O valdkonnasmagnetiline on kosmosepiirkond, kus elektrilaengud liikumises alluvad a magnetiline jõud, kes suudavad oma trajektoore muuta. Magnetväli on elektrilaengute liikumise tulemus, nagu juhtiva juhtme puhul elektrivool või isegi subatoomiliste osakeste, näiteks elektronid.
Magnetvälja omadused
Vastavalt SI, magnetvälja mõõtühik on tesla (T), ühe suure magnetnähtuste uurija Nikola Tesla (1856–1943) auks. magnetväli é vektor, samuti elektriväli või gravitatsiooniväli, seega esitab see mooduli, suuna ja meelelised omadused.
Seda tüüpi väljad saab toota magnetid looduslik ja tehislik, valmistatud juhtivate mähiste ja rullidega. Kui soovite rohkem teada saada magnetvälja päritolust, soovitame teil lugeda meie artiklit magnetism ja esitage kõik oma küsimused.
Vaataka:Vaadake mõningaid olulisi näpunäiteid elektrienergia säästmiseks
Nagu öeldud, magnetvälja algus on liikumisessellekoormusedelektriseadmed. Kui elektriväli võnkub mõnes ruumi piirkonnas, tekitab see võnkumine magnetvälja, mis on suunatud elektrivälja suhtes risti (90º). Magnetvälja omaduste paremaks mõistmiseks kasutame induktsioonijoontena tuntud funktsiooni, mille kaudu saame magnetvälja kuju paremini visualiseerida.
magnetvälja jooned
Magnetvälja jooned on alati suletud, nemad Mitte kunagikuirist, ja mida lähemal nad asuvad, seda suurem on selles piirkonnas magnetvälja tugevus. Lisaks nimetatakse piirkonda, kus induktsioonijooned magnetitest väljuvad, magnetiliseks põhjapoolseks ja piirkonda, kuhu need induktsioonijooned sukelduvad, nimetatakse magnetiliseks lõunaks.
Magnetilised monopolid
Teine magnetvälja omadus puudutab magnetiliste monopoolide puudumine, see tähendab, et igal magnetväljal on erinevalt elektriväljast lõunapoolus ja põhjapoolus, mis võimaldab näiteks positiivsete ja negatiivsete laengute olemasolu.
Kui mõni elektrilaeng liigub magnetvälja piirkonnas, on magnetjõud risti selle kiirus ja magnetvälja suund tekivad, tekitades laengute trajektooris läbipaine elektriseadmed. See nähtus juhtub sageli aastal postidmagnetilinemaa pealt, millel on suurem magnetväli ja mis on seetõttu võimelised laetud osakesi päikesetuulest kõrvale juhtima, põhjustades selle polaarne aurora.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
magnetvälja valem
Magnetvälja arvutamiseks kasutatud valem sõltub seda tootva keha kujust. Kõige tavalisemad on juhtumid, kus arvutame juhtmete, pöörete ja mähiste magnetvälja. Vaadake magnetvälja arvutamiseks kasutatud valemeid:
Juhtmetraadi magnetväli
Elektrivooluga ristuva juhtiva traadi tekitatud magnetvälja intensiivsuse arvutamiseks kasutame järgmist valemit:
B - magnetväli (T)
μ0 - vaakumi magnetiline läbilaskvus (4π.10-7 Tm / A)
i - elektrivool (A)
d - kaugus õmblusest niidini (m)
Ülaltoodud valem võimaldab meil selle juhtme põhjal arvutada juhtiva traadi tekitatud magnetvälja tugevuse punktis d kaugusel.
Ümmarguse silmuse tekitatud magnetväli
Ümmarguse silmuse tekitatud magnetvälja saab arvutada järgmise valemi abil:
R - pöörderaadius (m)
Spiraali tekitatud magnetväli
Mähised moodustatakse juhtivate mähiste kogumi abil. Mähise tekitatud magnetvälja arvutus on väga sarnane pöörete jaoks tehtud arvutusele, antud juhul erinevus jääb täisarvu n - mähise moodustavate pöörete arv:
ei - pöörete arv
Maa magnetväli
Maa magnetväli pärinebpöörleminemaakera tuumast, mis toimub erineva kiirusega kui planeedi koor. Maa südamiku moodustavad suur hulk metalle, millel on suur hulk elektrilaenguid, just nende laengute liikumine tekitab Maa magnetvälja.
Magnetväli töötab omamoodi kilbina atmosfäärigaasid, kui mitte tema, siis maa atmosfäär pühiks ära suur hulk osakesi, mida see eraldab Päike kogu aeg.
Maa magnetväli mängis a navigatsioonis oluline roll, kui kasutate kompass peamise navigeerimisvahendina. Lisaks suudavad paljud loomad rändeteid paljundada tänu oma võimele tajuda Maa magnetvälja orientatsiooni. Kui soovite selle teema kohta rohkem teada saada, lugege meie teksti: Maa magnetväli.
magnetväli ja elektriväli
Elektri- ja magnetväljad on omavahel seotud, nagu näitas inglise füüsik ja matemaatik James Clerk Maxwell (1831-1879). Aastal 1864 ühendas Maxwell elektrilised ja magnetilised nähtused, näidates, et valgus oli laine ning et seda tekitas elektri- ja magnetvälja võnkumine.
Oma arvutuste kohaselt leidis Maxwell, et elektrivälja varieerumine põhjustas magnetvälja, nii nagu see suutis tekitada dünaamilise elektrivälja. Maxwelli järeldus oli, et koos tekitasid need vektorväljad elektromagnetlainednagu nähtav valgus, raadiolained, Röntgen jne.
Loe rohkem: Magnetiseerimine: kuidas materjalist, millel pole magnetilisi omadusi, saab magnet?
Lahendatud harjutused magnetväljal
(Küsimus 1) Pliitraat kannab 0,5 A elektrivoolu. Määrake selle traadi tekitatud magnetvälja tugevus ühikutes μT (10-6 T), punktist, mis on sellest lõngast 50 cm kaugusel.
Andmed: 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
Mall: Täht B
Resolutsioon: Kasutame traadi tekitatud magnetvälja valemit, et arvutada küsimus, mida küsitakse 1. küsimuses. Siin on, kuidas:
Arvutamise kaudu leidsime, et traadi tekitatud magnetvälja tugevus vastab alternatiiv b.
(2. küsimus) 5 cm raadiusega pöörde läbib 1,5 A elektrivool. Määrake selle silmuse tekitatud magnetvälja tugevus.
Andmed: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, kasutage 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
Mall: Täht B
Resolutsioon: Harjutuse lahendamiseks on vaja raadiuse mõõtühik teisendada meetriteks (5 cm = 0,05 m), et saaksime kasutada silmuse tekitatud magnetvälja valemit:
3. küsimus) 500-pöördelist mähist raadiusega 2,5 cm kannab elektrivool 0,5 A. Määrake magnetvälja tugevus ühikutes mT (10-3 T), mis on toodetud selle mähise abil.
Andmed: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, kasuta π = 3.
a) 1,5 mT
b) 2,0 mT
c) 6,0 mT
d) 5,0 mT
e) 3,0 mT
Mall: D-täht
Resolutsioon: Harjutuse lahendamiseks kasutame mähise tekitatud magnetvälja valemit, pange tähele:
Harjutuse lõpus oli vaja koma positsiooni nihutada, kuni tulemus väljendati teaduslikus märkuses.
Autor M.e Rafael Helerbrock
Füüsikaõpetaja
