Les choses simples ont toujours une histoire complexe. Découvrons plus en détail ce qu'un aimant cache en lui-même ?

Aimant dans le monde antique

Les premiers gisements de magnétite ont été découverts sur le territoire la Grèce moderne, dans la zone Magnésie. C'est ainsi qu'est né le nom « aimant » : abréviation de « pierre de magnésie ». À propos, la région elle-même porte le nom de la tribu des Aimants, qui, à leur tour, tirent leur nom du héros mythique Magnet, fils du dieu Zeus et Phyia.

Bien entendu, une explication aussi prosaïque de l’origine du nom n’a pas satisfait les esprits. Et une légende a été inventée à propos d'un berger nommé Magnus. On raconte qu'il voyageait avec ses moutons et découvrit soudain que la pointe de fer de son bâton et les clous de ses chaussures étaient collés à une étrange pierre noire. C'est ainsi que l'aimant a été découvert.

Fait intéressant de l'histoire des aimants. Les cendres du prophète Mahomet sont conservées dans un coffre en fer et se trouvent dans une grotte avec un plafond magnétique, c'est pourquoi le coffre est constamment suspendu dans les airs sans support supplémentaire. Certes, seul un fervent musulman qui fait un pèlerinage au temple de la Kaaba peut en être convaincu. Mais les anciens prêtres païens utilisaient souvent cette technique pour accomplir un miracle.

Aimant dans la nature : gisement de minerai de fer de Kurzhunkul, Kazakhstan

Expérience "Le cercueil de Mahomet"

Histoire des aimants dans l'Amérique ancienne

N'oublie pas ça histoire ancienne développé sur plusieurs continents. Aimant dans Amérique centraleétait peut-être connu encore plus tôt qu'en Eurasie. Sur le territoire du moderne Guatemala Des « gros garçons » ont été trouvés - symbole de satiété et de fertilité - constitués de roches magnétiques.

Les Indiens fabriquaient des images de tortues à tête magnétique. Puisque la tortue peut naviguer selon les directions cardinales, c’était symbolique.

"Fat boys" de roches magnétiques

"Fat boys" de roches magnétiques

Aimant au Moyen Âge

On a pensé en Chine à utiliser un aimant comme indicateur des directions cardinales, mais personne n'a réussi à le faire. recherche théorique sur ce thème.

Et ici travaux scientifiques Les scientifiques européens du Moyen Âge n’ont pas ignoré l’aimant. En 1260, Marco Polo a apporté un aimant de Chine en Europe – et c'est parti. Peter Peregrinus a publié le « Livre de l'aimant » en 1296, qui décrivait une propriété d'un aimant comme polarité. Peter a découvert que les pôles d’un aimant peuvent s’attirer et se repousser.

En 1300 Jean de Gira créa première boussole, facilitant la vie des voyageurs et des marins. Cependant, plusieurs scientifiques se battent pour l'honneur d'être considérés comme les inventeurs de la boussole. Par exemple, les Italiens croient fermement que leur compatriote Flavio Gioia a été le premier à inventer une boussole.

En 1600, l'ouvrage "Sur l'aimant, les corps magnétiques et le grand aimant - la Terre". Nouvelle physiologie, prouvée par de nombreux arguments et expériences », le médecin anglais William Gilbert a repoussé les limites des connaissances sur ce sujet. Il est devenu connu que le chauffage peut affaiblir un aimant et que les raccords en fer peuvent renforcer les pôles. Il s’est également avéré que la Terre elle-même est un énorme aimant.

Au fait, je suis curieux d'où vient ce nom "tempête magnétique". Il s’avère qu’il y a des jours où l’aiguille de la boussole cesse de pointer vers le nord et commence à tourner de manière aléatoire. Cela peut durer plusieurs heures, voire plusieurs jours. Puisque les marins ont été les premiers à découvrir ce phénomène, ils l'ont magnifiquement surnommé : une tempête magnétique.

Aimant dans les temps modernes et de nos jours

La véritable avancée s’est produite en 1820. Comme toutes les grandes découvertes, cela s’est produit par hasard. C'est juste qu'un professeur d'université, Hans Christian Oersted, a décidé de démontrer aux étudiants lors d'un cours qu'il n'y a pas de lien entre l'électricité et un aimant, qu'ils ne s'influencent pas mutuellement. Pour ce faire, le physicien a allumé un courant électrique à côté de l’aiguille magnétique. Grand fut son choc lorsque l'aiguille s'écarta ! Cela nous a permis d'ouvrir connexion entre l'électricité et les champs magnétiques. La science a donc fait un grand pas en avant.

Comprenons ensemble ce qu'est un champ magnétique. Après tout, beaucoup de gens vivent dans ce domaine toute leur vie sans même y penser. Il est temps de le réparer !

Un champ magnétique

Un champ magnétique – type particulier matière. Elle se manifeste par l'action sur les charges électriques en mouvement et sur les corps qui ont leur propre moment magnétique(aimants permanents).

Important : le champ magnétique n’affecte pas les charges stationnaires ! Un champ magnétique est également créé par le déplacement de charges électriques, par un champ électrique variable dans le temps ou par les moments magnétiques des électrons dans les atomes. Autrement dit, tout fil à travers lequel circule le courant devient également un aimant !

Un corps qui possède son propre champ magnétique.

Un aimant possède des pôles appelés nord et sud. Les désignations « nord » et « sud » sont données uniquement à titre de commodité (comme « plus » et « moins » en électricité).

Le champ magnétique est représenté par forces de sécurité lignes magnétiques . Les lignes de force sont continues et fermées, et leur direction coïncide toujours avec la direction d'action des forces de terrain. Si des copeaux métalliques sont dispersés autour d'un aimant permanent, les particules métalliques montreront une image claire des lignes de force. champ magnétique, quittant le nord et entrant dans le pôle sud. Caractéristique graphique du champ magnétique - les lignes électriques.

Caractéristiques du champ magnétique

Les principales caractéristiques du champ magnétique sont induction magnétique, Flux magnétique Et perméabilité magnétique. Mais parlons de tout dans l'ordre.

Notons immédiatement que toutes les unités de mesure sont données dans le système SI.

Induction magnétique B – vecteur quantité physique, qui est la principale force caractéristique du champ magnétique. Désigné par la lettre B . Unité de mesure de l’induction magnétique – Tesla (T).

L'induction magnétique montre l'intensité du champ en déterminant la force qu'il exerce sur une charge. Cette force est appelée Force de Lorentz.

Ici q - charge, v - sa vitesse dans un champ magnétique, B - l'induction, F - Force de Lorentz avec laquelle le champ agit sur la charge.

F– une grandeur physique égale au produit de l'induction magnétique par l'aire du circuit et le cosinus entre le vecteur induction et la normale au plan du circuit traversé par le flux. Le flux magnétique est une caractéristique scalaire d'un champ magnétique.

On peut dire que le flux magnétique caractérise le nombre de lignes d'induction magnétique pénétrant une unité de surface. Le flux magnétique est mesuré en Weberach (Wb).

Perméabilité magnétique– coefficient déterminant Propriétés magnétiques environnement. L'un des paramètres dont dépend l'induction magnétique d'un champ est la perméabilité magnétique.

Notre planète est un immense aimant depuis plusieurs milliards d’années. L'induction du champ magnétique terrestre varie en fonction des coordonnées. À l’équateur, elle est d’environ 3,1 fois 10 puissance moins cinq de Tesla. De plus, il existe des anomalies magnétiques où la valeur et la direction du champ diffèrent considérablement de celles des zones voisines. Certaines des plus grandes anomalies magnétiques de la planète - Koursk Et Anomalies magnétiques brésiliennes.

L’origine du champ magnétique terrestre reste encore un mystère pour les scientifiques. On suppose que la source du champ est le noyau de métal liquide de la Terre. Le noyau est en mouvement, ce qui signifie que l'alliage fer-nickel fondu est en mouvement, et le mouvement des particules chargées est le courant électrique qui génère le champ magnétique. Le problème est que cette théorie ( géodynamo) n'explique pas comment le champ reste stable.

La Terre est un énorme dipôle magnétique. Les pôles magnétiques ne coïncident pas avec les pôles géographiques, bien qu'ils soient très proches. De plus, les pôles magnétiques terrestres bougent. Leur déplacement est enregistré depuis 1885. Par exemple, au cours des cent dernières années, le pôle magnétique de Hémisphère sud s'est déplacé de près de 900 kilomètres et se situe désormais dans l'océan Austral. Le pôle de l'hémisphère arctique se déplace à travers l'océan Arctique jusqu'à l'anomalie magnétique de la Sibérie orientale ; sa vitesse de déplacement (selon les données de 2004) était d'environ 60 kilomètres par an. Il y a maintenant une accélération du mouvement des pôles - en moyenne, la vitesse augmente de 3 kilomètres par an.

Quelle est l’importance du champ magnétique terrestre pour nous ? Tout d’abord, le champ magnétique terrestre protège la planète des rayons cosmiques et du vent solaire. Les particules chargées provenant de l'espace lointain ne tombent pas directement sur le sol, mais sont déviées par un aimant géant et se déplacent le long de ses lignes de force. Ainsi, tous les êtres vivants sont protégés des radiations nocives.

Plusieurs événements se sont produits au cours de l’histoire de la Terre. inversion(changements) pôles magnétiques. Inversion des pôles- c'est à ce moment-là qu'ils changent de place. Dernière fois ce phénomène s'est produit il y a environ 800 mille ans, et au total il y a eu plus de 400 inversions géomagnétiques dans l'histoire de la Terre. Certains scientifiques estiment que, compte tenu de l'accélération observée du mouvement des pôles magnétiques, il faut s'attendre à la prochaine inversion des pôles dans les prochains milliers d'années.

Heureusement, aucun changement de pôle n’est encore attendu au cours de notre siècle. Cela signifie que vous pouvez penser à des choses agréables et profiter de la vie dans le bon vieux champ constant de la Terre, après avoir pris en compte les propriétés et caractéristiques fondamentales du champ magnétique. Et pour que vous puissiez le faire, il y a nos auteurs, à qui vous pouvez confier en toute confiance certains des soucis pédagogiques ! et d'autres types de travaux que vous pouvez commander en utilisant le lien.

Un des premiers dessins d'un champ magnétique (René Descartes, 1644). Bien que les aimants et le magnétisme aient été connus bien plus tôt, l'étude du champ magnétique a commencé en 1269, lorsque les Français le scientifique Pierre Peregrine (Chevalier Pierre de Méricourt) a marqué le champ magnétique sur la surface d'un aimant sphérique à l'aide d'aiguilles en acier et a déterminé que les lignes de champ magnétique résultantes se coupaient en deux points, qu'il appelait « pôles » par analogie avec les pôles de la Terre. Près de trois siècles plus tard, William Gilbert Colchester utilisa les travaux de Peter Peregrinus et affirma pour la première fois de manière définitive que la Terre elle-même était un aimant. Publiée en 1600, l'œuvre de Gilbert "De Magnétique", a jeté les bases du magnétisme en tant que science.

En 1750, John Michell affirmait que les pôles magnétiques s'attirent et se repoussent selon la loi du carré inverse. Charles-Augustin de Coulomb a testé expérimentalement cette affirmation en 1785 et a déclaré directement que les pôles Nord et Sud ne pouvaient être séparés. A partir de cette force existant entre les pôles, Siméon Denis Poisson (1781-1840) crée le premier modèle réussi du champ magnétique, qu'il présente en 1824. Dans ce modèle, le champ magnétique H est produit par des pôles magnétiques et le magnétisme se produit en raison de plusieurs paires (nord/sud) de pôles magnétiques (dipôles).

Trois découvertes consécutives ont remis en question cette « base du magnétisme ». Tout d’abord, en 1819, Hans Christian Oersted découvre que le courant électrique crée un champ magnétique autour de lui. Puis, en 1820, André-Marie Ampère montra que les fils parallèles transportant du courant dans le même sens s'attirent. Enfin, Jean-Baptiste Biot et Félix Savart ont découvert en 1820 une loi appelée loi de Biot-Savart-Laplace, qui prédisait correctement le champ magnétique autour de tout fil sous tension.

Développant ces expériences, Ampère publia son propre modèle réussi de magnétisme en 1825. Il y montre l'équivalence courant électrique dans les aimants, et au lieu des dipôles de charges magnétiques du modèle de Poisson, il a proposé l'idée que le magnétisme est associé à des boucles de courant circulant constamment. Cette idée expliquait pourquoi la charge magnétique ne pouvait pas être isolée. De plus, Ampère a dérivé la loi qui porte son nom, qui, comme la loi de Biot-Savart-Laplace, décrit correctement le champ magnétique créé par le courant continu, et le théorème sur la circulation du champ magnétique a également été introduit. Toujours dans cet ouvrage, Ampère a inventé le terme « électrodynamique » pour décrire la relation entre l'électricité et le magnétisme. En 1831, Michael Faraday découvre l’induction électromagnétique lorsqu’il découvre qu’un champ magnétique alternatif produit de l’électricité. Il a créé une définition de ce phénomène, connue sous le nom de loi induction électromagnétique Faraday. Plus tard, Franz Ernst Neumann prouva que pour un conducteur en mouvement dans un champ magnétique, l'induction est une conséquence de la loi d'Ampère. Parallèlement, il introduit le potentiel vectoriel Champ électromagnétique qui s'est avéré plus tard équivalent au mécanisme de base proposé par Faraday. En 1850, Lord Kelvin, alors connu sous le nom de William Thomson, identifia la différence entre les deux champs magnétiques comme suit : H Et B. Le premier était applicable au modèle de Poisson et le second au modèle d’induction Ampère. De plus, il a publié comme H Et B connectés les uns aux autres. Entre 1861 et 1865, James Clerk Maxwell développa et publia les équations de Maxwell, qui expliquaient et unifiaient l'électricité et le magnétisme dans la physique classique. Le premier ensemble de ces équations a été publié dans un article en 1861 intitulé "Sur les lignes de force physiques". Ces équations se sont révélées valides, bien qu'incomplètes. Maxwell a complété ses équations dans ses travaux ultérieurs de 1865. "Théorie dynamique du champ électromagnétique" et déterminé que la lumière est ondes électromagnétiques. Heinrich Hertz a confirmé expérimentalement ce fait en 1887. Bien que la force du champ magnétique d'un véhicule en mouvement impliquée dans la loi d'Ampère charge électrique n'a pas été explicitement indiqué, en 1892 Hendrik Lorentz l'a dérivé des équations de Maxwell. Dans le même temps, la théorie classique de l’électrodynamique était pratiquement achevée.

Le XXe siècle a élargi les perspectives sur l’électrodynamique, grâce à l’émergence de la théorie de la relativité et de la mécanique quantique. Albert Einstein, dans son article de 1905 établissant sa théorie de la relativité, a montré que les champs électriques et magnétiques font partie du même phénomène vu dans différents cadres de référence – une expérience de pensée qui a finalement aidé Einstein à développer théorie spéciale relativité. Enfin, mécanique quantique a été combiné avec l’électrodynamique pour former l’électrodynamique quantique (QED).

Convertir le magnétisme en électricité

Induction électromagnétique

9e année

Cours de base

RÉPÉTER

1. Qu'est-ce qu'un champ magnétique ?

2. Quelles sont ses principales propriétés ?

3. Comment est représenté un champ magnétique ?

4. Quelle relation existe-t-il entre le courant électrique et le champ magnétique ?

5. Quelles sont les lignes de champ magnétique d’un conducteur droit transportant du courant ?

6. Que peut-on déterminer à l’aide de la règle de la vrille ?

7. Comment les lignes de champ magnétique d’un aimant permanent sont-elles dirigées ?

TEST

1. Le champ magnétique n’existe pas…

a) autour de l'aimant b) autour de particules chargées en mouvement d) autour d'un conducteur avec du courant d) autour des charges fixes

2) Qui a été le premier scientifique à prouver qu’il existe un champ magnétique autour d’un conducteur porteur de courant ?

a) Archimède b)Newton c) Örsted d) Ohm

TEST

3) Lignes de champ magnétique dans l'espace à l'extérieur d'un aimant permanent...

a) commence au pôle nord de l’aimant et se termine au pôle sud. b) commence au pôle sud de l'aimant et se termine au pôle nord. c) commencer au pôle nord de l'aimant et aller vers l'infini.

d) commencer au pôle sud de l'aimant et aller vers l'infini.

TEST

5) Pour augmenter le flux magnétique (voir figure), il vous faut :

a) remplacer le cadre en aluminium par un en fer b) relever le cadre c) prendre un aimant plus faible d) renforcer le champ magnétique

6) Le conducteur de courant est situé perpendiculairement au plan de la tôle, le courant est dirigé loin de nous. Sélectionnez une image illustrant le champ magnétique d’un tel conducteur porteur de courant.

Les expériences de Faraday (démonstration d'expérience)

Déterminez le modèle dans les expériences.

La règle de Lenz

• Le courant induit apparaissant dans un circuit fermé avec son champ magnétique neutralise le changement Flux magnétique par lequel il est causé.

0), ou diminue (ΔФ 3. Réglez la direction des lignes d'induction magnétique " du champ magnétique du courant induit. Selon la règle de Lenz, ces lignes doivent être dirigées à l'opposé des lignes d'induction magnétique B à ΔФ 0 et ont la même direction qu'eux en ΔФ 4. Connaissant la direction des lignes d'induction magnétique ", trouvez la direction du courant d'induction à l'aide de la règle de la vrille. " width="640"

1. Déterminer la direction des lignes d'induction magnétique  champ magnétique externe.

2. Découvrez si le flux du vecteur induction magnétique de ce champ à travers la surface limitée par le contour (ΔФ 0) augmente ou diminue (ΔФ

3. Réglez la direction des lignes d'induction magnétique " du champ magnétique du courant induit. Ces lignes doivent être, selon la règle de Lenz, dirigées à l'opposé des lignes d'induction magnétique B à ΔФ 0 et avoir la même direction que eux à ΔФ

4. Connaissant la direction des lignes d'induction magnétique ", trouvez la direction du courant d'induction à l'aide de la règle de la vrille.

Application de l'induction électromagnétique

Synchrophasotrons

Diffusion

Magnétothérapie

Débitmètres

Transformateurs

Générateurs

FIXATION

• 1. Qui a été le premier à produire du courant électrique à l’aide d’un champ magnétique ?
• 1) Sh. Pendentif 2) A. Ampère 3) M. Faraday 4) N.Tesla

• 2. Quel est le nom du phénomène d'apparition d'un courant électrique dans un circuit fermé lorsque le flux magnétique à travers le circuit change ?

• 1) Magnétisation
• 2) Électrolyse
• 3) induction électromagnétique
• 4) Résonance

• 3. Deux bobines identiques sont connectées aux galvanomètres. Une bande magnétique est insérée dans la bobine A et la même bande magnétique est retirée de la bobine B. Dans quelle(s) bobine(s) le galvanomètre détectera-t-il le courant induit ?

• 4. Un aimant est poussé dans l'anneau métallique pendant les deux premières secondes, pendant les deux secondes suivantes, l'aimant reste immobile à l'intérieur de l'anneau et pendant les deux secondes suivantes, il est retiré de l'anneau. À quels intervalles de temps le courant circule-t-il dans la bobine ?
• 1) 0-6 s 2) 0-2 s et 4-6 s 3) 2-4 s 4) Seulement 0-2 s

• 1) Uniquement dans la bobine A
• 2) Uniquement dans la bobine B
• 3) Dans les deux bobines
• 4) Aucune des bobines

• 5. Une fois qu'une bande magnétique tombe à travers un anneau métallique fixe pôle Sud vers le bas, et la deuxième fois - avec le pôle nord vers le bas. Courant de sonnerie

• 6. Deux anneaux métalliques immobiles identiques reposent sur une table horizontale à une grande distance l'un de l'autre. Deux barres magnétiques tombent avec leurs pôles nord vers le bas, de sorte que l'un touche le centre du premier anneau et que le second tombe à côté du deuxième anneau. Avant que les aimants ne frappent, le courant

• 1) se produit dans les deux cas
• 2) ne se produit dans aucun des cas
• 3) ne se produit que dans le premier cas
• 4) ne se produit que dans le deuxième cas

• 1) se produit dans les deux anneaux
• 3) se produit uniquement dans le premier anneau

• 7. Deux anneaux métalliques immobiles identiques reposent sur une table horizontale à une grande distance l'un de l'autre. Un aimant suspendu à un fil oscille au-dessus du premier. Au-dessus du deuxième anneau, un aimant suspendu par un ressort oscille de haut en bas. Le point de suspension du fil et du ressort est situé au-dessus des centres des anneaux. Le courant 1) se produit uniquement dans le premier anneau
• 2) se produit uniquement dans le deuxième anneau
• 3) se produit dans les deux anneaux
• 4) n’apparaît dans aucun des anneaux

• 8. Une fois l'anneau tombe sur une bande magnétique verticale pour qu'il s'y adapte, une deuxième fois pour qu'il passe devant. Le plan de l'anneau dans les deux cas est horizontal.

• Le courant dans l'anneau se produit

• 1) dans les deux cas
• 2) dans aucun des cas
• 3) seulement dans le premier cas
• 4) seulement dans le deuxième cas

• 9. L'anneau conducteur solide est d'abord déplacé vers le haut depuis sa position initiale par rapport à la bande magnétique (voir figure), puis depuis la même position initiale, il est déplacé vers le bas.

• 10. L'anneau conducteur avec une coupe est élevé vers la bande magnétique (voir figure) et l'anneau conducteur solide est décalé vers la droite.

• Courant d'induction dans l'anneau

• Dans ce cas, le courant d'induction

• 1) ne coule que dans le premier cas
• 2) ne coule que dans le deuxième cas
• 3) coule dans les deux cas
• 4) dans les deux cas ça ne coule pas

• 1) coule dans les deux cas
• 2) dans les deux cas ça ne coule pas
• 3) ne coule que dans le premier cas
• 4) ne coule que dans le deuxième cas

Réponses au test

• 10-4

Les champs magnétiques existent dans la nature et peuvent être créés artificiellement. L'homme les a remarqués caractéristiques utiles, que j'ai appris à utiliser dans Vie courante. Quelle est la source du champ magnétique ?

Comment s'est développée la doctrine du champ magnétique

Les propriétés magnétiques de certaines substances ont été remarquées dans l'Antiquité, mais leur étude a réellement commencé en l'Europe médiévale. Utiliser petit aiguilles en acier, un scientifique de France Peregrine a découvert l'intersection des lignes de force magnétique en certains points - les pôles. Seulement trois siècles plus tard, guidé par cette découverte, Gilbert continua à l'étudier et défendit par la suite son hypothèse selon laquelle la Terre possède son propre champ magnétique.

Le développement rapide de la théorie du magnétisme a commencé au début du XIXe siècle, lorsqu'Ampère a découvert et décrit l'influence champ électrique sur l’émergence du magnétique, et la découverte par Faraday de l’induction électromagnétique ont également établi une relation inverse.

Qu'est-ce qu'un champ magnétique

Un champ magnétique se manifeste par un effet de force sur des charges électriques en mouvement ou sur des corps qui ont un moment magnétique.

1. Conducteurs à travers lesquels passe le courant électrique ;
2. Aimants permanents;
3. Changement de champ électrique.

La cause fondamentale de l'apparition d'un champ magnétique est identique pour toutes les sources : les microcharges électriques - électrons, ions ou protons - ont leur propre moment magnétique ou sont en mouvement directionnel.

Important! Les champs électriques et magnétiques se génèrent mutuellement et évoluent avec le temps. Cette relation est déterminée par les équations de Maxwell.

Caractéristiques du champ magnétique

Les caractéristiques du champ magnétique sont :

1. Flux magnétique, une quantité scalaire qui détermine le nombre de lignes de champ magnétique traversant une section transversale donnée. Désigné par la lettre F. Calculé à l'aide de la formule :

F = B x S x cos α,

où B est le vecteur induction magnétique, S est la section, α est l'angle d'inclinaison du vecteur par rapport à la perpendiculaire tracée au plan de section. Unité de mesure – Weber (Wb) ;

1. Le vecteur induction magnétique (B) montre la force agissant sur les porteurs de charge. Il est pointé sur le côté pôle Nord, là où pointe une aiguille magnétique ordinaire. L'induction magnétique est mesurée quantitativement en Tesla (T) ;
2. Tension MF (N). Déterminé par la perméabilité magnétique environnements différents. Dans le vide, la perméabilité est considérée comme l’unité. La direction du vecteur tension coïncide avec la direction de l’induction magnétique. Unité de mesure – A/m.

Comment représenter un champ magnétique

Il est facile de voir les manifestations d’un champ magnétique en prenant l’exemple d’un aimant permanent. Il possède deux pôles et selon l'orientation les deux aimants s'attirent ou se repoussent. Le champ magnétique caractérise les processus qui se produisent lors de ceci :

1. Le MP est mathématiquement décrit comme un champ vectoriel. Il peut être construit au moyen de nombreux vecteurs d'induction magnétique B, dont chacun est dirigé vers le pôle nord de l'aiguille de la boussole et a une longueur dépendant de la force magnétique ;
2. Une autre façon de représenter cela consiste à utiliser des lignes de champ. Ces lignes ne se croisent jamais, ne commencent ni ne s’arrêtent nulle part, formant des boucles fermées. Les lignes MF sont regroupées en zones avec une localisation plus fréquente, où le champ magnétique est le plus fort.

Important! La densité des lignes de champ indique la force du champ magnétique.

Bien que la MF ne soit pas réellement visible, les lignes de champ sont faciles à visualiser. monde réel, en plaçant de la limaille de fer dans le MP. Chaque particule se comporte comme un petit aimant doté d’un pôle nord et sud. Le résultat est un motif similaire aux lignes de force. Une personne n'est pas capable de ressentir l'impact du MP.

Mesure du champ magnétique

Puisqu'il s'agit d'une quantité vectorielle, il existe deux paramètres pour mesurer MF : la force et la direction. La direction peut être facilement mesurée à l'aide d'une boussole connectée au terrain. Un exemple est une boussole placée dans le champ magnétique terrestre.

Mesurer d’autres caractéristiques est beaucoup plus difficile. Les magnétomètres pratiques ne sont apparus qu’au XIXe siècle. La plupart d’entre eux fonctionnent en utilisant la force ressentie par l’électron lorsqu’il se déplace le long du MP.

La mesure très précise de petits champs magnétiques est devenue pratiquement réalisable depuis la découverte en 1988 de la magnétorésistance géante dans les matériaux en couches. Cette découverte en physique fondamentale a été rapidement appliquée à la technologie des disques durs magnétiques pour le stockage de données dans les ordinateurs, conduisant à une multiplication par mille de la capacité de stockage en quelques années seulement.

Dans les systèmes de mesure généralement acceptés, MP est mesuré en tests (T) ou en gauss (G). 1 T = 10 000 Gs. Gauss est souvent utilisé car Tesla représente un champ trop grand.

Intéressant. Un petit aimant sur un réfrigérateur crée un champ magnétique égal à 0,001 Tesla, et le champ magnétique terrestre est en moyenne de 0,00005 Tesla.

La nature du champ magnétique

Le magnétisme et les champs magnétiques sont des manifestations de la force électromagnétique. Il y en a deux moyens possibles, comment organiser la charge énergétique en mouvement et, par conséquent, le champ magnétique.

La première consiste à connecter le fil à une source de courant, un MF se forme autour de lui.

Important!À mesure que le courant (le nombre de charges en mouvement) augmente, le MP augmente proportionnellement. Au fur et à mesure que l'on s'éloigne du fil, le champ diminue en fonction de la distance. Ceci est décrit par la loi d'Ampère.

Certains matériaux ayant une perméabilité magnétique plus élevée sont capables de concentrer les champs magnétiques.

Le champ magnétique étant un vecteur, il faut déterminer sa direction. Pour un courant ordinaire circulant dans un fil droit, la direction peut être trouvée à l’aide de la règle de la main droite.

Pour utiliser la règle, vous devez imaginer que le fil est enroulé autour main droite, et le pouce indique la direction du courant. Ensuite, les quatre doigts restants montreront la direction du vecteur induction magnétique autour du conducteur.

La deuxième façon de créer un champ magnétique consiste à utiliser le fait que dans certaines substances apparaissent des électrons qui ont leur propre moment magnétique. Voici comment fonctionnent les aimants permanents :

1. Bien que les atomes possèdent souvent de nombreux électrons, ils se lient principalement de sorte que le champ magnétique total de la paire s’annule. On dit que deux électrons ainsi appariés ont un spin opposé. Par conséquent, pour magnétiser quelque chose, vous avez besoin d’atomes possédant un ou plusieurs électrons ayant le même spin. Par exemple, le fer possède quatre de ces électrons et convient à la fabrication d’aimants ;
2. Les milliards d’électrons présents dans les atomes peuvent être orientés de manière aléatoire, et il n’y aura pas de MF globale, quel que soit le nombre d’électrons non appariés que possède le matériau. Il doit être stable à basse température pour fournir une orientation globale préférée des électrons. Une perméabilité magnétique élevée provoque la magnétisation de ces substances dans certaines conditions en dehors de l'influence des champs magnétiques. Ce sont des ferromagnétiques ;
3. D'autres matériaux peuvent présenter des propriétés magnétiques en présence d'un champ magnétique externe. Le champ externe sert à aligner tous les spins électroniques, qui disparaissent une fois le MF supprimé. Ces substances sont paramagnétiques. Le métal d’une porte de réfrigérateur est un exemple de matériau paramagnétique.

La terre peut être représentée sous la forme de plaques de condensateur dont la charge a le signe opposé : « moins » - à la surface de la terre et « plus » – dans l’ionosphère. Entre eux, il y a de l'air atmosphérique comme espaceur isolant. Le condensateur géant maintient une charge constante grâce à l'influence de la MF terrestre. En utilisant ces connaissances, vous pouvez créer un système permettant d'obtenir de l'énergie électrique à partir du champ magnétique terrestre. Certes, le résultat sera des valeurs de tension faibles.

Devoir prendre:

• dispositif de mise à la terre ;
• le fil ;
• Transformateur Tesla capable de générer des oscillations à haute fréquence et de créer une décharge corona, ionisant l'air.

La bobine Tesla agira comme un émetteur d’électrons. L'ensemble de la structure est connecté entre eux et pour assurer une différence de potentiel suffisante, le transformateur doit être élevé à une hauteur considérable. Ainsi, il sera créé circuit électrique, à travers lequel circulera un petit courant. Obtenir un grand nombre de l'électricité n'est pas possible avec cet appareil.

L’électricité et le magnétisme dominent de nombreux mondes qui nous entourent, depuis les processus naturels les plus fondamentaux jusqu’aux appareils électroniques de pointe.

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