stejnoměrné magnetické pole je takové, ve kterém je magnetické pole stejné ve všech bodech prostoru, jak v modulu, tak ve směru a směru. V něm indukční čáry jsou rovnoběžné a jsou od sebe stejně vzdáleny. Lze jej získat uvnitř a slavnostníÓjít dostatečně dlouhý.
Čtěte také: Elektromagnetismus — část fyziky, která spojuje elektřinu a magnetismus
Indukční čáry magnetického pole
Indukční čáry jsou funkcí, která umožňuje snadněji vizualizovat prostorovou konfiguraci magnetického pole. Takové linky mají nějaké vlastnostiDůležité, vědět:
- jsou vždy zavřené;
- výstup přes magnetický sever a vstup na magnetický jih;
- když jsou rovnoměrně rozmístěny, představují jednotné magnetické pole;
- jsou dosti koncentrované v blízkosti magnetických pólů, neboť magnetické pole je v těchto místech intenzivnější.
Na rozdíl od siločáry elektrického polejsou magnetické siločáry vždy uzavřené. To je proto, že není možné, aby existovalymonopolymagnetický, to znamená, že každé zmagnetizované těleso má jak jižní, tak severní magnetický pól.
Definice stejnoměrného magnetického pole
Definice rovnoměrného magnetického pole je jednoduchá: je to a pole, které představuje stejný modul, směr a smysl ve všech bodech prostoru. Graficky je stejnoměrné magnetické pole znázorněno oblastí, kde jsou indukční čáry rovnoběžné a jsou od sebe rovnoměrně vzdáleny.
Je možné vytvořit rovnoměrné magnetické pole pomocí a dostatečně dlouhý solenoid. V tomto případě elektrický proud běh podél vodičů solenoidu vytváří magnetické pole velmi podobné rovnoměrnému magnetickému poli ve středu solenoidu. Jak se však přibližujeme ke koncům solenoidu, okrajové efekty způsobují, že magnetické pole se stává heterogennějším.
Následující obrázek ukazuje dlouhý solenoid. Uvnitř můžete vidět, žemagnetické siločáry jsouparalelní a rovnoměrněrozmístěný. Takové podmínky naznačují, že v těchto oblastech je magnetické pole považováno za jednotné.
Vztah mezi rovnoměrným magnetickým polem a magnetickou silou
Jednotná magnetická pole jsou důležitá pro studium magnetických jevů, protože jejich prostřednictvím je možné, že výpočty zahrnující interakci mezi magnetickými poli a elektrické náboje v pohybu se snáze řeší.
Když nabitá částice interaguje s magnetickým polem, působí na ni magnetická síla. THE sílamagnetický je kolmá na vektor magnetického pole a také na směr vlastní rychlosti částice, takže částice začnou popisovat kruhové nebo dokonce spirálové dráhy, zatímco se pohybují v a regionu stejnoměrné magnetické pole.
Nejběžnější výpočty zahrnující jednotná magnetická pole jsou ty, kde musíme určit magnetická síla působící na pohybující se břemena. Magnetickou sílu lze vypočítat pomocí produktmeziÓmoduldávánabítelektrický, The rychlostdáváčástice to je modulzpolemagnetický, kromě sinusu úhlu, který je vytvořen mezi v a B. Podívejte se na vzorec níže:
F – magnetická síla (N)
co - elektrický náboj (C)
proti – rychlost částic (m/s)
B – magnetické pole (T)
θ – úhel mezi v a B
Viz také: Elektromagnetická indukce – co to je a jak to funguje?
Cvičení o rovnoměrném magnetickém poli
Otázka 1 - Pokud jde o indukční čáry rovnoměrného magnetického pole, jsou učiněna následující tvrzení.
I – Jsou to uzavřené linie.
II – Toto jsou čáry, které opouštějí magnetický jih a vstupují do magnetického severu.
III – Jsou to stejně rozmístěné čáry.
IV – Jsou to otevřené čáry, které opouštějí kladné náboje a vstupují do záporných nábojů.
Jsou správné:
a) I, II a II.
b) I a II.
c) II a III.
d) III a IV.
Řešení:
Pojďme analyzovat prohlášení:
já - SKUTEČNÝ.
II - SKUTEČNÝ.
III - SKUTEČNÝ.
IV - NEPRAVDIVÉ. Čáry, které vystupují z kladných nábojů a vstupují do záporných nábojů, jsou čáry elektrického pole.
Otázka 2 - Rovnoměrné magnetické pole je charakterizováno rovnoměrným oddělením indukčních čar. Zkontrolujte alternativu, která nepředstavuje rovnoměrnou charakteristiku magnetického pole.
a) Čáry rovnoměrného magnetického pole jsou rovnoběžné.
b) Uvnitř dostatečně dlouhého solenoidu lze získat rovnoměrné magnetické pole.
c) V rovnoměrném magnetickém poli jsou velikost, směr a směr magnetického pole ve všech bodech stejné.
d) V rovnoměrném magnetickém poli se mohou siločáry křížit.
Řešení:
Falešnou alternativou je písmeno D, protože čáry indukce magnetického pole, stejnoměrné nebo ne, se nekříží.
otázka 3 – Elektricky nabitá částice s elektrickým nábojem 5 µC vstoupí do oblasti rovnoměrného magnetického pole o intenzitě rovné 2,0,10-5 T, rychlostí 300 m/s, kolmo k magnetickému poli. Určete velikost magnetické síly působící na částici.
a) 3.0.10-8 N
b) 2.0.10-7 N
c) 4.0.10-9 N
d) 5.0.10-6 N
Řešení:
Abychom na cvičení reagovali, vypočítáme magnetickou sílu. Hodinky:
Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-uniforme.htm