Определение магнитного поля, свойств, единиц, формул и примеров задач
Понимание магнитных полей, свойств, единиц измерения, формул, примеров вопросов и ответов: это поле, образованное движущимися электрическими зарядами (электрическими токами), которое вызывает появление силы в других движущихся электрических зарядах. (Квантово-механический спин отдельной частицы образует магнитное поле, и на спин влияет сам по себе, как электрический ток; Это то, что вызывает магнитное поле «постоянного» ферромагнетика.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Электромагнитная индукция: определение, применение, формулы и примеры полных проблем
Определение магнитного поля
Магнитное поле в физике - это поле, образованное движущимися электрическими зарядами (электрическими токами), которое вызывает появление силы в других движущихся электрических зарядах. (Квантово-механический спин отдельной частицы образует магнитное поле, и на спин влияет сам по себе, как электрический ток; это то, что вызывает магнитное поле «постоянного» ферромагнетика. Магнитное поле - это векторное поле: то есть оно соответствует любой точке в векторном пространстве, которая может изменяться со временем. Направление этого поля совпадает с направлением стрелки компаса, помещенной в поле.
Магнитное поле - это пространство вокруг полюсов магнита, где сила притяжения / отталкивания все еще ощущается другими магнитами. В широком смысле Поле магнит, представляет собой поле, образованное движущимися электрическими зарядами (электрическими токами), которое вызывает появление силы в других движущихся электрических зарядах. (Квантово-механический спин отдельной частицы образует магнитное поле, и на спин влияет сам по себе, как электрический ток; это то, что вызывает магнитное поле «постоянного» ферромагнетика. Магнитное поле - это векторное поле: то есть оно соответствует любой точке в векторном пространстве, которая может изменяться со временем. Направление этого поля совпадает с направлением стрелки компаса, помещенной в поле.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Электромагнитные волны: определение, свойства, виды, формулы и примеры полных задач
Свойства магнитного поля
Работа Максвелла в значительной степени согласовала статическое электричество с магнетизмом, в результате чего была получена система из четырех уравнений, относящихся к двум полям. Однако, исходя из формулы Максвелла, есть еще два разных поля, которые объясняют разные явления. Именно Эйнштейну удалось показать с помощью специальной теории относительности, что электрические и магнитные поля - это два аспекта одного и того же. то же самое (уровень тензора 2), и наблюдатель может ощущать магнитную силу там, где он движется, только ощущает силу электростатический. Таким образом, используя специальную теорию относительности, магнитная сила - это форма электростатической силы движущегося электрического заряда, и может быть предсказан на основе знания электростатической силы и движения этих зарядов (относительно наблюдатель).
Магниты состоят из небольших магнитов, которые направлены в одном направлении (элементарные магниты). Каждый магнит имеет 2 магнитных полюса, а именно северный и южный полюса. Свойства двух полюсов:
- Если одинаковые столбы поднести близко, они будут отталкивать друг друга
- Если разные полюса поднести ближе, они будут притягиваться друг к другу.
Если стержневой магнит разрезать посередине, он образует новые магниты с полюсами, соответствующими направлению элементарных магнитов.
- Магнитные свойства могут притягивать металлы (например, сталь или железо) или другие магнитные объекты.
- Магнитные свойства имеют два полюса, которые я описал выше. А именно северный полюс и южный полюс. У магнитов всегда есть пары полюсов. Если магниты разбиты на мелкие кусочки, они все равно будут иметь два полюса.
- Магнитные полюса одного и того же типа будут отталкиваться. Тогда как полюса непохожие всегда будут притягивать. Например, если северный полюс магнита A приблизить к северному полюсу магнита B, два магнита будут отталкиваться. Однако, если северный полюс магнита A находится рядом с северным полюсом магнита B, он будет притягиваться. Как будто мальчику нравится девочка. Значит ли это, что это нормально?
- Вокруг магнита есть область, на которую все еще влияет сам магнит, которая называется магнитным полем. Например, если вы поместите булавку рядом с магнитом, булавка будет притягиваться магнитом и палкой.
Классификация предметов по магнитным свойствам.
По своим магнитным свойствам объекты делятся на 2 типа: ферромагнитные (объекты, которые могут сильно притягиваться магнитом), парамагнитные (мелочи, которые магнит может слабо притягивать) и диамагнитные (вещи, которые магнит не может притягивать).
- Пример ферромагнитный бывают железо, сталь, никель и кобальт.
- Пример парамагнитный платина и алюминий.
- Пример диамагнитный цинк и висмут.
Каждый магнит обладает следующими свойствами:
- может притягивать определенные металлические предметы.
- самая большая привлекательность на полюсах.
- всегда указывает на север и юг, когда висит свободно.
- имеет два полюса.
- притяжение если не то же самое.
- отказываться отказываться если аналогичный
Магниты могут притягивать определенные металлические предметы, потому что расположение элементарных магнитов в магните организовано упорядоченным образом. Если мы сможем упорядочить элементарные магниты, мы сможем сделать магниты.
Важно понимать, что большинство людей думают, что от того, как сделать магнит, зависят магнитные свойства объекта. Люди всегда думают, что если магнит сделан путем трения, он получит постоянный магнит, а если он будет получен с помощью электромагнитных средств, он получит временный магнит.
Это предположение неверно, не ошибочно, почему это так? потому что люди не видят, какие материалы используются. Если сталь сделать намагниченной путем трения, она получит постоянный магнит, а если натереть железо, то получится временный магнит. В большинстве случаев, когда люди делают магниты путем трения, всегда используют сталь, поэтому есть предположение, что трение может сделать магниты постоянными.
Другой случай - электромагнитный, если мы наблюдаем, что какое-либо электромагнитное поле будет использовать железный сердечник. мягкий (железо), а не сталь, потому что используется железный сердечник, электромагнит производит магниты пока. Но задумайтесь, если заменить сердечник на стальной, что будет? можно сказать наверняка, что сталь станет постоянным магнитом, так что электромагнитное поле нельзя будет использовать.
Из объяснения приведенного выше случая мы можем сделать вывод, что постоянные и временные свойства магнита не зависят от способа изготовления, а зависят от используемых материалов. В любом случае, если используемый материал - сталь, полученный магнит будет постоянным.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Потенциальная энергия - определение, типы, гравитация, электричество, магнитная, упругая, примеры задач
Принцип магнетизма
В самом деле, магнит представляет собой набор из миллионов микроскопических магнитов, расположенных один за другим. Северный и южный полюсы магнита расположены правильно (см. Рисунок 3). Общая сила магнита велика. Черный металл может быть постоянным магнитом (постоянным) или временным магнитом посредством электромагнитной индукции. Но есть некоторые металлы, которые нельзя намагнитить, например медь и алюминий, и их называют диамагнитными.
Земля - это гигантский природный магнит, это можно доказать с помощью инструмента под названием компас, на котором стрелка указатель на компасе покажет северное и южное направления нашей Земли, как показано на рисунок 1. Потому что окружение Земли на самом деле окружено магнитными силовыми линиями, которые невидимы для наших глаз, но их можно наблюдать с помощью компаса.
Барный магнит излучает силовое магнитное поле, которое окружает его с севера на юг. Простое доказательство делается путем размещения магнитной полосы на листе бумаги, а затем на бумаге. равномерно посыпанный мелким железным порошком, получается форма линий с овальным изогнутым узором на концах столб. Конец полюса север-юг выглядит как четкая линия. Нейтральная область картины магнитных силовых линий слабая.
Нейтральная часть магнита означает, что он не имеет магнитной силы. Чтобы доказать, что нейтральная область не имеет магнитной силы. Возьмите несколько металлических шурупов; обратите внимание, что железные винты будут торчать как на конце северного полюса, так и на конце южного полюса. Нейтральная зона в центре винта вообще не прилипнет, и винт отвалится.
Направление магнитной силовой линии с изогнутым рисунком линий течет от северного полюса к южному полюсу. Внутри самого магнитного стержня силовые линии текут наоборот, а именно от южного полюса к северному. В нейтральной области за пределами магнитного стержня силовых линий нет. Визуальное подтверждение наличия магнитных силовых линий для свойств притяжения на разных полюсах и отталкивания на одинаковых полюсах с использованием магнитов и мелкодисперсного порошка железа, рисунок 4. Понятно, что полюса север-север отталкивают друг друга. На разных полюсах север-юг магнитные силовые линии имеют характер притяжения. Природа взаимного притяжения и отталкивания магнитов лежит в основе работы электродвигателей.
Картина отталкивающих силовых линий магнитного поля и 4б. привлекательные силовые линии магнитного поля.
Чтобы получить силовую линию магнитного поля, равномерно распределенную в каждой точке поверхности, существует две формы, лежащие в основе конструкции электрической машины. Плоская форма создаст ровную силовую линию в каждой точке поверхности. Круглая форма (радиальная) также создает силовые линии, равномерно распределенные в каждой точке поверхности.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Определение, функция, свойства и типы магнитов и их 5 наиболее полных форм
Магнитная теория Земли
Эту теорию очень сложно объяснить. Прежде всего мы должны уметь различать земное притяжение и земной магнетизм. Мы можем стоять на земле не потому, что Земля магнитная, почему это так? Потому что, согласно определению, магнит - это материал, который может притягивать магнитные объекты, в то время как мы не являемся магнитными материалами.
Тогда что дает нам возможность стоять на земле? Ответ в том, что у Земли есть гравитация, которая является силой притягивать все объекты вокруг себя, независимо от того, являются они магнитными или нет. Гравитация Земли вызвана тем, что Земля имеет массу, чем больше масса, тем больше гравитация (все это в соответствии с законами Ньютона и теорией относительности). Хотя магнитные свойства Земли вызваны тем, что Земля вращается и развивается (это мое мнение), поэтому, если Земля больше не вращается, ее магнитные свойства скоро исчезнут. С этого момента, чтобы обсуждение главы о магнетизме не сбивало нас с толку, мы должны различать земную гравитацию и земной магнетизм.
Северный магнитный полюс Земли находится вокруг южного полюса Земли, а южный магнитный полюс Земли - вокруг северного полюса Земли. Северный магнитный полюс Земли и южный полюс Земли не совпадают, то же самое происходит и с южным полюсом земного магнита. В результате, если мы видим, что компас указывает на юг, это означает, что он не показывает точно юг, но имеет небольшое отклонение от южного полюса Земли. Это отклонение образует угол, называемый углом склонения.
Если мы поднесем компас от экватора к полюсам Земли, он наклонится вверх или вниз. Этот наклон обусловлен притяжением магнитных полюсов Земли. Угол, образованный наклоном компаса относительно горизонтали, называется углом наклона.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Полное определение силы в физике
Единицы и формулы магнитного поля
Напряженность поля (H) = интенсивность
Сила магнитного поля в точке в магнитном поле - это величина силы на единицу силы полюса. в этой точке магнитного поля m - сила полюса, которая создает магнитное поле в Амперметр.
Линия стиля.
Силовая линия - это путь северного полюса в магнитном поле или линия такой формы, что напряженность поля в каждой точке представлена касательной.
В соответствии с этим пониманием силовые линии выходят из полюсов и входят в Южный полюс. Чтобы создать узор из силовых линий, можно насыпать железные опилки вокруг магнита.
Стильный рисунок рисунка полос.
Другое наблюдение, чтобы показать наличие магнитного поля, можно сделать, поместив несколько компасов вокруг магнита. Стрелки компаса покажут направление магнитных силовых линий в определенных точках вокруг магнита.
Итак, наличие магнитного поля можно описать магнитными силовыми линиями.
- Магнитные силовые линии - это воображаемые линии, которые являются путями северного полюса маленьких магнитов, если они могут свободно перемещаться.
- Магнитные силовые линии всегда направлены от северного полюса к южному и никогда не пересекаются.
- Сила притяжения между двумя противоположными полюсами магнита и сила отталкивания между двумя одинаковыми полюсами представлены магнитными силовыми линиями.
Плотность силовых линий (B) = Плотность потока
Определение: количество силовых линий на единицу площади, перпендикулярных напряженности поля.
заметки: плотность силовых линий представляет величину магнитной индукции.
Магнитное поле, имеющее одинаковые силовые линии, называется однородным магнитным полем (однородным).
Диамагнетик и пара
По магнитным свойствам объекты делятся на диамагнитные и парамагнитные.
Магнитный объект: при помещении в неоднородное магнитное поле концы объекта испытывают отталкивание, так что объект займет положение, перпендикулярное напряженности поля. Такие объекты имеют значение относительной проницаемости менее единицы. Примеры: висмут, медь, золото, сурьма, бесцветное стекло.
Парамагнитные объекты: при помещении в неоднородное магнитное поле они занимают положение, параллельное направлению напряженности поля. Такие объекты имеют относительную проницаемость больше единицы. Пример: алюминий, платина, кислород, сульфат меди и многие соли металлов являются парамагнитными веществами.
Ферромагнитные материалы: материалы с очень большим магнитным эффектом, очень сильно притягиваются магнитами и имеют относительную проницаемость до нескольких тысяч. Пример: железо, сталь, никель, кобальт и некоторые металлические сплавы (almico).
Магнитное поле вокруг электрического тока
ОЕРСТЕД Эксперимент
Над стрелкой компаса натягивают кусок проволоки так, чтобы он был параллелен стрелке компаса. если в провод протекает электрический ток, оказывается, что стрелка компаса отклоняется от его баланса. Таким образом, делается вывод, что вокруг электрического тока существует магнитное поле.
- Когда электрический ток между ладонью правой руки и магнитной иглой течет от запястья к кончикам пальцев, северный полюс иглы поворачивается к большому пальцу.
- Если направление электрического тока от правого запястья к большому пальцу, круговое направление пальцев представляет собой диапазон Северного полюса.
Узор силовых линий вокруг прямого ручья. На плоский кусок картона протыкается отрезок перпендикулярной проволоки, поверх угля присыпается железная стружка, располагающаяся в форме кругов, центральная точка которых является точкой проникновения проволоки.
Закон Био Савара.
Определение: величина магнитной индукции в одной точке вокруг текущего элемента, пропорциональная длине текущего элемента, величине текущего элемента. current, синус угла между направлением тока и расстоянием до этой точки, обратно пропорциональный квадрату расстояние.
Магнитная индукция
Индукция магнитный вокруг прямого ручья.
Точка A находится на расстоянии x от центра витого провода. Величина магнитной индукции в точке A определяется как:
Если провод состоит из N витков, то:
соленоид
Соленоид представляет собой катушку из проволоки, свернутую по спирали. Когда электрический ток течет в соленоид, внутри соленоида возникает магнитное поле, которое можно определить вручную.
Стиль Лоренц
В эксперименте Эрстеда было доказано, что влияние электрического тока на магнитные полюса, как влияние магнитных полюсов на электрический ток будет доказано из следующих экспериментов:
Кусок провода PQ помещается между полюсами подковообразного магнита, в провод, по которому течет электрический ток, оказывается, что провод изогнут влево.
Это явление указывает на то, что магнитное поле воздействует на электрический ток силой, называемой силой Лоренца. Вектор силы Лоренца перпендикулярен I и B. Направление силы Лоренца можно определить правой рукой. Если круговое направление пальцев правой руки соответствует вращению от I к B, то направление большого пальца представляет собой направление силы Лоренца.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Определение радиации, опасностей, типов, воздействий и выгод
Примеры вопросов и ответов
