Az egyszerű dolgoknak mindig összetett története van. Nézzük meg részletesebben, mit rejt magában egy mágnes?

Mágnes az ókori világban

A területen fedezték fel az első magnetit lelőhelyeket modern Görögország, területen Magnisia. Így keletkezett a „mágnes” név: a „kő Magnéziából” rövidítése. Egyébként maga a régió a mágnesek törzséről kapta a nevét, ők pedig a mitikus hősről, Magnetről, Zeusz és Phyia isten fiáról kapták a nevüket.

Természetesen a név eredetének ilyen prózai magyarázata nem elégítette ki az emberek elméjét. És egy legendát találtak ki egy Magnus nevű pásztorról. Azt mondták, hogy a juhaival utazott, és hirtelen felfedezte, hogy botjának vashegye és a cipőjében lévő szögek egy furcsa fekete kőhöz ragadtak. Így fedezték fel a mágnest.

Érdekes tény a mágnesek történetéből. Mohamed próféta hamvait egy vasládában tartják, és egy mágneses mennyezetű barlangban helyezik el, ezért a láda folyamatosan lóg a levegőben további támasz nélkül. Igaz, erről csak az a hithű muszlim győződhet meg, aki elzarándokol a Kába-templomba. De az ókori pogány papok gyakran használták ezt a technikát a csoda végrehajtására.

Mágnes a természetben: Kurzhunkul vasérc lelőhely, Kazahsztán

Kísérlet "Mohamed koporsója"

A mágnesek története az ókori Amerikában

Ne felejtsd el ókori történelem több kontinensen alakult ki. Mágnes be Közép-Amerika talán még korábban ismerték, mint Eurázsiában. A modern területén Guatemala Mágneses sziklákból „kövér fiúkat” találtak - a jóllakottság és a termékenység szimbólumát.

Az indiánok mágneses fejű teknősökről készítettek képeket. Mivel a teknős képes navigálni a fő irányok szerint, ez szimbolikus volt.

"Kövér fiúk" mágneses sziklákból

"Kövér fiúk" mágneses sziklákból

Mágnes a középkorban

Kínában úgy gondolták, hogy mágnest használnak a fő irányok jelzőjeként, de senki sem elméleti kutatás erről a témáról.

És itt tudományos munkák Az európai középkori tudósok nem hagyták figyelmen kívül a mágnest. 1260-ban Marco Polo mágnest hozott Kínából Európába – és indulunk. Peter Peregrinus 1296-ban adta ki a „Mágnes könyvét”, amely a mágnes olyan tulajdonságát írta le, mint pl. polaritás. Péter felfedezte, hogy a mágnes pólusai vonzhatnak és taszíthatnak.

1300-ban Girai János megalkotta első iránytű, megkönnyítve az utazók és tengerészek életét. Számos tudós azonban harcol azért a megtiszteltetésért, hogy az iránytű feltalálójának tekintsék. Például az olaszok szilárdan hisznek abban, hogy honfitársuk, Flavio Gioia volt az első, aki feltalálta az iránytűt.

1600-ban megjelent a „A mágnesről, a mágneses testekről és a nagy mágnesről – a Földről” című mű. Új fiziológia, sok érvvel és kísérlettel bizonyított” – tágította ki az e tárgykörben ismereteinek határait William Gilbert angol orvos. Ismertté vált, hogy a fűtés gyengítheti a mágnest, a vasidomok pedig megerősíthetik a pólusokat. Az is kiderült, hogy maga a Föld egy hatalmas mágnes.

Egyébként kíváncsi vagyok, honnan jött a név "mágneses vihar". Kiderült, hogy vannak olyan napok, amikor az iránytű tűje nem mutat észak felé, hanem véletlenszerűen forogni kezd. Ez több óráig, sőt több napig is eltarthat. Mivel a tengerészek fedezték fel először ezt a jelenséget, gyönyörűen elnevezték a jelenséget: mágneses vihar.

Mágnes a modern időkben és napjainkban

Az igazi áttörés 1820-ban következett be. Mint minden nagy felfedezés, ez is véletlenül történt. Hanem arról van szó, hogy egy egyetemi tanár, Hans Christian Oersted úgy döntött, egy előadás során bebizonyítja a hallgatóknak, hogy nincs kapcsolat az elektromosság és a mágnes között, nem befolyásolják egymást. Ehhez a fizikus a mágnestű mellett elektromos áramot kapcsolt be. Nagy volt a döbbenete, amikor a tű kicsúszott! Ez lehetővé tette számunkra a nyitást kapcsolat az elektromosság és a mágneses mezők között. A tudomány tehát hatalmas ugrást tett előre.

Nézzük meg együtt, mi az a mágneses tér. Hiszen sokan egész életükben ezen a területen élnek, és nem is gondolnak rá. Ideje megjavítani!

Mágneses mező

Mágneses mező – különleges fajtaügy. Megnyilvánul a mozgó elektromos töltésekre és testekre gyakorolt ​​hatásban, amelyeknek megvannak a maguk mágneses momentum(állandó mágnesek).

Fontos: a mágneses tér nem befolyásolja az álló töltéseket! Mágneses mezőt mozgó elektromos töltések, vagy időben változó elektromos tér, vagy az atomokban lévő elektronok mágneses momentumai is létrehoznak. Vagyis minden vezeték, amelyen áram folyik, szintén mágnessé válik!

Egy test, amelynek saját mágneses tere van.

A mágnesnek északi és déli pólusai vannak. Az "északi" és a "déli" megjelölés csak a kényelem kedvéért van megadva (például a "plusz" és a "mínusz" az elektromosságban).

A mágneses teret a biztonsági erők mágneses vonalak . Az erővonalak folytonosak és zártak, irányuk mindig egybeesik a térerők hatásirányával. Ha fémforgácsot szórnak egy állandó mágnes körül, a fémrészecskék világos képet mutatnak az erővonalakról mágneses mező, elhagyja az északot és belép a déli pólusba. A mágneses tér grafikus jellemzői - távvezetékek.

A mágneses tér jellemzői

A mágneses tér fő jellemzői a következők mágneses indukció, mágneses fluxusÉs mágneses permeabilitás. De beszéljünk mindent sorban.

Azonnal jegyezzük meg, hogy a rendszerben minden mértékegység adott SI.

Mágneses indukció B – vektor fizikai mennyiség, amely a mágneses térre jellemző fő erő. Betűvel jelölve B . A mágneses indukció mértékegysége Tesla (T).

A mágneses indukció a töltésre kifejtett erő meghatározásával mutatja meg, hogy milyen erős a tér. Ezt az erőt ún Lorentz erő.

Itt q - töltés, v - sebessége mágneses térben, B - indukció, F - Lorentz-erő, amellyel a mező hat a töltésre.

F– egy fizikai mennyiség, amely megegyezik a mágneses indukció szorzatával az áramkör területe és az indukcióvektor közötti koszinusz és az áramkör azon síkjának normálja között, amelyen a fluxus áthalad. A mágneses fluxus a mágneses mező skaláris jellemzője.

Azt mondhatjuk, hogy a mágneses fluxus az egységnyi területen áthatoló mágneses indukciós vonalak számát jellemzi. A mágneses fluxust mértékegységben mérik Weberach (Wb).

Mágneses permeabilitás– együttható meghatározása mágneses tulajdonságok környezet. Az egyik paraméter, amelytől a mező mágneses indukciója függ, a mágneses permeabilitás.

Bolygónk több milliárd éve hatalmas mágnes. A Föld mágneses mezejének indukciója a koordinátáktól függően változik. Az Egyenlítőnél körülbelül 3,1-szerese a Tesla mínusz ötödik hatványának. Ezenkívül vannak olyan mágneses anomáliák, amelyeknél a mező értéke és iránya jelentősen eltér a szomszédos területektől. A bolygó legnagyobb mágneses anomáliái közül néhány KurszkÉs Brazil mágneses anomáliák.

A Föld mágneses mezejének eredete továbbra is rejtély marad a tudósok számára. Feltételezzük, hogy a mező forrása a Föld folyékony fémmagja. A mag mozog, ami azt jelenti, hogy az olvadt vas-nikkel ötvözet mozog, és a töltött részecskék mozgása az elektromos áram, amely a mágneses teret generálja. A probléma az, hogy ez az elmélet ( geodinamó) nem magyarázza meg, hogyan tartják stabilan a mezőt.

A Föld egy hatalmas mágneses dipólus. A mágneses pólusok nem esnek egybe a földrajzi pólusokkal, bár közel vannak. Ráadásul a Föld mágneses pólusai mozognak. Elmozdulásukat 1885 óta jegyezték fel. Például az elmúlt száz évben a mágneses pólus be Déli félteke közel 900 kilométert mozdult el, és jelenleg a Déli-óceánban található. A sarkvidéki félteke pólusa a Jeges-tengeren át a kelet-szibériai mágneses anomáliáig halad, mozgási sebessége (2004-es adatok szerint) évente mintegy 60 kilométer volt. Most felgyorsul a pólusok mozgása - átlagosan évente 3 kilométerrel növekszik a sebesség.

Mi a jelentősége számunkra a Föld mágneses mezőjének? Először is, a Föld mágneses tere megvédi a bolygót a kozmikus sugaraktól és a napszéltől. A mélyűrből származó töltött részecskék nem közvetlenül a földre esnek, hanem egy óriási mágnes eltéríti őket, és annak erővonalai mentén mozognak. Így minden élőlény védett a káros sugárzástól.

A Föld történelme során számos esemény történt. inverziók(műszakok) mágneses pólusok. Pólus inverzió- ilyenkor helyet cserélnek. Utoljára ez a jelenség körülbelül 800 ezer évvel ezelőtt fordult elő, és összesen több mint 400 geomágneses inverzió volt a Föld történetében Egyes tudósok úgy vélik, hogy a mágneses pólusok mozgásának megfigyelt felgyorsulását figyelembe véve a következő pólus inverzióra kell számítani a következő pár ezer évben.

Szerencsére századunkban még nem várható pólusváltás. Ez azt jelenti, hogy a mágneses tér alapvető tulajdonságait és jellemzőit figyelembe véve kellemes dolgokon gondolkodhat és élvezheti az életet a Föld jó öreg állandó mezőjében. És hogy ezt megtehesse, ott vannak szerzőink, akikre bátran rábízhatja az oktatási gondok egy részét! és más típusú munkákat a link segítségével rendelhet meg.

A mágneses mező egyik első rajza (René Descartes, 1644). Bár a mágnesek és a mágnesesség már jóval korábban ismert volt, a mágneses tér vizsgálata 1269-ben kezdődött, amikor a franciák tudós Péter Vándorsólyom (Pierre of Mericourt lovag) acéltűkkel jelölte meg a mágneses teret egy gömbmágnes felületén, és megállapította, hogy a keletkező mágneses erővonalak két pontban metszik egymást, amelyeket a Föld pólusaival analóg módon "pólusoknak" nevezett. Közel három évszázaddal később William Gilbert Colchester felhasználta Peter Peregrinus munkáját, és először határozottan kijelentette, hogy a Föld maga is mágnes. 1600-ban jelent meg, Gilbert műve "De Magnete", lefektette a mágnesesség mint tudomány alapjait.

1750-ben John Michell kijelentette, hogy a mágneses pólusok a fordított négyzettörvény szerint vonzzák és taszítják. Charles-Augustin de Coulomb 1785-ben kísérletileg tesztelte ezt az állítást, és egyenesen kijelentette, hogy az Északi- és a Déli-sark nem választható el egymástól. A pólusok között fennálló erő alapján Simeon Denis Poisson (1781-1840) megalkotta a mágneses tér első sikeres modelljét, amelyet 1824-ben mutatott be. Ebben a modellben a mágneses H-mezőt mágneses pólusok állítják elő, és a mágnesesség több (északi/déli) mágneses póluspár (dipólus) miatt következik be.

Egymás után három felfedezés vitatta ezt a „mágnesesség alapját”. Először 1819-ben Hans Christian Oersted fedezte fel, hogy az elektromos áram mágneses mezőt hoz létre maga körül. Aztán 1820-ban André-Marie Ampère kimutatta, hogy az azonos irányú áramot vezető párhuzamos vezetékek vonzzák egymást. Végül Jean-Baptiste Biot és Félix Savart 1820-ban felfedezték a Biot-Savart-Laplace törvénynek nevezett törvényt, amely helyesen jelezte előre a mágneses teret bármely feszültség alatt álló vezeték körül.

Ezeket a kísérleteket kibővítve Ampère 1825-ben publikálta saját sikeres mágneses modelljét. Ebben megmutatta az egyenértékűséget elektromos áram mágnesekben, és a Poisson-modell mágneses töltéseinek dipólusai helyett azt az elképzelést javasolta, hogy a mágnesesség állandóan áramló áramhurokkal társul. Ez az ötlet megmagyarázta, miért nem lehetett elkülöníteni a mágneses töltést. Emellett Ampere levezette a róla elnevezett törvényt, amely a Biot-Savart-Laplace törvényhez hasonlóan helyesen írta le az egyenárammal létrehozott mágneses teret, és bevezették a mágneses tér keringéséről szóló tételt is. Ugyancsak ebben a munkában Ampère megalkotta az "elektrodinamika" kifejezést az elektromosság és a mágnesesség kapcsolatának leírására. 1831-ben Michael Faraday felfedezte az elektromágneses indukciót, amikor felfedezte, hogy a váltakozó mágneses tér elektromosságot termel. Megalkotta ennek a jelenségnek a definícióját, amelyet törvényként ismerünk elektromágneses indukció Faraday. Később Franz Ernst Neumann bebizonyította, hogy a mágneses térben mozgó vezető esetében az indukció az Ampere-törvény következménye. Ugyanakkor bemutatta a vektorpotenciált elektromágneses mező amelyről később kiderült, hogy egyenértékű a Faraday által javasolt alapmechanizmussal. Lord Kelvin, akkori nevén William Thomson 1850-ben azonosította a két mágneses mező közötti különbséget: HÉs B. Az első a Poisson modellre, a második az Ampere indukciós modellre volt alkalmazható. Sőt, mint HÉs Bösszekapcsolva egymással. 1861 és 1865 között James Clerk Maxwell kidolgozta és közzétette a Maxwell-egyenleteket, amelyek megmagyarázták és egyesítették az elektromosságot és a mágnesességet a klasszikus fizikában. Ezeknek az egyenleteknek az első halmazát egy 1861-es cikkben tették közzé "A fizikai erővonalakról". Ezek az egyenletek érvényesnek bizonyultak, bár nem teljesek. Maxwell egyenleteit későbbi, 1865-ös munkájában fejezte be "Az elektromágneses mező dinamikus elmélete"és megállapította, hogy a fény az elektromágneses hullámok. Heinrich Hertz kísérletileg megerősítette ezt a tényt 1887-ben. Bár a mozgó jármű mágneses terének ereje az Ampere-törvényben foglaltatik elektromos töltés nem volt kimondva, 1892-ben Hendrik Lorentz a Maxwell-egyenletekből származtatta. Ezzel párhuzamosan alapvetően elkészült az elektrodinamika klasszikus elmélete is.

A huszadik század a relativitáselmélet és a kvantummechanika megjelenésének köszönhetően kiterjesztette az elektrodinamikáról alkotott nézeteket. Albert Einstein 1905-ös, relativitáselméletét megalapozó tanulmányában kimutatta, hogy az elektromos és a mágneses mezők ugyanannak a jelenségnek a részei, különböző vonatkoztatási keretek között szemlélve – egy gondolatkísérlet, amely végül segített Einsteinnek kifejlődni. speciális elmélet relativitás. Végül, kvantummechanika elektrodinamikával kombinálva kvantumelektrodinamikát (QED) alakítottak ki.

Alakítsa át a mágnesességet elektromossággá

Elektromágneses indukció

9. osztály

Alaptanfolyam

ISMÉTLÉS

1. Mi az a mágneses tér?

2. Mik a főbb tulajdonságai?

3. Hogyan ábrázolják a mágneses teret?

4. Milyen kapcsolat van az elektromos áram és a mágneses tér között?

5. Melyek az áramot hordozó egyenes vezető mágneses térvonalai?

6. Mit lehet meghatározni a gimlet szabály segítségével?

7. Hogyan irányulnak az állandó mágnes mágneses erővonalai?

TESZT

1. A mágneses tér nem létezik...

a) a mágnes körül b) mozgó töltött részecskék körül d) árammal rendelkező vezető körül d) álló töltetek körül

2) Ki volt az első tudós, aki bebizonyította, hogy az áramvezető körül mágneses tér van?

a) Arkhimédész b) Newton c) Oersted d) Ohm

TESZT

3) Mágneses erővonalak a térben az állandó mágnesen kívül...

a) a mágnes északi pólusánál kezdődik és a déli pólusnál ér véget. b) a mágnes déli pólusánál kezdődik és az északi pólusnál ér véget. c) kezdődik a mágnes északi pólusánál, és menjen a végtelenbe.

d) kezdjük a mágnes déli pólusánál és menjünk a végtelenbe.

TESZT

5) A mágneses fluxus növeléséhez (lásd az ábrát) a következőkre van szüksége:

a) cserélje ki az alumínium keretet egy vasra b) emelje fel a keretet c) vegyen gyengébb mágnest d) erősítse meg a mágneses teret

6) Az áramvezető a lap síkjára merőlegesen helyezkedik el, az áram tőlünk elfelé irányul. Válasszon egy képet, amely egy ilyen áramvezető mágneses terét ábrázolja.

Faraday kísérletei (tapasztalat demonstrációja)

Határozza meg a mintát a kísérletekben!

Lenz szabálya

• A zárt körben fellépő indukált áram a mágneses mezőjével ellensúlyozza a változást mágneses fluxus ami miatt azt okozza.

0), vagy csökken (ΔФ 3. Állítsa be az indukált áram mágneses terének mágneses indukciós vonalainak " irányát. Lenz szabálya szerint ezeket a vonalakat a B mágneses indukció vonalaival ellentétes irányba kell irányítani ΔФ 0 és a ΔФ 4-nél azonos irányúak. A mágneses indukció  vonalak irányának ismeretében keresse meg az indukciós áram irányát a gimlet szabály segítségével. " width="640"

1. Határozza meg a mágneses indukciós vonalak irányát  külső mágneses tér!

2. Állapítsa meg, hogy ennek a mezőnek a mágneses indukciós vektorának fluxusa a körvonal által határolt felületen keresztül (ΔФ 0) nő-e vagy csökken-e (ΔФ

3. Állítsa be az indukált áram mágneses mezejének " mágneses indukciós vonalainak irányát. Ezeknek a vonalaknak a Lenz-szabály szerint ellentétes irányba kell lenniük a B mágneses indukció vonalaival ΔФ 0-nál, és ugyanolyan irányúak, mint őket a ΔФ

4. A mágneses indukciós vonalak  irányának ismeretében keresse meg az indukciós áram irányát a gimlet szabály segítségével.

Elektromágneses indukció alkalmazása

Szinkrophasotronok

Műsorszórás

Magnetoterápia

Áramlásmérők

Transzformátorok

Generátorok

RÖGZÍTŐ

• 1. Ki volt az első, aki mágneses mező segítségével elektromos áramot állított elő?
• 1) Sh. Medál 2) A. Amper 3) M. Faraday 4) N. Tesla

• 2. Mi a neve annak a jelenségnek, amikor az áramkörön áthaladó mágneses fluxus megváltozik egy zárt áramkörben?

• 1) Mágnesezés
• 2) Elektrolízis
• 3) Elektromágneses indukció
• 4) Rezonancia

• 3. Két egyforma tekercs van csatlakoztatva a galvanométerekhez. Egy szalagmágnest helyeznek az A tekercsbe, és ugyanazt a szalagmágnest eltávolítják a B tekercsből. Melyik tekercs(ek)ben érzékeli a galvanométer az indukált áramot?

• 4. Az első két másodpercben egy mágnest nyomnak a fémgyűrűbe, a következő két másodpercben a mágnest mozdulatlanul hagyják a gyűrűben, majd a következő két másodpercben eltávolítják a gyűrűből. Milyen időközönként folyik az áram a tekercsben?
• 1) 0-6 s 2) 0-2 s és 4-6 s 3) 2-4 s 4) Csak 0-2 s

• 1) Csak az A tekercsben
• 2) Csak a B tekercsben
• 3) Mindkét tekercsben
• 4) Egyik tekercs sem

• 5. Egyszer egy szalagmágnes átesik egy álló fémgyűrűn Déli-sark lefelé, másodszor pedig - az északi pólus lefelé tartásával. Gyűrűáram

• 6. Két egyforma, mozdulatlan fémgyűrű fekszik egy vízszintes asztalon, egymástól nagy távolságra. Két rúdmágnes esik lefelé az északi pólusukkal úgy, hogy az egyik az első gyűrű közepét éri, a második pedig a második gyűrű mellé. Mielőtt a mágnesek lecsapnának, az áram

• 1) mindkét esetben előfordul
• 2) egyik esetben sem fordul elő
• 3) csak az első esetben fordul elő
• 4) csak a második esetben fordul elő

• 1) mindkét gyűrűben előfordul
• 3) csak az első gyűrűben fordul elő

• 7. Két egyforma, mozdulatlan fémgyűrű fekszik egy vízszintes asztalon, egymástól nagy távolságra. Az első fölött egy menetre felfüggesztett mágnes lendül. A második gyűrű felett egy rugóval felfüggesztett mágnes lendül fel és le. A menet és a rugó felfüggesztési pontja a gyűrűk középpontja felett található. Az áram 1) csak az első gyűrűben fordul elő
• 2) csak a második gyűrűben fordul elő
• 3) mindkét gyűrűben előfordul
• 4) egyik gyűrűben sem fordul elő

• 8. Egyszer a gyűrű egy függőleges szalagmágnesre esik úgy, hogy ráférjen, másodszor úgy, hogy elrepül mellette. A gyűrű síkja mindkét esetben vízszintes.

• A gyűrűben lévő áram keletkezik

• 1) mindkét esetben
• 2) egyik esetben sem
• 3) csak az első esetben
• 4) csak a második esetben

• 9. A tömör vezetőgyűrűt először a szalagmágneshez viszonyított kiindulási helyzetéből felfelé toljuk (lásd az ábrát), majd ugyanabból a kiindulási helyzetből lefelé toljuk el.

• 10. A vágott vezetőgyűrűt a szalagmágneshez emeljük (lásd az ábrát), és a tömör vezetőgyűrűt jobbra toljuk

• Indukciós áram a gyűrűben

• Ebben az esetben az indukciós áram

• 1) csak az első esetben folyik
• 2) csak a második esetben folyik
• 3) mindkét esetben áramlik
• 4) mindkét esetben nem folyik

• 1) mindkét esetben folyik
• 2) mindkét esetben nem folyik
• 3) csak az első esetben folyik
• 4) csak a második esetben folyik

Válaszok a tesztre

• 10-4

Mágneses mezők előfordulnak a természetben, és mesterségesen is létrehozhatók. A férfi észrevette őket hasznos jellemzők, amiben megtanultam használni Mindennapi élet. Mi a mágneses tér forrása?

Hogyan alakult ki a mágneses tér tana

Egyes anyagok mágneses tulajdonságait már az ókorban is felfigyelték, de tanulmányozásuk valójában ben kezdődött középkori Európa. Kicsit használva acéltűk, Peregrine francia tudós felfedezte a mágneses erővonalak metszéspontját bizonyos pontokon - a pólusokon. Mindössze három évszázaddal később Gilbert ettől a felfedezéstől vezérelve folytatta a tanulmányozását, és ezt követően megvédte azt a hipotézisét, hogy a Földnek saját mágneses tere van.

A mágnesesség elméletének gyors fejlődése a 19. század elején kezdődött, amikor Ampere felfedezte és leírta a hatást. elektromos mező a mágneses megjelenéséről, és az elektromágneses indukció Faraday felfedezése is fordított összefüggést állított fel.

Mi az a mágneses tér

A mágneses tér a mozgásban lévő elektromos töltésekre vagy a mágneses nyomatékkal rendelkező testekre gyakorolt ​​erőhatásban nyilvánul meg.

1. Vezetők, amelyeken elektromos áram halad át;
2. Állandó mágnesek;
3. Változó elektromos mező.

A mágneses mező megjelenésének kiváltó oka minden forrás esetében azonos: az elektromos mikrotöltések - elektronok, ionok vagy protonok - saját mágneses momentummal rendelkeznek, vagy iránymozgásban vannak.

Fontos! Az elektromos és a mágneses mezők kölcsönösen generálják egymást, és idővel változnak. Ezt az összefüggést a Maxwell-egyenletek határozzák meg.

A mágneses tér jellemzői

A mágneses tér jellemzői:

1. Mágneses fluxus, egy skaláris mennyiség, amely meghatározza, hogy egy adott keresztmetszeten hány mágneses erővonal halad át. F betűvel jelölve. A képlet alapján számítva:

F = B x S x cos α,

ahol B a mágneses indukciós vektor, S a metszet, α a vektor dőlésszöge a metszetsíkra húzott merőlegeshez képest. Mértékegység – weber (Wb);

1. A mágneses indukciós vektor (B) a töltéshordozókra ható erőt mutatja. Oldalra van mutatva északi sark, ahol egy szabályos mágneses tű mutat. A mágneses indukciót mennyiségileg Teslában (T) mérjük;
2. MF feszültség (N). A mágneses permeabilitás határozza meg különböző környezetekben. Vákuumban az áteresztőképesség egységnek tekinthető. A feszültségvektor iránya egybeesik a mágneses indukció irányával. Mértékegység – A/m.

Hogyan ábrázoljunk mágneses teret

Könnyű látni a mágneses mező megnyilvánulásait egy állandó mágnes példáján. Két pólusa van, és a tájolástól függően a két mágnes vonz vagy taszít. A mágneses tér jellemzi az ennek során lezajló folyamatokat:

1. Az MP matematikailag vektormezőként van leírva. Megszerkeszthető a B mágneses indukció számos vektorával, amelyek mindegyike az iránytű északi pólusa felé irányul, és hossza a mágneses erőtől függ;
2. Ennek egy másik módja a mezővonalak használata. Ezek a vonalak soha nem metszik egymást, nem indulnak és nem állnak meg sehol, zárt hurkokat alkotva. Az MF vonalak gyakrabban elhelyezkedő területekre vannak kombinálva, ahol a legerősebb a mágneses tér.

Fontos! Az erővonalak sűrűsége a mágneses tér erősségét jelzi.

Bár az MF valójában nem látható, a térvonalak könnyen megjeleníthetők való Világ, vasreszelék elhelyezése a MP-ben. Mindegyik részecske úgy viselkedik, mint egy apró mágnes, amelynek északi és déli pólusa van. Az eredmény egy erővonalhoz hasonló mintázat. Az ember nem képes átérezni a képviselő hatását.

Mágneses tér mérés

Mivel ez vektormennyiség, az MF mérésére két paraméter van: az erő és az irány. Az irányt a terepre csatlakoztatott iránytű segítségével könnyen meg lehet mérni. Ilyen például a Föld mágneses mezejében elhelyezett iránytű.

Más jellemzők mérése sokkal nehezebb. A praktikus magnetométerek csak a 19. században jelentek meg. Legtöbbjük azt az erőt használja fel, amelyet az elektron érez, amikor az MP mentén mozog.

A kis mágneses terek nagyon pontos mérése gyakorlatilag megvalósíthatóvá vált, mióta 1988-ban felfedezték a réteges anyagok óriási mágneses ellenállását. Az alapvető fizika felfedezését gyorsan alkalmazták a számítógépes adattároláshoz szükséges mágneses merevlemez-technológiában, ami néhány év alatt ezerszeresére növelte a tárolókapacitást.

Az általánosan elfogadott mérési rendszerekben az MP-t tesztekkel (T) vagy gauss-szal (G) mérik. 1 T = 10000 Gs. A Gausst gyakran használják, mert a Tesla túl nagy mező.

Érdekes. Egy kis mágnes a hűtőszekrényen 0,001 Teslával egyenlő mágneses teret hoz létre, és a Föld mágneses tere átlagosan 0,00005 Tesla.

A mágneses tér természete

A mágnesesség és a mágneses mezők az elektromágneses erő megnyilvánulásai. Van két lehetséges módjai, hogyan lehet megszervezni a mozgásban lévő energiatöltést és ennek következtében a mágneses teret.

Az első a vezeték csatlakoztatása egy áramforráshoz, körülötte egy MF alakul ki.

Fontos! Az áramerősség (a mozgásban lévő töltések száma) növekedésével az MP arányosan növekszik. Ahogy távolodik a vezetéktől, a mező a távolságtól függően csökken. Ezt írja le Ampere törvénye.

Egyes anyagok, amelyek nagyobb mágneses permeabilitással rendelkeznek, képesek koncentrálni a mágneses tereket.

Mivel a mágneses tér vektor, meg kell határozni az irányát. Az egyenes vezetéken átfolyó közönséges áram esetén az irányt a jobbkéz szabály segítségével lehet meghatározni.

A szabály használatához el kell képzelnie, hogy a huzal körül van tekerve jobb kéz, a hüvelykujj pedig az áram irányát jelzi. Ezután a maradék négy ujj mutatja a mágneses indukciós vektor irányát a vezető körül.

A mágneses mező létrehozásának második módja annak a ténynek a felhasználása, hogy egyes anyagokban elektronok jelennek meg, amelyeknek saját mágneses momentuma van. Az állandó mágnesek így működnek:

1. Bár az atomoknak gyakran sok elektronja van, többnyire úgy kötődnek, hogy a pár teljes mágneses tere kialszik. Két ily módon párosított elektronnak ellentétes spinje van. Ezért ahhoz, hogy valamit mágnesezzünk, olyan atomokra van szükség, amelyekben egy vagy több azonos spinű elektron van. Például a vasnak négy ilyen elektronja van, és alkalmas mágnesek készítésére;
2. Az atomokban található több milliárd elektron véletlenszerűen orientálható, és nem lesz teljes MF, függetlenül attól, hogy hány párosítatlan elektron van az anyagban. Alacsony hőmérsékleten stabilnak kell lennie, hogy az elektronok általános preferált orientációját biztosítsa. A nagy mágneses permeabilitás az ilyen anyagok mágnesesedését okozza bizonyos körülmények között, a mágneses mezők befolyásán kívül. Ezek ferromágnesesek;
3. Más anyagok mágneses tulajdonságokat mutathatnak külső mágneses tér jelenlétében. A külső mező az összes elektronspin beállítására szolgál, amely az MF eltávolítása után eltűnik. Ezek az anyagok paramágnesesek. A hűtőszekrény ajtajának fémje a paramágneses anyag példája.

A föld kondenzátorlemezek formájában ábrázolható, amelyek töltése ellentétes előjelű: „mínusz” - a Föld felszíneés „plusz” – az ionoszférában. Közöttük légköri levegő van szigetelő távtartóként. Az óriási kondenzátor állandó töltést tart fenn a földi MF hatására. Ezen ismeretek felhasználásával létrehozhat egy sémát az elektromos energia beszerzésére a Föld mágneses mezőjéből. Igaz, az eredmény alacsony feszültségértékek lesz.

El kell hogy vedd:

• földelő berendezés;
• a vezeték;
• Tesla transzformátor, amely képes nagyfrekvenciás rezgések generálására és koronakisülés létrehozására, ionizálva a levegőt.

A Tesla tekercs elektronkibocsátóként fog működni. A teljes szerkezet össze van kötve, és a megfelelő potenciálkülönbség biztosításához a transzformátort jelentős magasságba kell emelni. Így létrejön elektromos áramkör, amelyen egy kis áram fog átfolyni. Kap nagyszámú elektromos áram nem lehetséges ezzel a készülékkel.

Az elektromosság és a mágnesesség uralja a körülöttünk lévő világokat, a természet legalapvetőbb folyamataitól a legmodernebb elektronikai eszközökig.

Videó