Силовые линии магнитного поля – направление, свойства
4.8
Средняя оценка: 4.8
Всего получено оценок: 213.
4.8
Средняя оценка: 4.8
Всего получено оценок: 213.
Магнитное поле оказывает силовое воздействие на электрические заряды, находящиеся в движении и на тела, имеющие магнитный момент (постоянные магниты). Вместе с электрическим магнитное поле образует единое электромагнитное поле; по аналогии с другими силовыми полями (электрическим и гравитационным) наглядное представление о характере поля дают его силовые линии. Главной количественной характеристикой магнитного поля является магнитная индукция B, поэтому силовые линии магнитного поля и линии магнитной индукции имеют одно и тоже значение, то есть оба термина могут использоваться наравне друг с другом.
Что такое силовые линии
Выдающийся английский физик Майкл Фарадей (1791-1867), исследовавший природу электромагнитного поля, первым сформулировал понятие силовых линий для электрического и магнитного полей.
Силовые линии магнитного поля обладают следующими основными свойствами:
- Силовые линии — это графическая визуализация (“картина”) изображения силового поля;
- Силовые линии заполняют пространство таким образом, что касательные к ним в каждой точке пространства совпадают по направлению с вектором магнитной индукции;
- Через каждую точку проходит только одна силовая линия;
- Плотность (густота) силовых линий, пронизывающих единичную перпендикулярную площадь, пропорциональна модулю магнитной индукции B на этой площади;
- Силовые линии магнитного поля всегда замкнуты, поскольку магнитное поле является полем вихревого типа. Вихревыми называются любые поля, имеющие замкнутые силовые линии.
М. Фарадей по праву считается одним из первооткрывателей природы электромагнитных явлений. В 1845 г. он первым четко сформулировал понятие об электромагнитном поле. Кроме этого он открыл фундаментальный закон, названный его именем, который гласит о том, что в замкнутом проводящем контуре, через который проходит изменяющийся во времени магнитный поток, возникает разность потенциалов, то есть электродвижущая сила, пропорциональная скорости изменения магнитного потока.
Примеры силовых линий
Наглядное представление о силовых линиях магнитного поля можно получить, если на плоский стеклянный лист, сквозь который пропущен проводник с током, равномерно (в один слой) разложить мелкие железные опилки или опилки из другого ферромагнетика (никеля, кобальта и т.п.). Включение тока приводит к появлению магнитного поля, в котором опилки намагничиваются, то есть становятся “магнитными стрелками” и выстраиваются вдоль силовых линий поля .
Видно, что силовые линии представляют собой концентрические окружности, которые расположены в плоскости перпендикулярной проводнику. Центры всех окружности лежат на оси проводника.
Следующий пример — силовые линии магнитного поля, которое создает обычный полосовой постоянный магнит.
Направлением вектора магнитной индукции принято считать направление от южного полюса S к северному полюсу N.
Хорошо видно, что силовые линии имеют максимальную концентрацию вблизи полюсов N и S. Направления силовых линий магнитного поля имеют сложную геометрическую форму, но все линии непрерывны и замкнуты. Внутри магнита плотность (густота) силовых линий максимальна, а поле однородно. Магнитное поле является однородным, когда магнитная индукция постоянна, то есть = const.
Еще один пример — это соленоид, то есть катушка, изготовленная с помощью намотки гибкого проводника, сохраняющего форму (например, из медной проволоки).
Рис. 3. Демонстрация силовых линий магнитного поля от соленоида.Оказывается картина силовых линий соленоида очень похожа на силовые линии, которые создаются постоянным полосовым магнитом. Видно, что внутри катушки магнитное поле близко к однородному.
Для определения направления вектора надо пользоваться “правилом буравчика”, которое звучит так: вектор направлен в ту сторону, куда перемещалась бы рукоятка буравчика (с правой резьбой) если ввинчивать его по направлению тока в проводе (или в рамке).
Что мы узнали?
Итак, мы узнали, что такое силовые линии магнитного поля. Силовые линии позволяют наглядно представить пространственное распределение магнитного поля. Приведены основные свойства и примеры силовых линий магнитных полей, созданных прямолинейным проводником, соленоидом и постоянным полосовым магнитом.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда – пройдите тест.
Владимир Шамшурин
5/5
Оценка доклада
4.8
Средняя оценка: 4.8
Всего получено оценок: 213.
А какая ваша оценка?
Силовые линии магнитного поля – свойства, характеристика и направление
При изучении существования электромагнетизма в природе силы, связанные с этим явлением, обозначают с помощью силовых линий магнитного поля. Это условные изображения, не имеющие ничего общего с реальностью. Просто используя иллюстрации, удобно объяснять и моделировать свойства, наглядно указывая направление векторов и описывая плотность того или иного участка пространства.
Содержание
- Общие сведения
- Линии магнитного поля
- Опыт Эрстеда
- Виток и катушка
Общие сведения
Ещё в XIX веке было установлено, что направленное движение элементарных носителей зарядов приводит к появлению электрического тока. Заряды, взаимодействуя между собой, вызывают появление силы, которую называют электромагнитным полем. То есть вокруг любого заряженного тела возникает два явления: магнитное и электрическое.
Первое, в отличие от второго, возможно только при движении электрического заряда. Даже если оно создано постоянным магнитом, всё равно причиной его появления является движение частиц. По своей сути магнитное поле — это сила, характеризующаяся моментом. Она обладает энергией. Любое изменение электрического поля приводит к возмущению магнитного. Причём это утверждение справедливо и наоборот.
Основной характеристикой силы является вектор индукции. С его помощью определяют действие магнитного поля в точке пространства.
То есть параметр показывает, с какой силой оказывается влияние на заряд q перемещающийся со скоростью V. Это векторная величина формула для расчёта, которой имеет вид: F = q *V * sin (a), где a — значение угла между вектором скорости и магнитной индукции. При этом направление силы может быть определено по правилу буравчика. Оно всегда будет направлено перпендикулярно вектору скорости. За единицу измерения в СИ принята тесла (Тл).
Для магнитного поля характерно следующее:
Магнитное поле представляет собой материю. Определяется она свойствами вещества. С точки зрения квантовой механики, это частный случай электромагнитного взаимодействия. Для его изображения используют воображаемые отрезки. Это магнитные линии магнитного поля, которые представляют как замкнутые направленные кривые.
Линии магнитного поля
Электрическое поле можно исследовать с помощью элементарных зарядов, по поведению которых удобно судить о значении и направлении материи. Аналогом такой энергии является пробная частица, которую можно представить в виде стрелки, точнее компаса. Например, если взять много устройств, указывающих на магнитные полюса Земли, и разместить их в некотором геометрическом пространстве, то можно будет визуализировать силы, характеризующие электромагнитное поле.
Но определить направление материи вокруг проводников с током различной формы или так называемый магнитный спектр можно и практически. Для этого используются различные установки. Простейшей из них является комплекс, включающий в свой состав:
- источник питания;
- диэлектрическую рамку;
- толстый медный провод способный пропустить ток порядка 20 ампер;
- железные опилки.
В рамке через просверленное отверстие продевают провод, который подключают к источнику питания. Сверху на проволоку насыпают стружки. После подачи тока можно будет наблюдать, как образуются цепочки, повторяющие форму распространения силы поля. Например, вокруг прямого провода, расположенного перпендикулярно пластинке, можно будет увидеть кольцевые силовые линии.
Проведя эксперимент, можно узнать в чём состоит особенность линий магнитной индукции. Во-первых, их распространение неравномерное. В некоторых местах они гуще. Во-вторых, эти линии никогда не пересекаются и всегда замкнутые.
С точки зрения физики, можно добавить, что направление магнитного поля возможно выяснить по правилу буравчика. При этом вектор индукции касателен к каждой точке отрезка.
Следует отметить, что исследовать поле, правда, постоянное, можно с помощью обычного магнита и компаса.
Для эксперимента нужно высыпать опилки на лист бумаги, а рядом с ними положить компас. Затем снизу медленно поднести магнит, желательно через деревянную прослойку. Тогда можно будет не только увидеть рисунок поля, но и заметить, что стрелка компаса показывает в ту же сторону, куда направлены железные опилки.
Опыт Эрстеда
Довольно продолжительное время электрические и магнитные поля изучались раздельно. Их взаимосвязь была обнаружена совершенно случайно. Существует легенда, что Кристиан Эрстед показывал ученикам на своей лекции в университете влияние толщины проводника на силу тока.
При этом на демонстрационном столе лежал компас, оставшийся от предыдущей лекции. Во время рассказа Эрстеда о природе нагрева проволоки, один из его студентов обратил внимание, что стрелка компаса изменила положение. Этот эффект после позволил учёному утверждать, что на магнитную стрелку, расположенную вблизи с проводником тока, действуют силы, стремящие её развернуть.
Главный интерес этого явления был в том, что, кроме изменения положения стрелки никаких, более эффектов не наблюдалось.
Проведя ряд опытов, учёный установил, что на направление указателя влияла полярность подключения источника питания. При её изменении стрелка сразу же изменяла своё направление на противоположное. Но оказалось, что влияние магнитного потока настолько мало, что обнаружить его, возможно, только с помощью чувствительных приборов.
Чтобы более точно представить, по какому принципу происходит поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током нужно рассмотреть проволоку с торца.
Тогда можно будет изучить два случая:
- ток идёт от наблюдающего;
- заряды двигаются к исследователю.
Если установить множество стрелок вокруг проводника, то окажется, что после пропускания тока они выстроятся так, что образуют своеобразную окружность. При этом их полюса будут противоположны друг другу. Эти стрелки примут положение по касательной к магнитным линиям. Таким образом, можно будет увидеть, что линии, описывающие распространение поля, представляют окружность. Их же направления в первом случае будут по часовой стрелке, а во втором — против.
Это важное свойство магнитных линий и наблюдал Эрстед. Ампер же смог развить исследование дальше. Он установил, что если взять два проводника, разместить их параллельно и пустить по ним токи в одном направлении, то возникает сила притягивания. Если же в одном из них поменять подключение — проводники начинают отталкиваться. Именно благодаря Амперу удалось эмпирически доказать, как происходит взаимодействие проводника, по которому течёт ток, с полем постоянного магнита и описать зависимость зарядов от их направления.
Виток и катушка
Определить направление магнитного потока можно по правилу, которое называется буравчиком. Нужно взять проводник с током и расположить вдоль него винт. При этом добиться того, чтобы стержень перемещался вдоль направления тока. Для этого понадобится вращать буравчик в определённую сторону, которая и будет показывать, куда направлено магнитное поле.
Аналогом этого способа является правило правой руки. Заключается оно в том, что если поставить её большой палец по направлению тока, то тогда оставшиеся четыре укажут сторону распространения действия силы. Определить, как будут направлены линии в прямом проводнике, не представляет трудности.
Для провода, согнутого в виток, методика определения изменится. Изогнутый проводник можно представить как множество кусочков. Наиболее интересными из них будут два — расположенные в начале и в конце. Если воспользоваться правилом буравчика и нарисовать направление, то можно увидеть, что вокруг каждого из концов возникнут противоположные друг другу силовые линии.
Они будут замкнуты и иметь радиальную форму. Но особенность их в том, что в середине проводника сила действия поля будет намного сильнее, чем при удалении от неё.
Оказывается, что если ток течёт по кольцу, то правило буравчика тоже будет работать, но с небольшим отличием.
Если при прямом токе вращение ручки, расположенной по направлению перемещения частиц, указывает сторону распространения линий, то для витка ситуация повторяется с точностью наоборот. Когда буравчик вращается по направлению тока, то стержень устройства показывает, куда направлено поле внутри витка.
Аналогичную картину можно получить, если из проволоки смотать катушку. В середине её линии будут более густо расположены, чем снаружи. Этим и пользуются для получения сильного магнитного потока. Все эти явления связаны с природой рассматриваемой силы. Линии поля всегда выходят из северного полюса и входят в южный. Вот почему направление вектора магнитной индукции совпадает с северным указателем магнитной стрелки.
Следует отметить важный момент: на самом деле силовые линии двух одинаковых точечных зарядов могут пересекаться, но в этом случае поле в этой точке будет равно нулю.
Понятие природы магнитной индукции позволило использовать силу в технологическом прогрессе человечества. Например, были созданы поезда, способные развивать огромную скорость, так как они двигаются на магнитной подушке. Вагоны скользят над поверхностью, не испытывая трения.
Открытия используются и при изучении работы головного мозга. Оказалось, что при его деятельности возникает слабое магнитное поле, исследование которого помогает понять принцип работы нейронов.
Предыдущая
ФизикаРеферат на тему: “Лазерные технологии и их использование” – виды, примеры и сферы применения
Следующая
ФизикаСтроение вещества – первоначальные сведения для учащихся 7 класса
суть понятия, свойства и определение магнитных линий
Содержание:
- Понятие магнитного поля, его свойства
- Свойства магнитного поля
- Что такое силовые линии магнитного поля
- Как определить силовые линии магнитного поля
Содержание
- Свойства магнитного поля
- Что такое силовые линии магнитного поля
- Как определить силовые линии магнитного поля
Понятие магнитного поля, его свойства
Магнитное поле в физике представляет собой материю, возникающую вблизи источников электрического тока, а также вокруг постоянных магнитов.
Если рассматривать магнитное поле в пространстве, целесообразно представлять его в виде комплекса сил, которые способны воздействовать на намагниченные предметы. Такое явление выстраивается при наличии движущих разрядов на молекулярном уровне.
Источник: reshit.ruОсобенностью магнитного поля является тот факт, что оно формируется вблизи электрических зарядов, находящихся в движении. Исходя из этого, понятия магнитного и электрического поля являются неотъемлемыми и совместно участвуют в образовании электромагнитного поля.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Свойства магнитного поля
Магнитное поле включает элементы, которые связаны друг с другом и оказывают взаимное воздействие, в процессе чего свойства этих компонентов изменяются. Свойства магнитного поля:
- Образуется в результате воздействия перемещающихся зарядов электрического тока.
- Характеристикой магнитного поля в любой его точке является вектор физической величины, который называют магнитной индукцией. Данная характеристика является силовым параметром магнитного поля.
- Оказывает воздействие исключительно на магниты, проводники, по которым проходит ток, перемещающиеся заряды.
- Классифицируется на постоянный и переменный тип.
- Может быть измерено с помощью специальных приборов, не воспринимается человеческими органами чувств.
- Обладает электродинамическим характером, поскольку образовано в процессе перемещения зарядов и влияет на заряженные частицы, когда они перемещаются.
- Частицы, обладающие зарядом, перемещаются перпендикулярно.
Габариты магнитного поля определяются скоростью его изменения. Исходя из данной характеристики, выделяют два вида магнитного поля:
- динамическое;
- гравитационное.
Примечание
Гравитационное магнитное поле можно наблюдать вокруг элементарных частиц.
Оно образуется в зависимости от специфики их строения.
Что такое силовые линии магнитного поля
Силовые линии магнитного поля представляют собой линии, касательные к которым совместимы с направлением вектора индукции магнитного поля.
Используя силовые линии, можно изобразить магнитные поля наглядно. К примеру, поведение железных опилок на листе бумаги демонстрирует магнитное поле, источником которого является постоянный магнит в форме стержня:
Другим примером может служить картина силовых линий, полученная при наблюдении длинной индукционной катушки и постоянного магнита:
Источник: foxford.ruСиловые линии магнитного поля имеют следующие свойства:
- данные линии не имеют пересечений и прерываний;
- частота расположения линий пропорциональна индукции магнитного поля;
- линии всегда замыкаются, следовательно, магнитное поле является вихревым.
Как определить силовые линии магнитного поля
В процессе воздействия магнитного поля на рамку, по которой протекает ток, возникает магнитный момент.
Данная величина является вектором, расположенным на той линии, которая проходит перпендикулярно рамке. Магнитное поле изображают графически, используя силовые линии. Их направляют таким образом, чтобы вектор сил поля совмещался с направлением силовой линии. Такие линии замыкаются и не прерываются.
Определить, в каком направлении действует магнитное поле, можно с помощью магнитной стрелки. С помощью силовых линий также можно определить полярность магнита. Концу, из которого выходят силовые линии, соответствует северный полюс, а точка входа линий совпадает с южным полюсом.
Для наглядной оценки магнитного поля целесообразно использовать опилки из железа и бумажный листок. Им накрывают постоянный магнит. Поверхность бумаги посыпают железными опилками. Частицы металла приобретут такой порядок, который соответствует расположению силовых линий.
В случае проводника, направление силовых линий определяют с помощью правила буравчика или правила правой руки. К примеру, если обхватить проводник рукой таким образом, чтобы большой палец указывал направление тока от плюса к минусу, то остальные четыре пальца будут направлены так же, как и силовые линии магнитного поля.
Магнитное поле воздействует на заряд или проводник, по которому проходит ток, с силой Лоренца. Ее направление определяют с помощью правила левой руки. Если расположить левую руку таким образом, чтобы четыре пальца были направлены аналогично движению тока в проводнике, а силовые линии пронизывали ладонь, большой палец будет указывать на вектор силы Лоренца, с которой поле действует на проводник, помещенный в магнитное поле.
Источник: reshit.ruНасколько полезной была для вас статья?
Рейтинг: 4.00 (Голосов: 1)
Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»
Поиск по содержимому
особенности линий магнитной индукции, векторы силовых лучей и их виды
Физика
12.11.21
9 мин.
Магнитное поле образуется с помощью зарядов, которые находятся в движении. Возникнувшее поле по собственной природе не прерывается в пространстве и может проявлять силовое воздействие на иные электрические заряды, которые находятся в динамике.
Оглавление:
- Формирование областей
- Магнитные всплески
- Векторный курс
- Свойства тока Фуко
В физике силовые линии магнитного поля не имеют ни начала, ни конца, они замкнуты.
Магнитное поле
Магнитные линии из магнитного поля — представляют собой некие абстрактные лучи, которые во всех точках поля соотносятся своими касательными и сходны по вектору с магнитной индукцией. В действительных полях силовые линии отсутствуют вовсе.
Формирование областей
Для описания возможности намагниченных совокупностей производить некоторое силовое воздействие на заряженную частицу, находящуюся в динамике, было образовано векторное физическое измерение. Его впоследствии назвали магнитной индукцией В. По сравнению с электрическими намагниченными областями для лучшей показательности можно отметить с помощью луча индукции.
В XIX веке физик Ханс Эрстед из Дании и ученый Андре Ампер из Франции путем экспериментов совершили важнейшее открытие, обосновать которое представилось возможным при введении нового постоянного понятия — магнитное поле.
После тех опытов проделывались многочисленные аналогичные, которые доказали наличие нового некоего пласта.
Характеристика намагниченной области:
- Появляется всегда при динамике нескольких электрический заряженных частиц.
- В пространстве обладает качеством непрерывности и может производить силовое влияние на иные электрические частицы, что пребывают в динамике.
- Намагниченная область неизменна, это также присутствует у намагниченных тел в природе.
Таким образом, причина появления поля — это беспрерывное передвижение молекулярных вихрей (токи) в массе веществ.
Исследуемая область может существовать также при воздействии электрических областей — это важное свойство у магнитных линий.
Недавние исследования ученых показали, что перелетные пернатые ориентируются на местности с помощью намагниченных полюсов нашей Земли. У таких живых организмов вблизи глаз есть крошечный некий элемент, который играет роль компаса — малое тканевое вещество с магнетитом, что способно примагничиваться при воздействии намагниченных совокупностей планеты.
Магнитные всплески
Эту специфическую область можно выявить, как силовое влияние, соотносящееся с электрическими частицами, что бывают одиночными либо в виде токов в веществах. Они совершают движение с некой заданной скоростью.
Существует физическое измерение В, именуемое магнитной индукцией, которое выявляет количественные показатели каждого силового свойства в намагниченной области. У этой величины имеется вектор, помимо абсолютного значения обладает определенным курсом.
Прямолинейный проводник, по нему проходит ток I, величина индукции — это частное от деления значения силы Ампера F, влияющей на проводник, по отношению к силе тока I и его некоторой длине L.
B=F/I*L (1).
В обозначенном очертании по отношению к площади S, при которой в намагниченных областях присутствует момент силы М, определение индукции носит характер:
В=М/I*S (2).
Электрическое напряжение
Намагниченные поля создаются из тока заряженных частиц, либо появляются путем преобразования во времени электрического поля, либо своими намагниченными моментами частиц, которые для упрощения можно отнести к электрическому току.
Векторный курс
Для демонстрации силового луча необходимо на листок из стекла, сквозь который проведен некий посредник с током, ровным выложить крошку железных опилок. При подаче тока эти опилки подвергаются намагничиванию, другими словами, у них появляются свойства магнитной стрелки, они перемещаются по силовым лучам области.
Так, итог воздействия намагниченной совокупности на намагниченные стрелки (опилочные) можно применять для получения направления индукции. Направлением индукции нужно считать некий курс.
Куда намагниченная стрелка обращена: от полюса юга S к полюсу севера N, надо отметить, почему вектор передвигается без каких-либо препятствий и ориентируется в исследуемой области.
Многочисленные опыты доказали, в чем состоит особенность у линий магнитной индукции, так лучи напряжения постоянно замкнуты, а рисунок лучей напряжения у электрических областей обычно разомкнут.
Это значительное свойство демонстрирует, что в натуральной природе отсутствуют намагниченные частицы, они были бы похожи на электрические. Намагниченная область и ее силовые линии представляют собой некое формирование, образующееся с помощью передвигающихся электрических зарядов или благодаря электрическому переменному полю.
Намагниченная область:
- особая материя, которая не видна человеческому глазу и недоступна для осязания;
- еще древние философы говорили, что если направить внимание на магнит, то вокруг него нечто есть.
Свойства тока Фуко
Токи Фуко — электрическое течение, которое замкнуто при посредствующем проводнике.
Может определяться при перемене проходящего сквозь него магнитного течения. Относится к индукционным, формирующимся в проводящих телах или из-за преобразований во времени в намагниченных областях, с какими взаимодействует электричество.
А также образуется при передвижении тел в примагнитной области, что весьма способствует к переменам исследуемого течения сквозь тело либо иную его составную часть.
Ленц определил правило, где магнитные области токов Фуко направляются таким образом, что противопоставляются переменам магнитных течений. Это особое поле бывает не только лишь вблизи магнита, но и всякого объекта, который проводит ток.
Например, провода от напольного торшера, что пропускают ток, могут называться магнитом. Электромагнитное поле — базовая физическая величина, некоторое поле, сообщающееся с телами, которые содержат электрический заряд, в том числе с телами с мультипольными и намагниченными свойствами.
Силовые линии магнитного поля.
Как уже было отмечено выше, математически магнитное поле описывается с помощью такой математической конструкции как векторное поле – каждой точке в пространстве ставится в соответствие вектор (в данном случае – магнитной индукции): . Или, что равносильно, для полного описания магнитного поля необходимо задать три функции (компоненты вектора индукции Bx, By, Bz), каждая из которых зависит от трех аргументов (координат точки x,y,z).
Для наглядного представления этого поля (как и любого векторного поля) удобно использовать силовые линии (Рис.14).
Силовыми линиями магнитного поля называются линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции.
Со свойствами силовых линий, присущих магнитному полю, мы познакомимся позднее, сейчас только напомним свойства таких линий, общие для любых векторных полей:
Силовые линии магнитного поля не пересекаются.
Силовые линии магнитного поля не имеют изломов.
электростатическое поле
Для того чтобы описать электрическое поле, нужно задать вектор напряженности в каждой точке поля. Это можно сделать аналитически или графически. Для этого пользуются силовыми линиями – это линии, касательная к которым в любой точке поля совпадает с направлением вектора напряженности (рис. 2.1).
Рис. 2.1
Силовой линии приписывают определенное направление – от положительного заряда к отрицательному, или в бесконечность.
Рассмотрим случай однородного электрического поля.
22. Движение заряженной частицы в магнитном поле. Сила Лоренца.
Сила
Лоренца — сила,
с которой, в рамках классической
физики, электромагнитное
поле действует
на точечную заряженнуючастицу.
Иногда силой Лоренца называют силу,
действующую на движущийся со
скоростью
заряд
лишь
со стороны магнитного
поля,
нередко же полную силу — со стороны
электромагнитного поля вообще[1],
иначе говоря, со
стороны электрического
имагнитного
полей.
Выражается в СИ как:
Названа в честь голландского физика Хендрика Лоренца, который вывел выражение для этой силы в 1892 году. За три года до Лоренца правильное выражение было найдено Хевисайдом[2].
23. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Правило левой руки.
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, называется силой Ампера. |
|
Сила действия однородного магнитного поля на проводник с током прямо пропорциональна силе тока, длине проводника, модулю вектора индукции магнитного поля, синусу угла между вектором индукции магнитного поля и проводником: F=B. | |
Направление силы Ампера (правило левой руки) Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная составляющая вектора В входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на проводник с током. |
I.ℓ. sin — закон
Ампера.24. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея.
Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.
Закон Фарадея
Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в СИ):
где
— электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура,
— магнитный
поток через
поверхность, натянутую на этот контур.
Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, названное так по имени русского физика Э. Х. Ленца:
Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.
Для катушки, находящейся в переменном магнитном поле, закон Фарадея можно записать следующим образом:
где
— электродвижущая сила,
— число витков,
— магнитный поток через один виток,
— потокосцепление катушки.
25. Электромагнитные волны, скорость их распространения.
Изменяющееся во времени электрическое поле порождает в окружающем пространстве магнитное поле.
Существуют электромагнитные волны, то есть распространяющееся в пространстве и во времени электромагнитное поле. Электромагнитные волныпоперечны – векторы и перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны
Электромагнитные волны распространяются в веществе с конечной скоростью
Здесь
ε и μ – диэлектрическая и магнитная
проницаемости вещества, ε0 и
μ0 –
электрическая и магнитная
постоянные: ε0 = 8,85419·10–12 Ф/м,μ0 = 1,25664·10–6 Гн/м.
Длина волны λ в синусоидальной волне свявзана со скоростью υ распространения волны соотношением λ = υT = υ / f, где f – частота колебаний электромагнитного поля, T = 1 / f.
Скорость электромагнитных волн в вакууме (ε = μ = 1):
Скорость c распространения электромагнитных волн в вакууме является одной из фундаментальных физических постоянных.
Вывод
Максвелла о конечной скорости
распространения электромагнитных волн
находился в противоречии с принятой в
то время теорией
дальнодействия,
в которой скорость распространения
электрического и магнитного полей
принималась бесконечно большой. Поэтому
теорию Максвелла называют
теориейблизкодействия.
26. Внешний фотоэффект, понятие красной границы фотоэффекта.
Фотоэффе́кт — это испускание электронов веществом под действием света (и, вообще говоря, любого электромагнитного излучения). В конденсированных веществах (твёрдых и жидких) выделяют внешний и внутренний фотоэффект.
Внешним фотоэффектом (фотоэлектронной эмиссией) называется испускание электронов веществом под действием электромагнитных излучений. Электроны, вылетающие из вещества при внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем электрическом поле, называется фототоком.
Фотокатод — электрод вакуумного электронного прибора, непосредственно подвергающийся воздействию электромагнитных излучений и эмитирующий электроны под действием этого излучения.
Зависимость
спектральной чувствительности от
частоты или длины волны электромагнитного
излучения называют спектральной
характеристикой фотокатода.
PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook
Содержание
- 1 Учебники
- 2 Механика
- 2.1 Кинематика
- 2.2 Динамика
- 2.3 Законы сохранения
- 2.4 Статика
- 2.5 Механические колебания и волны
- 3 Термодинамика и МКТ
- 3.1 МКТ
- 3.2 Термодинамика
- 4 Электродинамика
- 4.
1 Электростатика - 4.2 Электрический ток
- 4.3 Магнетизм
- 4.4 Электромагнитные колебания и волны
- 4.
- 5 Оптика. СТО
- 5.1 Геометрическая оптика
- 5.2 Волновая оптика
- 5.3 Фотометрия
- 5.4 Квантовая оптика
- 5.5 Излучение и спектры
- 5.
6 СТО
- 6 Атомная и ядерная
- 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
- 6.2 Ядерная физика
- 7 Общие темы
- 8 Новые страницы
Здесь размещена информация по школьной физике:
- материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
- разработки уроков, тем;
- flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
- ссылки на другие сайты
и многое другое.
Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см.
справку), обсуждать уже созданные.
Учебники
Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –
Механика
Кинематика
Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве
Динамика
Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил
Законы сохранения
Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии
Статика
Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика
Механические колебания и волны
Механические колебания – Механические волны
Термодинамика и МКТ
МКТ
Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа
Термодинамика
Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение
Электродинамика
Электростатика
Электрическое поле и его параметры – Электроемкость
Электрический ток
Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках
Магнетизм
Магнитное поле – Электромагнитная индукция
Электромагнитные колебания и волны
Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны
Оптика.
СТОГеометрическая оптика
Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы
Волновая оптика
Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света
Фотометрия
Фотометрия
Квантовая оптика
Квантовая оптика
Излучение и спектры
Излучение и спектры
СТО
СТО
Атомная и ядерная
Атомная физика. Квантовая теория
Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома
Ядерная физика
Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы
Общие темы
Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ – Репетитор по физике
Новые страницы
Запрос не дал результатов.
Магнитные поля и силовые линии магнитного поля | Физика |
Цель обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Давать определение магнитному полю и описывать линии магнитного поля различных магнитных полей.
Говорят, что в детстве Эйнштейн был очарован компасом, возможно, размышляя о том, как стрелка чувствует силу без прямого физического контакта. Его способность глубоко и ясно размышлять о действиях на расстоянии, особенно о гравитационных, электрических и магнитных силах, позже позволила ему создать свою революционную теорию относительности. Поскольку магнитные силы действуют на расстоянии, мы определяем магнитное поле для представления магнитных сил. Графическое представление линий магнитного поля очень полезно для визуализации силы и направления магнитного поля. Как показано на рисунке 1, направление линий магнитного поля определяется как направление, в котором указывает северный конец стрелки компаса. Магнитное поле традиционно называют B -полем .
Рис. 1. Линии магнитного поля имеют направление, которое указывает небольшой компас, размещенный в определенном месте.
(a) Если для картографирования магнитного поля вокруг стержневого магнита используются небольшие компасы, они будут указывать в указанном направлении: от северного полюса магнита к южному полюсу магнита. (Вспомните, что северный магнитный полюс Земли на самом деле является южным полюсом с точки зрения определения полюсов стержневого магнита.) (b) Соединение стрелок дает непрерывные силовые линии магнитного поля. Сила поля пропорциональна близости (или плотности) линий. в) Если бы можно было исследовать внутреннюю часть магнита, то было бы обнаружено, что силовые линии образуют непрерывные замкнутые петли.
Небольшие компасы, используемые для проверки магнитного поля, не будут мешать ему. (Это аналогично тому, как мы тестировали электрические поля с небольшим пробным зарядом. В обоих случаях поля представляют собой только объект, создающий их, а не зонд, проверяющий их.) На рисунке 2 показано, как выглядит магнитное поле для контура с током и длинный прямой провод, который можно было исследовать с помощью небольшого компаса.
Небольшой компас, помещенный в эти поля, выровняется параллельно линии поля в том месте, где он находится, с северным полюсом, указывающим в направлении 9 градусов.0011 Б . Обратите внимание на символы, используемые для поля ввода и вывода из бумаги.
Рисунок 2. Для картирования полей, показанных здесь, можно использовать небольшой компас. (а) Магнитное поле круглой петли с током подобно магнитному полю стержневого магнита. (b) Длинный и прямой провод создает поле с силовыми линиями магнитного поля, образующими круглые петли. (c) Когда проволока находится в плоскости бумаги, поле перпендикулярно бумаге. Обратите внимание, что символы, используемые для поля, указывающего внутрь (например, хвост стрелы), и поля, указывающего наружу (например, кончик стрелки).
Создание связей: концепция поля Поле — это способ отображения сил, окружающих любой объект, которые могут действовать на другой объект на расстоянии без видимой физической связи.
Поле представляет объект, его генерирующий. Гравитационные поля отображают гравитационные силы, электрические поля отображают электрические силы, а магнитные поля отображают магнитные силы.
Обширные исследования магнитных полей выявили ряд жестких правил. Мы используем силовые линии магнитного поля для представления поля (линии — это изобразительный инструмент, а не физическая сущность сама по себе). Свойства силовых линий магнитного поля можно обобщить следующими правилами:
- Направление магнитного поля касается силовой линии в любой точке пространства. Маленький компас укажет направление линии поля.
- Сила поля пропорциональна близости линий. Она точно пропорциональна количеству линий на единицу площади, перпендикулярной линиям (называемой поверхностной плотностью).
- Линии магнитного поля никогда не могут пересекаться, а это означает, что поле уникально в любой точке пространства.
- Линии магнитного поля непрерывны, образуя замкнутые петли без начала и конца.
Они идут от северного полюса к южному полюсу.
Последнее свойство связано с тем, что северный и южный полюса нельзя разделить. Это явное отличие от силовых линий электрического поля, которые начинаются и заканчиваются на положительных и отрицательных зарядах. Если бы существовали магнитные монополи, то силовые линии магнитного поля начинались бы и заканчивались на них.
Резюме раздела
- Магнитные поля могут быть графически представлены силовыми линиями магнитного поля, свойства которых следующие:
- Поле касается силовой линии магнитного поля.
- Сила поля пропорциональна плотности линий.
- Линии поля не могут пересекаться.
- Линии поля представляют собой непрерывные петли.
Концептуальные вопросы
- Объясните, почему магнитное поле не будет уникальным (то есть не будет иметь единственного значения) в точке пространства, где линии магнитного поля могут пересекаться.
(Учитывайте направление поля в такой точке.) - Перечислите сходство линий магнитного поля и линий электрического поля. Например, направление поля касается линии в любой точке пространства. Также укажите, чем они отличаются. Например, электрическая сила параллельна силовым линиям электрического поля, тогда как магнитная сила, действующая на движущиеся заряды, перпендикулярна силовым линиям магнитного поля.
- Заметив, что силовые линии магнитного поля стержневого магнита напоминают силовые линии электрического поля пары равных и противоположных зарядов, ожидаете ли вы, что напряженность магнитного поля будет быстро уменьшаться по мере удаления от магнита? Это согласуется с вашим опытом работы с магнитами?
- Является ли магнитное поле Земли параллельным земле во всех местах? Если нет, то где она параллельна поверхности? Одинакова ли его сила во всех местах? Если нет, то где он больше всего?
Глоссарий
- Магнитное поле:
- .
Представление магнитных сил
- B -FIER направление магнитного поля
- направление силовых линий магнитного поля:
- направление, которое указывает северный конец стрелки компаса
Лицензии и атрибуты
Лицензионный контент CC, совместно используемый ранее
- College Physics. Автор : Колледж OpenStax. Расположен по адресу : https://openstax.org/books/college-physics/pages/1-introduction-to-science-and-the-realm-of-physics-physical-quantities-and-units. Лицензия : CC BY: Attribution . Условия лицензии : Лицензия
Обзор магнитных полей | Характеристики | Факты
Обзор Магнетизм — это природное явление, возникающее в результате движения электрических зарядов. Эти движения часто нано-маленькие и происходят внутри соединения, называемого магнитами. Другие магниты могут притягиваться или отталкиваться магнитами или магнитными полями, создаваемыми движением электрических зарядов, которые также могут изменять подвижность различных других заряженных частиц.
Согласно веб-сайту HyperPhysics Университета штата Джорджия, сила, с которой линии магнитного поля действуют на частицы, известна как сила Лоренца. Электростатически заряженная частица в магнитном поле испытывает силы, зависящие от размера заряда, скорости частицы и напряженности ее поля. Отличительной характеристикой силы Лоренца является то, что она заставляет частицы двигаться в правильном направлении (под углом) к их первоначальному движению.
| Знаете ли вы? Некоторые вещества, такие как железо, классифицируются как постоянные магниты, потому что они могут поддерживать магнитное поле, которое существует вечно. Именно такие магниты чаще всего встречаются в повседневной жизни. При помещении в более сильные магнитные поля некоторые материалы, такие как никель, железо и кобальт, могут временно потерять свои магнитные свойства. |
Линии поля представляют собой альтернативный метод отображения данных в магнитном векторном поле, его линии являются гипотетическими.
Это поле можно представить визуально с помощью силовых линий магнитного поля. Они объясняют, как магнитная сила северного монополя ведет себя в каждом месте.
Плотность линий показывает, насколько велико поле. Например, вблизи полюсов магнита намагниченность более интенсивная и плотная, но начинает ослабевать, и линии становятся менее толстыми по мере удаления человека от полюсов.
Характеристики линий магнитного поля:
- Эти линии никогда не пересекаются друг с другом.
- Плотность линий поля указывает на силу поля.
- Линии поля всегда образуют замкнутые пути.
- Эти силовые линии обычно берут начало или начинаются на северном полюсе и заканчиваются там.
Напряженность магнитного поля, также известная как напряженность магнитного поля, может быть определена как отношение MMF, необходимое для создания определенной плотности потока внутри определенного материала на единицу длины этого материала.
Один из самых фундаментальных способов измерить его силу — использовать физическую величину, известную как напряженность магнитного поля. Измеряется в амперах на метр или А/м.
Напряженность магнитного поля — это один из двух способов выражения напряженности магнитного поля. Теоретически существует разница между плотностью магнитного потока B, рассчитанной в ньютон-метрах на ампер (Нм/А), также известной как тесла (Тл), и напряженностью магнитного поля H, рассчитанной в амперах на метр (А/м).
Силовые линии представляют собой магнитное поле. Сила магнитного поля напрямую связана с плотностью силовых линий магнитного поля. Магнитный поток (поток энергии) относится к силовым линиям полного магнитного поля в данном пространстве. Тесла-метр в квадрате (T.m2, также известный как вебер, обозначается как «Wb»). Более ранние единицы, максвелл (равный 10-8 Вб) и гаусс (равный 10-4 Тл), для плотности магнитного потока и магнитного потока, соответственно, больше не используются и почти не соблюдаются.
Плотность магнитного потока уменьшается с увеличением расстояния от прямой линии, соединяющей два магнитных полюса, или прямого провода с током. Плотность магнитного потока напрямую связана с силой тока в амперах в определенном месте вблизи проводника с током. «Магнитная сила», действующая на ферромагнитный объект, такой как кусок железа, прямо обратно пропорциональна изменению напряженности магнитного поля в том месте, где находится другой объект.
Формула напряженности магнитного поляНапряженность магнитного поля относится к силе, с которой сталкивается единичный северный полюс силы в один Вебер в определенном месте в магнитных полях.
Формула напряженности магнитного поля может быть получена следующим образом:
B = μ0I / 2πr
Где,
B = напряженность магнитного поля (Тесла, Тл)
μ0 = проводимость свободного поля, т. е. 4μ × 10−7 Тл. м / А
I = сила электрического тока (Ампер, А)
r = расстояние (м)
Кроме того, ниже есть важная связь,
H = B / мкм
H = B / μ0 – M
B может использовать эту конкретную форму для выражения своей связи.
B = μ0 (H+M)
Ампер/метр будет одинаковым для H и M. Аналитики иногда обращаются к магнитной индукции или плотности магнитного потока, чтобы еще больше отделить B от H. Намагниченность объекта также число М в этих соединениях.
Другим часто используемым выражением связи между B и H является
B = мкмГн
Здесь
μ = мкм = Kmμ0
В этом случае μ0 представляет проводимость пространства. Km обозначает проводимость материала. Кроме того, Km = 1, если материал не производит никакого намагничивания в ответ на внешние магнитные поля. Магнитная восприимчивость, также известная как магнитная величина, объясняет различия относительной проводимости друг от друга.
Магнитная восприимчивость χm = Km – 1
Можно извлечь единицу напряженности магнитного поля, которая является H, из ее отношения к магнитному полю B.
В = мкГн.
Кроме того, Н/А2 является единицей магнитной проводимости. Следовательно, формула напряженности магнитного поля измеряется в:
Т(Н/А2) = (Н/Ам) / (Н/А2) = А/м
| Знаете ли вы? Эрстед — еще одна устаревшая единица измерения напряженности магнитного поля; 1 А/м равен 0,01257 эрстед. |
Магнитное поле Земли создается электрическими токами высоко над земной поверхностью и глубоко внутри планеты. Поле встречает плазму, текущую в солнечном ветре, когда она движется вглубь космоса. На дневной стороне планеты он сжимается, а на ночной вытягивается в длинный хвост из-за движения вокруг него солнечного ветра.
Рассеивая высокоэнергетические частицы солнечного ветра, геомагнитное поле защищает поверхность земли. Огромные количества плазмы и солнечной энергии выбрасываются в стратосферу Земли во время магнитных бурь, столкновений со спутниками, радиосвязью, электросетями и полярными сияниями.
Имеет направление и величину (размер). Это можно объяснить группировками элементов или компонентов. На графике показаны наиболее часто упоминаемые элементы геомагнетизма: H, F, X, Z, Y, Z, D и I.
Направление боковой (горизонтальной) составляющей геомагнитного поля служит определением магнитного севера, куда указывает стрелка компаса (H).
Угол между магнитным истинным севером и севером известен как геомагнитное склонение (D), также известное как вариация.
| Как ни странно: Планета Земля является мощным магнитом. По данным НАСА, магнитное поле планеты создается потоком электрического тока внутри ее расплавленного металлического ядра. Маленькая магнитная стрелка в барометре установлена так, что она может свободно вращаться внутри своего контейнера для координации с магнитным полем Земли, поэтому она указывает на север. Поскольку стрелки компаса рисуются с северными магнитными полюсами, то, что люди ошибочно называют северным магнитным полюсом, на самом деле является южным магнитным полюсом. |
Наклон вектора поля (I), также известный как наклон, представляет собой угол, в котором он наклонен относительно горизонтали. Истинный восточный (Y) компонент, истинный северный (X) компонент, вертикальный компонент (Z) и общая напряженность магнитного поля (F) являются четырьмя компонентами геомагнитного поля.
Единицы нанотесла (нТл) используются для измерения магнитных полей элементов или компонентов F, X, Z, Y и H. Углы используются для измерения наклона (I) и склонения (D).
Дополнительные компоненты магнитных полей можно определить по X, Y и Z. Например; учащиеся могут вычислить F из уравнения
Заключение Магнитные поля представляют собой бесконечные линии магнитного потока, которые проходят от магнитных полюсов, направленных на север, к магнитным полюсам, направленным на юг. Плотность линий показывает, насколько сильным является магнитное поле. Силовые линии перегружены или более плотно расположены на полюсах; например, магнитное поле сильно на северном и южном полюсах магнита. Там, где магнитное поле слабее, они расплываются и теряют плотность. Параллельные прямые линии, расположенные на равном расстоянии друг от друга, представляют собой однородные магнитные поля. Чтобы учащиеся могли расширить свои знания в этой области, они должны иметь базовые знания по этой теме.
1. Что такое силовые линии магнитного поля?
Ответ. Линии магнитного поля — это линии, образующие магнитное поле; их касательные в разных точках указывают соответственно направление и амплитуду поля. Они служат маркером направления магнитного поля. Общее количество силовых линий магнитного поля влияет на силу магнитного поля.
2. Что такое магнитное поле?
Ответ. Магнитное поле, также известное как электрический заряд или электрическое поле, представляет собой векторное поле, которое окружает магнит и в котором обнаруживаются магнитные силы. Стрелки магнитометра и другие постоянные магниты выравниваются в направлении магнитных полей, как на Земле. Эти поля заставляют электрически заряженные частицы двигаться по спирали или кругу. Функционирование электродвигателей обусловлено этой силой, которая приложена к электрическим импульсам в проводах в магнитных полях.
3.
Что такое магнитная восприимчивость?
Ответ. Магнитная восприимчивость материала количественно измеряется его способностью намагничиваться в ответ на приложенные магнитные поля. Магнитная восприимчивость материала, обычно обозначаемая символом χm, равна отношению магнетизма M, присутствующего в материале, к напряженности приложенного магнитного поля H, или χm = M/H. Коэффициент намагниченности в основном включает в себя определенное количество магнетизма на единицу объема.
Магниты и электромагниты
Магниты и электромагниты
| Индекс Концепции магнитного поля | ||||||
|
Наиболее сильные внешние магнитные поля находятся вблизи полюсов. Северный магнитный полюс будет притягивать южный полюс другого магнита и отталкивать северный полюс.
| Индекс Магнитная сила Концепции магнитного поля | ||||||
| 7Назад |
Магнитное поле, создаваемое электрическим током в катушке соленоида, похоже на поле стержневого магнита. Силовые линии магнитного поля можно рассматривать как карту, представляющую магнитное влияние объекта-источника в окружающем его пространстве.
| Индекс Концепции магнитного поля | |
|
Свойства силовых линий магнитного поля можно обобщить следующим образом: Железный сердечник
имеет
эффект многократного умножения
в
магнитный
поле
соленоид по сравнению
в воздух
основной
соленоид слева.
| Индекс Концепции магнитного поля | |
|
| Индекс Концепции магнитного поля | ||
|
Магнитное поле и силовые линии
- Автор: triraj
- Последнее изменение 07-07-2022
- Автор трирай
- Последнее изменение 07-07-2022
Каждый человек слышал и имеет представление о том, что такое магнит. Магниты — это вещества, обладающие свойствами притягивать определенные металлы, такие как никель, железо, кобальт и так далее. С другой стороны, свойство притяжения называется магнетизмом, а магнетизм опосредован магнитным полем. Это простые правила, которым следуют магниты, и они составляют основную часть физики.
Учащиеся 7-го класса доски Махараштры знакомятся с концепцией магнитного поля и силовых линий, что поможет им понять концепции и заложить основу для будущих уроков физики.
В этой статье дано подробное объяснение магнитного поля и силовых линий, из которого учащиеся могут правильно понять концепции и быть уверенными. Читайте дальше, чтобы узнать больше об этой теме.
Магнитное поле можно определить как область вокруг магнита, в которой можно обнаружить силу магнита. Магнитное поле в магните создается электрическим током и магнитным диполем, который передает магнитные силы другим частицам, таким как железо, которые находятся внутри магнитного поля. Более того, у него есть векторная величина, которая имеет как величину, так и направление. Однако важно отметить одну вещь: магнитное поле двух магнитов отталкивает друг друга. Чтобы лучше понять магнитные поля, учащиеся могут проверить изображение ниже и свойства магнитных полей, приведенные в этой статье.
Свойства магнитного поля
Существуют определенные свойства, которым следуют магнитные поля, и учащимся 7-го класса Maharashtra Board Physics важно иметь представление об этих понятиях, поскольку это поможет им освоить это понятие. Свойства магнитного поля следующие:
- Линии магнитного поля выходят из северного полюса магнита и входят через южный полюс.
- Сила магнитного поля действует на расстоянии так же, как гравитационная и электрическая силы, и похожа на электрическое поле, окружающее заряд.
- Сила, с которой магнитные полюса притягивают или отталкивают другие магнитные полюса других магнитов, называется магнитной силой.
- Магнитное поле обозначается символом B
Что такое линии магнитного поля?
Линии магнитного поля — это воображаемые линии, которые притягивают другие магнитные полюса к магниту. Например, если магнит положить на стол, заполненный железными опилками, то железные опилки равномерно выстроятся в разные линии.
Эти изогнутые линии и есть магнитные поля. Линии магнитного поля всегда начинаются с северного полюса и заканчиваются на южном полюсе магнита, а силовые линии представляют собой путь, по которому в поле двигался бы изолированный единичный северный полюс.
Свойства линий магнитного поля
Свойства, определяющие силовые линии магнитного поля, следующие:
- Линии магнитного поля представляют собой замкнутые и непрерывные кривые линии, которые начинаются от северного полюса и заканчиваются на южном полюсе, после чего снова возвращаются к северному полюсу через внутреннюю часть магнита.
- Линии магнитного поля сближаются вблизи полюсов магнита, но расходятся в других местах магнита.
- Линии поля скучены и наиболее сильны вблизи полюса, а чем дальше от полюса, тем слабее. Однако параллельные и равноудаленные силовые линии магнитного поля представляют собой однородное магнитное поле, точно такое же, как магнитное поле Земли.
- Две силовые линии магнитного поля не могут пересекаться, а если пересекаются, это будет означать, что в этой точке есть два направления магнитного поля, что невозможно.
Магнитная сила
Мы знаем, что магнитное поле создается магнитом или зарядом в движении. Магнитное поле может прикладывать некоторую силу к магнитным материалам. Интересно, что магнитное поле не может воздействовать на неподвижный заряд, но может воздействовать на движущийся заряд.
Сила, действующая на движущийся заряд, определяется зарядом, умноженным на перекрестное произведение скорости и магнитного поля. Изображение, приведенное ниже, даст учащимся правильное представление о том, как действует магнитная сила.
Как рассчитать магнитное поле?
Магнитное поле является векторной величиной, а полное магнитное поле в точке определяется векторной суммой отдельных магнитных полей в этой точке.
Bnet→=B1→+B2→+B3→+……
Для сплошных тел ,
Чистое магнитное поле определяется путем интегрирования магнитного поля, обусловленного дифференциальным элементом сплошного тела.
Bсеть→=∫дБ→
Магнитная сила, действующая на провод с током из-за магнитного поля, определяется как
F→=i(dl→×B→)
Правило левой руки Флеминга
Направление силы в приведенном выше уравнении находится в направлении перекрестного произведения (dl→×B→).
Правило левой руки Флеминга упрощает его. Согласно правилу левой руки Флеминга, если мы направим указательный палец в направлении магнитного поля, а средний палец — в направлении тока, то наш большой палец будет указывать в направлении силы, действующей на проводник с током.
Мы надеемся, что эта статья о магнитном поле и силовых линиях помогла вам. Если у вас есть сомнения, не стесняйтесь обращаться к нам, написав нам по адресу [email protected]
Оставайтесь с нами на Embibe , чтобы узнать больше по этим темам.
Добейтесь наилучших результатов с помощью 3D-обучения, книжной практики, тестов и разрешения сомнений в Embibe
Свойства линий магнитного поля
Когда ток проходит через проводник, он изменяет пространство вокруг проводника. Если магнитный полюс расположен в точке вблизи проводника, на магнитный полюс действует сила, обусловленная проводником с током. Силу между магнитным полюсом и проводником с током можно рассматривать как двухэтапный процесс.
Ток через проводник создает что-то в пространстве вокруг проводника, что называется магнитным полем, и это магнитное поле оказывает силу на любой магнитный полюс, расположенный в этом регионе. Магнитное поле существует и существует даже тогда, когда нет магнитного полюса, на который можно было бы воздействовать. Магнитное поле проводника с током падает обратно пропорционально расстоянию от проводника.
Магнитное поле
Пространство вокруг проводника с током, в котором может ощущаться его магнитное воздействие, называется магнитным полем .
Как магнитное поле не является смежным с электрическим полем?
- В то время как источником электрического поля является электрический заряд (скалярная величина), источником магнитного поля является элемент тока (векторная величина). Чтобы уточнить, источником магнитного поля является не магнитный заряд, а аналог электрического заряда. Это потому, что изолированного магнитного полюса не существует.
- При этом имеется качественное несоответствие между силовыми линиями электрического поля из-за распределения заряда с суммарным зарядом и силовыми линиями магнитного поля из-за распределения тока. Поскольку силовые линии электрического поля из-за разделения заряда начинаются в одной точке и заканчиваются в разных точках, линии магнитного поля из-за элемента тока начинаются и заканчиваются в одной и той же точке, то есть они образуют замкнутые петли.
Свойства магнитного поля
Линия магнитного поля — это путь, вдоль которого будет двигаться соседний северный полюс, если он свободен для этого. Поскольку изолированного магнитного полюса не существует, для построения силовых линий магнитного поля используется небольшая магнитная стрелка. Линии магнитного поля не существуют. Концепция линий магнитного поля была разработана для линий, чтобы визуализировать напряженность магнитного поля в различных областях поля. В областях, где силовые линии магнитного поля очень близки (переполнены), говорят, что магнитное поле очень сильное.
Линии магнитного поля
Ниже приведены некоторые важные свойства линий магнитного поля:-
- Линии магнитного поля представляют собой замкнутые непрерывные петли, проходящие через корпус магнита.
- Вне корпуса магнита линии магнитного поля проходят от северного полюса к южному полюсу магнита.
- Касательная к линии магнитного поля последовательно указывает направление магнитного поля в этой точке.
- Никакие две силовые линии магнитного поля не могут уничтожить друг друга.
- Линии магнитного поля последовательно расширяются и сужаются в продольном направлении.
Можно отметить, что электрическое поле электрического диполя и магнитное поле стержневого магнита также совпадают. Хотя между двумя полями есть исконная отчетливость. Независимо от электрического поля электрического диполя электрические силовые линии берут начало от положительных зарядов и заканчиваются отрицательными зарядами. Поскольку изолированных магнитных полюсов не существует; В случае стержневого магнита силовые линии магнитного поля представляют собой замкнутые петли.
Согласно интерпретации, силовые линии магнитного поля нигде не начинаются и не заканчиваются. Можно предположить, что они проходят через тело магнита. Только в отдаленных точках два поля (электрическое поле электрического диполя и магнитное поле стержневого магнита) выглядят очень похожими.
Правила определения направления магнитного поля
Направление магнитного поля, создаваемого проводником с током, можно определить, применяя два следующих закона:
- Правило большого пальца правой руки — Если мы Держите проводник в ладони правой руки, а большой палец указывает в направлении течения тока, направление, в котором поворачиваются пальцы, дает направление силовых линий магнитного поля.
Правило большого пальца правой руки
Отсюда следует, что магнитное поле имеет форму концентрических окружностей, центры которых расположены непосредственно на проводнике.
- Правило штопора Максвелла- Если правый штопор вращать так, чтобы он двигался в направлении потока через проводник, направление вращения винта дает край силовых линий магнитного поля.
Правило штопора Максвелла
Для тока, протекающего по проводнику в направлении, показанном на схеме, оба закона предсказывают, что силовые линии магнитного поля будут направлены против часовой стрелки, если смотреть сверху.
Примеры вопросов
Вопрос 1. Что такое магнит?
Ответ:
Магнит представляет собой устройство из двух равных и противоположных магнитных полюсов, разнесенных на определенное расстояние. Двумя основными свойствами магнитов являются притяжение и направленность.
Вопрос 2. Что вы понимаете под направляющим свойством магнитного диполя?
Ответ:
Свободно подвешенный магнит всегда выравнивается по линии север-юг.
Вопрос 3. Почему кусок железа обычно не ведет себя как магнит?
Ответ:
В простом куске железа молекулы беспорядочно ориентированы и образуют замкнутые цепочки.
Поскольку молекулярные магниты компенсируют действие друг друга, магнит не ведет себя как обычный кусок железа.
Вопрос 4. Что является источником магнитного поля (магнит
Ответ:
Магнетизм имеет электрическое происхождение. Электроны, движущиеся в атоме, ведут себя как маленькие петли с током, и эти петли с током порождают магнетизм.
Вопрос 5. Существует ли отдельный магнитный полюс, как отдельный электрический заряд?
Ответ:
Нет, изолированного магнитного полюса не существует.
Вопрос 6. Какова единица силы магнитного полюса?
Ответ:
Единица измерения силы магнитного полюса амперметр (А·м).
22.3 Магнитные поля и силовые линии магнитного поля – College Physics
Глава 22 Магнетизм
Резюме
- Дайте определение магнитному полю и опишите линии магнитного поля различных магнитных полей.
Говорят, что в детстве Эйнштейн был очарован компасом, возможно, размышляя о том, как стрелка чувствует силу без прямого физического контакта. Его способность глубоко и ясно размышлять о действиях на расстоянии, особенно о гравитационных, электрических и магнитных силах, позже позволила ему создать свою революционную теорию относительности. Поскольку магнитные силы действуют на расстоянии, мы определяем магнитное поле для представления магнитных сил. Графическое представление линий магнитного поля очень полезно для визуализации силы и направления магнитного поля. Как показано на рисунке 1, направление линий магнитного поля определяется как направление, в котором указывает северный конец стрелки компаса. Магнитное поле традиционно называют B -полем .
Рисунок 1. Линии магнитного поля имеют направление, которое указывает небольшой компас, размещенный в определенном месте.
(a) Если для картографирования магнитного поля вокруг стержневого магнита используются небольшие компасы, они будут указывать в указанном направлении: от северного полюса магнита к южному полюсу магнита. (Вспомните, что северный магнитный полюс Земли на самом деле является южным полюсом с точки зрения определения полюсов стержневого магнита.) (b) Соединение стрелок дает непрерывные силовые линии магнитного поля. Сила поля пропорциональна близости (или плотности) линий. в) Если бы можно было исследовать внутреннюю часть магнита, то было бы обнаружено, что силовые линии образуют непрерывные замкнутые петли. Маленькие компасы, используемые для проверки магнитного поля, не будут мешать ему. (Это аналогично тому, как мы тестировали электрические поля с небольшим пробным зарядом. В обоих случаях поля представляют собой только объект, создающий их, а не зонд, проверяющий их.) На рис. 2 показано, как выглядит магнитное поле для контура с током и длинный прямой провод, который можно было исследовать с помощью небольшого компаса.
Небольшой компас, помещенный в эти поля, выровняется параллельно линии поля в том месте, где он находится, с северным полюсом, указывающим в направлении 9 градусов.0011 Б . Обратите внимание на символы, используемые для поля ввода и вывода из бумаги.
Создание связей: концепция поля
Поле — это способ отображения сил, окружающих любой объект, которые могут воздействовать на другой объект на расстоянии без видимой физической связи. Поле представляет объект, его генерирующий.
Гравитационные поля отображают гравитационные силы, электрические поля отображают электрические силы, а магнитные поля отображают магнитные силы.
Обширные исследования магнитных полей выявили ряд жестких правил. Мы используем силовые линии магнитного поля для представления поля (линии — это изобразительный инструмент, а не физическая сущность сама по себе). Свойства силовых линий магнитного поля можно обобщить следующими правилами:
- Направление магнитного поля касается силовой линии в любой точке пространства. Маленький компас укажет направление линии поля.
- Сила поля пропорциональна близости линий. Она точно пропорциональна количеству линий на единицу площади, перпендикулярной линиям (называемой поверхностной плотностью).
- Линии магнитного поля никогда не могут пересекаться, а это означает, что поле уникально в любой точке пространства.
- Линии магнитного поля непрерывны, образуя замкнутые петли без начала и конца. Они идут от северного полюса к южному полюсу.
