O polemagnetyczny jest regionem przestrzeni, w którym ładunki elektryczne w ruchu podlegają działaniu a siła magnetyczna, w stanie zmienić swoje trajektorie. Pole magnetyczne jest wynikiem ruchu ładunków elektrycznych, tak jak w przypadku drutu przewodzącego prąd elektryczny lub nawet w oscylacji cząstek subatomowych, takich jak elektrony.
Właściwości pola magnetycznego
Według SI, jednostką miary pola magnetycznego jest tesla (T), ku czci jednego z wielkich badaczy zjawisk magnetycznych Nikoli Tesli (1856-1943). pole magnetyczne é wektor, tak dobrze jak pole elektryczne albo pole grawitacyjnew związku z tym wyświetla właściwości modułu, kierunku i zwrotności.
Ten typ pola może być wytwarzany przez magnesy naturalne i sztuczne, wykonane z cewek i cewek przewodzących. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o pochodzeniu pola magnetycznego, sugerujemy przeczytanie naszego artykułu na temat magnetyzm i zadawaj wszystkie swoje pytania.
Popatrzrównież:Sprawdź kilka podstawowych wskazówek, jak oszczędzać energię elektryczną
Jak zostało powiedziane, pochodzenie pola magnetycznego leży w ruchuzmasaurządzenia elektryczne. Kiedy pole elektryczne oscyluje w pewnym obszarze przestrzeni, oscylacja ta powoduje powstanie pola magnetycznego zorientowanego w kierunku prostopadłym (90º) do pola elektrycznego. Aby lepiej zrozumieć właściwości pola magnetycznego, korzystamy z funkcji znanej jako linie indukcyjne, dzięki której możemy lepiej wizualizować kształt pola magnetycznego.
linie pola magnetycznego
Linie pola magnetycznego są zawsze Zamknięte, one Nigdygdybykrzyż, a im bliżej się znajdują, tym większa siła pola magnetycznego w tym regionie. Ponadto region, w którym linie indukcyjne wychodzą z magnesów, nazywany jest północą magnetyczną, a region, w którym te linie indukcyjne się zanurzają, nazywany jest południem magnetycznym.
Monopole magnetyczne
Inna cecha pola magnetycznego dotyczy nieistnienie monopoli magnetycznych, to znaczy każde pole magnetyczne ma biegun południowy i biegun północny, w przeciwieństwie do pola elektrycznego, które pozwala na przykład na istnienie ładunków dodatnich i ujemnych.
Kiedy jakiś ładunek elektryczny porusza się w obszarze pola magnetycznego, siła magnetyczna, prostopadła do jego prędkość i kierunek pola magnetycznego powstaje, powodując ugięcie trajektorii ładunków urządzenia elektryczne. Zjawisko to często występuje w biegunymagnetycznyz ziemi, które mają większe pole magnetyczne, a zatem są w stanie odchylać naładowane cząstki od wiatru słonecznego, powodując polarne zorze polarne.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
formuła pola magnetycznego
Wzór używany do obliczenia pola magnetycznego zależy od kształtu ciała, które go produkuje. Najczęstsze przypadki to te, w których obliczamy pole magnetyczne drutów, zwojów i cewek. Sprawdź wzory używane do obliczania pola magnetycznego:
Pole magnetyczne przewodu przewodnika
Aby obliczyć natężenie pola magnetycznego wytwarzanego przez przewód przewodzący, przez który przepływa prąd elektryczny, posługujemy się następującym wzorem:
b – pole magnetyczne (T)
μ0 – przenikalność magnetyczna próżni (4π.10-7 T.m/A)
ja – prąd elektryczny (A)
re – odległość od ściegu do nici (m)
Powyższy wzór pozwala na obliczenie natężenia pola magnetycznego wytwarzanego przez przewód przewodzący w punkcie w odległości d na podstawie tego przewodu.
Pole magnetyczne generowane przez pętlę kołową
Pole magnetyczne generowane przez pętlę kołową można obliczyć według następującego wzoru:
R – promień skrętu (m)
Pole magnetyczne generowane przez cewkę
Cewki są utworzone przez zestaw cewek przewodzących. Obliczenie pola magnetycznego wytwarzanego przez cewkę jest bardzo podobne do tego, które wykonuje się dla zwojów, w tym przypadku różnica pozostaje z liczbą całkowitą n — liczba zwojów tworzących cewkę:
Nie - Liczba tur
Pole magnetyczne Ziemi
Pole magnetyczne Ziemi pochodzi zobrótrdzenia ziemi, co dzieje się z inną prędkością niż skorupa planety. Jądro Ziemi składa się z dużej ilości metali, które mają dużą ilość ładunków elektrycznych, to właśnie ruch tych ładunków powoduje powstanie pola magnetycznego Ziemi.
Pole magnetyczne działa jako rodzaj tarczy dla gazy atmosferyczne, jeśli nie dla niego, atmosfera ziemska zostałby zmieciony przez dużą ilość cząstek emitowanych przez Słońce cały czas.
Pole magnetyczne Ziemi grało ważna rola w nawigacji, podczas korzystania z kompas jako główne narzędzie nawigacyjne. Ponadto wiele zwierząt jest w stanie odtworzyć szlaki migracyjne dzięki zdolności wyczuwania orientacji pola magnetycznego Ziemi. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat, przeczytaj nasz tekst: Pole magnetyczne Ziemi.
pole magnetyczne i pole elektryczne
Pola elektryczne i magnetyczne są ze sobą powiązane, jak wykazali angielski fizyk i matematyk James Clerk Maxwell (1831-1879). W 1864 roku Maxwell zunifikował zjawiska elektryczne i magnetyczne, wykazując, że światło jest falą i jest wytwarzane przez drgania pól elektrycznych i magnetycznych.
Według swoich obliczeń Maxwell stwierdził, że zmiana pola elektrycznego spowodowała powstanie pola magnetycznego, tak jak był w stanie wytworzyć dynamiczne pole elektryczne. Konkluzja Maxwella była taka, że razem te pola wektorowe dały początek fale elektromagnetyczne, takich jak światło widzialne, fale radiowe, RTG itp.
Czytaj więcej: Magnetyzacja: w jaki sposób materiał, który nie ma właściwości magnetycznych, staje się magnesem?
Rozwiązane ćwiczenia na polu magnetycznym
(Pytanie 1) Przewód ołowiany przewodzi prąd elektryczny 0,5 A. Określ siłę pola magnetycznego wytwarzanego przez ten drut w jednostkach µT (10-6 T), w punkcie oddalonym o 50 cm od tej nici.
Dane: 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
Szablon: Literka B
Rozkład: Użyjmy wzoru na pole magnetyczne wytwarzane przez drut, aby obliczyć, co zostało zadane w pytaniu 1, oto jak:
Poprzez obliczenia odkryliśmy, że siła pola magnetycznego wytwarzanego przez drut odpowiada alternatywa b.
(Pytanie 2) Przez obrót o promieniu równym 5 cm przepływa prąd elektryczny o natężeniu 1,5 A. Określ siłę pola magnetycznego wytwarzanego przez tę pętlę.
Dane: μ0 = 4π.10-7 T.m/A, użyj 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
Szablon: Literka B
Rozkład: Aby rozwiązać ćwiczenie należy przeliczyć jednostkę miary promienia na metry (5 cm = 0,05 m), dzięki czemu możemy wykorzystać wzór na pole magnetyczne generowane przez pętlę:
Pytanie 3) 500-zwojowa cewka o promieniu 2,5 cm jest zasilana prądem elektrycznym 0,5 A. Określ siłę pola magnetycznego w jednostkach mT (10-3 T), wytwarzany przez tę cewkę.
Dane: μ0 = 4π.10-7 T.m/A, użyj π = 3.
a) 1,5 mT
b) 2,0 mT
c) 6,0 mT
d) 5,0 mT
e) 3,0 mT
Szablon: Litera D
Rozkład: Do rozwiązania ćwiczenia posłużymy się wzorem na pole magnetyczne generowane przez cewkę, zwróć uwagę:
Na koniec ćwiczenia trzeba było przesunąć położenie przecinka, aż wynik zostanie wyrażony w notacji naukowej.
Autor: M.e Rafael Helerbrock
Nauczyciel fizyki
