Где создается магнитное поле – Как возникает магнитное поле Земли? | В глубь планеты  |  Читать онлайн, без регистрации

Содержание

Магнитное поле. Источники и свойства. Правила. Применение

При подключении к двум параллельным проводникам электрического тока, они будут притягиваться или отталкиваться, в зависимости от направления (полярности) подключенного тока. Это объясняется явлением возникновения материи особого рода вокруг этих проводников. Эта материя называется магнитное поле (МП). Магнитной силой называется сила, с которой проводники действуют друг на друга.

Теория магнетизма возникла еще в древности, в античной цивилизации Азии. В Магнезии в горах нашли особую породу, куски которой могли притягиваться между собой. По названию места эту породу назвали «магнетиками». Стержневой магнит содержит два полюса. На полюсах особенно сильно обнаруживаются его магнитные свойства.

Магнит, висящий на нитке, своими полюсами будет показывать стороны горизонта. Его полюса будут повернуты на север и юг. На таком принципе действует устройство компаса. Разноименные полюсы двух магнитов притягиваются, а одноименные отталкиваются.

Ученые обнаружили, что намагниченная стрелка, находящаяся возле проводника, отклоняется при прохождении по нему электрического тока. Это говорит о том, что вокруг него образуется МП.

Магнитное поле оказывает влияние на:

• Перемещающиеся электрические заряды.
• Вещества, называемые ферромагнетиками: железо, чугун, их сплавы.

Постоянные магниты – тела, имеющие общий магнитный момент заряженных частиц (электронов).

1 — Южный полюс магнита
2 — Северный полюс магнита
3 — МП на примере металлических опилок
4 — Направление магнитного поля

Силовые линии появляются при приближении постоянного магнита к бумажному листу, на который насыпан слой железных опилок. На рисунке четко видны места полюсов с ориентированными силовыми линиями.

Источники магнитного поля
  • Электрическое поле, меняющееся во времени.
  • Подвижные заряды.
  • Постоянные магниты.

С детства нам знакомы постоянные магниты. Они использовались в качестве игрушек, которые притягивали к себе различные металлические детали. Их прикрепляли к холодильнику, они были встроены в различные игрушки.

Электрические заряды, которые находятся в движении, чаще всего имеют больше магнитной энергии, по сравнению с постоянными магнитами.

Свойства

• Главным отличительным признаком и свойством магнитного поля является относительность. Если неподвижно оставить заряженное тело в некоторой системе отсчета, а рядом расположить магнитную стрелку, то она укажет на север, и при этом не «почувствует» постороннего поля, кроме поля земли. А если заряженное тело начать двигать возле стрелки, то вокруг тела появится МП. В результате становится ясно, что МП формируется только при передвижении некоторого заряда.

• Магнитное поле способно воздействовать и влиять на электрический ток. Его можно обнаружить, если проконтролировать движение заряженных электронов. В магнитном поле частицы с зарядом отклонятся, проводники с протекающим током будут перемещаться. Рамка с подключенным питанием тока станет поворачиваться, а намагниченные материалы переместятся на некоторое расстояние. Стрелка компаса чаще всего окрашивается в синий цвет. Она является полоской намагниченной стали. Компас ориентируется всегда на север, так как у Земли есть МП. Вся планета – это как большой магнит со своими полюсами.

Магнитное поле не воспринимается человеческими органами, и может фиксироваться только особыми приборами и датчиками. Оно бывает переменного и постоянного вида. Переменное поле обычно создается специальными индукторами, которые функционируют от переменного тока. Постоянное поле формируется неизменным электрическим полем.

Правила

Рассмотрим основные правила изображения магнитного поля для различных проводников.

Правило буравчика

Силовая линия изображается в плоскости, которая расположена под углом 900 к пути движения тока таким образом, чтобы в каждой точке сила была направлена по касательной к линии.

Чтобы определить направление магнитных сил, нужно вспомнить правило буравчика с правой резьбой.

Буравчик нужно расположить по одной оси с вектором тока, рукоятку вращать таким образом, чтобы буравчик двигался в сторону его направления. В этом случае ориентация линий определится вращением рукоятки буравчика.

Правило буравчика для кольца

Поступательное перемещение буравчика в проводнике, выполненном в виде кольца, показывает, как ориентирована индукция, вращение совпадает с течением тока.

Силовые линии имеют свое продолжение внутри магнита и не могут быть разомкнутыми.

Магнитные поля разных источников суммируются между собой. При этом они создают общее поле.

Магниты с одинаковыми полюсами отталкиваются, а с разными – притягиваются. Значение силы взаимодействия зависит от удаленности между ними. При приближении полюсов сила возрастает.

Параметры магнитного поля
  • Сцепление потоков (Ψ).
  • Вектор магнитной индукции (В).
  • Магнитный поток (Ф).

Интенсивность магнитного поля вычисляется размером вектора магнитной индукции, которая зависит от силы F, и формируется током I по проводнику, имеющему длину l: В = F / (I * l).

Магнитная индукция измеряется в Тесла (Тл), в честь ученого, изучавшего явления магнетизма и занимавшегося их методами расчета. 1 Тл равна индукции магнитного потока силой 1 Н на длине 1 м прямого проводника, находящегося под углом 900 к направлению поля, при протекающем токе в один ампер:

1 Тл = 1 х Н / (А х м).
Правило левой руки

Правило находит направление вектора магнитной индукции.

Если ладонь левой руки разместить в поле, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь из северного полюса под 90

0, а 4 пальца разместить по течению тока, большой палец покажет направление магнитной силы.

Если проводник находится под другим углом, то сила будет прямо зависеть от тока и проекции проводника на плоскость, находящуюся под прямым углом.

Сила не зависит от вида материала проводника и его сечения. Если проводник отсутствует, а заряды движутся в другой среде, то сила не изменится.

При направлении вектора магнитного поля в одну сторону одной величины, поле называется равномерным. Различные среды влияют на размер вектора индукции.

Магнитный поток

Магнитная индукция, проходящая по некоторой площади S и ограниченная этой площадью, является магнитным потоком.

Если площадь имеет наклон на некоторый угол α к линии индукции, магнитный поток снижается на размер косинуса этого угла. Наибольшая его величина образуется при нахождении площади под прямым углом к магнитной индукции:

Ф = В * S.

Магнитный поток измеряется в такой единице, как «вебер», который равен протеканием индукции величиной

1 Тл по площади в 1 м2.

Потокосцепление

Такое понятие применяется для создания общего значения магнитного потока, который создан от некоторого числа проводников, находящихся между магнитными полюсами.

В случае, когда одинаковый ток I протекает по обмотке с количеством витков n, общий магнитный поток, образованный всеми витками, является потокосцеплением.

Потокосцепление Ψ измеряется в веберах, и равно: Ψ = n * Ф.

Магнитные свойства

Магнитная проницаемость определяет, насколько МП в определенной среде ниже или выше индукции поля в вакууме. Вещество называют намагниченным, если оно образует свое магнитное поле. При помещении вещества в магнитное поле у него появляется намагниченность.

Ученые определили причину, по которой тела получают магнитные свойства. Согласно гипотезе ученых внутри веществ есть электрические токи микроскопической величины. Электрон обладает своим магнитным моментом, который имеет квантовую природу, движется по некоторой орбите в атомах. Именно такими малыми токами определяются магнитные свойства.

Если токи движутся беспорядочно, то магнитные поля, вызываемые ими, самокомпенсируются. Внешнее поле делает токи упорядоченными, поэтому формируется магнитное поле. Это является намагниченностью вещества.

Различные вещества можно разделить по свойствам взаимодействия с магнитными полями. Рассмотрим некоторые из таких веществ.

Их разделяют на группы:

• Парамагнетики – вещества, имеющие свойства намагничивания в направлении внешнего поля, обладающие низкой возможностью магнетизма. Они имеют положительную напряженность поля. К таким веществам относят хлорное железо, марганец, платину и т. д.
• Ферримагнетики – вещества с неуравновешенными по направлению и значению магнитными моментами. В них характерно наличие некомпенсированного антиферромагнетизма. Напряженность поля и температура влияет на их магнитную восприимчивость (различные оксиды).
• Ферромагнетики – вещества с повышенной положительной восприимчивостью, зависящей от напряженности и температуры (кристаллы кобальта, никеля и т. д.).
• Диамагнетики – обладают свойством намагничивания в противоположном направлении внешнего поля, то есть, отрицательное значение магнитной восприимчивости, не зависящая от напряженности. При отсутствии поля у этого вещества не будет магнитных свойств. К таким веществам относятся: серебро, висмут, азот, цинк, водород и другие вещества.

• Антиферромагнетики – обладают уравновешенным магнитным моментом, вследствие чего образуется низкая степень намагничивания вещества. У них при нагревании осуществляется фазовый переход вещества, при котором возникают парамагнитные свойства. При снижении температуры ниже определенной границы, такие свойства появляться не будут (хром, марганец).

Рассмотренные магнетики также классифицируются еще по двум категориям:

• Магнитомягкие материалы. Они обладают низкой коэрцитивной силой. При маломощных магнитных полях они могут войти в насыщение. При процессе перемагничивания у них наблюдаются незначительные потери. Вследствие этого такие материалы используются для производства сердечников электрических устройств, функционирующих на переменном напряжении (асинхронный электродвигатель, генератор, трансформатор).
• Магнитотвердые материалы. Они обладают повышенной величиной коэрцитивной силы. Чтобы их перемагнитить, потребуется сильное магнитное поле. Такие материалы используются в производстве постоянных магнитов.

Магнитные свойства различных веществ находят свое использование в технических проектах и изобретениях.

Магнитные цепи

Объединение нескольких магнитных веществ называется магнитной цепью. Они являются подобием электрических цепей и определяются аналогичными законами математики.

На базе магнитных цепей действуют электрические приборы, индуктивности, трансформаторы. У функционирующего электромагнита поток протекает по магнитопроводу, изготовленному из ферромагнитного материала и воздуху, который не является ферромагнетиком. Объединение этих компонентов является магнитной цепью. Множество электрических устройств в своей конструкции содержат магнитные цепи.

Похожие темы:

 

electrosam.ru

Магнитное поле

Магнитное поле– это материальная среда, через которую осуществляется взаимодействие между проводниками с током или движущимися зарядами.

Свойства магнитного поля:

  1. Магнитное поле возникает вокруг любого проводника с током.

  2. Магнитное поле действует на любой проводник с током. В результате этого действия прямой проводник двигается в сторону действия силы, а проводник, замкнутый в кольцо (контур), поворачивается на некоторый угол.

  3. Магнитное поле не имеет границ, но действие его уменьшается при увеличении расстояния от проводника с током, поэтому действие поля не обнаруживается на больших расстояниях.

  4. Взаимодействие токов происходит с конечной скоростью в м/с.

Характеристики магнитного поля:

Для исследования магнитного поля используют пробный контур с током. Он имеет малые размеры, и ток в нём много меньше тока в проводнике, создающем магнитное поле. На противоположные стороны контура с током со стороны магнитного поля действуют силы, равные по величине, но направленные в противоположные стороны, так как направление силы зависит от направления тока. Точки приложения этих сил не лежат на одной прямой. Такие силы называют

парой сил. В результате действия пары сил контур не может двигаться поступательно, он поворачивается вокруг своей оси. Вращающее действие характеризуетсямоментом сил.

, гдеlплечо пары сил(расстояние между точками приложения сил).

При увеличении тока в пробном контуре или площади контура пропорционально увеличится момент пары сил. Отношение максимального момента сил, действующего на контур с током, к величине силы тока в контуре и площади контура – есть величина постоянная для данной точки поля. Называется она магнитной индукцией.

, где-магнитный моментконтура с током.

Единица измерениямагнитной индукции –Тесла [Тл].

Магнитный момент контура– векторная величина, направление которой зависит от направления тока в контуре и определяется поправилу правого винта: правую руку сжать в кулак, четыре пальца направить по направлению тока в контуре, тогда большой палец укажет направление вектора магнитного момента. Вектор магнитного момента всегда перпендикулярен плоскости контура.

За направление вектора магнитной индукциипринимают направление вектора магнитного момента контура, ориентированного в магнитном поле.

Линия магнитной индукции– линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением вектора магнитной индукции. Линии магнитной индукции всегда замкнуты, никогда не пересекаются.Линии магнитной индукции прямого проводникас током имеют вид окружностей, расположенных в плоскости, перпендикулярной проводнику. Направление линий магнитной индукции определяют по правилу правого винта.Линии магнитной индукции кругового тока(витка с током) также имеют вид окружностей. Каждый элемент витка длинойможно представить как прямолинейный проводник, который создаёт своё магнитное поле. Для магнитных полей выполняется принцип суперпозиции (независимого сложения). Суммарный вектор магнитной индукции кругового тока определяется как результат сложения этих полей в центре витка по правилу правого винта.

Если величина и направление вектора магнитной индукции одинаковы в каждой точке пространства, то магнитное поле называют однородным. Если величина и направление вектора магнитной индукции в каждой точке не изменяются с течением времени, то такое поле называютпостоянным.

Величина магнитной индукциив любой точке поля прямо пропорциональна силе тока в проводнике, создающем поле, обратно пропорциональна расстоянию от проводника до данной точки поля, зависит от свойств среды и формы проводника, создающего поле.

, гдеН/А2; Гн/м– магнитная постоянная вакуума,

-относительная магнитная проницаемость среды,

-абсолютная магнитная проницаемость среды.

В зависимости от величины магнитной проницаемости все вещества разделяют на три класса:

  1. Парамагнетики– вещества, у которых, то есть при помещении их в магнитное поле магнитная индукция увеличивается. При удалении парамагнетиков из магнитного поля их намагниченность не сохраняется.

  2. Диамагнетики– вещества, у которых, при помещении их в магнитное поле магнитная индукция уменьшается, намагниченность не сохраняется.

  3. Ферромагнетики– вещества, у которых, при удалении этих веществ из магнитного поля их намагниченность сохраняется, и эти вещества становятся постоянными магнитами. Между полюсами подковообразного магнита создаётся однородное магнитное поле (магнитные поля, созданные проводниками с током - неоднородные).

При увеличении абсолютной проницаемости среды увеличивается и магнитная индукция в данной точке поля. Отношение магнитной индукции к абсолютной магнитной проницаемости среды – величина постоянная для данной точки поли, е называют напряжённостью.

.

Векторы напряжённости и магнитной индукции совпадают по направлению. Напряжённость магнитного поля не зависит от свойств среды.

Сила Ампера– сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

, гдеl– длина проводника,- угол между вектором магнитной индукции и направлением тока.

Направление силы Ампера определяют по правилу левой руки: левую руку располагают так, чтобы составляющая вектора магнитной индукции, перпендикулярная проводнику, входила в ладонь, четыре вытянутых пальца направить по току, тогда отогнутый на 900большой палец укажет направление силы Ампера.

Результат действия силы Ампера – движение проводника в данном направлении.

Если= 900, тоF=max, если= 00, тоF= 0.

Сила Лоренца– сила действия магнитного поля на движущийся заряд.

, гдеq– заряд,v– скорость его движения,- угол между векторами напряжённости и скорости.

Сила Лоренца всегда перпендикулярна векторам магнитной индукции и скорости. Направление определяют по правилу левой руки(пальцы – по движению положительного заряда). Если направление скорости частицы перпендикулярно линиям магнитной индукции однородного магнитного поля, то частица движется по окружности без изменения кинетической энергии.

Так как направление силы Лоренца зависит от знака заряда, то её используют для разделения зарядов.

Магнитный поток– величина, равная числу линий магнитной индукции, которые проходят через любую площадку, расположенную перпендикулярно линиям магнитной индукции.

, где- угол между магнитной индукцией и нормалью (перпендикуляром) к площадиS.

Единица измерения – Вебер [Вб].

Способы измерения магнитного потока:

  1. Изменение ориентации площадки в магнитном поле (изменение угла)

  2. Изменение площади контура, помещённого в магнитное поле

  3. Изменение силы тока, создающего магнитное поле

  4. Изменение расстояния контура от источника магнитного поля

  5. Изменение магнитных свойств среды.

Фарадей регистрировал электрический ток в контуре, не содержащим источника, но находившемся рядом с другим контуром, содержащим источник. Причём ток в первом контуре возникал в следующих случаях: при любом изменении тока в контуре А, при относительном перемещении контуров, при внесении в контур А железного стержня, при движении относительно контура Б постоянного магнита. Направленное движение свободных зарядов (ток) возникает только в электрическом поле. Значит, изменяющееся магнитное поле порождает электрическое поле, которое и приводит в движение свободные заряды проводника. Это электрическое поле называютиндуцированнымиливихревым.

Отличия вихревого электрического поля от электростатического:

  1. Источник вихревого поля – изменяющееся магнитное поле.

  2. Линии напряжённости вихревого поля замкнуты.

  3. Работа, совершаемая этим полем по перемещению заряда по замкнутому контуру не равна нулю.

  4. Энергетической характеристикой вихревого поля является не потенциал, а ЭДС индукции– величина, равная работе сторонних сил (сил не электростатического происхождения) по перемещению единицы заряда по замкнутому контуру.

.Измеряется в Вольтах[В].

Вихревое электрическое поле возникает при любом изменении магнитного поля, независимо от того, есть ли проводящий замкнутый контур или его нет. Контур только позволяет обнаружить вихревое электрическое поле.

Электромагнитная индукция– это возникновение ЭДС индукции в замкнутом контуре при любом изменении магнитного потока через его поверхность.

ЭДС индукции в замкнутом контуре порождает индукционный ток.

.

Направление индукционного токаопределяют поправилу Ленца: индукционный ток имеет такое направление, что созданное им магнитное поле противодействует любому изменению магнитного потока, породившего этот ток.

Закон Фарадея для электромагнитной индукции: ЭДС индукции в замкнутом контуре прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

Токи Фуко– вихревые индукционные токи, возникающие в проводниках больших размеров, помещённых в изменяющееся магнитное поле. Сопротивление такового проводника мало, так как он имеет большое сечениеS, поэтому токи Фуко могут быть большими по величине, в результате чего проводник нагревается.

Самоиндукция– это возникновение ЭДС индукции в проводнике при изменении силы тока в нём.

Проводник с током создаёт магнитное поле. Магнитная индукция зависит от силы тока, следовательно собственный магнитный поток тоже зависит от силы тока.

, гдеL– коэффициент пропорциональности,индуктивность.

Единица измеренияиндуктивности – Генри [Гн].

Индуктивностьпроводника зависит от его размеров, формы и магнитной проницаемости среды.

Индуктивностьувеличивается при увеличении длины проводника, индуктивность витка больше индуктивности прямого проводника такой же длины, индуктивность катушки (проводника с большим числом витков) больше индуктивности одного витка, индуктивность катушки увеличивается, если в неё вставить железный стержень.

Закон Фарадея для самоиндукции:.

ЭДС самоиндукциипрямо пропорциональна скорости изменения тока.

ЭДС самоиндукциипорождает ток самоиндукции, который всегда препятствует любому изменению тока в цепи, то есть, если ток увеличивается, ток самоиндукции направлен в противоположную сторону, при уменьшении тока в цепи, ток самоиндукции направлен в ту же сторону. Чем больше индуктивность катушки, тем больше ЭДС самоиндукции возникает в ней.

Энергия магнитного поляравна работе, которую совершает ток для преодоления ЭДС самоиндукции за время, пока ток возрастает от нуля до максимального значения.

.

Электромагнитные колебания– это периодические изменения заряда, силы тока и всех характеристик электрического и магнитного полей.

Электрическая колебательная система(колебательный контур) состоит из конденсатора и катушки индуктивности.

Условия возникновения колебаний:

  1. Систему надо вывести из состояния равновесия, для этого сообщают заряд конденсатору. Энергия электрического поля заряженного конденсатора:

.

  1. Система должна возвращаться в состояние равновесия. Под действием электрического поля заряд переходит с одной пластины конденсатора на другую, то есть в цепи возникает электрический ток, которые идёт по катушке. При увеличении тока в катушке индуктивности возникает ЭДС самоиндукции, ток самоиндукции направлен в противоположную сторону. Когда ток в катушке уменьшается, ток самоиндукции направлен в ту же сторону. Таким образом, ток самоиндукции стремиться возвратить систему к состоянию равновесия.

  2. Электрическое сопротивление цепи должно быть малым.

Идеальный колебательный контурне имеет сопротивления. Колебания в нём называютсвободными.

Для любой электрической цепи выполняется закон Ома, согласно которому ЭДС, действующая в контуре, равна сумме напряжений на всех участках цепи. В колебательном контуре источника тока нет, но в катушке индуктивности возникает ЭДС самоиндукции, которая равна напряжению на конденсаторе.

Вывод: заряд конденсатора изменяется по гармоническому закону.

Напряжение на конденсаторе:.

Сила тока в контуре:.

Величина - амплитуда силы тока.

. Отличие от заряда на.

Период свободных колебаний в контуре:

Энергия электрического поля конденсатора:

Энергия магнитного поля катушки:

Энергии электрического и магнитного полей изменяются по гармоническому закону, но фазы их колебаний разные: когда энергия электрического поля максимальна, энергия магнитного поля равна нулю.

Полная энергия колебательной системы:.

В идеальном контуреполная энергия не изменяется.

В процессе колебаний энергия электрического поля полностью превращается в энергию магнитного поля и наоборот. Значит энергия в любой момент времени равна или максимальной энергии электрического поля, или максимальной энергии магнитного поля.

Реальный колебательный контурсодержит сопротивление. Колебания в нём называютзатухающими.

Закон Ома примет вид:

При условии что затухание мало (квадрат собственной частоты колебаний много больше квадрата коэффициента затухания) логарифмический декремент затухания:

При сильном затухании (квадрат собственной частоты колебаний меньше квадрата коэффициента колебаний):

  1. Вконтуре нет конденсатора, т.е. ёмкостное сопротивление контура равно нулю, а электроемкость стремиться к бесконечности. Значит:

  1. В контуре отсутствует индуктивность, т.е. она стремиться к нулю.

Это уравнение описывает процесс разрядки конденсатора на резистор. При отсутствии индуктивности колебаний не возникнет. По такому закону изменяется и напряжение на обкладках конденсатора.

  1. Зарядка конденсатора от источника постоянной ЭДСтакже происходит по экспоненциальному закону:

Полная энергияв реальном контуре уменьшается, так как на сопротивлениеRпри прохождении тока выделяется теплота.

Переходный процесс– процесс, возникающий в электрических цепях при переходе от одного режима работы к другому. Оценивается временем (), в течение которого параметр, характеризующий переходный процесс изменится в е раз.

Для контура с конденсатором и резистором:.

Теория Максвелла об электромагнитном поле:

1 положение:

Всякое переменное электрическое поле порождает вихревое магнитное. Переменное электрическое поле было названо Максвеллом током смещения, так как оно подобно обычному току вызывает магнитное поле.

Для обнаружения тока смещения рассматривают прохождение тока по системе, в которую включён конденсатор с диэлектриком.

Плотность тока смещения:. Плотность тока направлена в сторону изменения напряжённости.

Первое уравнение Максвелла:- вихревое магнитное поле порождается как токами проводимости (движущимися электрическими зарядами) так и токами смещения (переменным электрическим полем Е).

2 положение:

Всякое переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое поле – основной закон электромагнитной индукции.

Второе уравнение Максвелла:- связывает скорость изменения магнитного потока сквозь любую поверхность и циркуляцию вектора напряжённости электрического поля, возникающего при этом.

Любой проводник с током создаёт в пространстве магнитное поле. Если ток постоянный (не изменяется с течением времени), то и связанное с ним магнитное поле тоже постоянное. Изменяющийся ток создаёт изменяющиеся магнитное поле. Внутри проводника с током существует электрическое поле. Следовательно, изменяющееся электрическое поле создаёт изменяющееся магнитное поле.

Магнитное поле вихревое, так как линии магнитной индукции всегда замкнуты. Величина напряженности магнитного поля Н пропорциональна скорости изменения напряжённости электрического поля . Направление вектора напряжённости магнитного полясвязано с изменением напряжённости электрического поляправилом правого винта: правую руку сжать в кулак, большой палец направить в сторону изменения напряжённости электрического поля, тогда согнутые 4 пальца укажут направление линий напряжённости магнитного поля.

Любое изменяющееся магнитное поле создаёт вихревое электрическое поле, линии напряжённости которого замкнуты и расположены в плоскости, перпендикулярной напряжённости магнитного поля.

Величина напряжённости Е вихревого электрического поля зависит от скорости изменения магнитного поля . Направление вектора Е связано с направлением изменения магнитного пол Н правилом левого винта: левую руку сжать в кулак, большой палец направить в сторону изменения магнитного поля, согнутые четыре пальца укажут направление линий напряжённости вихревого электрического поля.

Совокупность связанных друг с другом вихревых электрического и магнитного полей представляют электромагнитное поле. Электромагнитное поле не остаётся в месте зарождения, а распространяется в пространстве в виде поперечной электромагнитной волны.

Электромагнитная волна– это распространение в пространстве связанных друг с другом вихревых электрического и магнитного полей.

Условие возникновения электромагнитной волны– движение заряда с ускорением.

Уравнение электромагнитной волны:

- циклическая частота электромагнитных колебаний

t– время от начала колебаний

l– расстояние от источника волны до данной точки пространства

- скорость распространения волны

- время движения волны от источника до данной точки.

Векторы Е и Н в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и скорости распространения волны.

Источник электромагнитных волн– проводники, по которым протекают быстропеременные токи (макроизлучатели), а также возбуждённые атомы и молекулы (микроизлучатели). Чем больше частота колебаний, тем лучше излучаются в пространстве электромагнитные волны.

Свойства электромагнитных волн:

  1. Все электромагнитные волны – поперечные

  2. В однородной среде электромагнитные волны распространяются с постоянной скоростью, которая зависит от свойств среды:

- относительная диэлектрическая проницаемость среды

- диэлектрическая постоянная вакуума,Ф/м, Кл2/нм2

- относительная магнитная проницаемость среды

- магнитная постоянная вакуума,Н/А2; Гн/м

  1. Электромагнитные волны отражаются от препятствий, поглощаются, рассеиваются, преломляются, поляризуются, дифрагируют, интерферируют.

  2. Объёмная плотность энергииэлектромагнитного поля складывается из объёмных плотностей энергии электрического и магнитного полей:

  1. Плотность потока энергии волн – интенсивность волны:

-вектор Умова-Пойнтинга.

Все электромагнитные волны расположены в ряд по частотам или длинам волн (). Этот ряд –шкала электромагнитных волн.

  1. Низкочастотные колебания. 0 – 104Гц. Получают в генераторах. Они плохо излучаются

  2. Радиоволны. 104– 1013Гц. Излучаются твёрдыми проводниками, по которым проходят быстропеременные токи.

  3. Инфракрасное излучение– волны, излучаемые всеми телами при температуре свыше 0 К, благодаря внутриатомным и внутри молекулярным процессам.

  4. Видимый свет– волны, оказывающие действие на глаз, вызывая зрительное ощущение. 380-760 нм

  5. Ультрафиолетовое излучение. 10 – 380 нм. Видимый свет и УФ возникают при изменении движения электронов внешних оболочек атома.

  6. Рентгеновское излучение. 80 – 10-5нм. Возникает при изменении движения электронов внутренних оболочек атома.

  7. Гамма-излучение. Возникает при распаде ядер атомов.

studfiles.net

Магнитное поле

На рисунке проводник, вокруг которого существует магнитное поле

Магнитные силовые линии, образованные железной стружкой на бумаге, к которому поднесенный магнит

Магнитное поле - составляющая электромагнитного поля, с помощью которой осуществляется взаимодействие между подвижными электрически заряженными частицами.

Магнитное поле - составляющая электромагнитного поля, которое создается переменным во времени электрическим полем, подвижными электрическими зарядами или спинами заряженных частиц. Магнитное поле вызывает силовое воздействие на движущиеся электрические заряды. Неподвижные электрические заряды с магнитным полем не взаимодействуют, но элементарные частицы с ненулевым спином, которые имеют собственный магнитный момент, является источником магнитного поля и магнитное поле вызывает на них силовое воздействие, даже если они находятся в состоянии покоя.

Магнитное поле создается, например, в пространстве вокруг проводника, по которому течет ток или вокруг постоянного магнита.

Магнитное поле векторным полем, т.е. с каждой точкой пространства связан вектор магнитной индукции характеризующий величину и направление магнитом поля в этой точке и может меняться с течением времени. Наряду с вектором магнитной индукции , Магнитное поле также описывается вектором напряженности .

В вакууме эти векторы пропорциональны между собой: , Где k - константа, зависящая от выбора системы единиц. В СИ, - Так называемой магнитной проницаемости вакуума. Некоторые системы единиц, например СГС Г, построены так, чтобы векторы индукции и напряженности магнитного поля тождественно равны друг другу: .

Однако в среде эти векторы различны: вектор напряженности описывает только магнитное поле созданное движущимися зарядами (токами) игнорируя поле создано средой, тогда как вектор индукции учитывает еще и влияние среды:

[1]

где - Вектор намагниченности среды.


1. Образование магнитного поля

В отличие от электрических зарядов, магнитных зарядов, которые создавали бы магнитное поле аналогичным образом, не наблюдается. Теоретически такие заряды, которые получили название магнитных монополей, могли бы существовать. В таком случае электрическое и магнитное поле были бы полностью симметричными.

Таким образом, наименьшей единицей, которая может создавать магнитное поле, является магнитный диполь. Магнитный диполь отличается тем, что у него всегда есть два полюса, в которых начинаются и кончаются силовые линии поля. Микроскопические магнитные диполи связаны с спинами элементарных частиц. Магнитный диполь имеют как заряженные элементарные частицы, например, электроны, так и нейтральные, например, нейтроны. Элементарные частицы с отличным от нуля спином можно представить себе как маленькие магнитики. Обычно частицы с противоположными значениями спинов спариваются, что приводит к компенсации созданных ими магнитных полей, но в отдельных случаях возможно выравнивание спинов многих частиц в одном направлении, что приводит к образованию постоянных магнитов.

Магнитное поле - также создается движущимися электрическими зарядами, т.е. электрическим током.

Создание электрическим зарядом поле зависит от системы отсчета. Относительно наблюдателя, движущегося с одинаковой с зарядом скоростью, заряд неподвижен, и такой наблюдатель будет фиксировать только создано ним электрическое поле. Другой наблюдатель, движущийся с иной скоростью, фиксировать как электрическое, так и магнитное поле. Таким образом, электрическое и магнитное поля взаимосвязаны, и являются составными частями общего электромагнитного поля.

При протекании электрического тока через проводник он остается электрически нейтральным, однако носители заряда в нем движутся, поэтому вокруг проводника возникает только магнитное поле. Величина этого поля определяется законом Био-Савара, а направление можно определить с помощью правила Ампера или правила правой руки. Такое поле является вихревым, т.е. его силовые линии замкнуты.

Магнитное поле создается также переменным электрическим полем. По закону электромагнитной индукции переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле, что также является вихревым. Взаимное создания электрического и магнитного поля переменным магнитным и электрическим полем приводит к возможности распространения в пространстве электромагнитных волн.


2. Действие магнитного поля

Действие магнитного поля на движущиеся заряды определяется силой Лоренца.

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле называется силой Ампера. Силы взаимодействия проводников с током определяются законом Ампера.

Нейтральные вещества без электричества могут втягиваться в магнитное поле ( парамагнетиков) или выталкиваться из него ( диамагнетиков). Выталкивание диамагнетиков из магнитного поля можно использовать для левитации.

Ферромагнетики намагничиваются в магнитном поле и хранят магнитный момент при снятии приложенного поля.


3. Энергия магнитного поля

Энергия магнитного поля в пространстве задается формулой

.

Соответственно, плотность энергии магнитного поля равна

.

Энергия магнитного поля проводника с током равна:

,

где - сила тока, а - индуктивность, зависит от формы проводника.


4. Термодинамика

Во внешнем магнитном поле, которое задается вектором магнитной индукции изменяются значения термодинамических потенциалов термодинамических систем. Так, например, прирост внутренней энергии единичного объема термодинамической системы при изменении величины индукции магнитного поля на равно

,

где S - энтропия, T - температура.

Соответственно, для свободной энергии

Таким образом, напряженность магнитного поля в термодинамической системе определяется через частную производную от свободной энергии при постоянной температуре


5. Единицы

Магнитная индукция B измеряется в Теслах в системе СИ, и в Гаусса в системе СГС. Напряженность магнитного поля H измеряется в А / м в системе CI и в Эрстедах в системе СГС.

6. Измерение

Магнитное поле измеряется магнитометрами. Механические магнитометры определяют величину поля по отклонению катушки с током. Слабые магнитные поля измеряются магнитометрами на основе эффекта Джозефсона - СКВИД. Магнитное поле можно измерять на основе эффекта ядерного магнитного резонанса, эффекта Холла и другими методами.


7. Создание

Магнитное поле широко используется в технике и для научных целей. Для его создания используются постоянные магниты и электромагниты. Однородное магнитное поле можно получить с помощью катушек Гельмгольца. Для создания мощных магнитных полей, необходимых для работы ускорителей или для содержания плазмы в установках с ядерного синтеза используются электромагниты на сверхпроводниках.


8. Неоформленный приложение

В 1820 г. Х.Ерстед открыл магнитное поле электрического тока. При этом появление магнитного поля сопровождала любое движение заряженных точек: магнитное поле возникает вокруг металлического проводника с током (движение электронов в твердом теле), возле ванны с электролитом, в которой протекает ток (движение ионов) и даже в вакууме у пучка катодных лучей (движение электронов под действием термоэлектронной эмиссии испускаются катодом. При этом магнитная стрелка (вспомним: "пробный заряд" в электричестве) всегда располагается перпендикулярно току.

Тогда же А.Ампер установил основные законы магнитного взаимодействия токов. Он применил в физике новый термин - "молекулярные токи", протекающие в твердых веществах. Наличием таких токов Ампер объяснил магнитные свойства веществ. Позже было установлено, что роль молекулярных токов в твердых телах выполняют электроны, которые постоянно движутся по круговым орбитам вокруг ядер.

Магнитное поле - составная часть "электромагнитного поля", что является отдельным видом материи. Особенность магнитного поля проявляется в его механическом действии только на движущиеся электрические заряды или на тела, имеющие магнитный момент, независимо от того, движутся они или нет. Источниками магнитного поля являются движущиеся электрические заряды, например, ток в проводниках. Магнитное поле связано с электрическим полем. Эта связь проявляется в том, что при изменении одного из них возникает второе. Магнитные поля, которые существуют вокруг магничених тел, в том числе и магнитов, причиной движением электрических частиц, из которых состоят тела (электронов, нуклонов). Основными характеристиками магнитного поля вектор напряженности Н в заданной точке поля (в вакууме) и вектор магнитной индукции В (при наличии среды). Эти величины являются силовыми характеристиками деяния магнитного поля на определенные магнитики или на контуры электрическим током. Напряженность магнитного поля вычисляют в эрстедах (в СГСМ системные единицы) и в ("ампер на метр") в МКСА системе единиц). Направление вектора Н магнитного поля, создаваемого электрическим током в проводнике или контуре, можно определить по правилу винта. Для наглядной характеристики магнитного поля введено понятие о линии напряженности магнитного поля или линии магнитной индукции, являются кривыми линиями, касательные к которым в каждой точке совпадают соответственно с направлениями векторов Н или В. сами величины этих векторов выражают плотностью линий напряженности или индукции, т.е. количеством соответствующих линий, пересекающих перпендикулярную к ним плоскость в 1 см или в 1 м . Основным законом магнитных явлений считают Био-Савара закон.

Силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции В, который можно определить с помощью пробной прямоугольной рамки КLNР с током I 1 (рис.1). Проведем через точку А (центр рамки) положительную нормаль п к плоскости, в которой лежит контур рамки. Положительный направление нормали совпадает с поступательным движением буравчика, если рукоятку вращать в направлении тока I1 в рамке. Пусть на участке КL ток 1о совпадает по направлению с током I, на участке NP - противоположный.

Магнитные поля обоих токов I и 1о взаимодействуют, и, если дать возможность рамке поворачиваться относительно вертикальной оси, то она установится так, что плоскость контура КLNР сумиститься с плоскостью, в которой лежит прямолинейный проводник с током И.

Магнитным моментом Рт замкнутого тока называется векторная физическая величина в направлении положительной нормали, которая измеряется произведением величины тока в контуре на площадь, которую охватывает этот контур, то Рт = И1 S месте, где S-площадь контура рамки. На рамку с током действует также механический крутящий момент М пары сил. Вектор М имеет направление вертикальной оси рамки и будет максимальный Мmax, если радиус-вектор r перпендикулярен плоскости контура рамки. Все опыты показывают, что при r = const отношение - остается неизменным.

Магнитная индукция определяется отношением максимальной величины крутящего механического момента рамки с током в его магнитного момента:.

Магнитная индукция является величина векторная. Вектор и Рт имеют направление положительной нормали п, если рамка находится в состоянии равновесия М = 0.

Линиями магнитной индукции называют кривые, касательные к которым в каждой точке совпадает с направлением вектора В в этих точках поля. Линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают проводник с током. Для определения направления линий магнитной индукции можно воспользоваться правилом буравчика:

если буравчик поворачивать так, чтобы поступательное движение совпадало с направлением тока и, то вращательное движение рукоятки покажет направление линий магнитной индукции (рис. 2). Удобное также и правило охвата правой рукой: если большой палец правой руки направить в направлении тока, а остальными пальцами обхватить проводник с током, то они укажут направление линий магнитной индукции (и вектора В). Для наглядного изображения магнитного поля используют магнитные стрелки или железные опилки (рис. 3).


См.. также

Источники

  • И.М.Кучерук, И.Т.Горбачук, П.П.Луцик Общий курс физики: Учебное пособие в 3-х т. Т.2. Электричество и магнетизм. - Киев: Техника, 2006.
  • Сивухин Д.В. Общий курс физики. т III. Электричество. - Москва: Наука, 1977.
  • Jackson, John David (1999). Classical Electrodynamics (3rd ed.). New York: Wiley. ISBN 0-471-30932-X

Примечания

  1. Формулы на этой странице записаны в системе СГС Г. Для превращения в систему СИ смотри Правила перевода формул системы СГС в систему СИ.

nado.znate.ru

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ - это... Что такое МАГНИТНОЕ ПОЛЕ?


МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
МАГНИТНОЕ поле - одна из форм электромагнитного поля. Магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами и спиновыми магнитными моментами атомных носителей магнетизма (электронов, протонов и др.). Полное описание электрических и магнитных полей и их взаимосвязь дают Максвелла уравнения.

Большой Энциклопедический словарь. 2000.

  • МАГНИТНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ
  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

Смотреть что такое "МАГНИТНОЕ ПОЛЕ" в других словарях:

  • Магнитное поле звёзд — Магнитное поле Солнца производит корональные выбросы массы. Фото NOAA Звёздное магнитное поле магнитное поле, создаваемое движением проводящей плазмы внутри звёзд главно …   Википедия

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — силовое поле, действующее на движущиеся электрич. заряды и на тела, обладающие магнитным моментом (независимо от состояния их движения). М. п. характеризуется вектором магнитной индукции В. Значение В определяет силу, действующую в данной точке… …   Физическая энциклопедия

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — МАГНИТНОЕ ПОЛЕ, область около магнита или проводника, по которому протекает ток, в которой могут наблюдаться магнитные эффекты, такие как отклонение стрелки компаса. Магнитное поле можно представить в виде ряда линий действия сил (линий потока),… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • магнитное поле — Одна из двух сторон электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на движущуюся электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду этой частицы и ее скорости. [ГОСТ Р 52002 2003] магнитное поле Одна из форм проявления… …   Справочник технического переводчика

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — пространство, в котором может быть обнаружено действие магнитной силы. Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке. Попов М., 1907. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ та часть пространства, где проявляется притягивающее или отталкивающее …   Словарь иностранных слов русского языка

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — одна из форм электромагнитного (см.). М. п. это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным (см.), независимо от состояния их движения. М. п. существует в межпланетном пространстве, не окружены Земля …   Большая политехническая энциклопедия

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — МАГНИТНОЕ ПОЛЕ, одна из форм электромагнитного поля. Создается движущимися электрическими зарядами и спиновыми магнитными моментами, а также переменным электрическим полем. Действует на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным …   Современная энциклопедия

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — (Magnetic field) пространство, в котором действуют магнитные силы данного магнита, в частности земного шара. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — окружающее магнит пространство, в к ром проявляется его действие. Технический железнодорожный словарь. М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство. Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович …   Технический железнодорожный словарь

  • Магнитное поле — одна из двух сторон электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на движущуюся электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду этой частицы и ее скорости... Источник: ЭЛЕКТРОТЕХНИКА . ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ… …   Официальная терминология


dic.academic.ru

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ - это... Что такое МАГНИТНОЕ ПОЛЕ?


МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ, одна из форм электромагнитного поля. Создается движущимися электрическими зарядами и спиновыми магнитными моментами, а также переменным электрическим полем. Действует на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным моментом. Характеризуется магнитной индукцией (или напряженностью). Индукция магнитного поля Земли (в единицах СИ) около 0,00005 Тл, наиболее сильными крупномасштабными магнитными полями обладают нейтронные звезды (около 100 млн. Тл). В лабораторных условиях и технике для получения постоянного магнитного поля (0,05 - 25 Тл) используют постоянные магниты, электромагниты, сверхпроводящие соленоиды. Импульсные сверхсильные магнитные поля (160 - 1000 Тл) получают при помощи импульсных соленоидов и методом направленного взрыва. Технические применения магнитного поля (наряду с электрическим полем) лежат в основе всей электротехники, радиотехники и электроники. Магнитные поля используются в дефектоскопии, для удержания горячей плазмы в условиях управляемого термоядерного синтеза, в ускорителях заряженных частиц и т.д.

Современная энциклопедия. 2000.

  • МАГНИТНАЯ КАРТА
  • МАГНИТНЫЕ БУРИ

Смотреть что такое "МАГНИТНОЕ ПОЛЕ" в других словарях:

  • Магнитное поле звёзд — Магнитное поле Солнца производит корональные выбросы массы. Фото NOAA Звёздное магнитное поле магнитное поле, создаваемое движением проводящей плазмы внутри звёзд главно …   Википедия

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — силовое поле, действующее на движущиеся электрич. заряды и на тела, обладающие магнитным моментом (независимо от состояния их движения). М. п. характеризуется вектором магнитной индукции В. Значение В определяет силу, действующую в данной точке… …   Физическая энциклопедия

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — МАГНИТНОЕ ПОЛЕ, область около магнита или проводника, по которому протекает ток, в которой могут наблюдаться магнитные эффекты, такие как отклонение стрелки компаса. Магнитное поле можно представить в виде ряда линий действия сил (линий потока),… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • магнитное поле — Одна из двух сторон электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на движущуюся электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду этой частицы и ее скорости. [ГОСТ Р 52002 2003] магнитное поле Одна из форм проявления… …   Справочник технического переводчика

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — одна из форм электромагнитного поля. Магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами и спиновыми магнитными моментами атомных носителей магнетизма (электронов, протонов и др.). Полное описание электрических и магнитных полей и их… …   Большой Энциклопедический словарь

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — пространство, в котором может быть обнаружено действие магнитной силы. Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке. Попов М., 1907. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ та часть пространства, где проявляется притягивающее или отталкивающее …   Словарь иностранных слов русского языка

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — одна из форм электромагнитного (см.). М. п. это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным (см.), независимо от состояния их движения. М. п. существует в межпланетном пространстве, не окружены Земля …   Большая политехническая энциклопедия

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — (Magnetic field) пространство, в котором действуют магнитные силы данного магнита, в частности земного шара. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — окружающее магнит пространство, в к ром проявляется его действие. Технический железнодорожный словарь. М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство. Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович …   Технический железнодорожный словарь

  • Магнитное поле — одна из двух сторон электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на движущуюся электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду этой частицы и ее скорости... Источник: ЭЛЕКТРОТЕХНИКА . ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ… …   Официальная терминология


dic.academic.ru

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ - это... Что такое МАГНИТНОЕ ПОЛЕ?


МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ, область около магнита или проводника, по которому протекает ток, в которой могут наблюдаться магнитные эффекты, такие как отклонение стрелки компаса. Магнитное поле можно представить в виде ряда линий действия сил (линий потока), идущих из полюсов магнита или огибающих токоне-сущий проводник. Эти силовые линии можно увидеть, если расположить железные опилки на листе бумаги, а под ним поместить магнит. Опилки будут ориентированы вдоль силовых линий, а плотность линий будет выше там, где поле самое сильное. Направление магнитного поля - это направление, которое принимает магнит, внесенный в поле. Магнитные полюса - это области поля с максимальной концентрацией МАГНЕТИЗМА. Если магнит в виде бруска подвесить так, чтобы он свободно раскачивался в горизонтальной плоскости, один полюс укажет на север; точка, на которую он будет направлен, называется северным полюсом. Другой конец, соответственно, укажет на южный полюс. Противоположные полюса притягивают друг друга, одинаковые отталкиваются друг от друга. Магнитные полюса Земли - это концы огромного магнита, которым является Земля.

Научно-технический энциклопедический словарь.

  • МАГНИТНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ
  • МАГНИТНОЕ СКЛОНЕНИЕ

Смотреть что такое "МАГНИТНОЕ ПОЛЕ" в других словарях:

  • Магнитное поле звёзд — Магнитное поле Солнца производит корональные выбросы массы. Фото NOAA Звёздное магнитное поле магнитное поле, создаваемое движением проводящей плазмы внутри звёзд главно …   Википедия

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — силовое поле, действующее на движущиеся электрич. заряды и на тела, обладающие магнитным моментом (независимо от состояния их движения). М. п. характеризуется вектором магнитной индукции В. Значение В определяет силу, действующую в данной точке… …   Физическая энциклопедия

  • магнитное поле — Одна из двух сторон электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на движущуюся электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду этой частицы и ее скорости. [ГОСТ Р 52002 2003] магнитное поле Одна из форм проявления… …   Справочник технического переводчика

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — одна из форм электромагнитного поля. Магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами и спиновыми магнитными моментами атомных носителей магнетизма (электронов, протонов и др.). Полное описание электрических и магнитных полей и их… …   Большой Энциклопедический словарь

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — пространство, в котором может быть обнаружено действие магнитной силы. Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке. Попов М., 1907. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ та часть пространства, где проявляется притягивающее или отталкивающее …   Словарь иностранных слов русского языка

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — одна из форм электромагнитного (см.). М. п. это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным (см.), независимо от состояния их движения. М. п. существует в межпланетном пространстве, не окружены Земля …   Большая политехническая энциклопедия

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — МАГНИТНОЕ ПОЛЕ, одна из форм электромагнитного поля. Создается движущимися электрическими зарядами и спиновыми магнитными моментами, а также переменным электрическим полем. Действует на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным …   Современная энциклопедия

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — (Magnetic field) пространство, в котором действуют магнитные силы данного магнита, в частности земного шара. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

  • МАГНИТНОЕ ПОЛЕ — окружающее магнит пространство, в к ром проявляется его действие. Технический железнодорожный словарь. М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство. Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович …   Технический железнодорожный словарь

  • Магнитное поле — одна из двух сторон электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на движущуюся электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду этой частицы и ее скорости... Источник: ЭЛЕКТРОТЕХНИКА . ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ… …   Официальная терминология


dic.academic.ru

александр леготкин                                                                                                  -магнитное поле-

Тип урока: урок изучения нового материала.

Вид урока: лекция с элементами эвристической беседы и демонстрационным экспериментом.

Цели: 

• Углубление представлений о магнитном поле как виде материи.

• Ввести понятие силовых магнитных линий. Объяснить причину существования земного магнетизма.

• Установить взаимосвязь теории и эксперимента при изучении явлений.

• Продолжить развитие умения наблюдать явления, анализировать увиденное и проводить сопоставление эксперимента с теорией.

Магнит всюду вокруг себя создает магнитное поле, аналогично тому, как электрические заряды создают электрические поля.

Линии, вдоль которых установились бы маленькие магнитные стрелки, мы называем магнитными силовыми линиями.

 

Вместо компаса можно воспользоваться железными опилками, которые ведут себя как небольшие компасные стрелки, соединяясь в цепочки, идущие вдоль силовых линий.

 

Магнитные линии являются замкнутыми.

В тех областях пространства, где магнитное поле более сильное, магнитные линии изображают ближе друг к другу.

По картине магнитных линий можно судить не только о направлении, но и о величине магнитного поля.

 

 

Если воспользоваться компасом, чтобы построить карту окружающего нас магнитного поля, то мы получим ряд параллельных линий, идущих приблизительно с севера на юг.

Эти линии говорят о существовании магнитного поля. Обследовав всю поверхность Земли, мы увидим, что линии сходятся на севере Канады, а также в некоторой области в Австралии. Почти повсюду эти линии идут не горизонтально, а наклонены к земной поверхности.

Их направление указывает на то, что Земля похожа на огромный магнит с магнитной осью, слегка повернутой относительно географической оси вращения.

Именно это слабое земное магнитное поле используется для навигации с помощью компаса.

Потоки заряженных частиц космического излучения, приходящие из мирового пространства, заворачиваются земным магнитным полем. Это позволяет использовать Землю во многих современных экспериментах с космическими лучами как гигантский анализирующий магнит.

 

 

 

 

 

 

 

Поднесем к железному предмету сверху магнит. Если вес куска железа и расстояние до магнита не очень велики, железо притянется к магниту. Обозначим вес предмета через Р, а расстояние до магнита, считая по вертикали, через h. Тогда работа магнита против сил тяжести равна А = Р·Н.

В каждом отдельном случае величина произведенной работы может быть и не очень большой, но ведь опыт можно повторить сколь угодно большое число раз, причем никаких видимых изменений с магнитом не происходит и его «магнитная сила» нисколько не ослабевает.

Не противоречит ли это закону сохранения энергии?

 

 

 

Размышляем…

По мере сближения магнита и железа энергия системы постоянный магнит —железный предмет уменьшается ровно на величину работы, произведенной против сил тяготения. Чтобы восстановить первоначальное ее значение, нужно удалить железо от магнита. Совершенно очевидно, что для этого необходимо совершить работу, равную работе, совершенной магнитом при подъеме железа.

Таким образом, магнит вполне можно уподобить в этом отношении пружине, поднимающей груз: чтобы пружина могла вторично совершить работу, ее нужно предварительно растянуть, затратив на это энергию.

§ 17. Вопросы.

mpf-pro.narod.ru