ЗемлиМагнитное поле Юпитера оказалось приблизительно в 10 раз более сильным, чем магнитное поле Земли, а на полюсах планеты находятся гигантские циклоны, размером с Землю, об этом свидетельствуют данные, полученные учеными с космического зонда «Юнона».

12: Источники магнитных полей

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
Без заголовков

В этой главе мы исследуем, как магнитные поля создаются произвольным распределением электрического тока, используя закон Био-Савара.Затем мы посмотрим, как токоведущие провода создают магнитные поля, и вычислим силы, которые возникают между двумя токоведущими проводами из-за этих магнитных полей. Мы также изучаем крутящие моменты, создаваемые магнитными полями токовых петель. Затем мы обобщаем эти результаты на важный закон электромагнетизма, называемый законом Ампера.

  • 12.1: Введение к источникам магнитных полей
    В предыдущей главе мы видели, что движущаяся заряженная частица создает магнитное поле.Эта связь между электричеством и магнетизмом используется в электромагнитных устройствах, таких как жесткий диск компьютера. Фактически, это основной принцип, лежащий в основе большинства технологий в современном обществе, включая телефоны, телевидение, компьютеры и Интернет.
  • 12.2: Закон Био-Савара
    Мы видели, что масса создает гравитационное поле, а также взаимодействует с этим полем. Заряд создает электрическое поле, а также взаимодействует с этим полем.Поскольку движущийся заряд (то есть ток) взаимодействует с магнитным полем, можно ожидать, что он также создает это поле — и это так.
  • 12.3: Магнитное поле из-за тонкого прямого провода
    Как форма проводов, по которым проходит ток, влияет на форму создаваемого магнитного поля? Мы знаем, что токовая петля создавала магнитное поле, подобное магнитному полю, но как насчет прямого провода? Мы можем использовать закон Био-Савара, чтобы ответить на все эти вопросы, включая определение магнитного поля длинного прямого провода.
  • 12.4: Магнитная сила между двумя параллельными токами
    Можно ожидать, что два токоведущих провода создают между собой значительные силы, поскольку обычные токи создают магнитные поля, и эти поля оказывают значительные силы на обычные токи. Но вы не могли ожидать, что сила между проводами используется для определения силы тока. Вы также можете удивиться, узнав, что эта сила имеет какое-то отношение к тому, почему большие автоматические выключатели сгорают, когда они пытаются прервать большие токи.
  • 12.5: Магнитное поле токовой петли
    Мы можем использовать закон Био-Савара, чтобы найти магнитное поле, обусловленное током. Сначала мы рассмотрим произвольные сегменты на противоположных сторонах петли, чтобы качественно показать с помощью векторных результатов, что чистое направление магнитного поля проходит вдоль центральной оси петли. Отсюда мы можем использовать закон Био-Савара, чтобы получить выражение для магнитного поля.
  • 12.6: Закон Ампера
    Фундаментальным свойством статического магнитного поля является то, что, в отличие от электростатического, оно не является консервативным.Консервативное поле — это поле, которое выполняет одинаковую работу с частицей, движущейся между двумя разными точками, независимо от выбранного пути. Магнитные поля таким свойством не обладают. Вместо этого существует связь между магнитным полем и его источником, электрическим током. Он выражается через линейный интеграл B и известен как закон Ампера.
  • 12.7: Соленоиды и тороиды
    Два наиболее распространенных и полезных электромагнитных устройства называются соленоидами и тороидами.В той или иной форме они являются частью множества инструментов, больших и малых. В этом разделе мы исследуем типичное для этих устройств магнитное поле.
  • 12.8: Магнетизм в материи
    Почему одни материалы магнитны, а другие нет? И почему одни вещества намагничиваются полем, а другие не подвержены влиянию? Чтобы ответить на такие вопросы, нам нужно понимание магнетизма на микроскопическом уровне. Внутри атома каждый электрон движется по орбите и вращается вокруг внутренней оси.Оба типа движения создают токовые петли и, следовательно, магнитные диполи. Для конкретного атома чистый магнитный дипольный момент представляет собой векторную сумму магнитных дипольных моментов.
  • 12.A: Источники магнитных полей (ответы)
  • 12.E: Источники магнитных полей (упражнение)
  • 12.S: Источники магнитных полей (Резюме)

электромагнетизм — Что является источником магнитного поля Земли?

электромагнетизм — Что является источником магнитного поля Земли? — Обмен физическими стеками
Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange
  1. 0
  2. +0
  3. Авторизоваться Подписаться

Physics Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для активных исследователей, ученых и студентов-физиков.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил

Просмотрено 12к раз

$ \ begingroup $

Я видел на канале Discovery, что источником магнитного поля Земли является расплавленное железо и металлы в ядре Земли.Вращение этих жидких металлов производит тот же эффект, что и электрический ток в катушке, создающей магнитное поле. Ученый, участвовавший в программе, доказал эту концепцию, проведя эксперимент, в котором большая металлическая сфера была обмотана металлической трубкой, по которой закачивался расплавленный натрий, поэтому он циркулировал по сфере так же, как это происходит внутри Земли. Эксперимент показал, что магнитное поле было успешно создано.

Мой вопрос:

Каким образом циркулирующие нейтрально заряженные частицы могут создавать магнитное поле?

Это похоже на наличие двух электрических токов: один из-за отрицательных зарядов (электронов), а другой из-за положительных зарядов (ядра) с одинаковым значением и в противоположном направлении, поэтому магнитного поля быть не должно.так как же это происходит?

Марк Эйхенлауб

50.4k1313 золотых знаков122122 серебряных знака224224 бронзовых знака

Создан 24 авг.

М. Самир, М. Самир

51711 золотой знак55 серебряных знаков1111 бронзовых знаков

$ \ endgroup $ 1 $ \ begingroup $

Циркулирующие нейтральные частицы сами по себе не создают магнитного поля.Однако, если нейтральные частицы движутся через существующее магнитное поле, а нейтральная среда является проводящей, то магнитное поле будет индуцировать ток через силу Лоренца. Этот индуцированный ток, в свою очередь, создаст собственное магнитное поле, которое может усилить существующее магнитное поле. Если все работает правильно, у вас есть самоусиливающаяся динамо-машина, в которой движение через магнитные поля вызывает токи, а эти токи, в свою очередь, поддерживают магнитное поле. Однако для того, чтобы все началось с самого начала, должно было быть какое-то «начальное» поле.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.