磁場:特性、式、演習

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O フィールド磁気 は、 電荷 動いているのは、 磁力、軌道を変更することができます。 磁場は、伝導するワイヤーの場合のように、電荷の動きの結果です。 電流 または、次のような亜原子粒子の振動でも 電子.

磁場特性

による SI, 磁場の測定単位はテスラ(T)であり、 磁気現象の偉大な学者の一人であるニコラ・テスラ(1856-1943)に敬意を表して。 磁場 é ベクター, だけでなく、 電界 または 重力場したがって、モジュラス、方向、およびセンスのプロパティを示します。

このタイプのフィールドは、 磁石 自然と人工、導電性コイルとコイルで作られています。 磁場の起源についてもっと知りたい場合は、次の記事を読むことをお勧めします。 磁気 そしてあなたのすべての質問をします。

見てまた:電気を節約するためのいくつかの重要なヒントをチェックしてください

言われるように、 磁場の起源は運動にあります負荷電気器具、電気製品。 電場が空間のある領域で振動すると、この振動により、電場に垂直な方向(90º)に向けられた磁場が発生します。 磁場の性質をよりよく理解するために、誘導線と呼ばれる特徴を利用し、それを通して磁場の形状をよりよく視覚化することができます。

磁場は磁石に互いに引き付け合うか反発する能力を与えます
磁場は磁石に互いに引き付け合うか反発する能力を与えます

磁力線

磁力線は常に 閉まっている、彼ら 決してもしクロス、 そしてそれらが近ければ近いほど、その領域の磁場の強さは大きくなります。 また、磁石から誘導線が出る領域を磁北と呼び、これらの誘導線が浸る領域を磁南と呼びます。

磁界誘導線はN極を出て、S極に入ります。
磁界誘導線はN極を出て、S極に入ります。

磁気単極子

磁場の別の特徴は、 磁気単極子が存在しないつまり、すべての磁場には、たとえば正電荷と負電荷の存在を可能にする電界とは異なり、S極とN極があります。

この図は、磁北から出現する地球の磁力線を示しています。
この図は、磁北から出現する地球の磁力線を示しています。

ある電荷が磁場の領域を移動すると、磁力は その速度と磁場の方向、それが発生し、電荷の軌道にたわみが生じます 電気器具、電気製品。 この現象はしばしば起こります ポール磁気地球からは、より大きな磁場を持っているため、太陽風から荷電粒子をそらすことができ、 極オーロラ.

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磁場の公式

磁場の計算に使用される式 それを生み出す体の形に依存します. 最も一般的なケースは、ワイヤー、ターン、コイルの磁場を計算する場合です。 磁場の計算に使用される式を確認してください。

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導線の磁界

電流が交差する導線によって生成される磁場の強度を計算するには、次の式を使用します。

B –磁場(T)

μ0 –真空の透磁率(4π.10-7 T.m / A)

–電流(A)

d –ステッチから糸までの距離(m)

上記の式により、導線に基づいて、距離dの点で導線によって生成される磁場の強さを計算できます。

ワイヤーの磁場の方向は、図に示すように右手で決定されます。
ワイヤーの磁場の方向は、図に示すように右手で決定されます。

円形ループによって生成される磁場

円形ループによって生成される磁場は、次の式で計算できます。


R –回転半径(m)

コイルによって生成される磁場

コイルは、導電性コイルのセットによって形成されます。 コイルによって生成される磁場の計算は、ターンで行われる計算と非常に似ています。この場合、 差は整数nのままです— コイルを構成する巻数:


番号 - ターン数

コイルでは、図に示すように、磁場が内部に集中します。
コイルでは、図に示すように、磁場が内部に集中します。

地球の磁場

地球の磁場は回転地球のコアの、これは惑星の地殻とは異なる速度で起こります。 地球の核は、大量の電荷を持つ大量の金属によって形成されており、これらの電荷の動きが地球の磁場を発生させます。

磁場は一種のシールドとして機能します 大気ガス、彼のためでなければ、 地球の大気 によって放出される大量の粒子によって一掃されます 太陽 いつも。

地球の磁場は ナビゲーションにおける重要な役割、を使用する場合 方位磁針 メインのナビゲーションツールとして。 さらに、多くの動物は、地球の磁場の方向を感知する能力のおかげで、移動経路を再現することができます。 このトピックについて詳しく知りたい場合は、次のテキストをお読みください。 地球の磁場.

磁場と電場

イギリスの物理学者と数学者が示したように、電場と磁場は関連しています ジェームズクラークマクスウェル (1831-1879). 1864年、マクスウェルは電気と磁気の現象を統合し、光が波であり、電場と磁場の振動によって生成されたことを示しました。

彼の計算によると、マクスウェルは 電場の変化は磁場を発生させました、それが動的電界を生成することができたのと同じように。 マクスウェルの結論は、これらのベクトル場が一緒になって、 電磁波、可視光、電波など、 X線

続きを読む: 磁化:磁気特性を持たない材料はどのようにして磁石になりますか?

磁場に関する解決済みの演習

(質問1) リード線には0.5Aの電流が流れます。 このワイヤーによって生成される磁場の強さをµT(10-6 T)、この糸から50cmの位置。

データ: μ0 = 4π.10-7 T.m / A

a)20.0μT
b)0.2 µT
c)2.0 µT
d)4.0 µT
e)2.5 µT

テンプレート: 文字B

解決: ワイヤーによって生成される磁場の式を使用して、質問1で質問される内容を計算してみましょう。方法は次のとおりです。

計算により、ワイヤーによって生成される磁場の強さは、 代替案b.

(質問2) 5cmに等しい半径のターンは1.5Aの電流によって横断されます。 このループによって生成される磁場の強さを決定します。

データ: μ0 = 4π.10-7 T.m / A、π= 3を使用します。

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

テンプレート: 文字B

解決: 演習を解決するには、半径測定単位をメートル(5 cm = 0.05 m)に変換する必要があります。これにより、ループによって生成される磁場の式を使用できます。

質問3) 半径2.5cmの500ターンのコイルは、0.5Aの電流で運ばれます。 磁場の強さをmT(10-3 T)、このコイルによって生成されます。

データ: μ0 = 4π.10-7 T.m / A、使用 π = 3.

a)1.5 mT

b)2.0 mT

c)6.0 mT

d)5.0 mT

e)3.0 mT

テンプレート: 文字D

解決: 演習を解決するために、コイルによって生成される磁場の式を使用します。注:

演習の最後に、結果が科学的記数法で表現されるまで、コンマの位置をシフトする必要がありました。

M.e RafaelHelerbrock著
物理の先生

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