Магнитное поле источник: Назовите источники магнитного поля - ответ на Uchi.ru - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

Что является источником магнитного поля?

Статьи › Магнит › На рисунке показана картина линий Магнитного поля постоянного Магнита какой цифрой обозначена

Источники магнитного поля

Магнитное поле создаётся (порождается) током заряженных частиц, или изменяющимся во времени электрическим полем, или собственными магнитными моментами частиц (последние для единообразия картины могут быть формальным образом сведены к электрическим токам).

Источниками магнитного поля являются электрические движущиеся заряды (токи) и изменяющееся во времени электрическое поле.

Магнитное поле, в отличие от электрического, не оказывает действия на покоящийся заряд.

Что является Что является источником магнитного поля?
Какие есть источники магнитного поля?
Что является первичным источником магнитных полей?
Что кроме намагниченного тела может быть источником магнитного?
Что является переносчиком магнитного поля?
Что такое магнитное поле своими словами?

Где есть магнитное поле?
Какой основной источник магнитного поля Земли?
Где создается магнитное поле?
Где магнитное поле сильнее?
Как определить магнитное поле?
Что характеризует магнитное поле?
Какие бывают магнитные поля?
Что будет если не будет магнитного поля?
Чем отличается электрическое и магнитное поле?
Что является источником стационарного магнитного поля?
Что является основной характеристикой магнитного поля А магнитный поток б сила Ампера в Сила Лоренца г вектор магнитной индукции?
Что такое силовая линия магнитного поля для чего используются силовые линии?

Что является основной характеристикой магнитного поля а магнитный поток б сила Ампера в Сила Лоренца г вектор магнитной индукции?
Что такое магнитная линия?

Что является Что является источником магнитного поля?

Источники магнитного поля

Какие есть источники магнитного поля?

Источниками магнитных полей считаются: Электрические поля, меняющиеся во времени. Подвижный заряд. Постоянный магнит.

Что является первичным источником магнитных полей?

Источником первичного магнитного поля является незаземлённый контур, расположенный на поверхности земли, через который пропускается переменный электрический ток. Токи, индуцированные первичным магнитным полем в хорошо проводящих участках земной коры (например, рудных залежах), создают вторичное магнитное поле.

Что кроме намагниченного тела может быть источником магнитного?

Источниками магнитного поля являются намагниченные тела, проводники с током и движущиеся электрически заряженные тела. Магнитное поле возникает также при изменении электрического поля. В свою очередь, при изменении во времени магнитного поля возникает электрическое поле.

Что является переносчиком магнитного поля?

Частицей-переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон (частица, которую можно представить как элементарное квантовое возбуждение электромагнитного поля) — безмассовый векторный бозон.

Что такое магнитное поле своими словами?

Магнитное поле — это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным моментом. Это одна из пяти известных нам сил, управляющих Вселенной от микромасштабов до масштабов межгалактических.

Где есть магнитное поле?

Магнитное поле существует вокруг любого проводника с током, т. е. вокруг движущихся электрических зарядов. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.

Какой основной источник магнитного поля Земли?

Его источник — внешнее ядро

Магнитное поле Земли зарождается в ее внешнем ядре, состоящем из жидкого железа. В процессе остывания ядра в этой жидкости происходит тепловое перемешивание, причем на потоки железа накладывается вращение планеты.

Где создается магнитное поле?

Магнитное поле создается электрическим током (движущимися заряженными частицами). Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряженные частицы).

Где магнитное поле сильнее?

Как известно из основ электродинамики, там, где есть движущиеся заряженные частицы (то есть, по сути, электрический ток), есть и магнитное поле. И чем быстрее движется заряд — тем сильнее поле. Поэтому естественно, что магнитные поля являются неизменными спутниками жизни звезд, и в частности Солнца.

Как определить магнитное поле?

Обнаружить магнитное поле можно по действию на движущийся электрический заряд (или проводник с током) с некоторой силой; магнитное поле распространяется в пространстве с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме.

Что характеризует магнитное поле?

Характеризуется это поле сразу двумя величинами: напряженностью электрического поля и магнитной индукцией. Обе эти величины имеют направление, и эти направления перпендикулярны! Магнитные поля действуют на токи, движущиеся заряженные тела или частицы, на намагниченные тела.

Какие бывают магнитные поля?

Магнитное поле бывает отрицательным и положительным. Два отрицательных поля и два положительных поля отталкиваются друг от друга, а два поля с разными полюсами будут притягиваться. Это происходит из-за взаимодействия друг с другом магнитных полей.

Что будет если не будет магнитного поля?

Если исчезнет магнитное поле, то эти частицы будут ионизировать всё вещество на поверхности Земли, в том числе и живые клетки, что приведёт к их гибели, атмосфера постепенно будет терять вещество. Радиация убьёт все виды живых существ, за исключением разве что бактерий и примитивных форм.

Чем отличается электрическое и магнитное поле?

Электрические поля возникают за счет разницы напряжений: чем больше электрическое напряжение, тем более сильным будет возникающее поле. Магнитные поля возникают там, где проходит электрический ток: чем сильнее ток, тем сильнее магнитное поле.

Что является источником стационарного магнитного поля?

Источниками электрического стационарного поля являются только электрические заряды, источниками стационарного магнитного поля — только токи проводимости. Электрическое и магнитное поле в данном случае независимы друг от друга, что и позволяет изучать отдельно постоянные электрическое и магнитное поля.

Что является основной характеристикой магнитного поля А магнитный поток б сила Ампера в Сила Лоренца г вектор магнитной индукции?

Основной характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции:. Модуль вектора магнитной индукции численно равен максимальной силе, действующей со стороны магнитного поля на проводник единичной длины, по которому протекает ток единичной силы.

Что такое силовая линия магнитного поля для чего используются силовые линии?

Силовые линии магнитного поля — это воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают по направлению с вектором магнитной индукции. В реальном поле никаких силовых линий нет. Это просто удобная иллюстрация поля, моделирующая некоторые его свойства.

Что является основной характеристикой магнитного поля а магнитный поток б сила Ампера в Сила Лоренца г вектор магнитной индукции?

Что такое магнитная линия?

Воображаемые линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются магнитные стрелки, называются магнитными линиями. В любой точке поля магнитная стрелка располагается по касательной к его магнитным линиям.

Источники магнитного поля. Бесконечный провод, виток Формулы

В школьной физике в качестве источников магнитного поля рассматриваются постоянные магниты и проводники с током. Если постоянные магниты мы уже рассмотрели, то с проводниками давайте разберёмся в данном разделе. Простейшие формы проводников для расчёта магнитных полей:

бесконечный прямолинейный проводник с током
круговой виток с током (проводник в форме окружности)

Для каждого из этих проводников можно рассчитать напряжённость магнитного поля в точке.

Итак, движущийся заряд создаёт вокруг себя магнитное поле. Самый простой тип движущегося заряда — это обычный электрический ток. Вопрос только в том, как согнуть проводник:

бесконечный прямолинейный проводник с током

Рис. 1. Магнитное поле бесконечного проводника

Итак, возьмём бесконечный прямолинейный проводник с током. Слово «бесконечный» в данном случае небольшое приближение. Так для любой точки, находящейся непосредственно вблизи любого линейного проводника, сам проводник «кажется» бесконечным. Пусть по нашему проводнику течёт ток

(рис. 1). Прямолинейный проводник с током создаёт вихревое (круговое) магнитное поле вокруг себя. Направление вектора магнитной индукции задаётся правилом буравчика (правилом правой руки). Исходя из этого правила, найдём направление вектора (рис. 2).

Рис. 2. Магнитное поле бесконечного проводника (магнитная индукция)

Для подсчёта модуля вектора магнитной индукции поля вне прямолинейного бесконечного проводника с током можно использовать соотношение (рис. 3):

(1)

где
- — относительная магнитная проницаемость среды,
- м*кг**,
- — сила тока, текущего по проводнику,
- — константа,
- — расстояние от центра проводника до точки наблюдения.

Рис. 3. Модуль вектора магнитной индукции бесконечного линейного проводника

3D модели рисунков достаточно сложны для рассмотрения, поэтому введены условные обозначения для направлений векторов/токов в трёхмерном пространстве (рис. 4).

Рис. 4. Схематические отображения векторов

Тогда перерисуем рисунок 3, в случае, если мы смотрим сверху провода (рис. 5.1). В этом случае ток течёт на нас, т.е. из рисунка. И в случае, когда мы смотрим на провод снизу вверх (рис. 5.2). В этом случае ток течёт от нас, т.е. внутрь рисунка.

Рис. 5. Поле проводника (вид сверху)

На рисунке 5 точечной линией обозначено магнитное поле прямолинейного тока (оно круговое). Направление вектора магнитной индукции (

) определяется правилом буравчика (правилом правой руки).

Правило буравчика для прямолинейного тока: правой рукой обхватываем проводник с током, отогнутый большой палец сонаправляем с током, тогда согнутые 4 пальца показывают направление вектора магнитной индукции.

круговой виток с током (проводник в форме окружности)

Второй вариант системы, в которой достаточно просто рассчитать модуль вектора магнитной индукции, — это круговой виток с током. Т.е. сам проводник с током представляет собой окружность. По данному проводнику ток может течь как по часовой стрелке (рис. 6.1), так и против часовой (рис. 6.2).

Рис. 6. Круговой виток с током

В целом, магнитное поле такого проводника достаточно сложное, однако для центра витка нахождение модуля вектора магнитной индукции не представляет проблем:

(2)

где
- — относительная магнитная проницаемость среды,
- м*кг**,
- — сила тока, текущего по проводнику,
- — расстояние от центра проводника до точки наблюдения.

Немного о

— относительной магнитной проницаемости среды. Это параметр, который описывает насколько сама среда воспринимает магнитное поле источника. В целом, это табличная величина.

Правило буравчика для кругового тока: обнимаем правой рукой провод, большой отогнутый палец правой руки направляем по току, тогда загнутые 4 пальца будут указывать направление вектора магнитной индукции.

Важно: для наших систем можно запомнить, что прямолинейный ток создаёт круговое магнитное поле (рис.5), а круговой ток создаёт прямолинейное магнитное поле (рис.6).

Вывод: для поиска модуля вектора магнитной индукции достаточно проанализировать систему в задаче и описать её через модель бесконечного прямолинейного или кругового проводника с током.

4.4: Источники магнитных полей

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 21535

Том Вайдеман
Калифорнийский университет, Дэвис

Магнитное поле длинного прямого провода

Начнем с вычисления поля длинного прямого провода, по которому течет ток \(I\). Помимо векторов, процедура идет почти точно по тому же пути, что и в случае электрического поля длинной линии заряда.

Рисунок 4.4.1 – Расчет магнитного поля длинного прямого провода

для компонентов электрического поля, в случае магнитного поля, это сделать намного сложнее, и гораздо безопаснее просто правильно вычислить все векторы и после этого доверять векторной математике. Конечно, мы могли бы использовать этот подход «довериться векторной математике» и для электрического поля, но необходимость его использования в случаях, когда задействованы перекрестные произведения, быстро становится очевидной. 9{+\infty} \\ && = \left(-\widehat k\right)\left(\dfrac{\mu_oI}{4\pi R}\right)\left[2\right] \\ && = \left (\dfrac{\mu_oI}{2\pi R}\right)\left(-\widehat k\right) \end{array}\]

Сходство величины этого поля с величиной электрического поля ( Уравнение 1.5.2) интересно, хотя и не так уж удивительно, учитывая, что оба поля ослабевают по мере удаления от источника по закону обратных квадратов. Направление вектора магнитного поля является касательной к окружности с центром в линии тока и окружности вокруг линии тока.

Рисунок 4.4.2 – Магнитное поле циркулирует вокруг длинного прямого провода другие, чтобы получить чистое магнитное поле. Стоит также отметить, что и движущийся точечный заряд, и длинная прямая проволока создают магнитные поля, линии которых замыкаются сами на себя (образуют замкнутые петли) — в любом случае поле исходит из источника или внутрь него. Магнитных монопольных полей нет.

Поле петли

Еще одно полезное поле, которое нужно знать, это поле, которое указывает вдоль оси круговой петли тока. Метод в основном такой же, как и выше, но используется другая система координат, что приводит к немного более сложным манипуляциям с векторами. Рисунок 4.4.3 – Расчет магнитного поля на оси кругового контура тока Мы снова можем записать все в терминах единичных векторов \(ijk\), но на этот раз мы можем сделать это немного по-другому. Сначала у нас есть величина отрезка провода: 93} \]

Прежде чем мы сможем интегрировать, мы должны разрешить векторные произведения. Глядя на диаграмму, мы видим, что текущий элемент \(\overrightarrow{dl}\), вектор положения текущего элемента \(\overrightarrow R\) и единичный вектор \(\widehat k\) равны взаимно ортогональны, что делает \(\overrightarrow{dl} \times \overrightarrow R\) параллельным \(\widehat k\) и \(\overrightarrow{dl} \times \widehat k\) параллельным \(\overrightarrow R \). Это позволяет нам использовать правило правой руки для завершения этих продуктов: 9{\frac{3}{2}}}\int \left[R\;dl\;\widehat k +z\;dl\;\widehat R\right]\]

В то время как величина \(\overrightarrow R\) не меняется по интегралу, его направление меняется, поэтому мы должны записать единичный вектор \(\widehat R\) в терминах координат, чтобы получить интеграл от второго члена. Сделаем каждый интеграл отдельно. Первый простой, так как интеграл от \(dl\) — это просто длина окружности:

\[\begin{array}{l} \dfrac{\mu_oIR}{4\pi\left(R^ 2 + z ^ 2 \ справа) ^ {\ frac {3} {2}}} \ widehat k \ int dl = \ dfrac {\ mu_oIR ^ 2} {2 \ слева (R ^ 2 + z ^ 2 \ справа) ^ {\ frac {3} {2}}} \ widehat k \\ \ dfrac {\ mu_oIz} {4 \ pi \ left (R ^ 2 + z ^ 2 \ right) ^ {\ frac {3} {2} }}\int dl \widehat R = \dfrac{\mu_oIz}{4\pi\left(R^2+z^2\right)^{\frac{3}{2}}}\int \limits_0^{ 2\pi} R\;d\phi \left(\cos\phi\;\widehat i + \sin\phi\;\widehat j\right)=0\end{массив}\] 9{\frac{3}{2}}}\]

Если нас интересует только поле в центре цикла, мы подставляем \(z=0\), чтобы получить простой результат:

\[B = \dfrac{\mu_oI}{2R}\]

Направление \(\widehat k\) показывает нам еще один способ использования правила правой руки для поля вдоль оси ( и только по оси!) петли: Согните пальцы правой руки так, чтобы они следили за циркуляцией тока вокруг петли, а большой палец указывал направление поля.

Мы уже говорили об петле как о магнитном диполе, который взаимодействует с присутствующими полями, и здесь (как и в случае с электрическим диполем) мы видим, что диполь тоже излучает поле, и это поле – как и поле электрическое дипольное поле – ослабевает как обратный куб расстояния (которое в данном случае измеряется \(z\)). Также, как и у электрического диполя, поле вдоль его оси направлено в направлении дипольного момента:

Рисунок 4.4.4 – Поле магнитного диполя петли

Поле соленоида

Можно сложить множество отдельных диполей друг на друга, чтобы создать длинную трубу, называемую соленоидом . Такое устройство состоит из числа витков в катушке \(N\) и длины \(L\), в результате чего будет критической мерой плотность витков:

Рисунок 4.4. 5 – Соленоид

Как вычислить поле для такого объекта? Ну, во-первых, нам нужно указать, какое поле мы хотим. Как и цикл, мы будем смотреть только на оси. Но мы также упростим его, предположив, что смотрим на точку на оси 9.0116 внутри

соленоид далеко от концов (так что по сути он имеет бесконечную длину, хотя плотность витков конечно конечна).
Мы рассматриваем это как набор бесконечного числа петель. Если мы выберем начало координат (которое мы можем разместить в любом месте вдоль бесконечной оси), то мы получим поле в этой точке в виде петли в положении \(z\) на оси, которое определяется уравнением 4.4.10. Затем нам нужно сложить вклады поля в начале координат из-за всех петель. Проблема в том, что в каждой точке оси \(z\) нет петли. При плотности витков \(n\) количество витков в крошечном срезе \(dz\) будет равно \(n\;dz\). Тогда общий ток в этом срезе будет равен этому числу, умноженному на ток через намотанная проволока (которую мы будем называть \(I\)): 9{+\infty}=\mu_o\;n\;I\]

Есть несколько особенно интересных аспектов полей соленоидов, которые не сразу очевидны из этого решения, но которые мы сформулируем без доказательства (пока – у нас есть еще один инструмент, который облегчит нам задачу):
Поле внутри соленоида почти не меняется (оно почти однородное ). В основном это происходит из-за того факта, как мы здесь обнаружили, что поле на оси не зависит от радиуса соленоида.
Поле сразу за соленоидом (сбоку, а не с торца) очень слабое (в основном это ноль ).
Поле выглядит так же, как поле стержневого магнита, но его можно включать и выключать, включая или выключая ток.

Рисунок 4.4.6 – Магнитное поле соленоида Например, свалки используют их для перемещения больших кусков металлолома. Очевидно, что ключевой здесь является способность отключать ток, чтобы отключить магнитное поле. Если бы кран использовал постоянный магнит, он бы не смог отпустить раздавленный автомобиль. Другое применение для противопожарных дверей. Представьте себе большие двери, открытые в коридорах здания с помощью электромагнитов, и если вспыхнет пожар, электричество отключится, и двери закроются, что, как мы надеемся, замедлит распространение огня. Ворота, в которые вы «забиты», закрываются защелкой, которая освобождается при активации электромагнита, оттягивающего защелку магнитным полем.

Магнитные материалы
Наконец-то мы можем обсудить элементы магнетизма, о которых мы знали с детства, — свойства и поведение стержневых магнитов. Как и любое явление, требующее понимания того, что происходит на микроскопическом уровне, магнетизм внутри таких материалов, как стержневые магниты, очень сложен. Здесь мы рассмотрим ее сильно упрощенную версию, но имейте в виду, что более полное понимание может быть достигнуто только с помощью квантовой теории.
Теперь мы знаем, что нет никаких «магнитных частиц», составляющих стержневой магнит — его магнитное поле может быть создано только движущимися зарядами. Но в отличие от электромагнита, стержневые магниты не подключены к какому-либо источнику ЭДС, так откуда же берется движущийся заряд? Атомы, из которых состоит материал, конечно же, включают в себя множество зарядов, и эти заряды движутся в манере, напоминающей магнитные диполи — электроны вращаются вокруг ядра по более или менее круговым петлям, и электроны также обладают квантово-механическим свойством, называемым «спин».
”, что также дает им свои собственные магнитные моменты.

Мы не будем слишком сильно интересоваться конкретным источником магнитных моментов этих частиц, а вместо этого просто сосредоточимся на том факте, что каждая частица имеет свой собственный магнитный момент. В случае стержневого магнита эти диполи постоянно выровнены. Это свойство называется ферромагнетизмом . Этим свойством обладают лишь некоторые материалы: железо (отсюда «ферро»), никель, кобальт, многие их сплавы и некоторые редкоземельные металлы. [ Технически, эти выравнивания происходят фрагментами, называемыми «доменами», внутри магнита, и степень намагниченности магнита определяется тем, насколько одни домены «поглощают» другие, создавая более широко скоординированные выравнивания диполей. .
]
Рисунок 4.4.7 – Диполи в стержневом магните
Должно быть ясно, как два стержневых магнита притягиваются друг к другу. Один является источником магнитного поля, а другой — магнитным диполем, на который действует неоднородное поле другого. Поле расходится, когда оно выходит из одного магнита, и диполь другого магнита, если полюса выровнены, реагирует, ощущая силу в направлении, где поле становится сильнее, следуя механизму, изображенному на рис. 4.2.6.
Но это не объясняет, почему магнит прилипает к холодильнику, если металл холодильника сам по себе не намагничен. Ответ заключается в том, что некоторые металлы, хотя их дипольные моменты частиц не выровнены постоянно, обладают тем свойством, что их частицы могут свободно вращать свои магнитные моменты. Когда прикладывается внешнее поле, их частицы выравниваются, что делает их намагниченными. Когда поле удаляется, возвращаются случайные выравнивания. Это свойство известно как парамагнетизм
.
Несколько общих замечаний, чтобы закрыть эту тему:
Ферромагнетизм опирается главным образом на спиновой источник магнитного момента и очень мало на орбитальный источник, в то время как парамагнетизм опирается на оба.
Ферромагнитные материалы остаются намагниченными после того, как сильное приложенное магнитное поле выравнивает домены, которые остаются выровненными благодаря аномалиям в кристаллической структуре, которые «зацепляют» домены и удерживают их в выровненной ориентации.

Ферромагнетики могут быть размагничены («размагничены») путем снятия этих зацепок. Это легче всего сделать, подняв температуру до критической температуры, известной как Температура Кюри , при которой «заедания» магнитных доменов больше не возможны и вещество имеет нулевой ферромагнетизм. Другие методы размагничивания включают применение быстро меняющихся магнитных полей (которые «встряхивают» домены в случайном направлении) и удары по магниту. так что вибрации заставляют домены расцепляться

Эта страница под названием 4.4: Источники магнитных полей распространяется под лицензией CC BY-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована Томом Вайдеманом непосредственно на платформе LibreTexts.
Наверх
Была ли эта статья полезной?
Тип изделия
Раздел или Страница
Автор
Том Вайдеман
Лицензия
CC BY-SA
Версия лицензии
4,0
Показать оглавление
нет
Теги
соленоид
источник@родной
8.
Статические магнитные поля, подобные тем, которые используются в медицинской визуализации
Электромагнитные поля » Уровень 2 ” Вопрос 8
Previous Question
Level 2 Questions
Next Question
Level 1: Summary
Level 2: Details
Level 3: Source

About
Links
Next Подвопрос
8. Статические магнитные поля, подобные тем, которые используются в медицинской визуализации
8.1 Каковы источники статических магнитных полей?
8.2 Какие возможные последствия для здоровья статических магнитных полей изучались?
8.1 Каковы источники статических магнитных полей?
МРТ-сканеры используют статические магнитные поля
Авторы и права: Kasuga Huang
Магнитное поле — это силовое поле, создаваемое магнитом или как следствие движения зарядов (потока электричества). Величина (напряженность) магнитного поля обычно измеряется в Теслах (Тл или мТл).
Статические магнитные поля не меняются со временем и, как таковые, не имеют частоты (0 Гц). Примерами являются поля, создаваемые постоянным магнитом или магнитным полем Земли.
Искусственные статические магнитные поля генерируются везде, где электричество используется в форме постоянного тока (DC), например, в некоторых системах железных дорог и метро, в промышленных процессах, таких как производство алюминия, хлорно-щелочной процесс и газовая сварка.
Количество искусственных источников таких полей ограничено, но быстро развиваются новые технологии создания статических полей. Также растет число людей с имплантированными металлическими устройствами, такими как кардиостимуляторы, на которые могут воздействовать статические магнитные поля.
Одним из известных применений сильных статических магнитных полей является магнитно-резонансная томография, позволяющая получать трехмерные изображения мягких тканей тела, таких как головной и спинной мозг. В этом методе медицинской визуализации используются очень мощные постоянные магниты, что может привести к высокому уровню облучения как пациентов, так и операторов. Подробнее…
<-- Назад на уровень 1

Дополнительная информация на уровне 3 –>

Вопросы уровня 2
Top
Уровень 1: Сводка
Уровень 2: Подробная информация
Уровень 3: Источник
Облизости
Ссылки
Следующее. изучено?
Доступно несколько эпидемиологических исследований воздействия статических полей, а имеющихся данных недостаточно, чтобы сделать какой-либо вывод о потенциальном влиянии на здоровье воздействия статических магнитных полей.
Большое количество экспериментальных исследований было проведено с целью обнаружения биологических эффектов статических магнитных полей.
Экспериментальные данные показали, что статические магнитные поля могут создавать небольшие силы, которые приводят к изменению ориентации или положения биологических молекул и клеточных компонентов, таких как гемоглобин, родопсин, свободные радикалы и оксид азота, в зависимости от их магнитных свойств.