Основные понятия теории магнитного поля
Закон полного тока
Закон Ома для магнитной цепи. Линейные и нелинейные магнитные сопротивления
Ферромагнитные материалы и их свойства
Расчет неразветвленной магнитной цепи
Электромагнитная индукция. ЭДС индукции
Список источников материала
История магнетизма уходит корнями в глубокую древность, к античным цивилизациям Малой Азии. Именно на территории Малой Азии, в Магнезии, находили горную породу, образцы которой притягивались друг к другу. По названию местности такие образцы и стали называть “магнетиками”. Любой магнит в форме стержня или подковы имеет два торца, которые называются полюсами; именно в этом месте сильнее всего и проявляются его магнитные свойства. Если подвесить магнит на нитке, один полюс всегда будет указывать на север. На этом принципе основан компас. Обращенный на север полюс свободно висящего магнита называется северным полюсом магнита (N). Противоположный полюс называется южным полюсом (S).
Магнитные полюсы взаимодействуют друг с другом: одноименные полюсы отталкиваются, а разноименные – притягиваются. Аналогично концепции электрического поля, окружающего электрический заряд, вводят представление о магнитном поле вокруг магнита.
В 1820 г. Эрстед (1777-1851) обнаружил, что магнитная стрелка, расположенная рядом с электрическим проводником, отклоняется, когда по проводнику течет ток, т. е. вокруг проводника с током создается магнитное поле. Если взять рамку с током, то внешнее магнитное поле взаимодействует с магнитным полем рамки и оказывает на нее ориентирующее действие, т. е. существует такое положение рамки, при котором внешнее магнитное поле оказывает на нее максимальное вращающее действие, и существует положение, когда вращающий момент сил равен нулю.
Основные понятия теории магнитного поля
Магнитное поле — составляющая электромагнитного поля, появляющаяся при наличии изменяющегося во времени электрического поля. Кроме того, магнитное поле может создаваться током заряженных частиц, либо магнитными моментами электронов в атомах (постоянные магниты). С точки зрения квантовой теории поля электромагнитное взаимодействие переносится безмассовым бозон-фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля). Основной характеристикой магнитного поля является его сила, определяемая вектором магнитной индукции (вектор индукции магнитного поля). В СИ магнитная индукция измеряется в теслах (Тл), в системе СГС в гауссах.
Магнитное поле — это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом.
Магнитное поле и его параметры
Направление магнитных линий и направление создающего их тока связаны между собой известным правилом правоходового винта (буравчика), а так же правилом левой руки. (рис. 1).
Рис. 1. Магнитное поле. Правило Буравчика и правило левой руки.
Основной величиной, характеризующей интенсивность и направление магнитного поля является – вектор магнитной индукции, которая измеряется в Теслах [Тл].
Вектор направлен по касательной к магнитной линии, направление вектора совпадает с осью магнитной стрелки, помещенной в рассматриваемую точку магнитного поля.
Величина определяется по механической силе, действующей на элемент проводника с током, помещенный в магнитное поле.
Если во всех точках поля имеет одинаковую величину и направление, то такое поле называется равномерным.
зависит не только от величины I, но и от магнитных свойств окружающей среды.
Второй важной величиной, характеризующей магнитное поле является – магнитный поток , который измеряется в Веберах [Вб].
Элементарным магнитным потоком Ф сквозь бесконечно малую площадку называется величина (рис. 2)
Рис. 2. Определение магнитного потока, пронизывающего: а) произвольную поверхность; б) плоскую поверхность в равномерном магнитном поле
где a – угол между направлением и нормалью к площадке dS.
Сквозь поверхность S [м2]
Ф = s∫ dФ = s∫ B cos α dS,
Если магнитное поле равномерное, а поверхность S представляет собой плоскость
При исследовании магнитных полей и расчете магнитных устройств пользуются расчетной величиной – напряженность магнитного поля [А/м]
где mа – абсолютная магнитная проницаемость среды.
Для неферромагнитных материалов и сред (дерево, бумага, медь, алюминий, воздух) mа не отличается от магнитной проницаемости вакуума и равна
mo = 4p · , Гн/м (Генри/метр).
У ферромагнетиков mа переменная и зависит от В.
Всякий электромагнит состоит из стального сердечника – магнитопровода и намотанной на него катушки с витками изолированной проволоки, по которой проходит электрический ток.
Совокупность нескольких участков: ферромагнитных (сталь) и неферромагнитных (воздух), по которым замыкаются линии магнитного потока, составляют магнитную цепь.
Закон полного тока
В основе расчета магнитных цепей лежит закон полного тока (рис. 3.)
где: Н – напряженность магнитного поля в данной точке пространства;
dL – элемент длины замкнутого контура L;
a – угол между направлениями векторов и ;
S I – алгебраическая сумма токов, пронизывающих контур L.
Рис. 3. Закон полного тока.
Ток Iк, пронизывающий контур L считается положительным, если принятое направление обхода контура и направление этого тока связаны правилом правоходового винта (буравчика).
Применение закона полного тока для расчета магнитных цепей
Рассмотрим простейшую магнитную цепь, выполненную в виде кольца тороида из однородного материала (рис. 4).
Рис. 4. Кольцевая магнитная цепь
Обмотка имеет W витков и обтекается током I. Магнитные линии внутри кольца представляют собой концентрические окружности с центров точке О. Применим к контуру Cх, совпадающему с одной из магнитных линий, проходящих в магнитопроводе, закон полного тока. При этом будем считать:
и совпадают, следовательно a = 0;
величина Нх во всех точках контура одинакова;
сумма токов, пронизывающих контур, равна IW.
где Lx – длина контура, вдоль которого велось интегрирование;
Доклад Магнитное поле Земли 8 класс по физике
Земля – особенная планета всей солнечной системы, а возможно и всего млечного пути. Здесь существует вода и жизнь, растения и атмосфера насыщенная кислородом. Помимо всего перечисленного она имеет свое магнитное поле, благодаря которому мы имеем возможность свободно передвигаться, а не летать в невесомости.
Магнитное поле представляет собой ореол действия притяжения, которое осуществляется при помощи магнитных сил. По предположениям учёных излучает магнитное поле ядро Земли. В ядре есть горячая жидкость, которая приводится в движение благодаря вращению планеты. Из-за движения жидкости рождаются электрические заряды, которые образуют магнитное воздействие. Основные мата выхода магнитных волн являются южный и северный полюс.
На данный момент северный полюс и северный магнитный полюс не совпадают. Таким образом 700 лет назад компас бы смог показать и северный и магнитный полюс, а сейчас магнитный полюс смещен на 11 градусов. Но это особо не влияет на состояние поля. Притом всем магнитное поле не притягивает посторонние предметы из космоса, а наоборот защищает атмосферу от излишков космического мусора.
Учёные не отрицают возможности исчезновения магнитного поля. Такие по предположения появились из-за непостоянства Магнитных полюсов, которые постоянно меняются местами и смешаются от точки существования. Такие изменения могут привести к природным катаклизмам и катастрофам. Такие изменения происходили на земле около 10 раз. В последний раз это было примерно 720 тысяч лет назад. В это время земля особенно уязвима от попадания инородных тел. Так существует версия, что динозавры вымерли именно от огромного метеорита, который смог проникнуть на землю во время смены полюсов.
Магнитное поле недоступно человеческому и животному глазу. Но при этом птицы совершают перелеты именно по магнитному полю. Оно помогает им найти дорогу. Птицы и животные, предположительно имеют внутренний компас, который и позволяет им передвигаться в нужном направлении. У особо чувствительных людей изменяется состояние здоровья при различном воздействии магнитных лучей.
Магнитное поле – важное составляющее для оптимальной жизни на земле. Именно это и отличает нашу планету от других планет солнечной системы и Млечного пути.
Сообщение 2
Магнитное поле – это область с магнитной силой вокруг планеты. Тайна образования поля полностью не раскрыта. Хотя, по словам ученых, притяжение планеты связано с ядром. Ядро состоит из прочных и жидких частиц. Во время вращения планеты в частицах ядра создаются устойчивые течения. Согласно самой известной концепции магнитное поле сформировалось при турбулентном и конвекционном движении частиц внутри ядра.
Магнитное поле обеспечивает защитой все человечество и спутники от разрушительного влияния космических тел. К космическим телам можно отнести особые частицы солнечного ветра. Поле меняет направление передвижения частиц, концентрируя их по равномерной линии. Магнитное поле существенно сужает количество живых существ во всех планетах.
Исследователи полагают, что планеты земного вида не имеют внутреннего ядра и отличаются отсутствием данного поля. В будущем жители земли могут остаться без защитного поля. Правда как именно и когда это произойдет, ученые определить не смогли. Магнитные полюса земного шара постоянно меняются. Ученые проанализировав, определили, что планета помнит про смещение полюсов. За последние 160 млн. лет полюса сменили место 100 раз. Конечная смена случилась 720 000 лет назад.
В «теории заговора» есть концепция о мистификации луны. Данное поле обеспечивает защитой людей от космических тел. При попадании на землю частицы накапливаются в обусловленных местах поля, которые называются «радиационными зонами Ван Алена».
На защитное поле сильно воздействуют токи в ионосфере. Данная область находится на высоте 100 км в слоях атмосферы. Токи содержат немалое количество ионов. Защитное поле удерживает плазму. Состояние данной плазмы зависит от взаимодействия солнечных ветров и поля. Таким образом, на земле образуются магнитные бури и сильные вспышки солнца. Точки напряженности, расположенные по вертикали именуются магнитными полюсами. На планете имеется всего 2 таких точек. Одна расположена на южном полюсе, другая на северной стороне. Линии между полюсами именуются осью.
Магнитное поле – это защитный щит, который поддается принципам физики и создает полярные сияния. Отсутствие защитного поля приведет к исчезновению человечества.
Картинка к сообщению Магнитное поле Земли
Популярные сегодня темы
Франция – самое большое государство Западной Европы, являющееся столицей культуры, изысканной кухни и, безусловно, моды. Туристический центр, привлекающий людей с всех уголков планеты.
Воронеж – областной центр, находящийся в средней полосе Российской Федерации. Город интересен большим количеством природных памятников, объектов исторического и архитектурного наследия
Пищеварительная система состоит из органов, функция которых состоит в том, чтобы механически и химически обрабатывать поступившую пищу, получать питательные вещества и выводить из организма н
Древнегреческая мифология тесно переплеталась с древнегреческой религией, что делало последнюю выразителем чувственного восприятия картины мира и попыткой объяснить явления и процессы материа
Одной из важнейших проблем медицины на данный момент являются инфекционные заболевания, которые до настоящего времени остаются самым распространенным видом болезней человека
Кровь человека является некоей соединительной тканью, которая состоит из форменных элементов (к которым относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты) и плазмы.
Магнитное поле
Санкт – Петербургский Государственный Технологический Институт
Факультет: Факультет тонкого органического и микробиологического синтеза
Кафедра: Кафедра химии и технологии органических соединений азота
Курсовая Работа по
Студент: Максимов Е.О.
Научный руководитель: д.и.н., доцент Жерновой А.И.
«Любящий камень» … Такое поэтическое название дали китайцы естественному магниту. «Любящий камень» (тшу-ши), – говорят китайцы, – притягивает железо, как нежная мать привлекает своих детей. Замечательно, что у французов – народа, живущего на противоположном конце Старого Света, мы встречаем сходное название для магнита: французское слово «aimant» означает и «магнит», и «любящий».
Сила этой «любви» у естественных магнитов незначительна, и поэтому очень наивно звучит греческое название магнита, – «геркулесов камень». Если обитатели древней Эллады так поражались умеренной силой притяжения естественного магнита, то что сказали бы они, увидев на современном металлургическом заводе магниты, поднимающие глыбы в целые тонны весом! Правда, это не естественные магниты, а «электромагниты», т.е. железные массы, намагниченные электрическим током, проходящим по окружающей их обмотке. Но в обоих случаях действует сила одной и той же природы – магнетизм.
Вещества, притягивающие железо, были известны человечеству более 2000лет назад. Они получили название магнитов. Постоянный магнит в форме тонкой полоски, расположенный на плавающей в воде деревянной дощечке, поворачивается одним
Концом в направлении Северного полюса Земли, а другим – в направлении Южного. Поэтому концы магнита так и называются северным и южным полюсами. Это наблюдение привело к созданию компаса. Первые компасы появились в Китае. В Европе компасом стали пользоваться с XII в. В 1600г. английский физик У. Гильберт опубликовал большой труд «О магните», в котором описал множество проведенных за 18 лет опытов Он первым пришел к заключению, что Земля сама является большим магнитом. Казалось, что магнетизм и электричество – две разные области, не имеющие между собой ничего общего. Дальнейшее развитие научных знаний показало тесную связь электрических и магнитных явлений, а созданная Максвеллом теория позволила единым образом описать все электромагнитные явления.
После изобретения в 1800 г. источника постоянного тока возможности экспериментаторов значительно расширились. Первое фундаментальное открытие было сделано в 1820г. датским физиком Г.Х. Эрстедом (1777-1851).Убежденный в том, что электрические и магнитные явления взаимосвязаны, он хотел выяснить, не производит ли электричество каких-либо действий на магнит. В феврале 1820г. Эрстед показывал студентам тепловое действие тока. Рядом с проводником случайно оказался компас. При включении тока стрелка отклонилась от первоначального положения. В этом эффекте Эрстед увидел подтверждение своих идей. Описание опыта вышло в свет 21 июля 1820г. Этот простой опыт произвел сильное впечатление на современников и положил начало новой области физики – электродинамике.
Дальнейшие исследования развивались стремительно. 11 сентября 1820г. опыт был показан на заседании Французской академии наук. Академики спокойно разошлись, и только один из них – А.М. Ампер – поспешил заказывать приборы для проведения новых опытов. Он был уверен, что они должны были подтвердить его догадки, сводящие магнетизм к чисто электрическим явлениям. Все считали, что ток, проходя по проводник, превращает его в магнит, который и заставляет отклоняться стрелку компаса. Ампер высказал гениальную мысль: магнит представляет совокупность токов, движущихся по замкнутым контурам; отклонение стрелки вызвано взаимодействием токов. 25 сентября он демонстрирует новый эффект: два незаряженных параллельных провода, по которым текут одинаково направленные токи, притягиваются друг к другу. На каждый из проводников действует сила, зависящая от величины силы тока и расстояния между проводами. При перемене направления одного из токов силы притяжения сменяются силами отталкивания. В новой серии опытов спирали, по которым пропускали ток, вели себя подобно магнитам.
Новую область знаний о явлениях, обусловленных протеканием токов, Ампер назвал электродинамикой. Открытие явлений электромагнетизма оказало влияние не только на развитие науки, но и техники. В том же году Д. Арго изобрел электромагнит. В 1821г. Фарадею удалось осуществить вращение проводника с током в магнитном поле. Это был первый электродвигатель. Ампер предложил использовать отклонение электромагнитной стрелки для передачи сигналов в электромагнитном телеграфе.
Исследования природы подобных явлений проводились и в нашей стране. Так, например, исследования, проведенные русским физиком А.А. Эйхенвальдом в 1901г., показали, что если заряженное тело покоится относительно наблюдателя, то вокруг этого тела существует электрическое поле. Если же оно движется относительно наблюдателя, то возникает магнитное поле, которое вызывает отклонение легкоподвижной магнитной стрелки. Аналогичное действие на магнитную стрелку оказывает и проводник с током. Если по прямому проводнику, расположенному по магнитному меридиану а направлении к север-юг, пропустить ток, то расположенная под ним магнитная стрелка отклонится. Если поместить стрелку над проводником, то стрелка отклонится в другую сторону.
Согласно теории близкодействия , взаимодействие неподвижных электрических зарядов осуществляется посредством электрического поля. Проводники с током электрически нейтральны. Но, пропустив по двум параллельным проводникам ток, мы увидим, что проводники по которым токи текут в одном направлении, притягиваются, а проводники, по которым токи текут в противоположных направлениях, отталкиваются.
Взаимодействие между проводниками с током, т.е. взаимодействие между движущимися электрическими зарядами, называют магнитным. Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами. Причиной возникновения сил магнитного взаимодействия является магнитное поле, которое появляется вокруг проводника с током.
Магнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом. Термин «магнитное поле» в 1845г. ввел М. Фарадей.
Экспериментальным доказательством реальности магнитного и электрического полей является факт существования электромагнитных волн. Магнитное поле, как и электрическое, является частным проявлением единого электромагнитного поля.
Характерной отличительной особенностью электрического поля является способность действовать на неподвижные заряды.
Главное свойство магнитного поля заключается в том, что оно действует на движущиеся заряды (электрический ток).
Неподвижные заряды не создают магнитного поля. Только движущиеся заряды (электрический ток) и постоянные магниты создают магнитное поле.
При изучении взаимодействия постоянных магнитов было установлено:
постоянные магниты имеют два полюса: северный и южный; одноименные полюсы отталкиваются друг от друга, а разноименные притягиваются.
Это наводило на мысль о существовании «магнитных зарядов» в природе. Если бы магнитные заряды существовали в природе, то их можно было бы разделить подобно электрическим, т.е. получить постоянный магнит только с одним полюсом. Однако если разделить магнит на две половины, то каждая часть снова будет иметь два полюса. Процесс деления можно продолжать сколько угодно, и каждый полученный маленький кусочек магнита будет представлять собой магнит с двумя полюсами. Позднее было доказано, что даже электроны, протоны, нейтроны ведут себя подобно крошечным магнитам.
Если отдельные тела можно зарядить положительно или отрицательно, так как существует элементарный электрический заряд, то никогда нельзя отделить северный полюс магнита от южного. Таким образом, нет оснований считать, что в природе существуют отдельные магнитные заряды.
Эта мысль была высказана Ампером в гипотезе об элементарных электрических токах. Согласно гипотезе Ампера, внутри атомов и молекул вещества циркулируют элементарные электрические токи. Если эти токи расположены хаотически по отношению друг к другу, то их действие взаимно компенсируется и никакими магнитными свойствами тело не обладает. В намагниченном состоянии (например, в постоянных магнитах) элементарные токи ориентированы определенным образом. Следовательно, магнитные свойства любого тела объясняются замкнутыми электрическими токами внутри него, т.е. магнитное взаимодействие – это взаимодействие токов.
Результаты опытов Ампера и последующих многочисленных исследований можно сформулировать следующим образом. Способность магнитного поля вызывать появление механической силы, действующей на какой-либо элемент тока, можно количественно описать, задавая в каждой точке поля некоторый вектор В. Вектор В называется магнитной индукцией и является основной характеристикой магнитного поля.
Подобно тому, как электрические поля графически изображаются с помощью электрических силовых линий, магнитные поля изображаются с помощью линий магнитной индукции (или магнитных силовых линий).
Линии магнитной индукции – это линии, касательные к которым в данной точке совпадают по направлению с вектором В в этой точке. Линии магнитной индукции можно сделать «видимыми» с помощью железных опилок. Если на стеклянную пластинку, через которую пропущен прямой проводник с током, насыпать железных опилок и слегка постучать по пластинке, то железные опилки расположатся вдоль силовых линий.
Из опытов следует, что линии магнитной индукции прямого проводника с током представляют концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной току. Центр этих окружностей находится на оси проводника. С помощью железных опилок можно получить изображение линий магнитной индукции проводников с током любой формы. Линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают проводники с токами. Это отличает их от линий напряженности электростатического поля. Такие поля называют вихревыми в отличие от потенциальных, примером которых является электростатическое поле.
Направление линий магнитной индукции связано с направлением тока в проводнике. Направление силовых линий магнитного поля, создаваемого проводником с током, определяется по правилу буравчика (если правовинтовой буравчик ввинчивать по направлению тока, то направление вращения рукоятки буравчика совпадет м направлением линий магнитной индукции).
Одним из проявлений магнитного поля является его силовое воздействие на движущиеся электрические заряды и проводники с током. В 1820г. А. Ампером был установлен закон, определяющий силу, действующую на элемент тока в магнитном поле. Так как создать обособленный элемент нельзя, то Ампер изучал поведение подвижных проволочных замкнутых контуров различной формы. Им было установлено, что на проводник с током помещенный в однородное магнитное поле индукции В, действует сила, пропорциональная длине отрезка проводника L,силе тока I, протекающего по проводнику, и индукции магнитного поля В. Впоследствии этот вывод получил название закона Ампера. Используя закон Ампера, можно вычислить силу, действующую на проводник с током в магнитном поле.
Движущиеся электрические заряды создают вокруг себя магнитные поля, которые распространяются в вакууме со скоростью света с. Если же заряд движется во внешнем магнитном поле, то происходит силовое взаимодействие магнитных полей, определяемое по закону Ампера. Процесс взаимодействия магнитных полей исследовался Лоренцем, который вывел формулу для расчета силы действующей со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу. Данная сила получила название силы Лоренца.
Таким образом, магнитное поле обладает следующими свойствами:
Действует на движущиеся заряды (электрический ток) – основное свойство
Доклад-сообщение Магнитное поле Земли 8 класс кратко, по физике
Наверное, каждому известно о том, что земля является огромных размеров магнит, при помощи которого образуется магнитное поле. Да и ученые доказали, что оно действительно существует. Кроме этого магнитное поле находится вокруг нашей планеты и защищает ее от различной радиации.
Немного попозже знаменитый и популярный Гильберт написал книгу, в которой объяснил, почему магнитное поле, почему так называется и как оно образовалось. А спустя еще некоторое время он все это доказал и показал при помощи специальных опытов. Для начала он выточил специальный шар. И когда стрелка, прикрепленная на магнит, приближается ближе к шару, то начинает вертеться.
Спустя еще некоторое время были созданы первые магнитные карты. Это происходит, потому что внутри ядра находится раскаленное железо. Именно оно и является прекрасным проводником электрического тока. Этот ток возникает внутри планеты. А вот магнитосфера защищает нашу планету от различных космических лучей, зараженных частиц и высокой энергии. Также она в некоторых случаях может влиять на погодные явления.
Спустя некоторое время Гильберту удалось доказать, что магнитное поле может меняться. А вот меняются они, потому что на всей планете имеются места, где находится огромное количество разных полезных ископаемых. Они могут быть кратковременными и долговременными. Вот именно так и происходят и образуются магнитные бури.
Кроме этого при помощи магнитного поля некоторые животные могут ориентироваться в пространстве. Морские бактерии стараются селиться в тех местах, где образуется магнитное поле. Насекомые наоборот стараются селиться в тех местах, где магнитное поле располагаются либо вдоль, либо поперек.
Совсем недавно учеными был доказан тот факт, что у многих птиц между глаз имеется тканевое поле. И благодаря нему они могут ориентироваться в пространстве.
Доклад Магнитное поле земли сообщение
О том, что наша планета есть огромный магнит, учеными доказано давно. Раз земной шар — это магнит, значит он должен создавать мощнейшее магнитное поле. Все мы знаем, что в компасе красная стрелка юг, а синяя это север. А как расположены магнитные полюсы планеты? Магнитные и географические полюса не совпадают, поэтому нужно запомнить, что на северном географическом полюсе находится южный магнитный полюс и на южном географическом полюсе находится северный магнитный полюс Земли. Магнитное поле имеет непосредственное отношение к ядру. Так как в составе земного ядра находится жидкое железо, в нем постоянно циркулируют токи, которые и создают магнитное поле.
Магнитное поле все время медленно меняется во времени. Изменение в расположении магнитных полюсов на противоположные происходит через большие интервалы времени и получили название; вековые вариации. Полюса изменяют свое расположение приблизительно каждые 150 тысяч лет. Кардинальное изменение положения полюсов относительно друг друга, было вестником больших катаклизмов на планете.
Но больше всего изменения происходят в магнитной сфере нашей планеты. Магнитосфера Земли – это пространство около поверхности земного шара, распространенное на 80 тыс. км к Солнцу и также в противоположную сторону. Магнитосфера ограждает поверхность планеты от вредных воздействий космоса, и влияет на погодные условия планеты. Большое количество заряженных частиц солнечного ветра попадает в магнитосферу Земли, это электроны и протоны, которые ионизируют верхние слои атмосферы. Происходит свечение, которые мы знаем, как северное сияние.
Магнитное поле защищает нашу Землю от воздействия солнечного ветра. Существует такое понятие Магнитные бури. Это изменение магнитного поля в течение нескольких часов, с последующим возвращением в прежнее состояние. Магнитные бури обычно начинаются неожиданно, по всей планете, и длятся от 7до 13 часов. За это время бури оказывают негативное влияние на самочувствие людей. На радиосвязь, электросвязь и т.д. От изменений, происходящих на солнце зависит мощность и регулярность магнитных бурь. Наряду с магнитными бурями есть еще магнитные аномалии. Которые в свою очередь зависят от магнитного поля Солнца. Взрывы и выбросы на Солнце, которые происходят из-за колебания солнечного магнитного поля, влияют на магнитное поле Земли. Возникают магнитные аномалии, которые происходят из-за нахождения железных руд в Земле. Месторождения руд намагничиваются и все предметы вокруг будут испытывать результат этой аномалии, стрелки компаса при этом будут показывать неправильное направление.
Люди давно используют магнитное поле Земли. Еще в 17 веке в судоходстве широко применяется компас. Не секрет, что магнитное поле Земли помогает существовать и осваиваться на ее территориях различным микроорганизмам. Например, морские бактерии размещаются на дне, в иле под определенным углом к магнитному полю. Это потому, что в них имеются небольшие магнитные частицы. При расположении, некоторые насекомые ориентируются на магнитное поле.
Птицы во время перелета также ориентируются на магнитное поле Земли. Не так давно орнитологи установили, что у пернатых в районе глаз имеется что-то, вроде крохотного компаса. Это кристаллики магнетита, которые намагничиваются. Ученные установили, что и на рост растений также оказывает влияние магнитное поле.
В нашей Солнечной системе, кроме Земли магнитное поле имеется у следующих планет; Меркурий, Сатурн, Юпитер, Марс.
6, 8, 9 класс кратко, по физике
Магнитное поле Земли
Популярные темы сообщений
Город с истинно великой историей. Легенда о возникновении города повествует нам о том, что его основали два брата – Словен и Рус. По легенде город носил первоначальное название Словенск. Первое упоминание о городе приходится на 6 век.
В истории мирового искусства особенно примечательна эпоха Возрождения, богатая прекрасными творческими талантами. Одним из них был итальянский художник Леонардо да Винчи, родившийся в окрестностях небольшого городка Винчи. В возрасте 14 лет он
Холодные воды морей и океанов омывают многие берега. На таких берегах обитают свои местные жители, различные животные и птицы. Среди всех животных особо выделяется тюлень. Тюлень поражает своей неторопливостью и внешним видом.
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Подобно тому, как покоящийся электрический заряд действует на другой заряд посредством электрического поля, электрический ток действует на другой ток посредством магнитного поля. Действие магнитного поля на постоянные магниты сводится к действию его на заряды, движущиеся в атомах вещества и создающие микроскопические круговые токи.
Учение об электромагнетизме основано на двух положениях:
- магнитное поле действует на движущиеся заряды и токи;
- магнитное поле возникает вокруг токов и движущихся зарядов.
Взаимодействие магнитов
Постоянный магнит (или магнитная стрелка) ориентируется вдоль магнитного меридиана Земли. Тот его конец, который указывает на север, называется северным полюсом (N), а противоположный конец — южным полюсом (S). Приближая два магнита друг к другу, заметим, что одноименные их полюсы отталкиваются, а разноименные — притягиваются ( рис. 1 ).
Если разделить полюса, разрезав постоянный магнит на две части, то мы обнаружим, что каждая из них тоже будет иметь два полюса, т. е. будет постоянным магнитом ( рис. 2 ). Оба полюса — северный и южный, — неотделимые друг от друга, равноправны.
Магнитное поле, создаваемое Землей или постоянными магнитами, изображается, подобно электрическому полю, магнитными силовыми линиями. Картину силовых линий магнитного поля какого-либо магнита можно получить, помещая над ним лист бумаги, на котором насыпаны равномерным слоем железные опилки. Попадая в магнитное поле, опилки намагничиваются — у каждой из них появляется северный и южный полюсы. Противоположные полюсы стремятся сблизиться друг с другом, но этому мешает трение опилок о бумагу. Если постучать по бумаге пальцем, трение уменьшится и опилки притянутся друг к другу, образуя цепочки, изображающие линии магнитного поля.
На рис. 3 показано расположение в поле прямого магнита опилок и маленьких магнитных стрелок, указывающих направление линий магнитного поля. За это направление принято направление северного полюса магнитной стрелки.
Опыт Эрстэда. Магнитное поле тока
В начале XIX в. датский ученый Эрстэд сделал важное открытие, обнаружив действие электрического тока на постоянные магниты. Он поместил длинный провод вблизи магнитной стрелки. При пропускании по проводу тока стрелка поворачивалась, стремясь расположиться перпендикулярно ему ( рис. 4 ). Это можно было объяснить возникновением вокруг проводника магнитного поля.
Магнитные силовые линии поля, созданного прямым проводником с током, представляют собой концентрические окружности, расположенные в перпендикулярной к нему плоскости, с центрами в точке, через которую проходит ток ( рис. 5 ). Направление линий определяется правилом правого винта:
Силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции B. В каждой точке он направлен по касательной к линии поля. Линии электрического поля начинаются на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных, а сила, действующая в этом поле на заряд, направлена по касательной к линии в каждой ее точке. В отличие от электрического, линии магнитного поля замкнуты, что связано с отсутствием в природе «магнитных зарядов».
Магнитное поле тока принципиально ничем не отличается от поля, созданного постоянным магнитом. В этом смысле аналогом плоского магнита является длинный соленоид — катушка из провода, длина которой значительно больше ее диаметра. Схема линий созданного им магнитного поля, изображенная на рис. 6 , аналогична таковой для плоского магнита ( рис. 3 ). Кружочками обозначены сечения провода, образующего обмотку соленоида. Токи, текущие по проводу от наблюдателя, обозначены крестиками, а токи противоположного направления — к наблюдателю — обозначены точками. Такие же обозначения приняты и для линий магнитного поля, когда они перпендикулярны плоскости чертежа ( рис. 7 а, б).
Направление тока в обмотке соленоида и направление линий магнитного поля внутри него также связаны правилом правого винта, которое в этом случае формулируется так:
Исходя из этого правила, легко сообразить, что у соленоида, изображенного на рис. 6 , северным полюсом служит правый его конец, а южным — левый.
Магнитное поле внутри соленоида является однородным — вектор магнитной индукции имеет там постоянное значение (B = const). В этом отношении соленоид подобен плоскому конденсатору, внутри которого создается однородное электрическое поле.
Сила, действующая в магнитном поле на проводник с током
Опытным путем было установлено, что на проводник с током в магнитном поле действует сила. В однородном поле прямолинейный проводник длиной l, по которому течет ток I, расположенный перпендикулярно вектору поля B, испытывает действие силы: F = I l B.
Направление силы определяется правилом левой руки:
Следует отметить, что сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, направлена не по касательной к его силовым линиям, подобно электрической силе, а перпендикулярна им. На проводник, расположенный вдоль силовых линий, магнитная сила не действует.
Уравнение F = IlB позволяет дать количественную характеристику индукции магнитного поля.
Отношение не зависит от свойств проводника и характеризует само магнитное поле.
Модуль вектора магнитной индукции B численно равен силе, действующей на расположенный перпендикулярно к нему проводник единичной длины, по которому течет ток силой один ампер.
В системе СИ единицей индукции магнитного поля служит тесла (Тл):
Магнитное поле. Таблицы, схемы, формулы
(Взаимодействие магнитов, опыт Эрстеда, вектор магнитной индукции, направление вектора, принцип суперпозиции. Графическое изображение магнитных полей, линии магнитной индукции. Магнитный поток, энергетическая характеристика поля. Магнитные силы, сила Ампера, сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Магнитные свойства вещества, гипотеза Ампера)
Дополнительные материалы по теме: Электромагнитные явления
Конспект по теме «Магнитное поле. Теория, формулы, схемы».
Оценка статьи:
Загрузка...
|
, которая измеряется в Теслах [Тл].
, который измеряется в Веберах [Вб].
– напряженность магнитного поля [А/м]
, Гн/м (Генри/метр).
Следует отметить, что сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, направлена не по касательной к его силовым линиям, подобно электрической силе, а перпендикулярна им. На проводник, расположенный вдоль силовых линий, магнитная сила не действует.
не зависит от свойств проводника и характеризует само магнитное поле.
