자기장: 속성, 공식 및 연습

영형 자기 공간의 영역입니다 전기 요금 모션은 a의 행동의 대상입니다 자기력, 그들의 궤도를 변경할 수 있습니다. 자기장은 전도하는 전선의 경우와 같이 전하 이동의 결과입니다. 전류 또는 아 원자 입자의 진동에서도 전자.

자기장 속성

에 따르면 , 자기장의 측정 단위는 테슬라 (T)이고, 자기 현상의 위대한 학자 인 Nikola Tesla (1856-1943)를 기리기 위해. 자기장 é 벡터, 뿐만 아니라 전기장 아니면 그 중력장따라서 모듈러스, 방향 및 감지 속성을 나타냅니다.

이 유형의 필드는 자석 전도성 코일과 코일로 만든 자연 및 인공. 자기장의 기원에 대해 더 알고 싶다면 다음 기사를 읽어 보시기 바랍니다. 자기 그리고 모든 질문을하십시오.

보기또한:전기를 절약하기위한 몇 가지 필수 팁을 확인하세요.

말했듯이 자기장의 기원은 운동에 있습니다.잔뜩전기 장치. 전기장이 공간의 일부 영역에서 진동 할 때이 진동은 전기장에 수직 (90º) 방향으로 향하는 자기장을 발생시킵니다. 자기장의 특성을 더 잘 이해하기 위해 유도 선이라는 기능을 사용하여 자기장의 모양을 더 잘 시각화 할 수 있습니다.

자기장은 자석에게 서로를 끌어 당기거나 밀어내는 능력을 부여합니다.
자기장은 자석에게 서로를 끌어 당기거나 밀어내는 능력을 부여합니다.

자기장 라인

자기장 라인은 항상 닫은, 그들은 만약가로 질러 가다, 가까울수록 해당 영역의 자기장 강도가 커집니다. 또한, 유도 선이 자석에서 나오는 영역을 자북이라고하고, 이러한 유도 선이 잠기는 영역을 자남이라고합니다.

자기장 유도 선은 북극을 떠나 남극으로 들어갑니다.
자기장 유도 선은 북극을 떠나 남극으로 들어갑니다.

자기 모노폴

자기장의 또 다른 특성은 자기 단극이 없음즉, 모든 자기장은 예를 들어 양전하와 음전하의 존재를 허용하는 전기장과 달리 남극과 북극을 가지고 있습니다.

이 그림은 자북에서 나오는 지구의 자기장 선을 보여줍니다.
이 그림은 자북에서 나오는 지구의 자기장 선을 보여줍니다.

일부 전하가 자기장 영역에서 움직일 때, 자기력은 속도와 자기장의 방향이 발생하여 전하의 궤적에 편향이 발생합니다. 전기 장치. 이 현상은 종종 자기지구에서, 더 큰 자기장을 가지므로 태양풍에서 하전 된 입자를 편향시킬 수 있습니다. 극지 오로라.

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자기장 공식

자기장 계산에 사용되는 공식 그것을 생산하는 몸의 모양에 달려 있습니다. 가장 일반적인 경우는 와이어, 턴 및 코일의 자기장을 계산하는 경우입니다. 자기장 계산에 사용되는 공식을 확인하십시오.

도체 와이어의 자기장

전류가 교차하는 도선에 의해 생성 된 자기장의 강도를 계산하기 위해 다음 공식을 사용합니다.

– 자기장 (T)

μ0 – 진공 자기 투자율 (4π.10-7 T.m / A)

나는 – 전류 (A)

– 스티치에서 실까지의 거리 (m)

위의 공식을 사용하면 해당 와이어를 기반으로 거리 d의 지점에서 도선에 의해 생성되는 자기장의 강도를 계산할 수 있습니다.

와이어 자기장의 방향은 그림과 같이 오른손으로 결정됩니다.
와이어 자기장의 방향은 그림과 같이 오른손으로 결정됩니다.

원형 루프에 의해 생성 된 자기장

원형 루프에 의해 생성 된 자기장은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.


아르 자형 – 회전 반경 (m)

코일에 의해 생성 된 자기장

코일은 일련의 전도 코일로 구성됩니다. 코일에 의해 생성 된 자기장의 계산은 회전에 대해 수행되는 계산과 매우 유사합니다. 차이는 정수 n으로 유지됩니다 — 코일을 구성하는 회전 수 :


아니 – 회전 수

코일에서는 그림과 같이 자기장이 내부에 집중됩니다.
코일에서는 그림과 같이 자기장이 내부에 집중됩니다.

지구의 자기장

지구의 자기장은회전지구의 핵심, 행성의 지각과 다른 속도로 발생합니다. 지구의 핵심은 많은 양의 전하를 가진 다량의 금속에 의해 형성되며 지구 자기장을 발생시키는 것은 이러한 전하의 움직임입니다.

자기장은 일종의 방패 역할을합니다. 대기 가스, 그를위한 것이 아니라면, 지구 분위기 방출되는 많은 양의 입자에 의해 태양 항상.

지구의 자기장은 내비게이션에서 중요한 역할, 사용할 때 나침반 기본 탐색 도구로. 또한 많은 동물이 지구 자기장의 방향을 감지하는 능력 덕분에 이동 경로를 재현 할 수 있습니다. 이 주제에 대해 더 알고 싶다면 텍스트를 읽으십시오. 지구의 자기장.

자기장과 전기장

영국의 물리학 자이자 수학자가 보여준 것처럼 전기장과 자기장은 관련이 있습니다. 제임스 클러 크 맥스웰 (1831-1879). 1864 년 Maxwell은 전기 및 자기 현상을 통합하여 빛이 파동이며 전기장과 자기장의 진동에 의해 생성되었음을 보여줍니다.

그의 계산에 따르면 Maxwell은 전기장의 변화는 자기장을 일으켰습니다., 동적 전기장을 생성 할 수 있었던 것처럼. Maxwell의 결론은 이러한 벡터 필드가 함께 전자파가시 광선, 전파, 엑스레이 기타

더 읽어보기: 자화: 자기 특성이없는 재료는 어떻게 자석이됩니까?

자기장에 대한 해결 된 연습

(질문 1) 리드선은 0.5A의 전류를 전달합니다. 이 와이어에 의해 생성 된 자기장의 강도를 µT 단위로 결정합니다 (10-6 T),이 실에서 50cm 떨어진 지점에서.

데이터: μ0 = 4π.10-7 T.m / A

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

주형: 문자 B

해결: 와이어에 의해 생성 된 자기장의 공식을 사용하여 질문 1에서 질문 한 내용을 계산해 봅시다. 방법은 다음과 같습니다.

계산을 통해 와이어에 의해 생성 된 자기장의 강도가 대안 b.

(질문 2) 5cm와 같은 반경의 회전은 1.5A의 전류에 의해 횡단됩니다. 이 루프에 의해 생성되는 자기장의 강도를 결정하십시오.

데이터: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, π = 3을 사용합니다.

a) 1.5.10-6

b) 1.8.10-5

c) 2.0.10-4

d) 1.3.10-5

e) 1.8.10-8

주형: 문자 B

해결: 연습 문제를 해결하려면 반지름 측정 단위를 미터 (5cm = 0.05m)로 변환해야 루프에 의해 생성 된 자기장의 공식을 사용할 수 있습니다.

질문 3) 반경 2.5cm의 500 회 코일은 0.5A의 전류로 운반됩니다. 자기장의 강도를 mT 단위로 결정합니다 (10-3 T),이 코일에 의해 생성됩니다.

데이터: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, 사용 π = 3.

a) 1.5mT

b) 2.0mT

c) 6.0mT

d) 5.0mT

e) 3.0mT

주형: 문자 D

해결: 연습 문제를 해결하기 위해 코일에 의해 생성 된 자기장의 공식을 사용합니다.

연습이 끝나면 결과가 과학적 표기법으로 표현 될 때까지 쉼표의 위치를 ​​이동해야했습니다.

M.e Rafael Helerbrock 작성
물리학 교사

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