Что такое магнит? Свойства и характеристики магнитов

Чтобы понять суть магнетизма и веществ, называемых магнитами, необходимо несколько углубиться в теорию электромагнитного взаимодействия и внутренней структуры твердых веществ. Физиками установлен основополагающий закон: «Вокруг любого движущегося электрического заряда возникает магнитное поле, а магнитное поле действует на любой движущийся заряд». Закон подтвержден экспериментально опытами Эрстеда и Ампера и ему подчиняются все электрические заряды — электроны, протоны, ионизированные атомы и молекулы.

Из курса школьной физики известно, что вся материя состоит из атомов и молекул, представляющих сложную структуру из нуклонов и вращающихся вокруг них электронов. То есть, в каждом физическом теле, независимо от его фазового состояния, находится огромное количество движущихся зарядов. Значит, должно возникать и магнитное поле. Почему же у одних веществ оно есть, у других его нет?

Почему вещества намагничиваются?

Дело в том, что движение электронов по орбитах носит хаотический характер, а магнитное поле имеет направленное действие. Если взять любой магнит, то у него легко заметить два полюса — северный и южный. Магниты взаимодействуют наподобие электрических зарядов «плюс» и «минус». Одноименные притягиваются, разноименные отталкиваются. Так же и магнитные полюса — северный притягивается к южному, но отталкивается от северного, и наоборот.

Внутри обычного вещества вокруг каждого атома возникают магнитные поля с определенной ориентацией силовых линий. Направление их такое же хаотичное, как и вращение электронов. Поля взаимно погашаются и вокруг массивного тела их нет.

Но есть ряд веществ, у которых значительная часть атомов выстраивается в определенном порядке. Атомы образуют пространственные структуры, домены, с ориентированным магнитным полем. Полюса доменов направлены в одну сторону, и вещество превращается в магнит на макроскопическом уровне. Что мы называем магнитом? Предмет, который может притягивать некоторые металлы, действовать на проводник с током, или другой магнит на расстоянии. Магнитное поле, как и электрическое, дистанционно. Для начала взаимодействия тела не должны касаться друг друга, а только находится вблизи. Величина расстояния различна — от нескольких миллиметров, до сотен и тысяч километров.

Виды магнитов

Необходимо отметить, что магнитное поле возникает вокруг любого твердого тела. Но большинство таких полей столь мало по интенсивности, что мы их не обнаруживаем даже при помощи специальных приборов. В то же время в природе есть вещества, у которых расположение атомов в кристаллической решетке отличается определенной направленностью и магнитное поле их окружает постоянно. Одно из таких веществ — магнитных железняк, или магнетит.

В процессе развития техники необходимость в магнитах возрастала. Ученые разработали рецептуры сплавов на основе железа, которые обладали более высокими магнитными свойствами — это стали с содержанием вольфрама, кобальта, хрома, никеля, алюминия, меди. Такие вещества, помещенные в электромагнитное поле, легко намагничиваются, а после отключения поля, сохраняют намагниченность. Изделия из такого материала получило название постоянного магнита. Широкое распространение получили ферритовые магниты на основе оксида железа и окислов бария и стронция.

Неодимовые магниты обладают более сильным полем. Они производятся из сплава железа, неодима и бора. Отличаются небольшими размерами, но очень большой силой сцепления на близком расстоянии.

Электромагниты — класс веществ, у которых магнетизм проявляется только при прохождении тока по катушке, намотанной вокруг сердечника из этого материала. Это так называемые ферромагниты. Они отлично намагничиваются, но не сохраняют остаточного поля после отключения тока. Пример — стали Э1, Э2, Э3, Э4.

Читайте также

Магнитное поле. Постоянные магниты и их свойства. Опыт Эрстеда. Линии магнитного поля

1. Магнитное поле

9 класс
13.05.2020
13.03.2018
05.04.2016
21.05.2015
Магнитное поле.
Магнитное поле прямого
тока. Магнитные линии

3. СОДЕРЖАНИЕ

Постоянные магниты и их свойства
Опыт Эрстеда
Линии магнитного поля
Направление линий магнитного поля
Однородное и неоднородное магнитное
поле

4.

Явление магнетизма известно людям более 2500 лет…По одной из легенд,
слово «магнит»
происходит от имени
пастуха по имени
Магнус, который первым
заметил, что его посох,
обитый железом,
притягивается к
необычным камням

5. Происхождение слова «магнит»

По другой версии слово МАГНИТ
происходит от греч. magnítis líthos
(μαγνήτης λίθος), магнетитовый камень,
от названия древнего города Магнесия
в Малой Азии (на юго-западе Турции),
в которой в древности были открыты
залежи магнетита.

6. Старинный китайский компас I век до нашей эры

Стрелка
в виде ложки

7. Европейцы начали использовать компас лишь в XI веке

8. Постоянные магниты

S
Постоянные магниты
N
Постоянные магниты – тела, сохраняющие намагниченность длительное время.
Полюс — место магнита, где обнаруживается
наиболее сильное действие
N – северный полюс магнита
S – южный полюс магнита
S
N
Дугообразный
магнит
S
N
Полосовой магнит
8

9.

Искусственные и естественные магниты.Искусственные магниты —
полученные намагничиванием
железа при внесении его
в магнитное поле.
Естественные магниты –
магнитный железняк.
Природные магниты, — кусочки
магнитного железняка — магнетита
9

10. Каковы свойства магнитов?

1. В какой части
магнита обнаруживается наиболее сильное
магнитное
действие?
1.Наиболее сильное магнитное
действие обнаруживают полюса магнитов;

11. Каковы свойства магнитов?

2. Каков характер
этого взаимодействия (притяжение
или отталкивание)?
2. Разноименные
магнитные полюса притягиваются,
одноименные
отталкиваются.
Взаимодействие магнитов объясняется тем, что вокруг любого магнита образуется магнитное поле, и
это_магнитное поле непосредственно
воздействует на другой магнит или
ток.
12

13. Магнитное поле постоянных магнитов

Представление о виде магнитного поля
можно получить с помощью железных опилок. Стоит лишь положить на
магнит лист бумаги и посыпать его сверху железными
опилками.
Поле
дугообразного
магнита
Поле
полосового
магнита
Поле двух полосовых
магнитов
13

14. Каковы свойства магнитов?

3. Какие вещества
притягиваются
постоянными
магнитами ?
3. Хорошо притягиваются магнитом чугун, сталь,
железо и некоторые сплавы;
Алюминий, медь
дерево, пластмассы бумага притяжения к магнитам
не проявляют

15. Каковы свойства магнитов?

4. Какие вещества в контакте с
магнитом сами
становятся
магнитами?
4. Железо, сталь,
никель в присутствии
магнитного железняка
приобретают
магнитные свойства;

16. Каковы свойства магнитов?

5. Что произойдёт, если магнит
разделить на
части?
5. Если магнит
разделить на две
части, получатся два
новых магнита.
Невозможно получить
одиночный северный
или южный
магнитный полюс.

17.

Мы в 8 классе уже повторяли опыт Эрстеда…Домашнее задание №9
09-ДЗ-09 от 07.05.2020
• §§34, ответить на вопросы после
параграфов.
• Упр. 31 (письм), упр 32 устно
19

18. Опыт Эрстеда – другая версия

Магнитное поле
9 класс

19. Домашнее задание №9 09-ДЗ-09 от 07.05.2020

05.05.2017
2.04.2016
21.05.2015
1
Магнитное поле.
Магнитное поле прямого
тока. Магнитные линии

20. Магнитное поле

Опыт Эрстеда
Ганс Христиан Эрстед –
датский ученый, 1820 г.
Суть опыта: Магнитная
стрелка, помещенная около
проводника с током, отклонялась от первоначального
положения
Эрстед: проводник с током
становится магнитом
Опыт Эрстеда
Ганс Христиан Эрстед –
датский ученый, 1820 г.
Магнитная стрелка,
помещенная около
проводника с током, отклонялась
от первоначального
положения.

23. Опыт Эрстеда

Опыты Эрстеда

24. Опыт Эрстеда

Майкл Фарадей:
Вокруг проводника
с током существует
магнитное поле –
особый вид материи
Именно магнитное поле
заставляет поворачиваться магнитную
стрелку
Магнитное поле – это
особый вид материи, невидимый и неосязаемый для человека,
существующий независимо от нашего
сознания.
Магнитное поле проявляет себя по
действию на другой магнит или на проводник
с током. Пробный магнит (магнитная стрелка)
может поворачиваться или притягиваться

26. Майкл Фарадей:

Обнаружение магнитного поля
1). С помощью железных
опилок (маленьких магнитных
стрелок)
Железные опилки устанавливаются вокруг
проводника с током вдоль определенных линий
– магнитных линий
2). С помощью магнитных
стрелок
Магнитные стрелки
устанавливаются вокруг проводника с
током вдоль определенных линий –
магнитных линий
Опыт подтверждает существование
вокруг проводника с электрическим
током магнитного поля. Оно и
действует на магнитную стрелку ,
поворачивая ее.
Магнитное поле существует вокруг
любого проводника с током, т.е.
вокруг движущихся электрических
зарядов.

28. Обнаружение магнитного поля

Линии магнитного поля
Графически магнитное поле изображается с помощью магнитных линий.
Направлением магнитного поля
в данной точке поля считают
направление, в котором установится
северный конец магнитной стрелки.

29. ОПЫТ ЭРСТЕДА

Магнитное поле постоянных магнитов

30. ОПЫТ ЭРСТЕДА

Магнитные линии магнитного поля
прямого тока
Свойства магнитных линий:
1). Магнитные линии замкнуты
Магнитные линии прямого проводника
с током представляют собой окружности,
располагающиеся вокруг проводника с током
2). Магнитные линии имеют направление
За направление магнитных линий принимают
направление, которое указывает северный
полюс магнитной стрелки
Свойства магнитных линий:
3). Магнитные линии ближе друг к другу
в тех местах, где магнитное поле сильнее,
например, у полюсов постоянного магнита
или в центре кольцевого тока.

33. Линии магнитного поля

В чем же природа магнетизма?
Гипотеза
Ампера
+
Согласно гипотезе Андре
Ампера (1775- 1836г.), в атомах
и молекулах в результате
движения электронов возникают
кольцевые токи.
-е
В 1897г. гипотезу подтвердил
английский учёный Джозеф
Томсон,
а в 1910г. американский
учёный Роберт Милликен измерил
токи.
39
В чем же причины намагничивания?
Гипотеза Ампера
+
S
—
е
N
При внесении куска
железа во внешнее
магнитное поле
все элементарные
магнитные поля в этом
железе ориентируются
одинаково
во внешнем магнитном
поле, образуя
собственное магнитное
поле.
Так кусок железа
становится магнитом. 40
Природа магнетизма
Движение электронов представляет
собой круговой ток, а вокруг
проводника с электрическим током
существует магнитное поле.

36. Линии магнитного поля

Магнитное поле
прямого тока
• Смотрим анимацию «Дрофа»
«Магнитное поле прямого
тока»
• Смотрим анимацию с диска
«Магнетизм»

37. Свойства магнитных линий:

Направление магнитных линий
Направление магнитных линий зависит
от направления тока в проводнике
Правило буравчика:
(Для определения направления магнитных
линий)
Если расположить буравчик
(правый
винт) так, чтобы
поступательное движение его
стержня совпадало с направлением тока, то вращательное
движение рукоятки укажет на
направление магнитного поля

38.

Свойства магнитных линий:Домашнее задание №9
09-ДЗ-09 от 07.05.2020
• §§34, 35, ответить на вопросы после
параграфов.
• Упр. 31 (письм), упр 32 устно
44

39. Гипотеза Ампера

Определим направление магнитных
линий магнитного поля
прямого тока

40. Гипотеза Ампера

ПРАВИЛО БУРАВЧИКА
Магнитные линии
кольцевой катушки с током
Как направлен ток в кольцевой катушке?

42. Магнитное поле прямого тока

МАГНИТНЫЕ ЛИНИИ ПОЛЯ
КАТУШКИ И КРУГОВОГО ТОКА

43. Направление магнитных линий

ПРАВИЛО БУРАВЧИКА

44. Домашнее задание №9 09-ДЗ-09 от 07.05.2020

Изображение магнитного поля.
Если линии однородного магнитного поля
расположены перпендикулярно к плоскости чертежа и
направлены от нас за чертеж, то их изображают
крестиками, а если из-за чертежа к нам – то точками.
Как и в случае с током, каждый крестик – это как бы
видимое нами хвостовое оперение летящей от нас
стрелы, а точка – острие стрелы, летящей к нам (на
обоих рисунках направление стрел совпадает с
направлением магнитных линий).
Обнаружение магнитного поля
катушки с током
Почему подвешенная на гибких
проводах катушка одним концом
устанавливается на север, а другим
концом – на юг?
У катушки есть магнитные полюса
– северный и южный
Магнитные полюса – места, где магнитное поле
наиболее сильное
Действие магнитного поля катушки
зависит от:
• Силы тока;
• Числа витков;
Действие магнитного поля
усиливается при введении в
катушку сердечника

46. ПРАВИЛО БУРАВЧИКА

Линии магнитного поля катушки
с током
Магнитные линии катушки –
замкнутые кривые линии;
Внутри катушки магнитные
линии параллельны;
Катушка, длина которой намного больше диаметра,
называется соленоидом
Магнитные линии катушки
с током – выходят из
северного полюса и входят
в южный полюс
Как отклонится стрелка при
включении тока?

48. МАГНИТНЫЕ ЛИНИИ ПОЛЯ КАТУШКИ И КРУГОВОГО ТОКА

При замыкании цепи
стрелка отклонилась
Определите полюса источника
тока
Однородное и неоднородное
магнитное поле
• Однородное поле – такое поле, во
всех точках которого на магнитную
стрелку действует одинаковый
вращающий момент
ОДНОРОДНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Характеристики однородного
магнитного поля:
•магнитные линии — параллельные
прямые;
•густота магнитных линий везде
одинакова;
•Вращающий момент сил, с которым
магнитное поле действует на магнитную
стрелку, одинаков во всех точках этого
поля по величине и направлению.
59

52. Домашнее задание

Где существует однородное
магнитное поле?
• Внутри полосового магнита и внутри
соленоида , (внутри катушки, у которой длина много больше, чем диаметр
60

53. Обнаружение магнитного поля катушки с током

НЕОДНОРОДНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Неоднородное магнитное поле – такое
поле, в разных точках которого на
магнитную стрелку действует различный
вращающий момент. Магнитная стрелка
втягивается в область более сильного поля.
Характеристики неоднородного
магнитного поля:
• магнитные линии искривлены;
• густота магнитных линий различна;
• Сила, с которой магнитное поле действует
на магнитную стрелку, различна в разных
точках этого поля по величине и направле61
нию.

54. Линии магнитного поля катушки с током

Ответьте на вопросы:
Какие явления наблюдаются
в цепи, в которой существует
электрический ток?
Какие магнитные явления вам
известны?
В чем состоит опыт Эрстеда?

55.

Как отклонится стрелка при включении тока?Ответьте на вопросы
Какая связь существует между
электрическим током и
магнитным полем?
Как располагаются железные
опилки в магнитном поле
прямого тока?
Действие магнитного поля
на проводник с током
Магнитная индукция.
18.04.2016

57. При замыкании цепи стрелка отклонилась

ОПЫТЫ АМПЕРА
Меняя форму проводников и их расположение,
Ампер сумел установить
выражение для силы
действующей на участок
проводника.

58. Однородное и неоднородное магнитное поле

ОПЫТЫ АМПЕРА

59. ОДНОРОДНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Сила Ампера – это сила,
действующая на проводник
с током в магнитном поле.

60. Где существует однородное магнитное поле?

Сила Ампера
• Закон Ампера описывает действие
магнитного поля на проводник с током
Fa = BIL × sin α
α = ( B ,I )
Где В – вектор индукции
магнитного поля;
I –сила тока;
L — длина проводника с током

61.

НЕОДНОРОДНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕПравило левой руки

62. Ответьте на вопросы:

В чём смысл вектора
магнитной индукции?
Fa = BIL × sin α Если B ⊥ I , то sinα = 1
Fa
Тогда Fa = BIL ⇒ B =
IL
Модуль вектора магнитной индукции В
равен отношению модуля силы Fa, действующей на расположенный перпендикулярно магнитным линиям проводник
с током, к силе тока в проводнике и длине
проводника.

63. Ответьте на вопросы

Магнитная индукция является силовой
характеристикой магнитного поля
Измеряется в теслах ( Тл )

64. Действие магнитного поля на проводник с током Магнитная индукция.

Сила Лоренца
• Формула выражает действие магнитного поля
на движущийся электрический заряд
• орм
F qB sin
( B, )

65. ОПЫТЫ АМПЕРА

ПРИМЕНЕНИЕ МАГНИТНОГО
ПОЛЯ

66. ОПЫТЫ АМПЕРА

67. Сила Ампера – это сила, действующая на проводник с током в магнитном поле.

Домашнее задание
• §§36, 37, ответить на вопросы после
параграфов.
• Упр. 33 (письм),
• Рисунки схематично перерисовать
в тетрадь
76

Свойства линий магнитного поля

Когда ток проходит через проводник, он изменяет пространство вокруг проводника. Если магнитный полюс расположен в точке вблизи проводника, на магнитный полюс действует сила, обусловленная проводником с током. Силу между магнитным полюсом и проводником с током можно рассматривать как двухэтапный процесс. Ток через проводник создает что-то в пространстве вокруг проводника, что называется магнитным полем, и это магнитное поле оказывает силу на любой магнитный полюс, расположенный в этом регионе. Магнитное поле существует и существует даже тогда, когда нет магнитного полюса, на который можно было бы воздействовать. Магнитное поле проводника с током падает обратно пропорционально расстоянию от проводника.

Магнитное поле

Пространство вокруг проводника с током, в котором может ощущаться его магнитное воздействие, называется магнитным полем .

Как магнитное поле не является смежным с электрическим полем?

• В то время как источником электрического поля является электрический заряд (скалярная величина), источником магнитного поля является элемент тока (векторная величина). Чтобы уточнить, источником магнитного поля является не магнитный заряд, а аналог электрического заряда. Это потому, что изолированного магнитного полюса не существует.
• При этом имеется качественное несоответствие между силовыми линиями электрического поля из-за распределения заряда с суммарным зарядом и силовыми линиями магнитного поля из-за распределения тока. Поскольку силовые линии электрического поля из-за разделения заряда начинаются в одной точке и заканчиваются в разных точках, линии магнитного поля из-за элемента тока начинаются и заканчиваются в одной и той же точке, т. е. образуют замкнутые петли.

Свойства магнитного поля

Линия магнитного поля — это путь, вдоль которого будет двигаться соседний северный полюс, если он свободен для этого. Поскольку изолированного магнитного полюса не существует, для построения силовых линий магнитного поля используется небольшая магнитная стрелка. Линии магнитного поля не существуют. Концепция линий магнитного поля была разработана для линий, чтобы визуализировать напряженность магнитного поля в различных областях поля. В областях, где силовые линии магнитного поля очень близки (переполнены), говорят, что магнитное поле очень сильное.

Линии магнитного поля

Ниже приведены некоторые важные свойства линий магнитного поля:-

• Линии магнитного поля представляют собой замкнутые непрерывные петли, проходящие через тело магнита.
• Вне корпуса магнита линии магнитного поля проходят от северного полюса к южному полюсу магнита.
• Касательная к линии магнитного поля постоянно дает направление магнитного поля в этой точке.
• Никакие две силовые линии магнитного поля не могут уничтожить друг друга.
• Линии магнитного поля последовательно расширяются и сужаются в продольном направлении.

Можно отметить, что электрическое поле электрического диполя и магнитное поле стержневого магнита также совпадают. Хотя между двумя полями есть исконная отчетливость. Независимо от электрического поля электрического диполя электрические силовые линии берут начало от положительных зарядов и заканчиваются отрицательными зарядами. Поскольку изолированных магнитных полюсов не существует; В случае стержневого магнита силовые линии магнитного поля представляют собой замкнутые петли. Согласно интерпретации, силовые линии магнитного поля нигде не начинаются и не заканчиваются. Можно предположить, что они проходят через тело магнита. Только в отдаленных точках два поля (электрическое поле электрического диполя и магнитное поле стержневого магнита) выглядят очень похожими.

Правила определения направления магнитного поля

Направление магнитного поля, создаваемого проводником с током, можно определить, применяя следующие два закона:

• Правило большого пальца правой руки- Если мы Держите проводник в ладони правой руки, а большой палец указывает в направлении течения тока, направление, в котором поворачиваются пальцы, дает направление силовых линий магнитного поля.

Правило большого пальца правой руки

Отсюда следует, что магнитное поле имеет форму концентрических окружностей, центры которых расположены непосредственно на проводнике.

• Правило штопора Максвелла- Если правый штопор вращать так, чтобы он двигался в направлении потока через проводник, направление вращения винта дает край силовых линий магнитного поля.

Правило штопора Максвелла

Для тока, протекающего по проводнику в направлении, показанном на схеме, оба закона предсказывают, что силовые линии магнитного поля будут направлены против часовой стрелки, если смотреть сверху.

Примеры вопросов

Вопрос 1. Что такое магнит?

Ответ:  

Магнит представляет собой устройство из двух равных и противоположных магнитных полюсов, разнесенных на определенное расстояние. Двумя основными свойствами магнитов являются притяжение и направленность.

Вопрос 2. Что вы понимаете под направляющим свойством магнитного диполя?

Ответ:

Свободно подвешенный магнит всегда выравнивается по линии север-юг.

Вопрос 3. Почему кусок железа обычно не ведет себя как магнит?

Ответ:

В простом куске железа молекулы беспорядочно ориентированы и образуют замкнутые цепочки. Поскольку молекулярные магниты компенсируют действие друг друга, магнит не ведет себя как обычный кусок железа.

Вопрос 4. Что является источником магнитного поля (магнит

Ответ:

Магнетизм имеет электрическое происхождение. Электроны, движущиеся в атоме, ведут себя как маленькие петли с током, и эти петли с током порождают магнетизм.

Вопрос 5. Существует ли отдельный магнитный полюс подобно отдельному электрическому заряду?

Ответ:

Нет, изолированного магнитного полюса не существует.

Вопрос 6. Какова единица силы магнитного полюса?

Ответ:

Единица измерения силы магнитного полюса амперметр (А·м).

Магнитное поле. Линии магнитного поля и применение

Магнитное поле представляет собой область или пространство, на которое воздействует магнит. Существуют разные типы магнитов. Стержневые магниты, стержневые магниты, подковообразные магниты, кольцевые магниты и т. д. Все типы магнитов имеют два полюса; Северный полюс, обозначенный буквой «N», и Южный полюс, обозначенный буквой «S». Независимо от формы, каждый магнит имеет вокруг себя поле. Для лучшего понимания магнитного поля поместите железный гвоздь на определенном расстоянии от магнита. Внезапно он притягивается к магниту. Если железный гвоздь находится далеко от магнита, он не будет иметь никакого влияния. Область, в которой существует сила магнита, известна как магнитное поле или поле В.

Магнитное поле можно представить двумя способами; линии векторного поля и магнитного поля.

Векторное поле

Векторное поле — это математическое описание магнитного поля. Считается, что магнитное поле имеет как величину, так и направление. Векторное поле можно изобразить как набор векторов, нарисованных на сетке. Направление каждого вектора указывает на направление компаса. Длина вектора зависит от силы магнитного поля.

Линии магнитного поля

Линии магнитного поля представляют собой воображаемые линии вокруг магнита. Величина поля определяется плотностью его линий. Вблизи южного и северного полюсов магнита магнитное поле сильнее и ослабевает при удалении от полюсов. Эту концепцию можно прояснить, проведя простой эксперимент. Закрепите лист белой бумаги на столе и поместите в центр полосовой магнит. Насыпьте несколько железных опилок вокруг магнита. Аккуратно постучите по столу. Можно видеть, что железные опилки выстраиваются по определенной схеме, которая представляет собой поле этого магнита. Если эти закономерности прослеживаются отчетливо, то видно, что железные опилки скапливаются вблизи полюсов, а вдали от полюсов их концентрация меньше.

Линии магнитного поля имеют различные свойства:

1. Линии магнитного поля никогда не пересекаются друг с другом.

2. Путь с наименьшим сопротивлением между противоположными магнитными полюсами. Путь магнитных силовых линий стержневого магнита представляет собой замкнутые петли от одного полюса к другому.

3. Длина линий магнитного поля будет одинаковой.

4. По мере перемещения силовых линий из области с более высокой проницаемостью в область с более низкой проницаемостью их плотность будет уменьшаться.

5. В материальном магнитном поле линии текут от южного полюса к северному, а в воздухе их направление течет от северного полюса к южному.

6. Плотность магнитного поля зависит от расстояния от полюса. По мере удаления от полюса их плотность уменьшается.

7. Магнитное поле является векторной величиной, поскольку оно имеет как величину, так и направление.

Как рисовать линии магнитного поля?

Линии магнитного поля можно нарисовать с помощью компаса, стержневого магнита и миллиметровой бумаги. Сначала закрепите бумагу на чертежной доске. Поместите стержневой магнит в центр и отметьте положение карандашом. Держите компас возле любого полюса магнита. Убедитесь, что поблизости нет другого магнитного материала. Видно, что стрелка компаса указывает в некоторых направлениях. Отметьте точку в этом направлении. Переместите компас из этого положения и поместите его на точку таким образом, чтобы основание стрелки находилось в точке. Отметьте новую точку в том направлении, куда сейчас указывает стрелка компаса.

Пока компас не достигнет противоположного полюса магнита, повторяйте эту процедуру. Соединить точки. Снова вернитесь в предыдущее положение и повторите те же шаги, начиная с нового места. Нарисовав несколько линий, можно увидеть, что линии образуют замкнутую петлю, которая, кажется, начинается с одного полюса магнита и заканчивается на другом полюсе. Это метод рисования силовых линий магнитного поля. Если сравнить эти линии с расположением железных опилок, то можно заметить сходство узоров. В зависимости от типа магнитов линии магнитного поля также будут различаться.

Как создается магнитное поле?

Магнитное поле создается не только магнитом, но также может создаваться движущимся зарядом или электрическими токами. Все мы знаем, что материя состоит из крошечных частиц, называемых атомами. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, вокруг которого вращаются электроны. Вращение и движение по орбите протонов и нейтронов или ядра атома создают магнитное поле. Направление магнитного поля определяется направлением орбиты и вращения. Магнитное поле математически обозначается символом «В». Его единицей является Тесла (Тл).

Магнитное поле Земли

Свидетельство существования магнитного поля Земли впервые было дано сэром Уильямом Гилбертом в 1600 году. На основании некоторых экспериментов он обнаружил, что Земля обладает некоторыми магнитными свойствами и обладает магнитным полем. Если магнит свободно подвешен на нити и ему позволено вращаться в горизонтальной плоскости, он автоматически выровняется в направлении север-юг и остановится. Выравнивание магнита будет таким образом, что северный полюс магнита притягивается к географическому югу, а южный полюс магнита притягивается к географическому северу.

Второе свидетельство состоит в том, что на силовых линиях магнитного поля есть несколько нейтральных точек. Магнитное поле из-за магнита, который используется для рисования силовых линий, нейтрализуется магнитным полем Земли. Без магнитного поля Земли эти нейтральные точки не видны. Третье доказательство состоит в том, что мягкое железо становится магнитом, если его зарыть в землю в направлении север-юг.

 

Гипотеза источника магнитного поля Земли

1. Ядро Земли представляет собой горячую расплавленную жидкость и содержит ионы. Эти ионы циркулируют в виде токовых петель внутри жидкости, в результате чего создается магнитное поле.

2. Земля вращается вокруг своей оси, и земное вещество состоит из заряженных частиц. Эти заряженные частицы также вращаются вокруг земной оси в виде токовых петель и ответственны за создание магнитного поля.

3. Внешний слой Земли состоит из ионизированных газов. Когда земля вращается, движение ионов производит электрический ток, и благодаря этому создается магнитное поле.

Характеристики магнитного поля Земли

1. Магнитное поле Земли однородно.

2. Напряженность магнитного поля у поверхности земли составляет примерно 10-4 Тесла

3. Магнитное поле Земли распространяется на высоту, в 5 раз превышающую радиус Земли.

 Применение магнитов в реальной жизни

1. Магниты используются в электрических звонках.

2. Они используются в конструкции генераторов и электродвигателей.

3. Магниты используются для определения географических направлений.

4. Магниты играют важную роль в отделении магнитных и немагнитных материалов от металлолома.

5. В медицине магниты также широко используются для снятия боли в различных частях тела.

Работа с магнитным полем

Каждый магнит имеет окружающее его поле, независимо от его формы. Поставьте железный гвоздь на определенном расстоянии от магнита, чтобы лучше понять магнитное поле. В этот момент гвоздь притягивается к магниту. Железный гвоздь не сможет оказать никакого влияния на магнит, если он будет находиться далеко от него. Магнитное поле, которое существует вокруг магнитов, называется полем В.

Магнитное поле создается движущимися магнитами или электрическими зарядами. Магнетизм действует внутри магнитного поля, окружающего магнитные материалы или движущиеся заряды. Линия магнитного поля представляет собой магнитное поле. Визуальный инструмент, предоставляющий информацию о направлении и силе магнитного поля.

Линии магнитного поля можно нарисовать с помощью стрелки компаса.