ერთიანი მაგნიტური ველი: რა არის ეს, სავარჯიშოები და სხვა

ერთიანი მაგნიტური ველი არის ის, რომელშიც მაგნიტური ველი ერთნაირია სივრცის ყველა წერტილში, როგორც მოდულში, ასევე მიმართულებით და მიმართულებაში. მასში ინდუქციური ხაზები პარალელურია და თანაბრად დაშორებულია ერთმანეთისგან. მისი მიღება შესაძლებელია შიგნით ა საზეიმოოწადი საკმარისად გრძელი.

წაიკითხე შენც: ელექტრომაგნიტიზმი — ფიზიკის ნაწილი, რომელიც აკავშირებს ელექტროენერგიასა და მაგნიტიზმს

მაგნიტური ველის ინდუქციური ხაზები

ინდუქციური ხაზები არის ფუნქცია, რომელიც საშუალებას გაძლევთ უფრო მარტივად წარმოიდგინოთ მაგნიტური ველის სივრცითი კონფიგურაცია. ასეთი ხაზები აქვს რამდენიმე მახასიათებლებიმნიშვნელოვანი, ცოდნა:

• ყოველთვის დახურულია;
• გადით მაგნიტური ჩრდილოეთით და შედით მაგნიტურ სამხრეთში;
• თანაბრად დაშორებისას ისინი წარმოადგენენ ერთგვაროვან მაგნიტურ ველს;
• ისინი საკმაოდ კონცენტრირებულია მაგნიტური პოლუსების სიახლოვეს, რადგან მაგნიტური ველი ამ ადგილებში უფრო ინტენსიურია.

განსხვავებით ელექტრული ველის ძალის ხაზებიმაგნიტური ველის ხაზები ყოველთვის დახურულია. ეს იმიტომ შეუძლებელია მათი არსებობამონოპოლებიმაგნიტური, ანუ ნებისმიერ მაგნიტიზებულ სხეულს აქვს როგორც სამხრეთის, ასევე ჩრდილოეთის მაგნიტური პოლუსი.

ერთიანი მაგნიტური ველის განმარტება

ერთიანი მაგნიტური ველის განმარტება მარტივია: ეს არის ა ველი, რომელიც წარმოადგენს ერთსა და იმავე მოდულს, მიმართულებას და გრძნობას სივრცის ყველა წერტილში. გრაფიკულად, ერთიანი მაგნიტური ველი წარმოდგენილია რეგიონით, სადაც ინდუქციური ხაზები პარალელურია და ერთმანეთისგან თანაბრად არის დაშორებული.

შესაძლებელია ერთიანი მაგნიტური ველის გამომუშავება a-ს საშუალებით საკმარისად გრძელი სოლენოიდი. ამ შემთხვევაში, ელექტრო დენი სოლენოიდის მავთულის გასწვრივ გაშვება წარმოქმნის მაგნიტურ ველს, რომელიც ძალიან ჰგავს ერთგვაროვან მაგნიტურ ველს სოლენოიდის ცენტრში. თუმცა, როგორც კი ვუახლოვდებით სოლენოიდის ბოლოებს, კიდეების ეფექტები იწვევს მაგნიტური ველის უფრო ჰეტეროგენულს.

შემდეგ სურათზე ნაჩვენებია გრძელი სოლენოიდი. შიგნით, თქვენ ხედავთ, რომმაგნიტური ველის ხაზებიაპარალელურად და თანაბრადდაშორებული. ასეთი პირობები მიუთითებს იმაზე, რომ ამ რეგიონებში მაგნიტური ველი ერთნაირად ითვლება.

ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში ინდუქციის ხაზები ერთმანეთის პარალელურია.

კავშირი ერთგვაროვან მაგნიტურ ველსა და მაგნიტურ ძალას შორის

ერთიანი მაგნიტური ველები მნიშვნელოვანია მაგნიტური ფენომენების შესასწავლად, რადგან მათი მეშვეობით შესაძლებელია გამოთვლები, რომლებიც მოიცავს მაგნიტურ ველებს შორის ურთიერთქმედებას და ელექტრული მუხტები მოძრაობაში უფრო ადვილი მოსაგვარებელი ხდება.

როდესაც დამუხტული ნაწილაკი ურთიერთქმედებს მაგნიტურ ველთან, მაგნიტური ძალა მოქმედებს ამ ნაწილაკზე. THE ძალამაგნიტური პერპენდიკულარულია მაგნიტური ველის ვექტორთან, ისევე როგორც ნაწილაკების სიჩქარის მიმართულებასთან, შესაბამისად, ეს ნაწილაკები იწყებენ წრიული ან თუნდაც ხვეული ბილიკების აღწერას, როდესაც ისინი მოძრაობენ ა რეგიონი ერთიანი მაგნიტური ველი.

ყველაზე გავრცელებული გამოთვლები, რომლებიც მოიცავს ერთგვაროვან მაგნიტურ ველებს, არის ის, სადაც ჩვენ უნდა განვსაზღვროთ მაგნიტური ძალა ახორციელებს მოძრავ დატვირთვას. მაგნიტური ძალა შეიძლება გამოითვალოს პროდუქტიშორისომოდულიაძლევსდააკისროსელექტრო, The სიჩქარეაძლევსნაწილაკი ეს არის მოდულიდანველიმაგნიტური, გარდა კუთხის სინუსისა, რომელიც წარმოიქმნება v-სა და B-ს შორის. შეამოწმეთ ფორმულა ქვემოთ:

ფ - მაგნიტური ძალა (N)

რა - ელექტრული მუხტი (C)

ვ - ნაწილაკების სიჩქარე (მ/წმ)

ბ - მაგნიტური ველი (T)

θ – კუთხე v-სა და B-ს შორის

იხილეთ ასევე: ელექტრომაგნიტური ინდუქცია - რა არის ეს და როგორ მუშაობს?

სავარჯიშოები ერთგვაროვან მაგნიტურ ველზე

Კითხვა 1 - ერთიანი მაგნიტური ველის ინდუქციის ხაზებთან დაკავშირებით, შემდეგი განცხადებებია გაკეთებული.

მე – დახურული ხაზებია.

II - ეს არის ხაზები, რომლებიც ტოვებენ მაგნიტურ სამხრეთს და შედიან მაგნიტურ ჩრდილოეთში.

III - ისინი თანაბრად დაშორებული ხაზებია.

IV – ეს არის ღია ხაზები, რომლებიც ტოვებენ დადებით მუხტებს და შედიან უარყოფით მუხტებში.

ისინი მართალი არიან:

ა) I, II და II.

ბ) I და II.

გ) II და III.

დ) III და IV.

რეზოლუცია:

გავაანალიზოთ განცხადებები:

ᲛᲔ - მართალი.

II - მართალი.

III - მართალი.

IV - ცრუ. ხაზები, რომლებიც გამოდიან დადებითი მუხტებიდან და შედიან უარყოფით მუხტებში, არის ელექტრული ველის ხაზები.

კითხვა 2 - ერთიანი მაგნიტური ველი ხასიათდება ინდუქციური ხაზების ერთგვაროვანი განცალკევებით. შეამოწმეთ ალტერნატივა, რომელიც არ წარმოადგენს ერთიანი მაგნიტური ველის მახასიათებელს.

ა) ერთიანი მაგნიტური ველის ხაზები პარალელურია.

ბ) ერთიანი მაგნიტური ველის მიღება შესაძლებელია საკმარისად გრძელი სოლენოიდის შიგნით.

გ) ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში მაგნიტუდის სიდიდე, მიმართულება და მიმართულება ყველა წერტილში ერთნაირია.

დ) ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში ველის ხაზები შეიძლება გადაკვეთოს.

რეზოლუცია:

ცრუ ალტერნატივა არის ასო D, ვინაიდან მაგნიტური ველის ინდუქციის ხაზები, ერთგვაროვანი თუ არა, არ იკვეთება.

კითხვა 3 – ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკი ელექტრული მუხტით 5 μC შემოდის ერთიანი მაგნიტური ველის ინტენსივობის რეგიონში, რომელიც უდრის 2.0.10.^-5 T, 300 მ/წმ სიჩქარით, მაგნიტური ველის პერპენდიკულარულად. განსაზღვრეთ ნაწილაკზე მოქმედი მაგნიტური ძალის სიძლიერე.

ა) 3.0.10^-8 ნ

ბ) 2.0.10^-7 ნ

გ) 4.0.10^-9 ნ

დ) 5.0.10^-6 ნ

რეზოლუცია:

სავარჯიშოზე საპასუხოდ, ჩვენ გამოვთვლით მაგნიტურ ძალას. Უყურებს:

რაფაელ ჰელერბროკის მიერ
ფიზიკის მასწავლებელი

წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-uniforme.htm