Maqnit sahəsi təmin edir. Cərəyan keçiricinin maqnit sahəsi. Materialların maqnit xüsusiyyətlərinin dəyişməsi

Maqnit sahəsi və onun xüsusiyyətləri

Mühazirə planı:

Maqnit sahəsi, onun xassələri və xüsusiyyətləri.

Maqnit sahəsi- hərəkət edən elektrik yüklərini əhatə edən maddənin mövcudluq forması (cərəyan, daimi maqnitli keçiricilər).

Bu ad danimarkalı fizik Hans Oerstedin 1820-ci ildə kəşf etdiyi kimi, maqnit iynəsinə istiqamətləndirici təsir göstərməsi ilə əlaqədardır. Oersted təcrübəsi: iynə üzərində fırlanan cərəyanı olan telin altına maqnit iynəsi qoyuldu. Cari işə salındıqda, telə perpendikulyar quraşdırılmışdır; cərəyanın istiqamətini dəyişdirərkən əks istiqamətə çevrildi.

Əsas xüsusiyyətlər maqnit sahəsi:

hərəkət edən elektrik yükləri, cərəyanlı keçiricilər, daimi maqnitlər və dəyişən elektrik sahəsi ilə yaranan;

hərəkət edən elektrik yüklərinə, cərəyanlı keçiricilərə, maqnitlənmiş cisimlərə güclə təsir edir;

dəyişən bir maqnit sahəsi alternativ yaradır elektrik sahəsi.

Oerstedin təcrübəsindən belə nəticə çıxır ki, maqnit sahəsi istiqamətlidir və vektor qüvvəsi xarakteristikasına malik olmalıdır. Bu təyin edilir və maqnit induksiyası adlanır.

Maqnit sahəsi maqnit güc xətləri və ya maqnit induksiya xətləri ilə qrafik şəkildə təsvir edilmişdir. maqnit qüvvəsi xətlər dəmir yonqarların və ya kiçik maqnit oxlarının oxlarının maqnit sahəsində yerləşdiyi xətlər adlanır. Belə bir xəttin hər bir nöqtəsində vektor tangensial olaraq yönəldilir.

Maqnit induksiyası xətləri həmişə qapalıdır ki, bu da təbiətdə maqnit yüklərinin olmamasını və maqnit sahəsinin burulğan xarakterini göstərir.

Şərti olaraq, onlar maqnitin şimal qütbünü tərk edərək cənuba daxil olurlar. Xətlərin sıxlığı elə seçilir ki, maqnit sahəsinə perpendikulyar olan vahid sahəyə düşən xətlərin sayı maqnit induksiyasının böyüklüyünə mütənasib olsun.

H

Cari ilə maqnit solenoidi

Xətlərin istiqaməti sağ vida qaydası ilə müəyyən edilir. Solenoid - cərəyanı olan bir rulon, növbələri bir-birinə yaxın yerləşir və növbənin diametri rulonun uzunluğundan çox azdır.

Solenoidin daxilindəki maqnit sahəsi vahiddir. Əgər vektor istənilən nöqtədə sabitdirsə, maqnit sahəsi homojen adlanır.

Solenoidin maqnit sahəsi çubuqlu maqnitin maqnit sahəsinə bənzəyir.

ilə

Cərəyanı olan olenoid elektromaqnitdir.

Təcrübə göstərir ki, maqnit sahəsi üçün, eləcə də elektrik sahəsi üçün superpozisiya prinsipi: bir neçə cərəyan və ya hərəkət edən yük tərəfindən yaradılan maqnit sahəsinin induksiyası hər bir cərəyan və ya yükün yaratdığı maqnit sahələrinin induksiyalarının vektor cəminə bərabərdir:

Vektor 3 üsuldan biri ilə daxil edilir:

a) Amper qanunundan;

b) maqnit sahəsinin cərəyanlı dövrəyə təsiri ilə;

c) Lorentz qüvvəsinin ifadəsindən.

AMMA mper eksperimental olaraq müəyyən edilmişdir ki, maqnit sahəsinin maqnit sahəsində yerləşən cərəyanı I olan keçiricinin elementinə təsir edən qüvvə qüvvəyə düz mütənasibdir.

cərəyan I və uzunluq elementinin vektor məhsulu və maqnit induksiyası:

- Amper qanunu

H
vektorun istiqamətini sol əlin qaydasına əməl edən vektor məhsulunun ümumi qaydalarına əsasən tapmaq olar: əgər sol əlin ovucu maqnit qüvvə xətlərinin ona daxil olması üçün yerləşdirilibsə və 4 uzanırsa. barmaqlar cərəyan boyunca yönəldilir, sonra əyilmiş baş barmaq qüvvənin istiqamətini göstərəcəkdir.

Sonlu uzunluqlu naqil üzərində təsir edən qüvvəni bütün uzunluq üzərində inteqrasiya etməklə tapmaq olar.

I = const, B=const, F = BIlsin üçün

Əgər  =90 0 , F = BIl olarsa

Maqnit sahəsinin induksiyası- maqnit sahəsinin xətlərinə perpendikulyar yerləşən vahid cərəyanlı vahid uzunluqlu keçirici üzərində vahid maqnit sahəsində təsir göstərən qüvvəyə ədədi olaraq bərabər vektor fiziki kəmiyyəti.

1Tl maqnit sahəsinin xətlərinə perpendikulyar olan 1A cərəyanı olan 1m uzunluğunda keçiriciyə 1N qüvvənin təsir etdiyi vahid maqnit sahəsinin induksiyasıdır.

İndiyə qədər keçiricilərdə axan makro cərəyanları nəzərdən keçirdik. Lakin Amperin fərziyyəsinə görə, istənilən cisimdə atomlardakı elektronların hərəkəti ilə əlaqədar mikroskopik cərəyanlar olur. Bu mikroskopik molekulyar cərəyanlar öz maqnit sahəsini yaradır və bədəndə əlavə maqnit sahəsi yaradaraq, makro cərəyanların sahələrində dönə bilir. Vektor bütün makro və mikro cərəyanlar tərəfindən yaradılan nəticədə yaranan maqnit sahəsini xarakterizə edir, yəni. eyni makro cərəyan üçün müxtəlif mühitlərdəki vektor müxtəlif qiymətlərə malikdir.

Makro cərəyanların maqnit sahəsi maqnit intensivliyi vektoru ilə təsvir olunur.

Homojen izotrop mühit üçün

,

 0 \u003d 410 -7 H / m - maqnit sabitliyi,  0 \u003d 410 -7 N / A 2,

 - mühitin maqnit keçiriciliyi, makro cərəyanların maqnit sahəsinin mühitin mikro cərəyanlarının sahəsinə görə neçə dəfə dəyişdiyini göstərir.

maqnit axını. Maqnit axını üçün Qauss teoremi.

vektor axını(maqnit axını) pad vasitəsilə dS bərabər olan skalyar qiymət adlanır

sayta normal istiqamətə proyeksiya haradadır;

 - vektorlar arasındakı bucaq və .

istiqamətləndirici səth elementi,

Vektor axını cəbri kəmiyyətdir,

əgər - səthi tərk edərkən;

əgər - səthin girişində.

Maqnit induksiya vektorunun ixtiyari S səthindən keçən axını bərabərdir

Vahid maqnit sahəsi üçün =const,

1 Wb - induksiyası 1 T-ə bərabər olan vahid maqnit sahəsinə perpendikulyar yerləşən 1 m 2 düz bir səthdən keçən maqnit axını.

S səthindən keçən maqnit axını ədədi olaraq verilmiş səthdən keçən maqnit qüvvə xətlərinin sayına bərabərdir.

Maqnit induksiyası xətləri həmişə qapalı olduğundan, qapalı səth üçün səthə daxil olan xətlərin sayı (Ф 0), buna görə də qapalı səthdən keçən maqnit induksiyasının ümumi axını sıfıra bərabərdir.

- Qauss teoremi: hər hansı qapalı səthdən keçən maqnit induksiya vektorunun axını sıfırdır.

Bu teorem təbiətdə maqnit induksiyası xətlərinin başlayacağı və ya bitəcəyi heç bir maqnit yükünün olmadığı faktının riyazi ifadəsidir.

Bio-Savart-Laplas qanunu və onun maqnit sahələrinin hesablanmasında tətbiqi.

Müxtəlif formalı birbaşa cərəyanların maqnit sahəsi fr tərəfindən ətraflı öyrənilmişdir. alimlər Biot və Savart. Onlar tapdılar ki, bütün hallarda ixtiyari bir nöqtədə maqnit induksiyası cərəyanın gücünə mütənasibdir, dirijorun formasından, ölçülərindən, bu nöqtənin keçiriciyə və mühitə nisbətən yerindən asılıdır.

Bu təcrübələrin nəticələri fr. maqnit induksiyasının vektor təbiətini nəzərə alan və hər bir nöqtədə induksiyanın superpozisiya prinsipinə əsasən bu keçiricinin hər bir bölməsinin yaratdığı elementar maqnit sahələrinin induksiyalarının vektor cəmi olduğunu fərz edən riyaziyyatçı Laplas.

1820-ci ildə Laplas Biot-Savart-Laplas qanunu adlanan qanunu tərtib etdi: cərəyanı olan keçiricinin hər bir elementi bir maqnit sahəsi yaradır, hansısa ixtiyari K nöqtəsində induksiya vektoru düsturla müəyyən edilir:

- Biot-Savart-Laplas qanunu.

Biot-Sovar-Laplas qanunundan belə nəticə çıxır ki, vektorun istiqaməti çarpaz məhsulun istiqaməti ilə üst-üstə düşür. Eyni istiqamət sağ vida (gimlet) qaydası ilə verilir.

Nəzərə alsaq ki,

Keçirici element cərəyanla birlikdə istiqamətləndirilir;

K nöqtəsi ilə birləşdirən radius vektoru;

Bio-Savart-Laplas qanunu praktiki əhəmiyyət kəsb edir, çünki kosmosun müəyyən bir nöqtəsində sonlu ölçülü və ixtiyari formalı keçiricidən keçən cərəyanın maqnit sahəsinin induksiyasını tapmağa imkan verir.

İxtiyari cərəyan üçün belə hesablama mürəkkəb riyazi problemdir. Lakin cərəyan paylanması müəyyən simmetriyaya malikdirsə, onda superpozisiya prinsipinin Biot-Savart-Laplas qanunu ilə birlikdə tətbiqi xüsusi maqnit sahələrini nisbətən sadə hesablamağa imkan verir.

Gəlin bəzi nümunələrə baxaq.

A. Cərəyanı olan düzxətli keçiricinin maqnit sahəsi.

Sonlu uzunluqlu keçirici üçün:

sonsuz uzunluqlu keçirici üçün:  1 = 0,  2 = 

B. Dairəvi cərəyanın mərkəzindəki maqnit sahəsi:

=90 0 , günah=1,

1820-ci ildə Oersted eksperimental olaraq müəyyən etdi ki, makro cərəyanlar sistemini əhatə edən qapalı dövrədə dövriyyə bu cərəyanların cəbri cəminə mütənasibdir. Mütənasiblik əmsalı vahidlər sisteminin seçimindən asılıdır və SI-də 1-ə bərabərdir.

C
vektorun dövriyyəsinə qapalı dövrəli inteqral deyilir.

Bu formula deyilir dövriyyə teoremi və ya ümumi cari qanun:

ixtiyari qapalı dövrə boyunca maqnit sahəsinin gücü vektorunun sirkulyasiyası bu dövrənin əhatə etdiyi makro cərəyanların (və ya ümumi cərəyanın) cəbri cəminə bərabərdir. onun xüsusiyyətləri Cərəyanları və daimi maqnitləri əhatə edən məkanda bir qüvvə var sahəçağırdı maqnit. Mövcudluq maqnit sahələri göstərir...

Elektromaqnitin real quruluşu haqqında sahələri və onun xüsusiyyətləri müstəvi dalğalar şəklində yayılması.

Məqalə >> Fizika

ELEKTROMAQNİTİKİN REAL STRUKTURU HAQQINDA SAHƏLƏR Və ONUN XÜSUSİYYƏTLƏRİ MƏYYİ DALĞALAR ŞEKLİNDƏ YAYILMALAR ... təkin digər komponentləri sahələri: elektromaqnit sahə vektor komponentləri ilə və elektrik sahə komponentləri ilə və maqnit sahə komponentləri ilə...

Maqnit sahə, sxemlər və induksiya

Xülasə >> Fizika

... sahələri). Əsas xarakterik maqnit sahələri birdir onun vektor qüvvəsi maqnit induksiya (induksiya vektoru maqnit sahələri). SI-də maqnit... ilə maqnit an. Maqnit sahə və onun parametrlər İstiqamət maqnit xətlər və...

Maqnit sahə (2)

Xülasə >> Fizika

Cərəyanı olan AB keçiricisinin bölməsi maqnit sahə perpendikulyar onun maqnit xətlər. Şəkildə göstərildikdə ... dəyər yalnız asılıdır maqnit sahələri və xidmət edə bilər onun kəmiyyət xarakterik. Bu dəyər alınır...

Maqnit materiallar (2)

Xülasə >> İqtisadiyyat

Qarşılıqlı təsir göstərən materiallar maqnit sahə-də ifadə edilmişdir onun dəyişmək, eləcə də başqalarında ... və məruz qalma dayandırıldıqdan sonra maqnit sahələri.bir. Əsas xüsusiyyətləri maqnit Materiallar Materialların maqnit xassələri ilə xarakterizə olunur...

Uzun müddətdir ki, maqnit sahəsi insanlarda bir çox sual doğurdu, lakin indi də az tanınan bir fenomen olaraq qalır. Bir çox elm adamları onun xüsusiyyətlərini və xüsusiyyətlərini öyrənməyə çalışdılar, çünki sahənin istifadəsinin faydaları və potensialı danılmaz faktlar idi.

Gəlin hər şeyi qaydasına salaq. Beləliklə, hər hansı bir maqnit sahəsi necə hərəkət edir və əmələ gəlir? Düzdü, dən elektrik cərəyanı. Və cərəyan, fizika dərsliklərinə görə, istiqaməti olan yüklü hissəciklər axınıdır, elə deyilmi? Belə ki, hər hansı bir keçiricidən cərəyan keçəndə onun ətrafında müəyyən növ maddə - maqnit sahəsi hərəkət etməyə başlayır. Maqnit sahəsi yüklü hissəciklərin cərəyanı və ya atomlardakı elektronların maqnit momentləri ilə yaradıla bilər. İndi bu sahə və maddə enerjiyə malikdir, biz onu cərəyana və onun yüklərinə təsir edə bilən elektromaqnit qüvvələrində görürük. Maqnit sahəsi yüklü hissəciklərin axınına təsir etməyə başlayır və onlar sahənin özünə perpendikulyar olan ilkin hərəkət istiqamətini dəyişirlər.

Başqa bir maqnit sahəsini elektrodinamik adlandırmaq olar, çünki o, hərəkət edən hissəciklərin yaxınlığında əmələ gəlir və yalnız hərəkət edən hissəciklərə təsir göstərir. Kosmos bölgəsində fırlanan bionlarda xüsusi bir quruluşa sahib olduğu üçün dinamikdir. Adi elektriklə hərəkət edən yük onları fırlanmağa və hərəkət etdirə bilər. Bionlar kosmosun bu bölgəsində hər hansı mümkün qarşılıqlı əlaqəni ötürür. Buna görə də, hərəkət edən yük bütün biionların bir qütbünü çəkir və onların fırlanmasına səbəb olur. Yalnız o, onları istirahət vəziyyətindən çıxara bilər, başqa heç nə, çünki başqa qüvvələr onlara təsir edə bilməyəcək.

Elektrik sahəsində çox sürətli hərəkət edən və bir saniyədə 300.000 km qət edə bilən yüklü hissəciklər var. İşıq eyni sürətə malikdir. Elektrik yükü olmayan maqnit sahəsi yoxdur. Bu o deməkdir ki, hissəciklər bir-biri ilə inanılmaz dərəcədə sıx bağlıdır və ümumi elektromaqnit sahəsində mövcuddur. Yəni maqnit sahəsində hər hansı dəyişiklik olarsa, o zaman elektrik sahəsində də dəyişikliklər olacaq. Bu qanun da əksinədir.

Biz burada maqnit sahəsindən çox danışırıq, amma bunu necə təsəvvür edə bilərsiniz? Biz bunu insan gözü ilə görə bilmərik. Üstəlik, sahənin inanılmaz sürətlə yayılmasına görə, bizim köməyi ilə onu düzəltməyə vaxtımız yoxdur. müxtəlif cihazlar. Amma nəyisə öyrənmək üçün onun haqqında heç olmasa bir təsəvvürə malik olmaq lazımdır. Tez-tez maqnit sahəsini diaqramlarda təsvir etmək lazımdır. Onu başa düşməyi asanlaşdırmaq üçün şərti sahə xətləri çəkilir. Onları haradan alıblar? Onlar bir səbəbə görə icad edilmişdir.

Kiçik metal qırıntıların və adi bir maqnitin köməyi ilə maqnit sahəsini görməyə çalışaq. Gəlin üzərinə tökək hamar səth bu yonqar və onları maqnit sahəsinin hərəkətinə daxil edin. Sonra bir nümunə və ya naxışda hərəkət edəcəklərini, fırlanacaqlarını və düzüləcəyini görəcəyik. Yaranan görüntü maqnit sahəsindəki qüvvələrin təxmini təsirini göstərəcəkdir. Bu yerdə bütün qüvvələr və müvafiq olaraq qüvvə xətləri davamlı və qapalıdır.

Maqnit iynəsi kompasla oxşar xüsusiyyətlərə və xüsusiyyətlərə malikdir və güc xətlərinin istiqamətini təyin etmək üçün istifadə olunur. Əgər maqnit sahəsinin təsir zonasına düşərsə, onun şimal qütbü ilə qüvvələrin təsir istiqamətini görə bilərik. Sonra buradan bir neçə nəticə çıxaracağıq: güc xətlərinin çıxdığı adi daimi maqnitin yuxarı hissəsi maqnitin şimal qütbü ilə təyin olunur. Cənub qütbü isə qüvvələrin qapalı olduğu nöqtəni bildirir. Yaxşı, maqnitin içərisindəki qüvvə xətləri diaqramda vurğulanmır.

Maqnit sahəsi, onun xassələri və xüsusiyyətləri kifayət qədər geniş istifadə olunur, çünki bir çox məsələlərdə onu nəzərə almaq və öyrənmək lazımdır. Bu, fizika elmində ən mühüm hadisədir. Daha mürəkkəb şeylər, məsələn, maqnit keçiriciliyi və induksiya kimi onunla ayrılmaz şəkildə bağlıdır. Bir maqnit sahəsinin meydana gəlməsinin bütün səbəblərini izah etmək üçün həqiqi elmi faktlara və təsdiqlərə istinad etmək lazımdır. Əks halda, daha çox çətin vəzifələr yanlış yanaşma nəzəriyyənin bütövlüyünü poza bilər.

İndi misallar verək. Biz hamımız planetimizi tanıyırıq. Siz deyirsiniz ki, onun maqnit sahəsi yoxdur? Siz haqlı ola bilərsiniz, amma elm adamları deyirlər ki, Yerin nüvəsindəki proseslər və qarşılıqlı təsirlər minlərlə kilometrə qədər uzanan nəhəng bir maqnit sahəsi yaradır. Amma istənilən maqnit sahəsinin öz qütbləri olmalıdır. Və onlar mövcuddur, coğrafi qütbdən bir qədər uzaqda yerləşirlər. Biz bunu necə hiss edirik? Məsələn, quşlar naviqasiya qabiliyyətlərini inkişaf etdirdilər və özlərini, xüsusən də maqnit sahəsi ilə istiqamətləndirirlər. Belə ki, onun köməyi ilə qazlar sağ-salamat Laplandiyaya çatırlar. Xüsusi naviqasiya cihazları da bu fenomendən istifadə edir.

Həmçinin bax: Portal: Fizika

Maqnit sahəsi yüklü hissəciklərin cərəyanı və/yaxud atomlardakı elektronların maqnit momentləri (və digər hissəciklərin maqnit momentləri, lakin daha az dərəcədə) (daimi maqnitlər) ilə yaradıla bilər.

Bundan əlavə, zamanla dəyişən elektrik sahəsinin mövcudluğunda görünür.

Maqnit sahəsinin əsas güc xarakteristikasıdır maqnit induksiya vektoru (maqnit sahəsinin induksiya vektoru) . Riyazi nöqteyi-nəzərdən maqnit sahəsinin fiziki anlayışını təyin edən və konkretləşdirən vektor sahəsidir. Tez-tez maqnit induksiyası vektoru qısalıq üçün sadəcə maqnit sahəsi adlanır (baxmayaraq ki, bu, yəqin ki, terminin ən ciddi istifadəsi deyil).

Maqnit sahəsinin başqa bir əsas xüsusiyyəti (alternativ maqnit induksiyası və onunla sıx əlaqəli, praktiki olaraq fiziki dəyərə bərabərdir) vektor potensialı .

Maqnit sahəsini hərəkət edən yüklü hissəciklər və ya maqnit momenti olan cisimlər arasında qarşılıqlı əlaqənin həyata keçirildiyi xüsusi bir maddə növü adlandırmaq olar.

Maqnit sahələri elektrik sahələrinin mövcudluğunun zəruri (kontekstdə) nəticəsidir.

• Kvant sahəsi nəzəriyyəsi baxımından maqnit qarşılıqlı təsir kimidir xüsusi hal elektromaqnit qarşılıqlı əlaqə fundamental kütləsiz bozon tərəfindən həyata keçirilir - foton (elektromaqnit sahəsinin kvant həyəcanı kimi təmsil oluna bilən hissəcik), tez-tez (məsələn, statik sahələrin bütün hallarda) - virtual.

Maqnit sahəsi mənbələri

Maqnit sahəsi yüklənmiş hissəciklərin cərəyanı və ya zamanla dəyişən elektrik sahəsi və ya hissəciklərin daxili maqnit momentləri ilə yaradılır (yaradılır) (sonuncu, şəklin vahidliyi üçün, formal olaraq azaldıla bilər). elektrik cərəyanlarına).

hesablama

Sadə hallarda cərəyan keçiricinin maqnit sahəsini (həcm və ya fəzada ixtiyari şəkildə paylanmış cərəyanın vəziyyəti də daxil olmaqla) Biot-Savart-Laplas qanunundan və ya dövriyyə teoremindən (bu həm də Amper qanunudur) tapıla bilər. Prinsipcə, bu üsul maqnitostatiklərin işi (yaxınlaşması) ilə məhdudlaşır - yəni sabit (ciddi tətbiq olunma qabiliyyətindən danışırıqsa) və ya daha doğrusu yavaş-yavaş dəyişən (təxmini tətbiqdən danışırıqsa) maqnit və elektrik sahələri.

Daha mürəkkəb vəziyyətlərdə Maksvell tənliklərinin həlli kimi axtarılır.

Maqnit sahəsinin təzahürü

Maqnit sahəsi hissəciklərin və cisimlərin maqnit anlarına, hərəkət edən yüklü hissəciklərə (və ya cərəyan keçirən keçiricilərə) təsirində özünü göstərir. Maqnit sahəsində hərəkət edən elektrik yüklü hissəciklərə təsir edən qüvvəyə Lorentz qüvvəsi deyilir və həmişə vektorlara perpendikulyar yönəldilir. v və B. Bu hissəciyin yükü ilə mütənasibdir q, sürət komponenti v, maqnit sahəsi vektorunun istiqamətinə perpendikulyar B, və maqnit sahəsinin induksiyasının böyüklüyü B. SI vahidlər sistemində Lorentz qüvvəsi aşağıdakı kimi ifadə edilir:

CGS vahidlər sistemində:

burada kvadrat mötərizə vektor məhsulunu ifadə edir.

Həmçinin (Lorentz qüvvəsinin keçirici boyunca hərəkət edən yüklü hissəciklərə təsirinə görə) maqnit sahəsi cərəyanla keçiriciyə təsir göstərir. Cərəyan keçiriciyə təsir edən qüvvə amper qüvvəsi adlanır. Bu qüvvə keçirici daxilində hərəkət edən ayrı-ayrı yüklərə təsir edən qüvvələrin cəmidir.

İki maqnitin qarşılıqlı təsiri

Ən çox yayılmışlardan biri adi həyat maqnit sahəsinin təzahürləri - iki maqnitin qarşılıqlı təsiri: eyni qütblər dəf edir, əks olanlar cəlb edir. Maqnitlər arasındakı qarşılıqlı əlaqəni iki monopolun qarşılıqlı təsiri kimi təsvir etmək cazibədar görünür və formal baxımdan bu fikir kifayət qədər reallaşdırıla bilər və çox vaxt çox rahatdır və buna görə də praktiki olaraq faydalıdır (hesablamalarda); lakin ətraflı təhlil göstərir ki, əslində bu tam deyil düzgün təsvir fenomen (belə bir model çərçivəsində izah edilə bilməyən ən bariz sual monopolların niyə heç vaxt ayrıla bilməməsi, yəni nə üçün təcrübənin heç bir təcrid olunmuş cismin əslində maqnit yükü olmadığını göstərməsi sualıdır; əlavə olaraq, modelin zəif tərəfi ondan ibarətdir ki, o, makroskopik cərəyanın yaratdığı maqnit sahəsinə tətbiq edilmir və ona görə də, sırf formal texnika hesab olunmasa, yalnız fundamental mənada nəzəriyyənin mürəkkəbləşməsinə gətirib çıxarır).

Qeyri-bircins sahəyə yerləşdirilmiş maqnit dipolunun onu çevirməyə meylli qüvvəyə məruz qaldığını söyləmək daha düzgün olardı ki, dipolun maqnit momenti maqnit sahəsi ilə bərabər istiqamətlənsin. Lakin heç bir maqnit vahid bir maqnit sahəsindən (ümumi) qüvvəni yaşamır. Maqnit momenti olan maqnit dipoluna təsir edən qüvvə m düsturla ifadə olunur:

Qeyri-bərabər maqnit sahəsindən bir maqnitə (tək nöqtəli dipol deyil) təsir edən qüvvə, maqniti təşkil edən elementar dipollara təsir edən bütün qüvvələrin (bu düsturla müəyyən edilmiş) cəmlənməsi ilə müəyyən edilə bilər.

Bununla belə, maqnitlərin Amper qüvvəsinə qarşılıqlı təsirini azaldan bir yanaşma mümkündür və maqnit dipoluna təsir edən qüvvə üçün yuxarıdakı düsturun özü də Amper qüvvəsinə əsasən əldə edilə bilər.

Elektromaqnit induksiya hadisəsi

vektor sahəsi H SI sistemində metr başına amperlə (A/m) və CGS-də oerstedlərlə ölçülür. Oerstedlər və Qausslar eyni kəmiyyətlərdir, onların ayrılması sırf terminolojidir.

Maqnit sahəsinin enerjisi

Maqnit sahəsinin enerji sıxlığında artım:

H- maqnit sahəsinin gücü, B- maqnit induksiyası

Xətti tensor yaxınlaşmasında maqnit keçiriciliyi tenzordur (biz onu işarə edirik) və vektorun ona vurulması tenzor (matris) çarpmasıdır:

və ya komponentlərdə.

Bu yaxınlaşmada enerji sıxlığı bərabərdir:

- maqnit keçiricilik tenzorunun komponentləri , - maqnit keçiriciliyi tenzorunun matrisinə tərs matrislə təmsil olunan tensor, - maqnit sabiti

Koordinat oxları maqnit keçiriciliyi tenzorunun əsas oxları ilə üst-üstə düşəcək şəkildə seçildikdə, komponentlərdəki düsturlar sadələşdirilir:

maqnit keçiriciliyi tenzorunun öz oxlarında diaqonal komponentləridir (bu xüsusi koordinatlarda digər komponentlər - və yalnız onlarda! - sıfıra bərabərdir).

İzotrop xətti maqnitdə:

- nisbi maqnit keçiriciliyi

Vakuumda və:

İndüktördəki maqnit sahəsinin enerjisini düsturla tapmaq olar:

Ф - maqnit axını, I - cərəyan, L - cərəyanla bir bobin və ya bobinin endüktansı.

Maddələrin maqnit xassələri

Əsas nöqteyi-nəzərdən, yuxarıda qeyd edildiyi kimi, alternativ elektrik sahəsi, yüklü hissəciklərin axınları şəklində elektrik cərəyanları və ya maqnit sahəsi yaradıla bilər (və buna görə də - bu bəndin kontekstində - və zəiflədilmiş və ya gücləndirilmiş). hissəciklərin maqnit momentləri.

Müxtəlif maddələrin spesifik mikroskopik quruluşu və xassələri (həmçinin onların qarışıqları, ərintiləri, aqreqasiya vəziyyətləri, kristal modifikasiyaları və s.) ona gətirib çıxarır ki, onlar makroskopik səviyyədə xarici maqnit sahəsinin təsiri altında tamamilə fərqli davrana bilirlər. (xüsusilə, onu müxtəlif dərəcədə zəiflətmək və ya gücləndirmək).

Bununla əlaqədar olaraq, maddələr (və ümumiyyətlə media) maqnit xüsusiyyətlərinə görə aşağıdakı əsas qruplara bölünür:

• Antiferromaqnitlər atomların və ya ionların maqnit momentlərinin antiferromaqnit nizamının qurulduğu maddələrdir: maddələrin maqnit momentləri əks istiqamətə yönəldilir və güc baxımından bərabərdir.
• Diamaqnitlər xarici maqnit sahəsinin istiqamətinə qarşı maqnitləşən maddələrdir.
• Paramaqnitlər xarici maqnit sahəsində xarici maqnit sahəsi istiqamətində maqnitləşən maddələrdir.
• Ferromaqnitlər müəyyən bir kritik temperaturdan (Küri nöqtəsi) aşağıda maqnit momentlərinin uzunmüddətli ferromaqnit nizamının qurulduğu maddələrdir.
• Ferrimaqnitlər - maddənin maqnit momentləri əks istiqamətdə olan və gücü bərabər olmayan materiallar.
• Yuxarıda göstərilən maddələr qruplarına əsasən adi bərk və ya (bəzilərinə) maye maddələr, həmçinin qazlar daxildir. Superkeçiricilərin və plazmanın maqnit sahəsi ilə qarşılıqlı təsiri əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir.

Toki Fuko

Foucault cərəyanları (burulğan cərəyanları) - ona nüfuz edən maqnit axınının dəyişməsi nəticəsində yaranan kütləvi keçiricidəki qapalı elektrik cərəyanları. Onlar keçirici cisimdə ya onun yerləşdiyi maqnit sahəsinin vaxtının dəyişməsi, ya da cismin maqnit sahəsində hərəkəti nəticəsində əmələ gələn və maqnit axınının dəyişməsinə səbəb olan induktiv cərəyanlardır. bədən və ya onun hər hansı bir hissəsi. Lenz qaydasına görə, Foucault cərəyanlarının maqnit sahəsi bu cərəyanları induksiya edən maqnit axınının dəyişməsinə qarşı yönəldilmişdir.

Maqnit sahəsi haqqında fikirlərin inkişaf tarixi

Maqnit və maqnit daha əvvəl məlum olsa da, maqnit sahəsinin tədqiqi 1269-cu ildə fransız alimi Peter Pereqrin (Merikurlu cəngavər Pierre) polad iynələrdən istifadə edərək sferik maqnitin səthindəki maqnit sahəsini qeyd etdikdən sonra başladı. nəticədə meydana gələn maqnit sahəsi xətləri iki nöqtədə kəsişdi və o, Yerin qütbləri ilə bənzətmə yolu ilə onları "qütblər" adlandırdı. Təxminən üç əsr sonra William Gilbert Colchester Peter Peregrinusun əsərindən istifadə etdi və ilk dəfə olaraq yerin özünün maqnit olduğunu qəti şəkildə bildirdi. 1600-cü ildə nəşr olunan Gilbertin əsəri De Magnete, bir elm olaraq maqnetizmin əsaslarını qoydu.

Ardıcıl üç kəşf bu "maqnetizmin təməlini" şübhə altına aldı. Əvvəlcə 1819-cu ildə Hans Kristian Oersted elektrik cərəyanının öz ətrafında maqnit sahəsi yaratdığını kəşf etdi. Sonra 1820-ci ildə Andre-Mari Amper eyni istiqamətdə cərəyan keçirən paralel naqillərin bir-birini çəkdiyini göstərdi. Nəhayət, Jean-Baptiste Biot və Félix Savard 1820-ci ildə Biot-Savart-Laplace qanunu adlı qanunu kəşf etdilər və bu qanun hər hansı canlı naqil ətrafında maqnit sahəsini düzgün proqnozlaşdırdı.

Bu təcrübələri genişləndirərək, Amper 1825-ci ildə özünün uğurlu maqnetizm modelini nəşr etdi. Burada o, maqnitlərdə elektrik cərəyanının ekvivalentliyini göstərmiş və Puasson modelində maqnit yüklərinin dipollarının əvəzinə maqnitizmin daim axan cərəyan dövrələri ilə əlaqəli olması fikrini irəli sürmüşdür. Bu fikir maqnit yükünün niyə təcrid oluna bilmədiyini izah etdi. Bundan əlavə, Amper onun adını daşıyan qanunu çıxardı ki, bu da Bio-Savart-Laplas qanunu kimi sabit cərəyanın yaratdığı maqnit sahəsini düzgün təsvir etdi və maqnit sahəsinin dövriyyəsi teoremi də təqdim edildi. Həmçinin bu əsərdə Amper elektrik və maqnetizm arasındakı əlaqəni təsvir etmək üçün “elektrodinamikası” terminini işlətmişdir.

Amper qanununda nəzərdə tutulan hərəkət edən elektrik yükünün maqnit sahəsinin gücü açıq şəkildə ifadə edilməsə də, 1892-ci ildə Hendrik Lorentz onu Maksvell tənliklərindən götürdü. Eyni zamanda, elektrodinamikanın klassik nəzəriyyəsi əsasən tamamlandı.

XX əsr nisbilik nəzəriyyəsi və kvant mexanikasının yaranması sayəsində elektrodinamikaya baxışları genişləndirdi. Albert Eynşteyn 1905-ci ildə nisbilik nəzəriyyəsinin əsaslandırıldığı məqaləsində elektrik və maqnit sahələrinin eyni fenomenin bir hissəsi olduğunu göstərdi. müxtəlif sistemlər istinad. (Bax Hərəkət edən maqnit və dirijor problemi - sonda Eynşteynə xüsusi nisbilik nəzəriyyəsini inkişaf etdirməyə kömək edən düşüncə təcrübəsi). Nəhayət, kvant mexanikası elektrodinamika ilə birləşdirilərək kvant elektrodinamika (QED) yaradıldı.

həmçinin bax

• Maqnit Film Vizualizatoru

Qeydlər

1. TSB. 1973, "Sovet Ensiklopediyası".
2. Xüsusi hallarda, maqnit sahəsi olmadıqda belə mövcud ola bilər elektrik sahəsi, lakin ümumiyyətlə desək, maqnit sahəsi həm dinamik olaraq (elektrik və maqnit sahələrinin dəyişməsi ilə bir-birinin yaranması), həm də elektrik sahəsi ilə dərin bir şəkildə bağlıdır. yeni sistem arayış, maqnit və elektrik sahələri bir-biri ilə ifadə edilir, yəni ümumiyyətlə desək, onları qeyd-şərtsiz ayırmaq olmaz.
3. Yavorsky B. M., Detlaf A. A. Fizika kitabçası: 2-ci nəşr, Yenidən işlənmiş. - M .: Elm, Fizika-riyaziyyat ədəbiyyatının əsas nəşri, 1985, - 512 s.
4. SI-də maqnit induksiyası teslasla (T), cgs sistemində gauss ilə ölçülür.
5. CGS vahidlər sistemində tam olaraq üst-üstə düşür, SI-də onlar sabit bir əmsalla fərqlənirlər, bu, əlbəttə ki, onların praktik fiziki şəxsiyyəti faktını dəyişdirmir.
6. Buradakı ən mühüm və səthi fərq ondan ibarətdir ki, hərəkət edən zərrəyə (yaxud maqnit dipoluna) təsir edən qüvvə , ifadəsi ilə deyil, dəqiqliklə hesablanır. Hər hansı digər fiziki cəhətdən düzgün və mənalı ölçmə metodu da onu ölçməyə imkan verəcəkdir, baxmayaraq ki, bəzən formal hesablama üçün daha əlverişli olduğu ortaya çıxır - əslində bu köməkçi kəmiyyəti təqdim etməyin mənası nədir (əks halda biz bunu edərdik) ümumiyyətlə olmadan, yalnız istifadə
7. Bununla belə, yaxşı başa düşmək lazımdır ki, bu "maddənin" bir sıra əsas xassələri onun xüsusiyyətlərindən əsaslı şəkildə fərqlənir. normal görünüş"maddə" termini ilə işarələnə bilən "maddə".
8. Amper teoreminə baxın.
9. Homojen bir sahə üçün bu ifadə sıfır qüvvə verir, çünki bütün törəmələr sıfıra bərabərdir. B koordinatları ilə.
10. Sivuxin D.V. Ümumi kurs fizika. - Red. 4-cü, stereotipik. - M .: Fizmətlit; MIPT nəşriyyatı, 2004. - III cild. Elektrik. - 656 səh. - ISBN 5-9221-0227-3; ISBN 5-89155-086-5.

Maqnit sahələri təbii olaraq yaranır və süni şəkildə yaradıla bilər. Kişi onları gördü faydalı xüsusiyyətlər tətbiq etməyi öyrənmişlər Gündəlik həyat. Maqnit sahəsinin mənbəyi nədir?

Maqnit sahəsi haqqında doktrina necə inkişaf etdi

Bəzi maddələrin maqnit xassələri antik dövrdə müşahidə edilmişdi, lakin onların əsl öyrənilməsi hələ də başlamışdır orta əsr Avropası. Kiçik polad iynələrdən istifadə edərək, Fransadan olan alim Pereqrin müəyyən nöqtələrdə - qütblərdə maqnit qüvvə xətlərinin kəsişməsini kəşf etdi. Yalnız üç əsr sonra, bu kəşfi rəhbər tutaraq, Gilbert onu öyrənməyə davam etdi və sonradan Yerin öz maqnit sahəsinə malik olması ilə bağlı fərziyyəsini müdafiə etdi.

Maqnitçilik nəzəriyyəsinin sürətli inkişafı 19-cu əsrin əvvəllərində, Amperin bir maqnit sahəsinin meydana gəlməsinə elektrik sahəsinin təsirini və Faradey tərəfindən kəşfini kəşf etdiyi və təsvir etdiyi zaman başladı. elektromaqnit induksiyası tərs əlaqə qurdu.

Maqnit sahəsi nədir

Maqnit sahəsi hərəkətdə olan elektrik yüklərinə və ya maqnit momenti olan cisimlərə qüvvə təsirində özünü göstərir.

1. elektrik cərəyanının keçdiyi keçiricilər;
2. daimi maqnitlər;
3. dəyişən elektrik sahəsi.

Maqnit sahəsinin yaranmasının əsas səbəbi bütün mənbələr üçün eynidir: elektrik mikro yükləri - elektronlar, ionlar və ya protonlar - öz maqnit momentinə malikdirlər və ya yönəldilmiş hərəkətdədirlər.

Vacibdir! Zamanla dəyişən elektrik və maqnit sahələrini qarşılıqlı şəkildə yaradırlar. Bu əlaqə Maksvell tənlikləri ilə müəyyən edilir.

Maqnit sahəsinin xüsusiyyətləri

Maqnit sahəsinin xüsusiyyətləri aşağıdakılardır:

1. Maqnit axını, müəyyən bir hissədən neçə maqnit sahəsi xəttinin keçdiyini təyin edən skalyar kəmiyyət. F hərfi ilə təyin olunur. Formula uyğun olaraq hesablanır:

F = B x S x cos α,

burada B maqnit induksiya vektoru, S kəsiyi, α vektorun kəsik müstəvisinə çəkilmiş perpendikulyar meyl bucağıdır. Ölçü vahidi - veber (Wb);

1. Maqnit induksiya vektoru (B) yük daşıyıcılarına təsir edən qüvvəni göstərir. Adi maqnit iynəsinin işarə etdiyi şimal qütbünə doğru yönəldilmişdir. Kəmiyyətcə, maqnit induksiyası tesla (Tl) ilə ölçülür;
2. MP gərginliyi (N). Müxtəlif mühitlərin maqnit keçiriciliyi ilə müəyyən edilir. Vakuumda keçiricilik birlik kimi qəbul edilir. İntensivlik vektorunun istiqaməti maqnit induksiyasının istiqaməti ilə üst-üstə düşür. Ölçü vahidi - A / m.

Maqnit sahəsini necə təmsil etmək olar

Daimi bir maqnit nümunəsində maqnit sahəsinin təzahürlərini görmək asandır. Onun iki qütbü var və oriyentasiyadan asılı olaraq iki maqnit çəkir və ya itələyir. Maqnit sahəsi bu vəziyyətdə baş verən prosesləri xarakterizə edir:

1. MP riyazi olaraq vektor sahəsi kimi təsvir edilmişdir. O, hər biri kompas iynəsinin şimal qütbünə doğru yönəldilmiş və maqnit qüvvəsindən asılı olaraq uzunluğa malik olan maqnit induksiyasının B çoxlu vektoru vasitəsilə tikilə bilər;
2. Təmsil etməyin alternativ yolu güc xətlərindən istifadə etməkdir. Bu xətlər heç vaxt kəsişmir, heç bir yerdə başlamaz və dayanmaz, qapalı döngələr əmələ gətirir. MF xətləri maqnit sahəsinin ən güclü olduğu bölgələrdə daha tez-tez birləşir.

Vacibdir! Sahə xətlərinin sıxlığı maqnit sahəsinin gücünü göstərir.

Əslində MF görünməsə də, güc xətlərini vizual olaraq görmək asandır real dünya, MP-də dəmir qırıntılarının yerləşdirilməsi. Hər bir hissəcik şimal və cənub qütbü olan kiçik bir maqnit kimi davranır. Nəticə güc xətlərinə bənzər bir nümunədir. İnsan deputatın təsirini hiss edə bilmir.

Maqnit sahəsinin ölçülməsi

Bu vektor kəmiyyəti olduğundan, MF-nin ölçülməsi üçün iki parametr var: qüvvə və istiqamət. Sahəyə qoşulmuş kompasla istiqaməti ölçmək asandır. Buna misal olaraq Yerin maqnit sahəsinə yerləşdirilmiş kompası göstərmək olar.

Digər xüsusiyyətlərin ölçülməsi daha çətindir. Praktik maqnitometrlər yalnız 19-cu əsrdə ortaya çıxdı. Onların əksəriyyəti elektronun maqnit sahəsində hərəkət edərkən hiss etdiyi qüvvədən istifadə edərək işləyir.

Kiçik maqnit sahələrinin çox dəqiq ölçülməsi 1988-ci ildə laylı materiallarda nəhəng maqnit müqavimətinin kəşfindən sonra praktik hala gəldi. Fundamental fizikada bu kəşf tez bir zamanda kompüterlərdə məlumatların saxlanması üçün maqnit sabit disk texnologiyasına tətbiq olundu və nəticədə bir neçə il ərzində yaddaş tutumunun min dəfə artması ilə nəticələndi.

Ümumi qəbul edilmiş ölçmə sistemlərində MF testlərdə (T) və ya qaussda (G) ölçülür. 1 T = 10000 qauss. Gauss tez-tez istifadə olunur, çünki Tesla çox böyük bir sahədir.

Maraqlıdır. Kiçik bir soyuducu maqnit 0,001 T-ə bərabər MF yaradır və Yerin maqnit sahəsi, orta hesabla, 0,00005 T-dir.

Maqnit sahəsinin təbiəti

Maqnitizm və maqnit sahələri elektromaqnit qüvvəsinin təzahürüdür. İki var mümkün yollar hərəkətdə olan enerji yükünü və nəticədə maqnit sahəsini necə təşkil etmək olar.

Birincisi, teli cərəyan mənbəyinə birləşdirməkdir, onun ətrafında MF yaranır.

Vacibdir! Cari (hərəkətdə olan yüklərin sayı) artdıqca MP mütənasib olaraq artır. Teldən uzaqlaşdıqca sahə məsafə ilə azalır. Bu, Amper qanunu ilə təsvir edilmişdir.

Daha yüksək maqnit keçiriciliyi olan bəzi materiallar maqnit sahələrini cəmləşdirməyə qadirdir.

Maqnit sahəsi vektor olduğu üçün onun istiqamətini müəyyən etmək lazımdır. Düz teldən keçən adi cərəyan üçün istiqaməti sağ əl qaydası ilə tapmaq olar.

Qaydadan istifadə etmək üçün telin bükülmüş olduğunu təsəvvür etməlisiniz sağ əl, baş barmaq isə cərəyanın istiqamətini göstərir. Sonra digər dörd barmaq dirijor ətrafında maqnit induksiya vektorunun istiqamətini göstərəcəkdir.

MF yaratmağın ikinci yolu elektronların öz maqnit momentinə malik olan bəzi maddələrdə görünməsi faktından istifadə etməkdir. Daimi maqnitlər belə işləyir:

1. Atomların çox vaxt elektronları olmasına baxmayaraq, onlar əsasən cütün ümumi maqnit sahəsini ləğv edəcək şəkildə bağlanırlar. Bu şəkildə qoşalaşmış iki elektronun əks spinləri olduğu deyilir. Buna görə də, bir şeyi maqnitləşdirmək üçün eyni spinli bir və ya daha çox elektrona malik atomlara ehtiyacınız var. Məsələn, dəmirin dörd belə elektronu var və maqnit hazırlamaq üçün uyğundur;
2. Atomlardakı milyardlarla elektron təsadüfi yönümlü ola bilər və materialın nə qədər qoşalaşmamış elektronu olsa da, ümumi maqnit sahəsi olmayacaq. Ümumi üstünlük verilən elektron oriyentasiyasını təmin etmək üçün aşağı temperaturda sabit olmalıdır. Yüksək maqnit keçiriciliyi bu cür maddələrin maqnit sahəsinin təsirindən kənar müəyyən şəraitdə maqnitləşməsinə səbəb olur. Bunlar ferromaqnitlərdir;
3. Digər materiallar xarici maqnit sahəsinin mövcudluğunda maqnit xüsusiyyətlərini nümayiş etdirə bilər. Xarici sahə MF-nin çıxarılmasından sonra yox olan bütün elektron spinlərini bərabərləşdirməyə xidmət edir. Bu maddələr paramaqnitdir. Soyuducunun qapısının metalı paramaqnit nümunəsidir.

Yer yükü olan kondansatör plitələri şəklində təmsil oluna bilər əks işarə: "mənfi" - at yer səthi və "artı" - ionosferdə. Onların arasındadır atmosfer havası izolyasiya yastığı kimi. Nəhəng kondansatör yerin maqnit sahəsinin təsiri ilə sabit bir yük saxlayır. Bu biliklərdən istifadə edərək Yerin maqnit sahəsindən elektrik enerjisinin alınması sxemini yaratmaq olar. Doğrudur, nəticə aşağı gərginlikli dəyərlər olacaq.

Almaq lazımdır:

• torpaqlama cihazı;
• Tel;
• Tesla transformatoru, yüksək tezlikli salınımlar yarada və havanı ionlaşdıraraq tac boşalması yaratmağa qadirdir.

Tesla bobini elektron emitent rolunu oynayacaq. Bütün struktur bir-birinə bağlıdır və kifayət qədər potensial fərqi təmin etmək üçün transformator kifayət qədər yüksəkliyə qaldırılmalıdır. Beləliklə, yaradılacaq elektrik dövrəsi onun vasitəsilə kiçik bir cərəyan keçəcək. alın çoxlu sayda bu cihazdan istifadə edərək elektrik mümkün deyil.

Elektrik və maqnetizm insanı əhatə edən bir çox aləmdə üstünlük təşkil edir: təbiətdəki ən fundamental proseslərdən tutmuş ən müasir elektron cihazlara qədər.

Video

Sükunətdə olan elektrik yükü elektrik sahəsi vasitəsilə başqa bir yükə təsir etdiyi kimi, elektrik cərəyanı da digər cərəyana təsir edir. maqnit sahəsi. Bir maqnit sahəsinin daimi maqnitlərə təsiri maddənin atomlarında hərəkət edən və mikroskopik dairəvi cərəyanlar yaradan yüklərə təsirinə qədər azalır.

doktrinası elektromaqnetizm iki fərziyyə əsasında:

• maqnit sahəsi hərəkət edən yüklərə və cərəyanlara təsir edir;
• cərəyanlar və hərəkət edən yüklər ətrafında maqnit sahəsi yaranır.

Maqnitlərin qarşılıqlı təsiri

Daimi maqnit(və ya maqnit iynəsi) Yerin maqnit meridianı boyunca yönəldilmişdir. Şimala işarə edən ucu deyilir şimal qütbü(N) və əks tərəfdir Cənub qütbü(S). İki maqniti bir-birinə yaxınlaşdıraraq qeyd edirik ki, onların bənzər qütbləri dəf edir, əksi isə cəlb edir ( düyü. bir ).

Daimi maqniti iki yerə kəsərək dirəkləri ayırsaq, onda onların hər birində də olacağını görərik iki dirək, yəni daimi maqnit olacaq ( düyü. 2 ). Hər iki qütb - şimal və cənub - bir-birindən ayrılmaz, bərabərdir.

Yerin və ya daimi maqnitlərin yaratdığı maqnit sahəsi, elektrik sahəsi kimi, maqnit qüvvə xətləri ilə təsvir olunur. İstənilən maqnitin maqnit sahəsinin xətlərinin şəklini onun üzərinə bir vərəq kağız qoymaqla əldə etmək olar, üzərinə dəmir qırıntıları vahid təbəqə ilə tökülür. Bir maqnit sahəsinə girərək yonqar maqnitləşir - onların hər birinin şimal və cənub qütbləri var. Qarşı qütblər bir-birinə yaxınlaşmağa meyllidirlər, lakin bunun qarşısını kağız üzərində yonqar sürtünməsi alır. Kağızı barmağınızla vursanız, sürtünmə azalacaq və qabıqlar bir-birinə cəlb edilərək maqnit sahəsinin xətlərini təmsil edən zəncirlər əmələ gələcək.

Üstündə düyü. 3 yonqar və maqnit sahəsi xətlərinin istiqamətini göstərən kiçik maqnit oxlarının birbaşa maqnit sahəsindəki yerini göstərir. Bu istiqamət üçün maqnit iynəsinin şimal qütbünün istiqaməti götürülür.

Oersted təcrübəsi. Maqnit sahəsi cərəyanı

AT erkən XIX in. Danimarka alimi Oersted etdi mühüm kəşf, kəşf etmək elektrik cərəyanının daimi maqnitlərə təsiri . Maqnit iynəsinin yanına uzun bir məftil qoydu. Teldən cərəyan keçəndə ox ona perpendikulyar olmağa çalışaraq çevrildi ( düyü. 4 ). Bu, dirijor ətrafında bir maqnit sahəsinin görünüşü ilə izah edilə bilər.

Cərəyanı olan birbaşa keçiricinin yaratdığı sahənin maqnit qüvvə xətləri ona perpendikulyar bir müstəvidə yerləşən, cərəyanın keçdiyi nöqtədə mərkəzləri olan konsentrik dairələrdir ( düyü. 5 ). Xətlərin istiqaməti düzgün vida qaydası ilə müəyyən edilir:

Vida sahə xətləri istiqamətində fırlanırsa, keçiricidəki cərəyan istiqamətində hərəkət edəcəkdir. .

Maqnit sahəsinin güc xarakteristikasıdır maqnit induksiya vektoru B . Hər bir nöqtədə o, sahə xəttinə tangensial olaraq yönəldilir. Elektrik sahəsi xətləri başlayır müsbət yüklər və mənfi bitir və bu sahədə yükə təsir edən qüvvə onun hər bir nöqtəsində xəttə tangensial olaraq yönəldilir. Elektrik sahəsindən fərqli olaraq, maqnit sahəsinin xətləri bağlıdır, bu da təbiətdə "maqnit yüklərinin" olmaması ilə əlaqədardır.

Cərəyanın maqnit sahəsi daimi maqnitin yaratdığı sahədən əsaslı şəkildə fərqlənmir. Bu mənada, düz bir maqnitin analoqu uzun bir solenoiddir - uzunluğu diametrindən çox böyük olan bir tel sarğıdır. Onun yaratdığı maqnit sahəsinin xətlərinin diaqramı təsvir edilmişdir düyü. 6 , düz maqnit üçün olduğu kimi ( düyü. 3 ). Dairələr, solenoid sarımını meydana gətirən telin hissələrini göstərir. Müşahidəçidən teldən keçən cərəyanlar çarpazlarla, əks istiqamətdə - müşahidəçiyə doğru olan cərəyanlar isə nöqtələrlə göstərilir. Eyni təyinatlar rəsm müstəvisinə perpendikulyar olduqda maqnit sahəsi xətləri üçün qəbul edilir ( düyü. 7 a, b).

Solenoid sarımındakı cərəyanın istiqaməti və onun içərisindəki maqnit sahəsi xətlərinin istiqaməti də bu vəziyyətdə aşağıdakı kimi formalaşan sağ vida qaydası ilə əlaqələndirilir:

Solenoidin oxuna baxırsınızsa, onda saat yönünde axan cərəyan onda bir maqnit sahəsi yaradır, istiqaməti sağ vintin hərəkət istiqaməti ilə üst-üstə düşür ( düyü. səkkiz )

Bu qaydaya əsasən, solenoidin göstərildiyini anlamaq asandır düyü. 6 , onun sağ ucu şimal qütbü, sol ucu isə cənub qütbüdür.

Solenoidin daxilindəki maqnit sahəsi homojendir - maqnit induksiya vektoru orada sabit qiymətə malikdir (B = const). Bu baxımdan, solenoid düz bir kondansatora bənzəyir, içərisində vahid bir elektrik sahəsi yaradılır.

Maqnit sahəsində cərəyan olan keçiriciyə təsir edən qüvvə

Eksperimental olaraq müəyyən edilmişdir ki, bir qüvvə maqnit sahəsində cərəyan keçirən keçiriciyə təsir edir. Vahid bir sahədə, B sahə vektoruna perpendikulyar olan I cərəyanın keçdiyi uzunluğu l olan düzxətli keçirici qüvvəyə məruz qalır: F = I l B .

Gücün istiqaməti müəyyən edilir sol əl qaydası:

Sol əlin dörd uzadılmış barmağı keçiricidəki cərəyan istiqamətində yerləşdirilirsə və xurma B vektoruna perpendikulyardırsa, geri çəkilmiş baş barmaq keçiriciyə təsir edən qüvvənin istiqamətini göstərəcəkdir. (düyü. doqquz ).

Qeyd etmək lazımdır ki, maqnit sahəsində cərəyan olan keçiriciyə təsir edən qüvvə elektrik qüvvəsi kimi onun qüvvə xətlərinə tangensial olaraq deyil, onlara perpendikulyar şəkildə yönəldilir. Qüvvət xətləri boyunca yerləşən keçirici maqnit qüvvəsindən təsirlənmir.

tənlik F = IlB maqnit sahəsinin induksiyasının kəmiyyət xarakteristikasını verməyə imkan verir.

Münasibət keçiricinin xüsusiyyətlərindən asılı deyil və maqnit sahəsinin özünü xarakterizə edir.

Maqnit induksiya vektorunun modulu B ədədi olaraq bir amper cərəyanının keçdiyi, ona perpendikulyar yerləşən vahid uzunluqlu bir keçiriciyə təsir edən qüvvəyə bərabərdir.

SI sistemində maqnit sahəsinin induksiya vahidi tesladır (T):

Maqnit sahəsi. Cədvəllər, diaqramlar, düsturlar

(Maqnitlərin qarşılıqlı təsiri, Oersted təcrübəsi, maqnit induksiya vektoru, vektor istiqaməti, superpozisiya prinsipi. Qrafik şəkil maqnit sahələri, maqnit induksiya xətləri. Maqnit axını, sahənin enerji xarakteristikası. Maqnit qüvvələri, Amper qüvvəsi, Lorens qüvvəsi. Maqnit sahəsində yüklü hissəciklərin hərəkəti. Maddənin maqnit xassələri, Amper fərziyyəsi)