Ó polemagnetický je oblast vesmíru, kde elektrické náboje v pohybu podléhají působení a magnetická síla, kteří jsou schopni změnit své trajektorie. Magnetické pole je výsledkem pohybu elektrických nábojů, jako v případě drátu, který vede elektrický proud nebo dokonce při oscilaci subatomárních částic, jako je elektrony.
Vlastnosti magnetického pole
Podle SI, jednotkou měření magnetického pole je tesla (T), na počest jednoho z velkých učenců magnetických jevů Nikoly Tesly (1856-1943). magnetické pole é vektor, stejně jako elektrické pole nebo gravitační pole, proto představuje vlastnosti modulu, směru a snímání.
Tento typ pole může být vytvořen magnety přírodní a umělé, vyrobené z vodivých cívek a cívek. Pokud se chcete dozvědět více o původu magnetického pole, doporučujeme vám přečíst si náš článek o magnetismus a zeptejte se na všechny otázky.
Dívej setaky:Podívejte se na několik základních tipů, jak ušetřit elektřinu
Jak již bylo řečeno, původ magnetického pole je v pohybuzzatíženíelektrická zařízení. Když elektrické pole osciluje v určité oblasti vesmíru, vede tato oscilace k magnetickému poli orientovanému ve směru kolmém (90 °) na elektrické pole. Abychom lépe porozuměli vlastnostem magnetického pole, využíváme funkci známou jako indukční čáry, jejím prostřednictvím můžeme lépe vizualizovat tvar magnetického pole.
čáry magnetického pole
Čáry magnetického pole jsou vždy Zavřeno, ony Nikdy-lipřejít, a čím jsou blíže, tím větší je síla magnetického pole v této oblasti. Kromě toho se oblast, kde indukční čáry vycházejí z magnetů, nazývá magnetický sever a oblast, ve které se tyto indukční čáry ponoří, se nazývá magnetický jih.
Magnetické monopoly
Další charakteristika magnetického pole se týká neexistence magnetických monopolů, to znamená, že každé magnetické pole má jižní pól a severní pól, na rozdíl od elektrického pole, které umožňuje například existenci kladných a záporných nábojů.
Když se nějaký elektrický náboj pohybuje v oblasti magnetického pole, magnetická síla, kolmá na jeho rychlost a směr magnetického pole, vzniká, což vede k vychýlení trajektorie nábojů elektrická zařízení. Tento jev se často vyskytuje v pólymagnetickýze Země, které mají větší magnetické pole, a proto jsou schopné odklonit nabité částice od slunečního větru, což vede k polární polární záře.
Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)
vzorec magnetického pole
Vzorec použitý k výpočtu magnetického pole záleží na tvaru těla, které jej vytváří. Nejběžnější případy jsou případy, kdy počítáme magnetické pole vodičů, závitů a cívek. Podívejte se na vzorce používané k výpočtu magnetického pole:
Magnetické pole vodičového drátu
Pro výpočet intenzity magnetického pole vytvářeného vodivým drátem, procházejícím elektrickým proudem, používáme následující vzorec:
B - magnetické pole (T)
μ0 - magnetická permeabilita vakua (4π.10-7 T.m / A)
i - elektrický proud (A)
d - vzdálenost od stehu k niti (m)
Výše uvedený vzorec nám umožňuje vypočítat sílu magnetického pole generovaného vodivým drátem v bodě ve vzdálenosti d na základě tohoto drátu.
Magnetické pole generované kruhovou smyčkou
Magnetické pole generované kruhovou smyčkou lze vypočítat podle následujícího vzorce:
R - poloměr otáčení (m)
Magnetické pole generované cívkou
Cívky jsou tvořeny sadou vodivých cívek. Výpočet magnetického pole vytvářeného cívkou je velmi podobný výpočtu pro otáčky, v tomto případě rozdíl zůstane s celým číslem n - počet závitů, které tvoří cívku:
Ne - počet otáček
Zemské magnetické pole
Magnetické pole Země pochází zotáčenízemského jádra, což se děje jinou rychlostí než kůra planety. Zemské jádro je tvořeno velkým množstvím kovů, které mají velké množství elektrických nábojů, je to pohyb těchto nábojů, který vede k magnetickému poli Země.
Magnetické pole funguje jako druh štítu pro atmosférické plyny, pokud ne pro něj, zemská atmosféra by bylo smeteno velkým množstvím částic, které jsou emitovány slunce po celou dobu.
Zemské magnetické pole hrálo a důležitou roli v navigacích, při použití kompas jako hlavní navigační nástroj. Mnoho zvířat je navíc schopno reprodukovat migrační trasy díky své schopnosti vnímat orientaci magnetického pole Země. Pokud se chcete o tomto tématu dozvědět více, přečtěte si náš text: Zemské magnetické pole.
magnetické pole a elektrické pole
Elektrická a magnetická pole spolu souvisejí, jak ukázal anglický fyzik a matematik James Clerk Maxwell (1831-1879). V roce 1864 Maxwell sjednotil elektrické a magnetické jevy a ukázal, že světlo je vlna a že je produkováno oscilací elektrických a magnetických polí.
Podle jeho výpočtů Maxwell zjistil, že variace elektrického pole vedla k magnetickému poli, stejně jako byla schopna produkovat dynamické elektrické pole. Maxwellovým závěrem bylo, že společně tato vektorová pole vyvolala elektromagnetické vlny, jako je viditelné světlo, rádiové vlny, rentgen atd.
Přečtěte si více: Magnetizace: Jak se materiál, který nemá magnetické vlastnosti, stane magnetem?
Vyřešená cvičení na magnetickém poli
(Otázka 1) Olověný vodič nese elektrický proud 0,5 A. Určete sílu magnetického pole vytvářeného tímto drátem v jednotkách µT (10-6 T), v bodě, který je 50 cm od tohoto vlákna.
Data: μ0 = 4π.10-7 T.m / A
a) 20,0 μT
b) 0,2 uT
c) 2,0 uT
d) 4,0 uT
e) 2,5 uT
Šablona: Písmeno B.
Řešení: Použijme vzorec pro magnetické pole vytvářené drátem k výpočtu toho, co je položeno v otázce 1, zde je postup:
Prostřednictvím výpočtu jsme zjistili, že síla magnetického pole produkovaného vodičem odpovídá alternativa b.
(Otázka 2) Otočení o poloměru 5 cm prochází elektrickým proudem 1,5 A. Určete sílu magnetického pole produkovaného touto smyčkou.
Data: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, použijte π = 3.
a) 1.5.10-6 T
b) 1.8.10-5 T
c) 2.0.10-4 T
d) 1.3.10-5 T
e) 1.8.10-8 T
Šablona: Písmeno B.
Řešení: Pro vyřešení cvičení je nutné transformovat jednotku měření poloměru na metry (5 cm = 0,05 m), abychom mohli použít vzorec magnetického pole generovaného smyčkou:
Otázka 3) 500-závitová cívka s poloměrem 2,5 cm je vedena elektrickým proudem 0,5 A. Určete sílu magnetického pole v jednotkách mT (10-3 T), produkovaný touto cívkou.
Data: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, použijte π = 3.
a) 1,5 mT
b) 2,0 mT
c) 6,0 mT
d) 5,0 mT
e) 3,0 mT
Šablona: Písmeno D.
Řešení: K vyřešení cvičení použijeme vzorec magnetického pole generovaného cívkou, poznámka:
Na konci cvičení bylo nutné posunout polohu čárky, dokud nebude výsledek vyjádřen vědeckou notací.
Autor: M.e Rafael Helerbrock
Učitel fyziky
