O veld-magnetisch is een gebied in de ruimte waar de elektrische ladingen in beweging zijn onderhevig aan de actie van a magnetische kracht, in staat om hun traject te veranderen. Het magnetische veld is het resultaat van de beweging van elektrische ladingen, zoals in het geval van een geleidende draad wire elektrische stroom of zelfs in de oscillatie van subatomaire deeltjes, zoals de elektronen.
Magnetische veldeigenschappen
Volgens SI, de meeteenheid van het magnetische veld is de tesla (T), ter ere van een van de grote geleerden van magnetische verschijnselen, Nikola Tesla (1856-1943). het magnetische veld é vector, net als de elektrisch veld of de zwaartekracht velddaarom presenteert het de modulus, richting en zinseigenschappen.
Dit type veld kan worden geproduceerd door: magneten natuurlijk en kunstmatig, gemaakt met geleidende spoelen en spoelen. Als u meer wilt weten over de oorsprong van het magnetische veld, raden we u aan ons artikel te lezen over: magnetisme en stel al je vragen.
Kijkenook:Bekijk enkele essentiële tips om elektriciteit te besparen
Zoals gezegd, de oorsprong van het magnetische veld ligt in de bewegingvan deladingenelektrische toestellen. Wanneer het elektrische veld oscilleert in een bepaald gebied van de ruimte, geeft deze oscillatie aanleiding tot een magnetisch veld dat is georiënteerd in een richting loodrecht (90º) op het elektrische veld. Om de eigenschappen van het magnetische veld beter te begrijpen, maken we gebruik van een functie die bekend staat als inductielijnen, waardoor we de vorm van het magnetische veld beter kunnen visualiseren.
magnetische veldlijnen
De magnetische veldlijnen zijn altijd Gesloten, ze Nooitalskruis, en hoe dichterbij ze zijn, hoe groter de sterkte van het magnetische veld in dat gebied. Bovendien wordt het gebied waar de inductielijnen uit de magneten komen het magnetische noorden genoemd, en het gebied waarin deze inductielijnen onderdompelen, staat bekend als het magnetische zuiden.
Magnetische monopolen
Een ander kenmerk van het magnetische veld betreft de niet-bestaan van magnetische monopolen, dat wil zeggen, elk magnetisch veld heeft een zuidpool en een noordpool, in tegenstelling tot het elektrische veld, dat het bestaan van bijvoorbeeld positieve en negatieve ladingen mogelijk maakt.
Wanneer een elektrische lading beweegt in een gebied van magnetisch veld, een magnetische kracht, loodrecht op de to zijn snelheid en de richting van het magnetische veld, het ontstaat en veroorzaakt een afbuiging in het traject van de ladingen elektrische toestellen. Dit fenomeen komt vaak voor in polenmagnetischvan de aarde, die een groter magnetisch veld hebben en daarom in staat zijn om geladen deeltjes van de zonnewind af te buigen, waardoor polaire aurora's.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
magnetische veld formule:
De formule die wordt gebruikt om het magnetische veld te berekenen hangt af van de vorm van het lichaam dat het produceert. De meest voorkomende gevallen zijn die waarin we het magnetische veld van draden, windingen en spoelen berekenen. Bekijk de formules die worden gebruikt om het magnetische veld te berekenen:
Magnetisch veld van een geleiderdraad
Om de intensiteit te berekenen van het magnetische veld dat wordt geproduceerd door een geleidende draad, doorkruist door een elektrische stroom, gebruiken we de volgende formule:
B – magnetisch veld (T)
μ0 – magnetische permeabiliteit van vacuüm (4π.10-7 Tm/A)
ik – elektrische stroom (A)
d – afstand van steek tot draad (m)
Met de bovenstaande formule kunnen we de sterkte berekenen van een magnetisch veld, opgewekt door een geleidende draad, op een punt op afstand d, op basis van die draad.
Magnetisch veld gegenereerd door een cirkelvormige lus
Het magnetische veld dat door een cirkelvormige lus wordt gegenereerd, kan worden berekend met de volgende formule:
R – draaicirkel (m)
Magnetisch veld opgewekt door een spoel
Spoelen worden gevormd door een reeks geleidende spoelen. De berekening van het magnetische veld dat door een spoel wordt geproduceerd, lijkt sterk op die voor de windingen, in dit geval het verschil blijft bij het gehele getal n — het aantal windingen waaruit de spoel bestaat:
Nee - aantal beurten
Magnetisch veld van de aarde
Het magnetisch veld van de aarde is afkomstig van derotatievan de kern van de aarde, wat met een andere snelheid gebeurt dan de aardkorst. De kern van de aarde wordt gevormd door een grote hoeveelheid metalen die een grote hoeveelheid elektrische ladingen hebben, het is de beweging van deze ladingen die aanleiding geeft tot het magnetische veld van de aarde.
Het magnetische veld werkt als een soort schild voor de atmosferische gassen, zo niet voor hem, de aardse atmosfeer zou worden weggevaagd door de grote hoeveelheid deeltjes die worden uitgestoten door de Zon altijd.
Het magnetisch veld van de aarde speelde een belangrijke rol in navigatie, bij gebruik van de kompas als de belangrijkste navigatietool. Bovendien zijn veel dieren in staat om trekroutes te reproduceren dankzij hun vermogen om de oriëntatie van het magnetische veld van de aarde te voelen. Wil je meer weten over dit onderwerp, lees dan onze tekst: Magnetisch veld van de aarde.
magnetisch veld en elektrisch veld
Elektrische en magnetische velden zijn verwant, zoals de Engelse natuurkundige en wiskundige aantoonde James Clerk Maxwell (1831-1879). In 1864 bracht Maxwell de elektrische en magnetische fenomenen samen en toonde aan dat licht een golf was en dat het werd geproduceerd door de oscillatie van elektrische en magnetische velden.
Volgens zijn berekeningen ontdekte Maxwell dat de variatie van een elektrisch veld gaf aanleiding tot een magnetisch veld, net zoals het een dynamisch elektrisch veld kon produceren. Maxwells conclusie was dat deze vectorvelden samen aanleiding gaven tot de elektromagnetische golven, zoals zichtbaar licht, radiogolven, Röntgenfoto enz.
Lees verder: Magnetisatie: hoe wordt een materiaal dat geen magnetische eigenschappen heeft een magneet?
Opgeloste oefeningen op magnetisch veld
(Vraag 1) Een geleidingsdraad voert een elektrische stroom van 0,5 A. Bepaal de sterkte van het magnetische veld dat door deze draad wordt geproduceerd, in eenheden van µT (10-6 T), op een punt dat 50 cm van deze draad verwijderd is.
Gegevens: μ0 = 4π.10-7 T.m/A
a) 20,0 μT
b) 0,2 µT
c) 2,0 µT
d) 4,0 µT
e) 2,5 µT
Sjabloon: Letter B
Resolutie: Laten we de formule gebruiken voor het magnetische veld dat door de draad wordt geproduceerd om te berekenen wat er in vraag 1 wordt gevraagd. Dit gaat als volgt:
Door de berekening ontdekten we dat de sterkte van het magnetische veld dat door de draad wordt geproduceerd overeenkomt met de alternatief b.
(Vraag 2) Een straal van 5 cm wordt doorlopen door een elektrische stroom van 1,5 A. Bepaal de sterkte van het magnetische veld dat door deze lus wordt geproduceerd.
Gegevens: μ0 = 4π.10-7 T.m/A, gebruik 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
Sjabloon: Letter B
Resolutie: Om de oefening op te lossen, is het noodzakelijk om de meeteenheid voor de straal om te zetten in meters (5 cm = 0,05 m), zodat we de formule kunnen gebruiken van het magnetische veld dat door een lus wordt gegenereerd:
Vraag 3) Een spoel van 500 windingen met een straal van 2,5 cm wordt gedragen door een elektrische stroom van 0,5 A. Bepaal de sterkte van het magnetische veld, in eenheden van mT (10-3 T), geproduceerd door deze spoel.
Gegevens: μ0 = 4π.10-7 T.m/A, gebruik π = 3.
a) 1,5 mT
b) 2,0 mT
c) 6,0 mT
d) 5,0 mT
e) 3,0 mT
Sjabloon: Letter D
Resolutie: Om de oefening op te lossen, gebruiken we de formule van het magnetische veld dat door een spoel wordt gegenereerd, let op:
Aan het einde van de oefening was het nodig om de positie van de komma te verschuiven totdat het resultaat in wetenschappelijke notatie werd uitgedrukt.
Door Me Rafael Helerbrock
Natuurkunde leraar
