Ö Feldmagnetisch ist eine Raumregion, in der die elektrische Ladungen in Bewegung unterliegen der Wirkung von a Magnetkraft, in der Lage, ihre Flugbahn zu ändern. Das Magnetfeld ist das Ergebnis der Bewegung elektrischer Ladungen, wie bei einem leitenden Draht elektrischer Strom oder sogar in der Schwingung subatomarer Teilchen, wie der Elektronen.
Magnetfeldeigenschaften Magnet
Gemäß SI, die Maßeinheit des Magnetfeldes ist Tesla (T), zu Ehren eines der großen Gelehrten magnetischer Phänomene, Nikola Tesla (1856-1943). das Magnetfeld é Vektor, ebenso wie elektrisches Feld oder der Schwerkraftfeld, daher präsentiert es die Modul-, Richtungs- und Erfassungseigenschaften.
Diese Art von Feld kann erzeugt werden durch Magnete natürlich und künstlich, hergestellt mit leitfähigen Spulen und Spulen. Wenn Sie mehr über die Ursprünge des Magnetfelds erfahren möchten, empfehlen wir Ihnen unseren Artikel über Magnetismus und stelle alle deine Fragen.
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Wie gesagt, der Ursprung des Magnetfeldes liegt in der BewegungdesLadungenelektronische Geräte. Wenn das elektrische Feld in einem bestimmten Raumbereich schwingt, erzeugt diese Schwingung ein Magnetfeld, das in einer Richtung senkrecht (90º) zum elektrischen Feld ausgerichtet ist. Um die Eigenschaften des Magnetfelds besser zu verstehen, verwenden wir eine Funktion, die als Induktionslinien bekannt ist, durch die wir die Form des Magnetfelds besser visualisieren können.
magnetische Feldlinien
Die magnetischen Feldlinien sind immer geschlossen, Sie noch niewennKreuz, und je näher sie sind, desto stärker ist das Magnetfeld in diesem Bereich. Außerdem wird der Bereich, in dem die Induktionslinien aus den Magneten austreten, als magnetischer Norden bezeichnet, und der Bereich, in den diese Induktionslinien eintauchen, als magnetischer Süden.
Magnetische Monopole
Eine weitere Eigenschaft des Magnetfeldes betrifft die Nichtexistenz magnetischer Monopoled.h. jedes Magnetfeld hat einen Südpol und einen Nordpol, im Gegensatz zum elektrischen Feld, das beispielsweise positive und negative Ladungen zulässt.
Wenn sich eine elektrische Ladung in einem Magnetfeldbereich bewegt, wird eine magnetische Kraft senkrecht zum seiner Geschwindigkeit und der Richtung des Magnetfeldes, entsteht es und erzeugt eine Ablenkung in der Flugbahn der Ladungen elektronische Geräte. Dieses Phänomen tritt häufig auf in Stangenmagnetischvon der Erde, die ein größeres Magnetfeld haben und daher geladene Teilchen aus dem Sonnenwind ablenken können, wodurch Polarlichter.
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Magnetfeldformel
Die Formel zur Berechnung des Magnetfelds hängt von der Form des Körpers ab, der es produziert. Die häufigsten Fälle sind diejenigen, in denen wir das Magnetfeld von Drähten, Windungen und Spulen berechnen. Schauen Sie sich die Formeln zur Berechnung des Magnetfelds an:
Magnetfeld eines Leiterdrahtes
Um die Stärke des Magnetfelds zu berechnen, das von einem leitenden Draht erzeugt wird, der von einem elektrischen Strom durchquert wird, verwenden wir die folgende Formel:
B – Magnetfeld (T)
μ0 – magnetische Permeabilität des Vakuums (4π.10-7 T.m/A)
ich – elektrischer Strom (A)
d – Abstand von Stich zu Faden (m)
Die obige Formel ermöglicht es uns, die Stärke eines Magnetfelds, das von einem leitenden Draht erzeugt wird, an einem Punkt im Abstand d basierend auf diesem Draht zu berechnen.
Magnetfeld erzeugt durch eine kreisförmige Schleife
Das von einer Kreisschleife erzeugte Magnetfeld kann nach folgender Formel berechnet werden:
R – Wenderadius (m)
Von einer Spule erzeugtes Magnetfeld
Spulen werden durch einen Satz leitender Spulen gebildet. Die Berechnung des von einer Spule erzeugten Magnetfeldes ist der für die Windungen sehr ähnlich, in diesem Fall die Differenz bleibt bei der ganzen Zahl n — die Anzahl der Windungen, aus denen die Spule besteht:
Nein - Anzahl der Züge
Erdmagnetfeld
Das Erdmagnetfeld stammt aus demDrehungdes Erdkerns, was mit einer anderen Geschwindigkeit passiert als die Erdkruste. Der Erdkern besteht aus einer großen Menge von Metallen, die eine große Menge an elektrischen Ladungen haben, es ist die Bewegung dieser Ladungen, die das Erdmagnetfeld verursacht.
Das Magnetfeld wirkt als eine Art Abschirmung für die atmosphärische Gase, wenn nicht für ihn, die Erdatmosphäre würde durch die große Menge an Partikeln, die von der emittierten Sonne die ganze Zeit.
Das Magnetfeld der Erde spielte eine wichtige Rolle in der Navigation, bei Verwendung der Kompass als Hauptnavigationstool. Darüber hinaus sind viele Tiere in der Lage, Wanderrouten zu reproduzieren, da sie die Ausrichtung des Erdmagnetfelds wahrnehmen können. Wenn Sie mehr zu diesem Thema erfahren möchten, lesen Sie unseren Text: Erdmagnetfeld.
Magnetfeld und elektrisches Feld
Elektrische und magnetische Felder hängen zusammen, wie der englische Physiker und Mathematiker gezeigt hat James Clerk Maxwell (1831-1879). 1864 vereinte Maxwell die elektrischen und magnetischen Phänomene und zeigte, dass Licht eine Welle ist und durch die Schwingung elektrischer und magnetischer Felder erzeugt wird.
Nach seinen Berechnungen stellte Maxwell fest, dass die Variation eines elektrischen Feldes führte zu einem magnetischen Feld, ebenso wie es ein dynamisches elektrisches Feld erzeugen konnte. Maxwells Schlussfolgerung war, dass diese Vektorfelder zusammen die Elektromagnetische Wellen, wie sichtbares Licht, Radiowellen, Röntgen usw.
Weiterlesen: Magnetisierung: Wie wird ein Material ohne magnetische Eigenschaften zu einem Magneten?
Gelöste Übungen zum Magnetfeld
(Frage 1) Ein Anschlusskabel führt einen elektrischen Strom von 0,5 A. Bestimmen Sie die Stärke des Magnetfelds, das von diesem Draht erzeugt wird, in Einheiten von µT (10-6 T), an einem Punkt, der 50 cm von diesem Faden entfernt ist.
Daten: 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
Vorlage: Buchstabe b
Auflösung: Verwenden wir die Formel für das vom Draht erzeugte Magnetfeld, um zu berechnen, was in Frage 1 gestellt wird:
Durch die Berechnung haben wir festgestellt, dass die Stärke des vom Draht erzeugten Magnetfelds der Alternative b.
(Frage 2) Eine Windung mit einem Radius von 5 cm wird von einem elektrischen Strom von 1,5 A durchquert. Bestimmen Sie die Stärke des von dieser Schleife erzeugten Magnetfelds.
Daten: μ0 = 4π.10-7 T.m/A, verwende 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
Vorlage: Buchstabe b
Auflösung: Um die Aufgabe zu lösen, ist es notwendig, die Maßeinheit des Radius in Meter (5 cm = 0,05 m) umzuwandeln, damit wir die Formel des von einer Schleife erzeugten Magnetfelds verwenden können:
Frage 3) Eine Spule mit 500 Windungen und einem Radius von 2,5 cm wird von einem elektrischen Strom von 0,5 A getragen. Bestimmen Sie die Stärke des Magnetfelds in Einheiten von mT (10-3 T), die von dieser Spule erzeugt wird.
Daten: μ0 = 4π.10-7 T.m/A, verwenden π = 3.
a) 1,5 mT
b) 2,0 mT
c) 6,0 mT
d) 5,0 mT
e) 3,0 mT
Vorlage: Buchstabe D
Auflösung: Um die Aufgabe zu lösen, verwenden wir die Formel des von einer Spule erzeugten Magnetfelds, beachten Sie:
Am Ende der Übung musste die Position des Kommas verschoben werden, bis das Ergebnis in wissenschaftlicher Schreibweise ausgedrückt wurde.
Von M.e Rafael Helerbrock
Physik Lehrer
