ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο είναι ένα στο οποίο το μαγνητικό πεδίο είναι το ίδιο σε όλα τα σημεία του χώρου, τόσο στη μονάδα όσο και ως προς την κατεύθυνση και την κατεύθυνση. Σε αυτό το Οι γραμμές επαγωγής είναι παράλληλες και απέχουν ίσα μεταξύ τους. Μπορεί να ληφθεί μέσα σε α επίσημοςΟπηγαίνω αρκετά μεγάλο.
Διαβάστε επίσης: Ηλεκτρομαγνητισμός — το μέρος της φυσικής που συσχετίζει τον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό
Γραμμές Επαγωγής Μαγνητικού Πεδίου
Οι γραμμές επαγωγής είναι ένα χαρακτηριστικό που σας επιτρέπει να απεικονίσετε πιο εύκολα τη χωρική διαμόρφωση του μαγνητικού πεδίου. Τέτοιες γραμμές έχουν μερικές Χαρακτηριστικάσπουδαίος, για να ξέρεις:
- είναι πάντα κλειστά?
- Βγείτε από το μαγνητικό βορρά και μπείτε στον μαγνητικό νότο.
- Όταν βρίσκονται σε ίση απόσταση, αντιπροσωπεύουν ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο.
- είναι αρκετά συγκεντρωμένοι στην περιοχή των μαγνητικών πόλων, καθώς το μαγνητικό πεδίο είναι πιο έντονο σε αυτά τα σημεία.
Διαφορετικός γραμμές δύναμης ηλεκτρικού πεδίου, οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου είναι πάντα κλειστές. Αυτό είναι επειδή δεν είναι δυνατόν να υπάρχουνμονόπολαμαγνητικός, Δηλαδή, κάθε μαγνητισμένο σώμα έχει και νότιο και βόρειο μαγνητικό πόλο.
Ορισμός ομοιόμορφου μαγνητικού πεδίου
Ο ορισμός του ομοιόμορφου μαγνητικού πεδίου είναι απλός: είναι α πεδίο που παρουσιάζει την ίδια ενότητα, κατεύθυνση και αίσθηση σε όλα τα σημεία του χώρου. Γραφικά, το ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο αντιπροσωπεύεται από μια περιοχή όπου οι γραμμές επαγωγής είναι παράλληλες και απέχουν ίσα μεταξύ τους.
Είναι δυνατό να παραχθεί ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο μέσω α αρκετά μακρύ σωληνοειδές. Σε αυτή την περίπτωση, το ηλεκτρικό ρεύμα τρέχοντας κατά μήκος των καλωδίων της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας παράγει ένα μαγνητικό πεδίο πολύ παρόμοιο με ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο στο κέντρο της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Καθώς πλησιάζουμε τα άκρα της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, ωστόσο, τα φαινόμενα ακμών προκαλούν το μαγνητικό πεδίο να γίνει πιο ετερογενές.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει μια μακρά ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα. Μέσα, μπορείτε να δείτε ότι τογραμμές μαγνητικού πεδίου είναιπαράλληλο και εξίσουσε απόσταση. Τέτοιες συνθήκες δείχνουν ότι, σε αυτές τις περιοχές, το μαγνητικό πεδίο θεωρείται ομοιόμορφο.
Σχέση ομοιόμορφου μαγνητικού πεδίου και μαγνητικής δύναμης
Τα ομοιόμορφα μαγνητικά πεδία είναι σημαντικά για τη μελέτη μαγνητικών φαινομένων, καθώς, μέσω αυτών, είναι πιθανό οι υπολογισμοί που αφορούν την αλληλεπίδραση μεταξύ μαγνητικών πεδίων και ηλεκτρικά φορτία σε κίνηση γίνονται πιο απλές στην επίλυση.
Όταν ένα φορτισμένο σωματίδιο αλληλεπιδρά με ένα μαγνητικό πεδίο, μια μαγνητική δύναμη δρα σε αυτό το σωματίδιο. Ο δύναμημαγνητικός είναι κάθετη στο διάνυσμα του μαγνητικού πεδίου, καθώς και στην κατεύθυνση της ταχύτητας του ίδιου του σωματιδίου, επομένως, αυτά τα σωματίδια αρχίζουν να περιγράφουν κυκλικές ή και ελικοειδείς διαδρομές ενώ κινούνται σε α περιοχή του ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο.
Οι πιο συνηθισμένοι υπολογισμοί που αφορούν ομοιόμορφα μαγνητικά πεδία είναι εκείνοι στους οποίους πρέπει να προσδιορίσουμε το μαγνητική δύναμη ασκείται σε κινούμενα φορτία. Η μαγνητική δύναμη μπορεί να υπολογιστεί με προϊόνανάμεσαΟμονάδα μέτρησηςδίνειχρέωσηηλεκτρικός, ο ταχύτηταδίνεισωματίδιο είναι το μονάδα μέτρησηςτουπεδίομαγνητικός, εκτός από το ημίτονο της γωνίας που σχηματίζεται μεταξύ v και B. Δείτε τον παρακάτω τύπο:
φά – μαγνητική δύναμη (N)
τι – ηλεκτρικό φορτίο (C)
v – ταχύτητα σωματιδίων (m/s)
σι – μαγνητικό πεδίο (T)
θ – γωνία μεταξύ v και B
Δείτε επίσης: Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή — Τι είναι και πώς λειτουργεί;
Ασκήσεις στο Ομοιόμορφο Μαγνητικό Πεδίο
Ερώτηση 1 - Σχετικά με τις γραμμές επαγωγής ενός ομοιόμορφου μαγνητικού πεδίου, γίνονται οι ακόλουθες δηλώσεις.
I – Είναι κλειστές γραμμές.
II – Αυτές είναι γραμμές που φεύγουν από το μαγνητικό νότο και εισέρχονται στον μαγνητικό βορρά.
III – Είναι γραμμές σε ίσες αποστάσεις.
IV – Είναι ανοιχτές γραμμές που αφήνουν τα θετικά φορτία και εισάγουν τα αρνητικά φορτία.
Είναι σωστές:
α) I, II και II.
β) I και II.
γ) II και III.
δ) III και IV.
Ανάλυση:
Ας αναλύσουμε τις δηλώσεις:
ΕΓΩ - ΑΛΗΘΗΣ.
II - ΑΛΗΘΗΣ.
III - ΑΛΗΘΗΣ.
IV - ΨΕΥΔΗΣ. Οι γραμμές που εξέρχονται από τα θετικά φορτία και εισέρχονται στα αρνητικά φορτία είναι οι γραμμές ηλεκτρικού πεδίου.
Ερώτηση 2 - Το ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο χαρακτηρίζεται από ομοιόμορφο διαχωρισμό των γραμμών επαγωγής. Ελέγξτε την εναλλακτική λύση που δεν αντιπροσωπεύει ένα χαρακτηριστικό ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο.
α) Οι ευθείες του ομοιόμορφου μαγνητικού πεδίου είναι παράλληλες.
β) Ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο μπορεί να ληφθεί μέσα σε ένα αρκετά μακρύ σωληνοειδές.
γ) Σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, το μέγεθος, η κατεύθυνση και η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου είναι το ίδιο σε όλα τα σημεία.
δ) Σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, οι γραμμές πεδίου μπορεί να διασταυρωθούν.
Ανάλυση:
Η ψευδής εναλλακτική είναι η γράμμα Δ, αφού οι γραμμές επαγωγής του μαγνητικού πεδίου, ομοιόμορφες ή μη, δεν διασταυρώνονται.
ερώτηση 3 – Ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σωματίδιο με ηλεκτρικό φορτίο 5 μC εισέρχεται σε μια περιοχή ομοιόμορφου μαγνητικού πεδίου έντασης ίσης με 2,0,10-5 Τ, με ταχύτητα 300 m/s, κάθετη στο μαγνητικό πεδίο. Προσδιορίστε την ισχύ της μαγνητικής δύναμης που ασκεί το σωματίδιο.
α) 3.0.10-8 Ν
β) 2.0.10-7 Ν
γ) 4.0.10-9 Ν
δ) 5.0.10-6 Ν
Ανάλυση:
Για να ανταποκριθούμε στην άσκηση, θα υπολογίσουμε τη μαγνητική δύναμη. Παρακολουθώ:
Του Rafael Hellerbrock
Καθηγητής Φυσικής
Πηγή: Σχολείο Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-uniforme.htm
