Как обозначается магнитное поле с индукцией – Как определить магнитную индукцию 🚩 индукции магнитного поля 🚩 Естественные науки

формула, от чего зависит, линии индукции

 

Все мы знаем, что есть магниты более сильные и менее сильные. Маленький магнитик сможет притянуть пару гвоздей и все, а гораздо более мощный электромагнит домофона удерживает дверь в подъезд так, что несколько взрослых мужчин не смогут открыть ее силой.

Величина, характеризующая величину силы магнита

То есть, мы можем говорить о некой величине, характеризующей величину силы магнитов, а точнее, магнитного поля, создаваемого ими. Магнитное поле характеризуется векторной величиной, которая носит название индукции магнитного поля или магнитной индукции. (см. подробнее электромагнитная индукция)

Обозначается индукция буквой B. Магнитная индукция это не сила, действующая на проводники, это величина, которая находится через данную силу по следующей формуле:

B=F / (I*l)

Или в виде определения:

Модуль вектора магнитной индукции B равен отношению модуля силы F, с которой магнитное поле действует на расположенный перпендикулярно магнитным линиям проводник с током, к силе тока в проводнике I и длине проводника l.

От чего зависит магнитная индукция

Магнитная индукция не зависит ни от силы тока, ни от длины проводника, она зависит только от магнитного поля. То есть, если мы, например, уменьшим силу тока в проводнике, не меняя больше ничего, то уменьшится не индукция, с которой сила тока связана прямо пропорционально, а сила воздействия магнитного поля на проводник. Величина же индукции останется постоянной. В связи с этим индукцию можно считать количественной характеристикой магнитного поля.

Измеряется магнитная индукция в теслах (1 Тл). При этом 1 Тл=1 Н/(А*м) .

Линии индукции магнитного поля

Магнитная индукция имеет направление. Графически ее можно зарисовывать в виде линий. Линии индукции магнитного поля это и есть то, что мы до сих пор в более ранних темах называли магнитными линиями или линиями магнитного поля. Так как мы выше вывели определение магнитной индукции, то мы можем дать определение и линиям магнитной индукции:

Линии магнитной индукции это линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора магнитной индукции.

В однородном магнитном поле линии магнитной индукции параллельны, и вектор магнитной индукции будет направлен так же во всех точках.

В случае неоднородного магнитного поля, например, поля вокруг проводника с током, вектор магнитной индукции будет меняться в каждой точке пространства вокруг проводника, а касательные к этому вектору создадут концентрические окружности вокруг проводника. Так и будут выглядеть линии индукции магнитного поля расширяющиеся окружности вокруг проводника.

Нужна помощь в учебе?



Предыдущая тема: Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspМагнитный поток: определение, направление и количество + пример

Все неприличные комментарии будут удаляться.

www.nado5.ru

Магнитная индукция.

 

Интенсивность магнитного поля в каждой его точке характеризуется магнитной индукцией (обозначается буквой В).

Закон Био и Савара – Лапласа.

 

Т.е. индукция dB прямо пропорциональна длине элемента dl, величине тока I, синусу угла между направлением тока и радиусом – вектором, соединяющим данный элемент с точкой поля, и обратно пропорциональна квадрату длины радиуса – вектора.

 

Магнитная индукция по системе СИ измеряется в теслах

Магнитная индукция – векторная величина. Вектор dB направлен перпендикулярно плоскости S, в которой расположены радиус – вектор r и элемент dl. Направление вектора dB определяется по правилу Буравчика.

Магнитное поле, в различных точках которого индукция имеет различные значения, называется неоднородным, и наоборот, магнитное поле называется однородным, если во всех точках поля векторы магнитной индукции имеют одинаковую величину и направлены друг к другу.

 

Магнитная проницаемость.

Для того, чтобы получить представление о магнитных свойствах среды, нужно сравнить магнитное поле вокруг повода с током в данной среде с магнитным полем вокруг того же провода, но находящегося в вакууме. Материалы или среды, в которых поле получается сильнее, чем в вакууме, называется – парамагнитными, а в которых слабее – диамагнитными.

Магнитные свойства среды характеризует абсолютная магнитная проницаемость , имеющая различную величину для разных веществ.

Абсолютная магнитная проницаемость вакуума называется магнитной постоянной .

Отношение абсолютной магнитной проницаемости какого – либо вещества к магнитной постоянной называется магнитной проницаемостью вещества.

Для диамагнитных веществ <1 (медь ), для парамагнитных >1 (воздух ).

Особую группу составляют так называемые ферромагнитные материалы. Магнитная проницаемость этих материалов может достигать десятки тысяч (железо, кобальт).

 

Линии магнитной индукции.

Применяются для изображения магнитного поля. Линии магнитной индукции проводят так, чтобы вектор магнитной индукции в каждой точке был направлен по касательной к линии в этой точке.

 

Магнитное поле витка с током

Магнитный поток

 

 

Магнитный поток (Ф) через площадку, перпендикулярную вектору магнитной индукции, в однородном поле равен произведению магнитной индукции на величину площади.

Более мелкой единицей измерения магнитного потока является максвелл (мкс)

 


Похожие статьи:

poznayka.org

Индукция магнитного поля Википедия

Магни́тная инду́кция B→{\displaystyle {\vec {B}}} — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой F→{\displaystyle {\vec {F}}} магнитное поле действует на заряд q{\displaystyle q}, движущийся со скоростью v→{\displaystyle {\vec {v}}}.

Более конкретно, B→{\displaystyle {\vec {B}}} — это такой вектор, что сила Лоренца F→{\displaystyle {\vec {F}}}, действующая со стороны магнитного поля[1] на заряд q{\displaystyle q}, движущийся со скоростью v→{\displaystyle {\vec {v}}}, равна

F→=q[v→×B→]{\displaystyle {\vec {F}}=q\left[{\vec {v}}\times {\vec {B}}\right]}
F=qvBsin⁡α{\displaystyle F=qvB\sin \alpha }

где косым крестом обозначено векторное произведение, α — угол между векторами скорости и магнитной индукции (направление вектора F→{\displaystyle {\vec {F}}} перпендикулярно им обоим и направлено по правилу буравчика).

Также магнитная индукция может быть определена[2] как отношение максимального механического момента сил, действующих на рамку с током, помещённую в однородное поле, к произведению силы тока в рамке на её площадь.

Является основной фундаментальной характеристикой магнитного поля, аналогичной вектору напряжённости электрического поля.

В системе СГС единицей магнитной индукции является гаусс (Гс), в СИ — тесла (Тл)

1 Тл = 104 Гс

Магнитометры, применяемые для измерения магнитной индукции, называют тесламетрами.

Основные уравнения

Поскольку вектор магнитной индукции является одной из основных фундаментальных физических величин в теории электромагнетизма, он входит в огромное множество уравнений, иногда непосредственно, иногда через связанную с ним напряжённость магнитного поля. По сути, единственная область в классической теории электромагнетизма, где он отсутствует, это пожалуй разве только чистая электростатика.

  • (Здесь формулы приведем в СИ, в виде
    для вакуума
    [3], где есть варианты для вакуума — для среды; запись в другом виде и подробности — см. по ссылкам).

В магнитостатике

В магнитостатическом пределе[4] наиболее важными являются:

  • Закон Био — Савара — Лапласа: играет в магнитостатике ту же роль, что закон Кулона в электростатике:
    B→(r→)=μ04π∫L1I(r→1)dL1→×(r→−r→1)|r→−r→1|3,{\displaystyle {\vec {B}}\left({\vec {r}}\right)={\mu _{0} \over 4\pi }\int \limits _{L_{1}}{\frac {I\left({\vec {r}}_{1}\right){\vec {dL_{1}}}\times \left({\vec {r}}-{\vec {r}}_{1}\right)}{\left|{\vec {r}}-{\vec {r}}_{1}\right|^{3}}},}
    B→(r→)=μ04π∫j→(r→1)dV1×(r→−r→1)|r→−r→1|3,{\displaystyle {\vec {B}}\left({\vec {r}}\right)={\mu _{0} \over 4\pi }\int {\frac {{\vec {j}}\left({\vec {r}}_{1}\right)dV_{1}\times \left({\vec {r}}-{\vec {r}}_{1}\right)}{\left|{\vec {r}}-{\vec {r}}_{1}\right|^{3}}},}
  • Теорема Ампера о циркуляции магнитного поля[5]:
    ∮∂S⁡B→⋅dl→=μ0IS≡μ0∫Sj→⋅dS→,{\displaystyle \oint \limits _{\partial S}{\vec {B}}\cdot {\vec {dl}}=\mu _{0}I_{S}\equiv \mu _{0}\int \limits _{S}{\vec {j}}\cdot {\vec {dS}},}
    rotB→≡∇→×B→=μ0j→.{\displaystyle \mathrm {rot} \,{\vec {B}}\equiv {\vec {\nabla }}\times {\vec {B}}=\mu _{0}{\vec {j}}.}

В общем случае

Основные уравнения (классической) электродинамики общего случая (то есть независимо от ограничений магнитостатики), в которых участвует вектор магнитной индукции B→{\displaystyle {\vec {B}}}:

divE→=ρε0,   rotE→=−∂B→∂t{\displaystyle \mathrm {div} \,{\vec {E}}={\frac {\rho }{\varepsilon _{0}}},\ \ \ \mathrm {rot} \,{\vec {E}}=-{\frac {\partial {\vec {B}}}{\partial t}}}
divB→=0,    rotB→=μ0j→+1c2∂E→∂t{\displaystyle \mathrm {div} \,{\vec {B}}=0,\ \ \ \ \,\mathrm {rot} \,{\vec {B}}=\mu _{0}{\vec {j}}+{\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial {\vec {E}}}{\partial t}}}
а именно:
divB→=0,{\displaystyle \mathrm {div} \,{\vec {B}}=0,}
rotE→=−∂B→∂t,{\displaystyle \mathrm {rot} \,{\vec {E}}=-{\frac {\partial {\vec {B}}}{\partial t}},}
rotB→=μ0j→+1c2∂E→∂t.{\displaystyle \mathrm {rot} \,{\vec {B}}=\mu _{0}{\vec {j}}+{\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial {\vec {E}}}{\partial t}}.}
F→=qE→+q[v→×B→],{\displaystyle {\vec {F}}=q{\vec {E}}+q\left[{\vec {v}}\times {\vec {B}}\right],}
Следствия из неё, такие как
  • Выражение для силы Ампера, действующей со стороны магнитного поля на ток (участок провода с током)
dF→=[Idl→×B→],{\displaystyle d{\vec {F}}=\left[I{\vec {dl}}\times {\vec {B}}\right],}
dF→=[j→dV×B→],{\displaystyle d{\vec {F}}=\left[{\vec {j}}dV\times {\vec {B}}\right],}
M→=m→×B→,{\displaystyle {\vec {M}}={\vec {m}}\times {\vec {B}},}
  • выражение для потенциальной энергии магнитного диполя в магнитном поле:
U=−m→⋅B→,{\displaystyle U=-{\vec {m}}\cdot {\vec {B}},}
  • а также следующих из них выражения для силы, действующей на магнитный диполь в неоднородном магнитном поле и т. д..
  • Выражение для силы, действующей со стороны магнитного поля на точечный магнитный заряд:
F→=Kqmr→r3.{\displaystyle {\vec {F}}=K{\frac {q_{m}{\vec {r}}}{r^{3}}}.}
  • (это выражение, точно соответствующее обычному закону Кулона, широко используется для формальных вычислений, для которых ценна его простота, несмотря на то, что реальных магнитных зарядов в природе не обнаружено; также может прямо применяться к вычислению силы, действующей со стороны магнитного поля на полюс длинного тонкого магнита или соленоида).
  • Выражение для плотности энергии магнитного поля
w=B22μ0{\displaystyle w={\frac {B^{2}}{2\mu _{0}}}}
  • Оно в свою очередь входит (вместе с энергией электрического поля) и в выражение для энергии электромагнитного поля и в лагранжиан электромагнитного поля и в его действие. Последнее же с современной точки зрения является фундаментальной основой электродинамики (как классической, так в принципе и квантовой).

Примечания

  1. ↑ Если учитывать и действие электрического поля E, то формула (полной) силы Лоренца принимает вид:
    F→=qE→+q[v→×B→].{\displaystyle {\vec {F}}=q{\vec {E}}+q[{\vec {v}}\times {\vec {B}}].}
    При отсутствии электрического поля (или если член, описывающий его действие, специально вычесть из полной силы) имеем формулу, приведённую в основном тексте.
  2. ↑ Это определение с современной точки зрения менее фундаментально, чем приведённое выше (и является просто его следствием), однако с точки зрения близости к одному из практических способов измерения магнитной индукции может быть полезным; также и с исторической точки зрения.
  3. ↑ То есть в наиболее фундаментальном и простом для ознакомления виде.
  4. ↑ То есть в частном случае постоянных токов и постоянных электрического и магнитного полей или — приближённо — если изменения настолько медленны, что ими можно пренебречь.
  5. ↑ Являющаяся частным магнитостатическим случаем закона Ампера — Максвелла (см. в статье далее).

См. также

wikiredia.ru

Магнитная индукция — Традиция

Рис.1; Проводник в магнитном поле Рис.2; Лоренц - правило левой руки

Магни́тная инду́кция — векторная величина, показывающая, с какой силой \(F\,\) магнитное поле \(\vec B\!\) действует на заряд \(q\!\), движущийся со скоростью \(\vec v\!\). Где:

  • \(\vec B\!\) — это вектор силы Лоренца \(F\!\), действующей на заряд \(q\!\), который движется со скоростью \(\vec v\!\).
  • \(F=q[\vec v \times \vec B]=qvB\sin\alpha \,\).

Магнитная индукция является основной характеристикой магнитного поля, аналогичной вектору напряжённости электрического поля.[1]

За положительное направление вектора принимается направление от южного полюса S к северному полюсу N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле. Таким образом, исследуя магнитное поле, создаваемое током или постоянным магнитом, с помощью маленькой магнитной стрелки, можно в каждой точке пространства определить направление вектора. Такое исследование позволяет представить пространственную структуру магнитного поля. Аналогично силовым линиям в электростатике можно построить линии магнитной индукции, в каждой точке которых вектор направлен по касательной.

В системе СГС магнитная индукция поля измеряется в гауссах (Гс), в системе СИ (система единиц) — в теслах (Тл), 1 Тл = 104 Гс. Магнитометры, применяемые для измерения магнитной индукции, называют тесламетрами.

Магнитная индукция В - это векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля в точке. Она равна отношению максимального механического момента сил, действующих на рамку с током, помещенную в однородное поле, к произведению силы тока в рамке на ее площадь.

Поведение подвешенного горизонтальныого прямолинейного проводника как часть электрической цепи, между полюсами широкого постоянного подковообразного магнита взаимодеймтвует в магнитном поле аналогично рисунку. Например, если магнитное поле между полюсами магнита направлено сверху вниз, то при замыкании цепи магнитные поля тока и магнита начинают взаимодействовать. Если ток в проводнике течет в разных напрвлениях, то по правилу правой руки проводник втягивается в промежуток между полюсами магнита или выталкивается из этого промежутка.

Следовательно, сила, с которой внешнее магнитное поле действует на прямолинейный проводник с током, расположенный перпендикулярно линиям магнитной индукции этого поля, направлена перпендикулярно как линиям индукции, так и проводнику. Направление вектора силы Лоренца определяется правилом левой руки (см.Рис.2): в нём за направление тока нужно брать направление вектора скорости \(\vec v\!\) положительного заряда \(q\!\). Для случая движения отрицательно заряженных частиц четыре пальца следует располагать противоположно направлению вектора скорости. (Ладонь располагается нормально к вектору вхождения магнитных силовых линий и большой палец даёт направление движения проводника с зарядом).

Открытие А.М.Ампера[править]

‎Ампер, Андре Мари установил на основании опытов, что сила ΔF, действующая в магнитном поле с индукцией В на небольшой прямолинейный участок Δl проводника с током I, перпендикулярна проводнику и магнитному полю (см. Рис.1) и численно равна $$\Delta F = I\Delta lBsin\alpha$$

  • где α – угол между направлениями Δl и B. Но ΔlBsinα – модуль векторного произведения ΔlхB, следовательно,

$$\Delta F = I[\Delta l \times B].$$

Сила, действующая на прямолинейный участок проводника с током в магнитном поле, равна силе тока, умноженной на векторное произведение этого участка и магнитной индукции. Если α = 90°, то действующая на проводник с током сила магнитного поля максимальна $$\Delta F = I\Delta lB.$$ Тогда: $$B = \frac{\Delta F}{I \Delta l}.$$

Магнитная индукция – векторная физическая величина, численно равная силе, с которой магнитное поле действует на единицу длины прямолинейного проводника с током, равным единице силы тока, расположенном перпендикулярно направлению поля.

За единицу магнитной индукции в системе СИ принята тесла (Тл), равная индукции однородного магнитного поля, действующего с силой 1 Н на каждый метр длины прямолинейного проводника с током 1 А, если проводник расположен перпендикулярно направлению поля. Размерность единицы магнитной индукции

[Т] = [Н]/[А]·[м] = кг · с-2 · А-1.

Вектор В направлен в каждой точке линии магнитной индукции по касательной к ней. Индукция В характеризует силовое действие магнитного поля на ток. Аналогичную роль играет напряженность Е электростатического поля, характеризующая его силовое действие на заряд.

Если α = 0 (или 180°), то ΔF = 0, т. е. при движении прямолинейного проводника с током параллельно линиям магнитной индукции, он не испытывает действия магнитного поля.

traditio.wiki

Магнитная индукция

Мы знаем, что проводник с током, размещенный в магнитном поле, подвергается воздействию силы. Ее направление зависит от направления силовых линий поля и направления тока: если последние известны, то направление силы можно определить, воспользовавшись правилом левой руки или правого винта.

Рассмотрим теперь, от чего зависит величина этой силы. Обратимся к опыту.

Подвесим к левому плечу коромысла рычажных весов линейный проводник АВ и поместим его между полюсами N и S электромагнита так, чтобы он был перпендикулярен по отношению к силовым линиям магнитного поля. Последовательно с этим проводником включим амперметр, а также реостат, с помощью которого можно измерять ток в нашем проводнике. Уравновесим весы и замкнем цепь. Пусть ток в проводнике АВ направлен от В к А. Равновесие весов нарушится; чтобы его восстановить, на правую чашу придется положить добавочный разновесок, вес которого будет равен силе, воздействующей на проводник вертикально вниз. Будем теперь изменять ток в нашем проводнике; мы заметим, что с увеличением тока увеличивается и сила, которая действует на проводник. Изменения покажут нам, что сила, с какой магнитное поле воздействует на проводник, прямо пропорциональна току, протекающему по нему.

Зависит ли эта сила от длины проводника АВ? Чтобы решить этот вопрос, будем брать проводники разной длины при одном и том же токе. Измерения покажут нам, что сила, с какой магнитное поле воздействует на проводник с током, будет прямо пропорциональна длине части проводника, расположенной в магнитном поле.

Пусть F – сила, которая воздействует на проводник с током, размещенный в магнитном поле, l – длина этого проводника и I - ток в нем.

С изменением длины проводника l и тока в нем меняется, как мы видели, и величина силы F.

Отношение же силы F к длине проводника I и к току в нем есть величина постоянная, не зависящая от тока в нем; следовательно, величина этого отношения может характеризовать магнитное поле.

Эту величину называют магнитная индукция или индукция магнитного поля.

Обозначим магнитную индукцию буквой В. Согласно определению, можно написать:

В = F/(I·l).

В системе СИ единицей магнитной индукции выступает индукция поля, в котором проводник с током 1 А и длиной 1 м подвергается воздействию силы 1 Н. Наименование такой единицы: 1 ньютон/(ампер˖метр) (сокращенно 1 Н/(А˖м)).

Покажем, что 1 Н/(А˖м) = 1 (В˖сек)/м²:

1 Н/(А˖м) = 1 (Н˖м)/(А˖м²) = 1 дж/( А˖м²) = 1 (В˖А˖сек)/(А˖м²) = 1 (В˖сек)/м².

Единица 1 вольт-секунда называется вебером (вб). Следовательно, 1 вб/м² или 1 тесла (Тл) - единица магнитной индукции. Тогда как в системе измерения СГСМ единица измерения магнитной индукции - гаусс (Гс):

1 Тл = 10⁴ Гс.

Магнитная индукция - величина векторная. Направление вектора индукции в данной точке совмещается с направлением силовой магнитной линии, проходящей через эту точку.

В системе СИ магнитная индукция - силовая характеристика магнитного поля, сходно тому, как напряженность электрического поля выражает силовую характеристику электрического поля.

Зная индукцию магнитного поля, можно просчитать его силу, воздействующую на проводник с током, по формуле:

F = BI l.

В проводнике с током заряды движутся не только хаотически в разных направлениях, но также в определенном направлении. На каждый из зарядов воздействует магнитная сила, которая передается проводнику. Сумма всех сил от хаотического движения равна нулю, а сумма сил направленного движения называется силой Ампера.

В общем случае величина силы, которая воздействует на проводник с током, размещенный в магнитное поле, определяется законом Ампера:

F = BI l sin α, где α – угол между направленностью тока (I) и вектором магнитного поля (В).

Индукция магнитного поля численно равняется силе, с которой воздействует магнитное поле на единичный элемент тока, перпендикулярно расположенный к вектору индукции. Магнитная индукция зависит от свойств среды.

fb.ru

Магнитные поля и индукция магнитного поля :: SYL.ru

Магнетизм знаком людям с давних времен. Первые письменные упоминания о нем датируются I веком до н. э., но ученые уверены, что знания об этом явлении появились гораздо раньше. Оно является глобальным и жизнь без него на нашей планете вообще невозможна. Поэтому исследователи во все времена старались изучить эту силу и обуздать ее для прогресса человечества.

Магнитное поле

Живя на Земле, мы, сами того не замечая, постоянно находимся под воздействием разнообразных сил. Магнитное поле исключением из этого правила также не является. Хотя, если быть точными, оно определяется как особенный вид материи, а не сила. Источником его возникновения являются заряженные электрические частицы или магниты. Если же брать пространственную характеристику этой материи, то это совокупность сил, способных воздействовать на тела, которые намагничены. Такая ее способность возникает благодаря движению разрядов между молекулами объекта. Главным условием появления такого поля есть постоянное движение электрических зарядов. Взаимодействие магнитного и электрического полей привело к тому, что существовать порознь они не могут. Это явление называется электромагнитным полем. Все элементы такой материи неразрывно связаны и действуют между собой так, что их свойства меняются.

Свойства магнетизма

Магнитное поле, как и любое другое физическое явление на Земле, имеет свои характеристики:

  1. Источник возникновения – движущиеся электрические заряды.
  2. Индукция магнитного поля – основная силовая его характеристика, которая существует в каждой отдельной его точке и является направленной.
  3. Его влияние ограничивается магнитами, движущимися зарядами и проводниками тока.
  4. Оно разделяется учеными на два типа: постоянное и переменное.
  5. Человек без специальных приборов не может почувствовать воздействие магнетизма.
  6. Это электродинамическое явление, ведь источник его происхождения – движущиеся частицы электрического тока. И только такие же частицы могут быть подвержены влиянию магнитного поля.
  7. Траектория движения заряженных частиц может быть лишь перпендикулярной.

Явление индукции в магнетизме

Индукция магнитного поля определена своей направленностью, то есть она векторная и присуща любому полю, которое возникает в таких условиях. Направлена она всегда так же, как и стрелка, которая беспрепятственно вращается в компасе. Такого рода поле полностью характеризуется магнитной индукцией. Каждая точка является носителем направления и модуля этой силы. Если же они одинаковы для всех точек данного поля, то оно называется однородным. Индукция магнитного поля в физике обозначается вектором и большой латинской буквой В.

Формула магнитной индукции

Для того чтобы рассчитать эту силовую характеристику, нужно знать формулу ее расчета:

  • B = F : I х l.

    В этой формуле:

    B означает индукцию магнитного поля;
    F – силу, которая воздействует на проводник со стороны поля;
    I – силу, с которой ток проходит по проводнику;
    l – собственно длина самого проводника.

Единицей измерения индукции, согласно Международной системе единиц, является тесла (Тл).

Линии, проходящие в магнитном поле

Магнитная индукция имеет вектор, то есть направленность. Если ее отобразить на бумаге, то она будет выражена линиями. Они совпадают с касательными, которые имеют такую же направленность, как и вектор индукции. Если магнитное поле однородное, то эти линии проходят параллельно друг другу. Когда же оно не однородное, направление этой силы будет разное во всех точках возникающего поля, а касательные к ним будут выглядеть как окружности.

Магнетизм соленоида

Магнитное поле может быть создано различными предметами, например, соленоидом. Соленоид, по своей сути, является электромагнитом, то есть катушкой индуктивности. Чтобы создать соленоид, требуется цилиндрическая поверхность (сердцевина) и изолированный проводник под напряжением (провод), который наматывают на сердцевину. Проходящий по проводу ток и создает этот вид материи вокруг соленоида. В этот момент он превращается в магнит. Если же выключить электричество, все особые свойства соленоида исчезают, а при обратном включении вновь возобновляются. Чем больше повода намотано вокруг сердцевины и чем больше подается тока, тем сильнее будет притягательность соленоида.

Магнитная индукция соленоида

Очень интересным для рассмотрения является соленоид, длина которого намного больше, чем его диаметр. Индукция магнитного поля соленоида в таком случае повсюду имеет одну направленность, которая параллельна сердечнику катушки, что означает параллельность каждой линии поля друг другу. Если проводник намотан равномерно, то одинакова не только направленность, - числовое значение также будет неизменным. Из-за того, что соленоид имеет очень простую структуру, его поле было признано эталоном поля.

Магнитосфера Земли

На нашей планете существуют миллионы магнитов разной величины и происхождения, но самым большим из них, к которому мы постоянно прикасаемся, является сама наша Земля. В первый раз о Земле как о подобном предмете было сказано в 1600 году. Этот год ознаменовался появлением книги английского физика У. Гильберта, в которой он тесно связывает Землю и эту материю. Кроме того, он говорит о том, что ось магнитного поля Земли и ось, по которой планета вращается, не являются идентичными, а наоборот, имеют лишь одну точку соприкосновения. Если сделать графический рисунок этого явления вокруг нашего голубого шара, то сразу становится видно, что оно очень похоже с обычным постоянным магнитом. Первые карты, показывающие нашу планету с такой стороны, были нарисованы Э. Галлеем в 1702 году. Каким же образом Земля регенерирует свои особые свойства? Все довольно просто. Как известно, в глубинах нашей планеты есть ядро. Это огромный шар раскаленного железа, которое является отличным проводником тока, то есть заряженное ядро и дает мощное потоки нчастиц. Благодаря этому явлению Земля окружена магнитосферой, которая защищает ее от отрицательных влияний из глубины космоса, и даже от родного нам Солнца. Индукция магнитного поля Земли равна 0,5 · 10- 4 Тл.

Изменения в магнитосфере Земли

После открытия магнитного поля Земли многие ученые-физики решили заняться этой проблемой. В 1635 году Г. Геллибранд выяснил, что этот слой земного шара находится в постоянных изменениях. Эти изменения делятся на два типа: постоянные и недолгосрочные. Постоянные возникают из-за залежей рудных полезных ископаемых, которые дают искажения из-за собственных сильных потоков энергии. Виновником же недолгосрочных изменений является так называемый «солнечный ветер». Это поток электрических частиц, которые извергаются с поверхности Солнца. Взаимодействие этих двух явлений приводит к «магнитным бурям». Если такая буря сильная, она даже может привести к потере радиосвязи или неопределенности стрелки компаса. Одним из красивейших последствий подобных бурь является северное сияние, так как полюса особенно сильно подвержены их влиянию.

Таким образом, магнетизм присутствует в жизни каждого человека. Он влияет на нас, хоть мы этого и не ощущаем. Благодаря этому явлению наша планета не подвергается отрицательным влияниям извне, и у нас есть возможность понаблюдать за разноцветными переливами Авроры.

www.syl.ru

Единицы измерения магнитных величин

      Закон Ампера используется для установления единицы силы тока – ампер.

      Ампер – сила тока неизменного по величине, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого сечения, расположенным на расстоянии один метр, один от другого в вакууме, вызывает между этими проводниками силу в .

  ,  (2.4.1)  

Здесь ; ; ;

      Определим отсюда размерность и величину  в  СИ.

       , следовательно

,  или    .

      Из закона Био–Савара–Лапласа, для прямолинейного проводника с током , тоже можно найти размерность индукции магнитного поля:

      Тесла – единица измерения индукции в  СИ.    .

      Гаусс – единица измерения в Гауссовой системе единиц (СГС).

      1 Тл равен магнитной индукции однородного магнитного поля, в котором на плоский контур с током, имеющим магнитный момент , действует вращающий момент .

Тесла Никола (1856–1943) – сербский ученый в области электротехники и радиотехники. Имел огромное количество изобретений. Изобрел электрический счетчик, частотомер и др. Разработал ряд конструкций многофазных генераторов, электродвигателей и трансформаторов. Сконструировал ряд радиоуправляемых самоходных механизмов. Изучал физиологическое действие токов высокой частоты. Построил в 1899 г. радиостанцию на 200 кВт в Колорадо и радиоантенну высотой 57,6 м в Лонг-Айленде (башня Ворденклиф). Вместе с Эйнштейном и Опенгеймером в 1943 г. участвовал в секретном проекте по достижению невидимости американских кораблей (Филадельфийский эксперимент). Современники говорили о Тесле как о мистике, ясновидце, пророке, способном заглянуть в разумный космос и мир мертвых. Он верил, что с помощью электромагнитного поля можно перемещаться в пространстве и управлять временем.

      Другое определение: 1 Тл равен магнитной индукции, при которой магнитный поток сквозь площадку 1 м2, перпендикулярную направлению поля, равен 1 Вб.

      Единица измерения магнитного потока Вб, получила свое название в честь немецкого физика Вильгельма Вебера (1804–1891) – профессора университетов в Галле, Геттингене, Лейпциге.

      Как мы уже говорили, магнитный поток Ф через поверхность S – одна из характеристик магнитного поля (рис. 2.5):

    

Рис. 2.5

      Единица измерения магнитного потока в СИ:

. ,а так как , то .

      Здесь Максвелл (Мкс) – единица измерения магнитного потока в СГС названая в честь знаменитого английского ученого Джеймса Максвелла (1831–1879), создателя теории электромагнитного поля.

      Напряженность магнитного поля Н измеряется в .

,      .

      Сведем в одну таблицу основные характеристики магнитного поля.

Таблица 2.1

Наименование

Обозначение

СИ

СГС

СИ/СГС

Магнитная индукция

В

Гс

Напряженность магнитного поля

Н

А/м

Э

Магнитная постоянная

μ0

1

Поток магнитной индукции

ФB

Вб ( )

Мкс


ens.tpu.ru