Основные параметры магнитного поля
Параметры магнитного поля
Пространство, где проявляется действие магнитных сил. Графически магнитное поле изображается магнитными силовыми линиями направленными от северного полюса к южному.
Магнитное поле в проводниках с электрическим током
Если по проводнику протекает ток, то вокруг проводника создаётся магнитное поле направление которого определяется по правилу Буравчика.
Соленоид – проводник, свёрнутый в спираль.
Если по соленоиду протекает постоянный ток, то он ведёт себя как обыкновенный магнит, на его торцах образуется северный и южный полюс.
Намагничивающая сила соленоида прямо пропорционально ампер – витков.
Ф = К × I × W
Ф – намагничивание
В радиотехнике применяются соленоиды с сердечниками для увеличения интенсивности магнитного поля.
Ф = К × I × W × µ
µ – магнитная проницаемость
Параметры магнитного поля
Магнитная индукция ( В )
Магнитная индукция, характеризует интенсивность магнитного поля, численно определяемая величиной приложенной силы, с которой она действует на проводник длинной в 1 метр и при этом по проводнику протекает ток в 1А.
Размерность 1Тл (тесла)
Магнитный поток Ф
Количество силовых линий приходится на данную площадь
Ф = B × S 1Вб (Вебер)
Напряжённость магнитного поля (Н)
| Н = | Σ × I l |
Н – 1 | A M |
Н – это отношение полного тока пронизывающего данную поверхность к длине магнитной силовой линии.
Магнитная проницаемость (µ) – она показывает , во сколько раз магнитное поле в данном веществе больше или меньше проницаемости в вакууме.
µ (раз)
µ > 1– парамагнитные материалыµ – диамагнитные материалыµ >> 1– ферромагнитные материалы
Намагничивание ферромагнитного материала
В ферромагнитном сердечнике находится малые по объёму домены, которые хаотично расположены по объёму сердечника, при наличии внешнего поля происходит внешняя переориентация доменов и интенсивность магнитного поля возрастает.
Это явление видно по графику.
B = f(Н)
Из графика видно с увеличением Н растёт магнитная индукция.
При некотором значении Н, B наибольшая, наступает магнитное насыщение.
Перемагничивание ферромагнитного материала
Кривая 0,A,B,C,D,F,E обозначает процесс перемагничивания ферромагнитного материала, из графика видно что между A и B имеется некоторое отставание, так называемый магнитный гистерезис.
В зависимости от вида петли гистерезиса, различают магнитные материалы.
Магнитомягкие материалы, – петля гистерезиса узкая магнитная индукция малой величины, такие материалы работают в качестве сердечников трансформаторов и дросселей в цепях переменного тока.
Магнитотвердые материалы – магнитная индукция значительной величины, из таких материалов выполняют постоянные магниты.
В радиотехнике применяют также ферриты с прямой петлёй гистерезиса.
Проводник с током в магнитном поле
Если по проводнику протекает ток, то вокруг него возникает магнитное поле которое взаимодействует с внешним магнитным полем. И в результате проводник какбы выталкивается из магнитного поля.
Такое явление применяется в электродвигателях, тестерах и т.д.
Электрон в магнитном поле (кинескопа)
Если электрон движется в магнитном поле то его собственное магнитное поле взаимодействует с магнитным полем отклоняющей системы (ОС) и в результате траектория электрона изменяется.
Магнитное поле и его основные характеристики. Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера.
Магнитное поле –
одна из форм существования материи, она
присуща любому веществу и проявляется
наиболее ярко при движении электрически
заряженных частиц. В природе нет
немагнитных тел и сред. Магнитные
свойства вещества обусловлены микротоками,
а магнитные и электрические свойства
вакуума подтверждаются тем, что
электрическая и магнитная постоянные
не равны нулю, вакуум материален.
Физические явления,
происходящие в рамке с током и без тока
в магнитном поле, являются принципиальной
основой конструирования и работы
электрических генераторов, преобразующих
механическую энергию в электрическую.
Электрических моторов, преобразующих
электрическую энергию в механическую.
В устройстве магнитоэлектрических
измерительных приборов.
Народнохозяйственное значение электрической энергии общеизвестно, поэтому знание электротехнических основ электротехники необходимо специалисту любой квалификации.
1. Открытие магнитного поля.
Начало настоящему пониманию природы магнетизма положил датский физик Эрстред. Он впервые в 1820 году обнаружил магнитное поле вокруг проводника с током.
Действие электрического тока на магнитную стрелку. Этим опытом Эрстред показал, что вокруг проводника с током существуем магнитное поле
Французский физик Ампер установил, что всякий электрический ток способен взаимодействовать с другим током.
Если по двум длинным гибким параллельным проводникам пропускать постоянные токи одинакового направления, то проводники притягиваются друг к другу.
Если же направления
токов в этих проводниках взаимно
противоположны, то проводники отталкиваются
друг от друга.
Русский физик Эйхенвальд в 1901 году установил, что если заряд покоится то вокруг него существует электрическое поле. Если же он движется, то возникает магнитное поле, которое вызывает отклонение легко подвижной магнитной стрелки.
Взаимодействия между проводниками с током, то есть взаимодействия между движущимися электрическими зарядами, называют магнитными силами.
Силы с которыми проводники с током действуют друг на друга называют магнитными силами.
Подобно тому как в пространстве, окружающем неподвижные заряды возникает электрическое поле, в пространстве окружающем токи, возникает поле, названное магнитным.
Магнитное поле – особая форма материи посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами, которая существует реально, независимо от нас, от наших знаний о нем.
Основные свойства магнитного поля:
Магнитное поле порождается электрическим током(движущемся зарядом)
Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущийся заряд)
Магнитное поле
действует только на подвижные заряды
с определенной силой.
2. Магнитная индукция. Магнитная постоянная. Магнитная проницаемость среды.
Силовой характеристикой магнитного поля является магнитная индукция.
Магнитная индукция величина векторная.
Модуль вектора магнитной индукции обозначается: .
В системе СИ измеряется: (теслах).
Для графического изображения магнитных полей удобно использовать линии магнитной индукции. Линиями магнитной индукции называют линии, касательные к которым направлены так же, как и вектор магнитной индукции в данной точке поля.
Линии магнитной индукции всегда замкнуты. Поля с замкнутыми силовыми линиями называют вихревыми.
Магнитное поле – вихревое поле
Направление вектора
магнитной индукции поля, создаваемого
проводником с током, определяется по
правилу буравчика: если движение острия
буравчика с правой резьбой совпадает
с направлением тока в проводнике, то
направление вектора магнитной индукции
совпадает с направлением вращения
рукоятки буравчика.
Направление линий магнитной индукции проводника в форме кругового витка: если правовинтовой буравчик ввинчивать по направлению тока, то направление острия буравчика совпадает с направлением линии магнитной индукции.
Магнитная индукция прямого тока:
, где – абсолютная магнитная проницаемость среды;
В – индукция магнитного поля, Тл;
– магнитная постоянная,
μ – магнитная проницаемость среды, Н/А2;
r – расстояние до точки, м.
I – сила тока в проводнике, А.
Магнитная индукция в центре кругового тока:
, где r – радиус кругового тока, м.
Магнитная индукция внутри соленоида:
, где N – число витков;
l – длина соленоида, м.
Магнитной
проницаемостью среды называют отношение
показывающее, во сколько раз магнитная
индукция в среде больше (или меньше),
чем в вакууме.
3. Взаимодействие токов. Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера.
Сила, с которой первый проводник действует на второй, пропорциональна произведению токов, текущих по проводникам, и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Кроме того, она зависит от магнитных свойств среды, в которой находятся проводники и их длины.
.
На проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле действует сила, пропорциональная длине отрезка проводника, силе тока, протекающего по проводнику, и индукции магнитного поля.
где FA – сила Ампера, Н;
I – сила тока, А;
B – магнитная индукция, Тл;
l – длина проводника, м;
α
– угол между
и I.
Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а выгнутые 4 пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле.
Опыты показывают, что магнитное поле, вектор индукции которого направлен вдоль проводника с током, ни оказывает никакого действия на ток.
Сила, действующая на проводник, зависит только от составляющей вектора магнитной индукции перпендикулярной к проводнику, т. е. от .
Использование силы Ампера: электродвигатели; электроизмерительные приборы.
Вопросы для самопроверки
Что называется магнитным полем? Каковы его основные свойства?
В чем заключается гипотеза Ампера? Чему равна магнитная постоянная и абсолютная магнитная проницаемость среды?
Как взаимодействуют между собой параллельные тока? Чем вызывается их взаимодействие?
Какой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции? Какой формулой его выражают и в каких единицах он измеряется?
Что называют линиями магнитной индукции? Какое направление они имеют?
Какие поля называют вихревыми?
Что устанавливает закон Ампера? Чему равен модуль силы Ампера? Сформулируйте правило позволяющее определить направление силы Ампера?
Характеристики вариаций магнитного поля на протонной циклотронной частоте и выше, наблюдаемые Arase
Характеристики вариаций магнитного поля на протонной циклотронной частоте и выше, наблюдаемые Арасе
- Мацуока, А.
; - Нос, М. ;
- Миёси, Ю. ;
- Терамото, М. ;
- Номура, Р. ;
- Фудзимото, А. ;
- Танака Ю. ;
- Шинохара, М. ;
- Курита, С. ;
- Имахо, С. ;
- Шинохара, И.
Аннотация
Вариации магнитного поля считаются основными причинами появления релятивистских электронов во внутренней магнитосфере.
УНЧ-волны Pc5 вызывают радиальную диффузию электронов и последующее ускорение. Свистящие волны могут ускорять электроны за счет передачи энергии от волн к электронам. Говорится, что процесса радиальной диффузии недостаточно для объяснения наблюдаемого увеличения количества релятивистских электронов. Некоторые сравнения между измерениями и численным моделированием показали, что как радиальная диффузия УНЧ-волнами, так и свистовыми волнами будет способствовать увеличению количества релятивистских электронов (Ma+, 2018). ЭМИЦ-волны рассматриваются как эффективный процесс потери релятивистских электронов за счет питч-углового рассеяния. Между тем вариации магнитного поля вокруг и выше протонной циклотронной частоты не изучались ввиду ускорения электронов. Явления возмущения магнитосферы, например, диполяризация и импульсный объемный поток из ночного слоя плазмы, часто сопровождаются широкополосной вариацией магнитного поля. Изменение магнитного поля в этом частотном диапазоне потенциально может стать фактором быстрого увеличения релятивистских электронов во внутренней магнитосфере.
Вариации магнитного поля от нескольких Гц до нескольких десятков Гц измеряются феррозондовым магнитометром MGF на борту спутника Arase. Для точного измерения изменения магнитного поля мы работали над уменьшением искусственных шумов, вызванных ошибкой линейности аналого-цифрового преобразования, неточностью фазы вращения спутника при дискретизации и неточностью спутниковых часов. Данные после уменьшения искусственных шумов позволяют исследовать изменение магнитного поля в интересующем диапазоне частот. Мы представим метод и преимущества для уменьшения искусственного шума от данных магнитного поля. Также изучается остаточный шум и его влияние на научные результаты. Опираясь на знания об ограничении на оценку возмущения магнитного поля, обсудим особенности вариаций магнитного поля с учетом ускорения электронов во внутренней магнитосфере.
- Публикация:
Тезисы осенней встречи AGU
- Дата публикации:
- Декабрь 2020
- Биб-код:
- 2020АГУФСМ035. .03М
- Ключевые слова:
- 2722 Прогнозирование;
- МАГНИТОСФЕРНАЯ ФИЗИКА;
- 2730 Магнитосфера: внутренняя;
- МАГНИТОСФЕРНАЯ ФИЗИКА;
- 2753 Численное моделирование;
- МАГНИТОСФЕРНАЯ ФИЗИКА;
- 2774 Пояса радиационные;
- МАГНИТОСФЕРНАЯ ФИЗИКА
.03М Назовите характеристики силовых линий магнитного поля.
КУМАР ПРАКАШАН-МАГНИТНЫЕ ЭФФЕКТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА – ЗНАЧЕНИЕ ВОПРОСОВ С ОТВЕТАМИ
16 видеоРЕКЛАМА
Ab Padhai karo bina ads ke
Khareedo DN Pro и dekhorukit sari ad bina videos
Обновлено: 27-06-2022
लिखित उत्तर
Решение
(1) Линии магнитного поля выходят из направления южного полюса и сливаются с ним в направлении северного полюса магнита. линии от его южного полюса до его северного полюса.
Таким образом, силовые линии магнитного поля представляют собой замкнутую и непрерывную кривую.
(2) Линии магнитного поля сгущаются вблизи полюса, где магнитное поле сильное, находятся далеко друг от друга вблизи середины магнита и далеко от магнита, где магнитное поле слабое.
(3) Силовые линии магнитного поля никогда не пересекаются друг с другом, потому что если бы они пересекались, то в этой точке было бы два направления магнитного поля, что абсурдно.
(4) В случае, если силовые линии параллельны и равноудалены, они представляют однородное магнитное поле.
Пошаговое решение от экспертов, которое поможет вам избавиться от сомнений и получить отличные оценки на экзаменах.
संबंधित वीडियो
Укажите характеристики магнитной силы.
11760782
Напишите характеристики силовых линий магнитного поля. Нарисуйте силовые линии магнитного поля, вызванного током, протекающим по круглой катушке.
11760789
Что такое линии магнитного поля? Назовите два характерных свойства этих линий.
74558203
Как называется магнитное поле? Напишите любые четыре характеристики силовых линий магнитного поля.
511376248
Укажите важные характеристики магнитной силы, действующей на заряд, движущийся в магнитном поле (или проводник с током, помещенный в магнитное поле).
571110619
Текст Решение
Что такое силовые линии магнитного поля? Назовите две характеристики этих линий. Кратко опишите деятельность по изучению силовых линий магнитного поля, вызванного током, протекающим в круглой катушке.