магнитная индукция, направление, поле постоянного магнита и соленоида

Физика

12.11.21

8 мин.

Устройство магнитного поля представляют с помощью силовых линий. Также их называют интегральными кривыми. Они показывают, как расположились бы свободные стрелки компаса в поле. В зависимости от формы магнита, схема направления магнитных линий будет различаться. Самые известные примеры — картина поля постоянных магнитов, соленоидов, проводников с током.

Оглавление:

• Магнитная индукция
• Свойства силовых линий
• Как увидеть строение поля
• Различные схемы направления

Магнитная индукция

Эта величина — главная характеристика магнитного поля. Она определяет его силу в конкретной точке пространства и показывает, как магнит воздействует на электрический заряд, перемещающийся с заданной скоростью. Понятие индукции необходимо не только при описании магнитов и их полей, но и во всей теории электромагнетизма.

Почему вокруг проводника с током возникают силовые линии? Взаимосвязь магнетизма и электричества была изучена Майклом Фарадеем. Именно он установил, что переменное электрическое поле создает постоянное магнитное, а переменное у магнита — постоянное электрическое.

Магнитная индукция — векторная величина. Направление этого вектора совпадает со свободной стрелкой компаса или с перпендикуляром к витку с током. Определить, куда направлен ток или силовые линии, можно с помощью правила буравчика или правой руки.

Линии магнитной индукции построены таким образом, что в каждой их точке индукция направлена по касательной к кривой. Модуль вектора тем больше, чем сильнее поле.

Свойства силовых линий

Особенности этих кривых связаны со свойствами самого поля. Для линий магнитной индукции характерно:

1. Они замкнуты или начинаются и заканчиваются в бесконечности (например, для бесконечного соленоида)
2. Нигде не прерываются.
3. Имеют определенное направление, зависящее от того, куда идет ток.
4. Чем сильнее поле, тем более густо расположены его линии.

Свойства замкнутости и непрерывности кривых связано с тем, что магнитных зарядов, подобных электрическим, не существует. Любой, даже самый маленький магнит имеет 2 полюса. Если его разрезать, каждая часть получит свои собственные полюса: северный и южный. Интегральные кривые поля вокруг постоянного магнита выходят из одного полюса и заходят в другой.

Это важное отличие магнитного поля от электрического. Интегральные кривые электрического поля начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных, поэтому они разомкнуты. Электрические заряды можно разделить.

Как увидеть строение поля

Впервые увидеть картину поля удалось в 1269 году, когда Петр Перегрин насыпал на постоянный сферический магнит небольшие железные иголки.

Они выстроились в определенном порядке, расположившись по кривым, выходящим из одной точки и входящим в другую. Эти линии и называются теперь магнитными.

На сферическом магните точки, в которых сходились кривые, выглядели как полюса на глобусе и по аналогии с ними были названы. Позже было установлено, что Земля сама является огромным магнитом.

Эрстед с помощью своего знаменитого опыта установил влияние электричества на магнитную стрелку. Если поместить ее рядом с проводником, при пропускании тока по проводу указатель поворачивается перпендикулярно ему. Он повернется на 180 градусов, если пустить электроток в обратную сторону.

Увидеть строение поля можно с помощью железных опилок. Если их насыпать на неметаллическую пластину и поместить над магнитом, опилки выстроятся как раз по силовым кривым поля.

Различные схемы направления

У постоянного полосового магнита линии выходят из северного полюса и входят в южный, огибая магнит. Так же выглядит поле катушки (соленоида) с током, но в этом случае направление кривых зависит от направления тока.

Они выходят из того полюса, где ток входит в катушку. При этом внутри катушки поле однородно, линии параллельны друг другу. Если представить бесконечный соленоид, все его поле будет находиться внутри катушки и будет однородным.

У дугообразного (подковообразного) магнита линии соединяют северный и южный полюса. Внутри дуги они прямые, а за ее пределами огибают магнит.

Поле прямого проводника с током имеет вид окружностей, перпендикулярных проводнику и имеющих центр в нем самом. Если пустить ток в противоположную сторону, кривые тоже станут направлены противоположно.

Направление окружностей определяется по правилу часовой стрелки или буравчика:

1. Если ток по проводнику течет в сторону наблюдателя, линии направлены по часовой стрелке.
2. Их направление совпадает с вращения винта (буравчика), который движется вдоль тока (закручивается, если от наблюдателя, и выкручивается, если к человеку).

Для витка с током справедливы подобные правила, но с некоторыми изменениями:

1. Правило часов: силовые линии направлены к наблюдателю, если он видит, что ток течет по часовой стрелке.
2. Правило буравчика: направление кривых совпадает с движением винта, который крутят так же, как идет ток.

Чем меньше расстояние до проводника, тем гуще расположены окружности. По мере удаления они постепенно разрежаются. Это показывает, что магнитное поле ослабевает при удалении от проводника.

Не успеваете написать работу?

Заполните форму и узнайте стоимость

Вид работыПоиск информацииДипломнаяВКРМагистерскаяРефератОтчет по практикеВопросыКурсовая теорияКурсовая практикаДругоеКонтрольная работаРезюмеБизнес-планДиплом MBAЭссеЗащитная речьДиссертацияТестыЗадачиДиплом техническийПлан к дипломуКонцепция к дипломуПакет для защитыСтатьиЧасть дипломаМагистерская диссертацияКандидатская диссертация

Контактные данные — строго конфиденциальны!

Указывайте телефон без ошибок! — потребуется для входа в личный кабинет.

* Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Подтверждение

Ваша заявка принята.

Ей присвоен номер 0000.
Просьба при ответах не изменять тему письма и присвоенный заявке номер.
В ближайшее время мы свяжемся с Вами.

Ошибка оформления заказа

Кажется вы неправильно указали свой EMAIL, без которого мы не сможем ответить вам.
Пожалуйста проверте заполнение формы и при необходимости скорректируйте данные.

Магнитное поле. Магнитный поток.Свойства магнитного поля.

Магнитное поле

Уже в VI в. до н.э. в Китае было известно, что некоторые руды обладают способностью притягиваться друг к другу и притягивать железные предметы. Куски таких руд были найдены возле города Магнесии в Малой Азии, поэтому они получили название магнитов.

Посредством чего взаимодействуют магнит и железные предметы? Вспомним, почему притягиваютсянаэлектризованные тела? Потому что около электрического заряда образуется своеобразная форма материи -электрическое поле. Вокруг магнита существует подобная форма материи, но имеет другую природу происхождения (ведь руда электрически нейтральна), ее называют 

магнитным полем.

Для изучения магнитного поля используют прямой или подковообразный магниты. Определенные места магнита обладают наибольшим притягивающим действием, их называют полюсами (северный и южный). Разноименные магнитные полюса притягиваются, а одноименные — отталкиваются.

Для силовой характеристики магнитного поля используют вектор индукции магнитного поля B. Магнитное поле графически изображают при помощи силовых линий (линии магнитной индукции). Линии являются замкнутыми, не имеют ни начала, ни конца. Место, из которого выходят магнитные линии — северный полюс (North), входят магнитные линии в южный полюс (South).

Магнитное поле можно сделать «видимым» с помощью железных опилок.

Магнитное поле проводника с током

А теперь о том, что обнаружили Ханс Кристиан Эрстед и Андре Мари Ампер в 1820 г. Оказывается, магнитное поле существует не только вокруг магнита, но и любого проводника с током. Любой провод, например, шнур от лампы, по которому протекает электрический ток, является магнитом! Провод с током взаимодействует с магнитом (попробуйте поднести к нему компас), два провода с током взаимодействуют друг с другом.

Силовые линии магнитного поля прямого тока — это окружности вокруг проводника.

Направление вектора магнитной индукции

Направление магнитного поля в данной точке можно определить как направление, которое указывает северный полюс стрелки компаса, помещенного в эту точку.

Направление линий магнитной индукции зависит от направления тока в проводнике.

Определяется направление вектора индукции по правилу буравчика или правилу правой руки.

Вектор магнитной индукции

Это векторная величина, характеризующая силовое действие поля.

Индукция магнитного поля бесконечного прямолинейного проводника с током на расстоянии r от него:

Индукция магнитного поля в центре тонкого кругового витка радиуса r:

Индукция магнитного поля соленоида (катушка, витки которой последовательно обходятся током в одном направлении):

Принцип суперпозиции

Если магнитное поле в данной точке пространства создается несколькими источниками поля, то магнитная индукция — векторная сумма индукций каждого из полей в отдельности

Магнитный поток

Магнитный поток — скалярная физическая величина, характеризующая число линий магнитной индукции поля, пронизывающих замкнутый контур.

 

Нормаль — перпендикуляр к плоскости контура.

Анализ формулы позволяет заключить, что магнитный поток изменится, если изменить угол наклона контура, площадь контура, интенсивность магнитного поля.

Контур — замкнутый провод. При изучении магнитного поля контур «усиливают», используя катушку.

ПРОВЕРЬ СЕБЯ

СВОЙСТВА ЛИНИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Линии магнитного поля представляют собой воображаемые линии между двумя полюсами. Для рисования магнитных линий используются разные способы. Использование компаса было еще одним ярким примером экспериментов с существованием магнитного поля. Магнетизм и магнитные поля характерны для электромагнитной энергии; это также одна из абсолютных сил природы. Использование потока электромагнитного тока влияет на линию магнитного поля. Железные гвозди могут быть преобразованы в магниты для измерения магнитных полей, поскольку в них включена электромагнитная энергия. Буква «B» обозначает магнитное поле в математике и также называется «линия B».

Свойства линий магнитного поля:

• Линии магнитного поля представляют собой изогнутые линии, которые начинаются с северного полюса и заканчиваются на южном полюсе.
• Более сильные линии поля должны быть замкнутыми, и наоборот.
• Линии магнитного поля никогда не пересекаются между собой.
• Вблизи Южного и Северного полюсов линии магнитного поля сгущены и широко расставлены.

Описание силовых линий магнитного поля

Объем пространства имеет жизненно важное значение при изучении силовых линий магнитного поля и их энергии на разных полюсах. Среди двух полюсов на Земле магнитные поля помогают открывать разные места. Различные типы форм магнитов имеют жизненно важное значение для заявлений об одобрении линии магнитного поля. Аспекты магнетизма в земле действуют в пределах магнитного поля, охватывающего материалы магнита. Линия магнитного поля иллюстрирует магнитную область. Для обнаружения линий полезен визуальный инструмент, который предоставляет подробную информацию о направлении и стабильности магнитного поля.

Способы измерения магнитных линий

Для измерения магнитных линий между двумя полюсами земного шара применяются различные способы. Некоторые полезные прикладные способы проиллюстрированы ниже.

• Прямая медная проволока, по которой течет электрический ток, может быть прикреплена к железному гвоздю и служить инструментом для измерения магнитного потока.
• Магнитные компасы доступны для измерения силовых линий магнитного поля. В транспортных системах, таких как военно-морской флот, авиация использует магнитный компас для измерения магнитных линий, что помогает определить правильное направление.
• С течением времени есть эффективные пути развития. Существуют различные доступные пути развития измерения магнитного поля.

Происхождение магнитного поля

На Земле магнитные поля присутствуют повсюду, значение силовых линий магнитного поля можно найти из-за приближения его сил. Солнце имеет источник магнитного поля, основываясь на других предыдущих терминах, есть законные способы, которые охватывают это, Земля была оценена как часть Солнца, и поэтому она включила в себя магнитную энергию. Магнетизм возникает из двух разновидностей движений электронов в атомах, движения электронов по орбите, а также в солнечной системе.

Способы рисования линий магнитного поля

Сила магнетизма за счет приложения электронов внутри атомов с помощью линий магнитного поля. Следовательно, напряженность магнитного поля определяется числом линий энергии на единицу измерения пространства. Поля линий в магнитных стержнях можно использовать для выравнивания областей, в различных обстоятельствах магнитные стержни могут рисовать линии, и для транспортировки может быть полезно включить магнитный компас, который автоматически притягивается магнитными полюсами, помещенными в Северный полюс. Не размещая поблизости никаких магнитных материалов; с помощью стрелки компаса можно провести прямую линию на бумаге, предварительно закрепленной стабильностью.

Что такое циклотрон?

Циклотрон представляет собой компактный материал, который может ускорять производимые радиоактивные волны, чтобы представить силовые линии магнитного поля. Между атомами-мишенями возникает ядерный ответ, и протоны могут создавать некоторые изотопы. Радиоизотопы используются в разных областях для разработки ядерных исследовательских целей в разных лабораториях. Радиоизотопы, полученные из материалов в разных местах, и оценка использования циклотрона в ускоренных магнитных силах. Магниты надежны для циклотрона.

Заключение

Таким образом, магнитные поля измеряются в различных аспектах. Различные аспекты материалов нашли для развития изогнутых линий, умиротворяющих между южным и северным полюсами. На практических этапах в циклотроне используются как магнитные поля, так и электричество, чтобы дополнить анимацию задержанных частиц. Среди различных значительных по важности, в центре Земли, магнитное поле спасает Землю от астрального излучения и от испускаемых частиц, испускаемых Солнцем. Электромагнитное излучение, присутствующее на поверхности, надежно связано с линиями магнитного поля.

Магнитное поле | Свойства линий магнитного поля

Магнетизм — Комментарии отключены

Пространство вокруг магнита, в котором может быть реализована его магнитная сила, называется магнитным полем . Теоретически магнитное поле простирается до бесконечности, хотя практически мы рассматриваем его только до определенного расстояния.

Линии магнитного поля

Линии магнитного поля представляют собой гипотетические замкнутые кривые, по которым двигался бы единичный северный полюс, если бы он мог свободно двигаться, а касательная в каждой точке кривой указывает направление результирующего магнитного поля.

Свойства

1. Линии магнитного поля выходят из северного полюса и входят в южный полюс, но эти линии идут от южного полюса к северному внутри магнита под любым углом.
2. Непрерывно замкнутые кривые.
3. Они отталкиваются друг от друга в стороны (боком), так что между одинаковыми полюсами возникает отталкивание.
4. Они похожи на натянутую эластичную нить, которая имеет тенденцию сокращаться по всей своей длине, так что возникает притяжение между разными полюсами.
5. Эти линии никогда не пересекаются. Если они пересекутся, то в точке пересечения будут две касательные, которые покажут два направления магнитного поля. Но магнитное поле является векторной величиной, поэтому у него не должно быть двух направлений. Следовательно, две силовые линии магнитного поля никогда не пересекаются.
6. На них влияет магнитное поле Земли.
7. Касательная в любой точке к силовым линиям магнитного поля дает направление напряженности магнитного поля в этой точке.
8. Увеличение силовых линий магнитного поля увеличивает силу магнитного поля.

Магнитное поле может быть представлено набором линий магнитного поля. Если линии расположены близко друг к другу, то это представляет собой сильное поле, а если линии находятся далеко друг от друга, это представляет собой слабое поле.