O Markmagnetisk er en region i rummet, hvor elektriske opladninger i bevægelse er underlagt a magnetisk kraft, i stand til at ændre deres baner. Magnetfeltet er resultatet af bevægelse af elektriske ladninger, som i tilfælde af en ledning, der leder elektrisk strøm eller endda i svingning af subatomære partikler, såsom elektroner.
Egenskaber for magnetfelt
Ifølge SI, måleenheden for magnetfeltet er tesla (T), til ære for en af de store forskere inden for magnetiske fænomener, Nikola Tesla (1856-1943). magnetfeltet é vektor, såvel som elektrisk felt eller den tyngdefeltderfor præsenterer den modul-, retnings- og sanseegenskaberne.
Denne type felt kan produceres af magneter naturlige og kunstige, lavet med ledende spoler og spoler. Hvis du vil vide mere om magnetfeltets oprindelse, foreslår vi, at du læser vores artikel om magnetisme og still alle dine spørgsmål.
Seogså:Tjek nogle vigtige tip til at spare strøm
Som sagt, magnetfeltets oprindelse er i bevægelsenafbelastningerelektriske apparater. Når det elektriske felt svinger i et område af rummet, giver denne svingning et magnetfelt orienteret i en retning vinkelret (90 °) på det elektriske felt. For bedre at forstå magnetfeltets egenskaber bruger vi en funktion kendt som induktionslinjer, gennem den kan vi bedre visualisere formen på magnetfeltet.
magnetfeltlinjer
Magnetfeltlinjerne er altid lukket, de Aldrighviskryds, og jo tættere de er, jo større er styrken af magnetfeltet i det område. Derudover kaldes regionen, hvor induktionslinjerne kommer ud af magneterne, magnetisk nord, og regionen, hvor disse induktionslinjer fordyber sig, er kendt som magnetisk syd.
Magnetiske monopol
Et andet kendetegn ved magnetfeltet vedrører manglende eksistens af magnetiske monopol, det vil sige, at hvert magnetfelt har en sydpol og en nordpol i modsætning til det elektriske felt, som f.eks. tillader eksistensen af positive og negative ladninger.
Når nogle elektriske ladninger bevæger sig i et område med magnetfelt, en magnetisk kraft, vinkelret på dens hastighed og retning af magnetfeltet opstår, hvilket frembringer en afbøjning i ladningens bane elektriske apparater. Dette fænomen sker ofte i stængermagnetiskfra jorden, som har et større magnetfelt og derfor er i stand til at aflede ladede partikler fra solvinden, hvilket giver anledning til polære auroras.
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
magnetfeltformel
Formlen, der bruges til at beregne magnetfeltet afhænger af formen på kroppen, der producerer den. De mest almindelige tilfælde er dem, hvor vi beregner magnetfeltet for ledninger, drejninger og spoler. Tjek de formler, der bruges til at beregne magnetfeltet:
Magnetfelt af en ledertråd
For at beregne intensiteten af magnetfeltet produceret af en ledende ledning, krydset af en elektrisk strøm, bruger vi følgende formel:
B - magnetfelt (T)
μ0 - magnetisk permeabilitet af vakuum (4π.10-7 T.m / A)
jeg - elektrisk strøm (A)
d - afstand fra søm til tråd (m)
Ovenstående formel giver os mulighed for at beregne styrken af et magnetfelt, genereret af en ledende ledning, på et punkt i en afstand d baseret på den ledning.
Magnetfelt genereret af en cirkulær sløjfe
Magnetfeltet genereret af en cirkulær sløjfe kan beregnes ved hjælp af følgende formel:
R - drej radius (m)
Magnetfelt genereret af en spole
Spoler er dannet af et sæt ledende spoler. Beregningen af magnetfeltet produceret af en spole svarer meget til den, der udføres for svingene, i dette tilfælde forskellen forbliver med heltal n - antallet af drejninger, der udgør spolen:
ingen - antal drejninger
Jordens magnetfelt
Jordens magnetfelt stammer frarotationaf jordens kerne, der sker med en anden hastighed end planetens skorpe. Jordens kerne er dannet af en stor mængde metaller, der har en stor mængde elektriske ladninger, det er bevægelsen af disse ladninger, der giver anledning til jordens magnetfelt.
Magnetfeltet fungerer som en slags skjold for atmosfæriske gasser, hvis ikke for ham, den jordatmosfære ville blive fejet væk af den store mængde partikler, der udsendes af Sol hele tiden.
Jordens magnetfelt spillede en vigtig rolle i navigationer, når du bruger kompas som det vigtigste navigationsværktøj. Derudover er mange dyr i stand til at reproducere vandrende ruter takket være deres evne til at mærke orienteringen af Jordens magnetfelt. Hvis du vil vide mere om dette emne, skal du læse vores tekst: Jordens magnetfelt.
magnetfelt og elektrisk felt
Elektriske og magnetiske felter er relateret, som den engelske fysiker og matematiker viste James Clerk Maxwell (1831-1879). I 1864 forenede Maxwell de elektriske og magnetiske fænomener og viste, at lys var en bølge, og at det blev produceret ved svingning af elektriske og magnetiske felter.
Ifølge hans beregninger fandt Maxwell, at variation af et elektrisk felt gav anledning til et magnetfelt, ligesom det var i stand til at producere et dynamisk elektrisk felt. Maxwells konklusion var, at disse vektorfelter tilsammen gav anledning til elektromagnetiske bølger, såsom synligt lys, radiobølger, Røntgen etc.
Læs mere: Magnetisering: Hvordan bliver et materiale, der ikke har magnetiske egenskaber, en magnet?
Løst øvelser på magnetfelt
(Spørgsmål 1) En blytråd bærer en elektrisk strøm på 0,5 A. Bestem styrken af det magnetfelt, der produceres af denne ledning, i enheder på µT (10-6 T), på et punkt, der er 50 cm fra denne tråd.
Data: μ0 = 4π.10-7 T.m / A
a) 20,0 μT
b) 0,2 µT
c) 2,0 µT
d) 4,0 µT
e) 2,5 µT
Skabelon: Bogstav B
Løsning: Lad os bruge formlen til magnetfeltet produceret af ledningen til at beregne, hvad der bliver spurgt i spørgsmål 1, her er hvordan:
Gennem beregningen fandt vi ud af, at styrken af magnetfeltet produceret af ledningen svarer til alternativ b.
(Spørgsmål 2) En radius på 5 cm gennemkøres af en elektrisk strøm på 1,5 A. Bestem styrken af det magnetfelt, der produceres af denne sløjfe.
Data: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, brug 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
Skabelon: Bogstav B
Løsning: For at løse øvelsen er det nødvendigt at omdanne radiusmåleenheden til meter (5 cm = 0,05 m), så vi kan bruge formlen for magnetfeltet genereret af en sløjfe:
Spørgsmål 3) En spole med 500 omdrejninger med en radius på 2,5 cm bæres af en elektrisk strøm på 0,5 A. Bestem magnetfeltets styrke i enheder af mT (10-3 T), produceret af denne spole.
Data: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, brug π = 3.
a) 1,5 mT
b) 2,0 mT
c) 6,0 mT
d) 5,0 mT
e) 3,0 mT
Skabelon: Bogstav D
Løsning: For at løse øvelsen bruger vi formlen for magnetfeltet genereret af en spole, bemærk:
I slutningen af øvelsen var det nødvendigt at flytte kommaets position, indtil resultatet blev udtrykt i videnskabelig notation.
Af M.e Rafael Helerbrock
Fysikklærer
