jednolite pole magnetyczne to taki, w którym pole magnetyczne jest takie samo we wszystkich punktach przestrzeni, zarówno w module, jak iw kierunku i kierunku. W nim linie indukcyjne są równoległe i są w równych odstępach od siebie. Można go uzyskać wewnątrz a uroczystyOwybrać się wystarczająco długi.
Przeczytaj też: Elektromagnetyzm — część fizyki związana z elektrycznością i magnetyzmem
Linie indukcyjne pola magnetycznego
Linie indukcyjne to funkcja, która pozwala łatwiej zwizualizować przestrzenną konfigurację pola magnetycznego. Takie linie mają trochę cechy charakterystyczneważny, wiedzieć:
- są zawsze zamknięte;
- wyjdź przez północ magnetyczną i wejdź na południe magnetyczne;
- gdy są równomiernie rozmieszczone, reprezentują jednolite pole magnetyczne;
- są one dość skoncentrowane w pobliżu biegunów magnetycznych, ponieważ w tych miejscach pole magnetyczne jest bardziej intensywne.
w odróżnieniu linie sił pola elektrycznego, linie pola magnetycznego są zawsze zamknięte. To dlatego, że nie jest możliwe, że istnieją monopolemagnetyczny, to znaczy, że każde namagnesowane ciało ma zarówno biegun południowy, jak i północny.
Definicja jednolitego pola magnetycznego
Definicja jednolitego pola magnetycznego jest prosta: jest to a pole, które przedstawia ten sam moduł, kierunek i sens we wszystkich punktach przestrzeni. Graficznie jednolite pole magnetyczne jest reprezentowane przez obszar, w którym linie indukcyjne są równoległe i są równo oddalone od siebie.
Możliwe jest wytworzenie jednolitego pola magnetycznego za pomocą a wystarczająco długi solenoid. W tym przypadku prąd elektryczny biegnący wzdłuż przewodów solenoidu wytwarza pole magnetyczne bardzo podobne do jednolitego pola magnetycznego w środku solenoidu. Jednak w miarę zbliżania się do końców solenoidu efekty krawędziowe powodują, że pole magnetyczne staje się bardziej niejednorodne.
Poniższy rysunek przedstawia długi elektrozawór. Wewnątrz widać, żelinie pola magnetycznego sąrównoległy oraz równomiernierozmieszczone. Takie warunki wskazują, że w tych regionach pole magnetyczne jest uważane za jednolite.
Związek między jednorodnym polem magnetycznym a siłą magnetyczną
Jednorodne pola magnetyczne są ważne dla badania zjawisk magnetycznych, ponieważ dzięki nim możliwe jest, że obliczenia obejmujące oddziaływanie między polami magnetycznymi i ładunki elektryczne w ruchu stają się łatwiejsze do rozwiązania.
Kiedy naładowana cząsteczka oddziałuje z polem magnetycznym, na tę cząsteczkę działa siła magnetyczna. TEN siłamagnetyczny jest prostopadła do wektora pola magnetycznego, a także do własnego kierunku prędkości cząstki, stąd te cząstki zaczynają opisywać kołowe, a nawet spiralne ścieżki, gdy poruszają się w a region jednolite pole magnetyczne.
Najczęstsze obliczenia dotyczące jednorodnych pól magnetycznych to te, w których musimy określić siła magnetyczna wywierany na ruchome ładunki. Siłę magnetyczną można obliczyć ze wzoru produktpomiędzyOmodułdajeopłataelektryczny, ten prędkośćdajecząstka to jest modułzpolemagnetyczny, oprócz sinusa kąta utworzonego między v i B. Sprawdź poniższy wzór:
F – siła magnetyczna (N)
Co – ładunek elektryczny (C)
v – prędkość cząstek (m/s)
b – pole magnetyczne (T)
θ – kąt pomiędzy v i B
Zobacz też: Indukcja elektromagnetyczna — co to jest i jak działa?
Ćwiczenia na jednolitym polu magnetycznym
Pytanie 1 - Odnośnie linii indukcji jednorodnego pola magnetycznego poczyniono następujące stwierdzenia.
I – To są zamknięte linie.
II – Są to linie, które opuszczają magnetyczne południe i wkraczają na północ magnetyczną.
III – Są to równomiernie rozmieszczone linie.
IV – Są to linie otwarte, które opuszczają ładunki dodatnie i wprowadzają ładunki ujemne.
Są poprawne:
a) I, II i II.
b) I i II.
c) II i III.
d) III i IV.
Rezolucja:
Przeanalizujmy wypowiedzi:
I - PRAWDA.
II - PRAWDA.
III - PRAWDA.
IV - FAŁSZYWE. Linie, które wychodzą z ładunków dodatnich i wchodzą do ładunków ujemnych, to linie pola elektrycznego.
Pytanie 2 - Jednolite pole magnetyczne charakteryzuje się równomiernym oddzieleniem linii indukcyjnych. Sprawdź alternatywę, która nie reprezentuje jednorodnej charakterystyki pola magnetycznego.
a) Linie jednolitego pola magnetycznego są równoległe.
b) Jednolite pole magnetyczne można uzyskać wewnątrz wystarczająco długiego elektromagnesu.
c) W jednolitym polu magnetycznym wielkość, kierunek i kierunek pola magnetycznego są takie same we wszystkich punktach.
d) W jednolitym polu magnetycznym linie pola mogą się krzyżować.
Rezolucja:
Fałszywa alternatywa to litera D, ponieważ linie indukcji pola magnetycznego, jednolite lub nie, nie przecinają się.
pytanie 3 – Naładowana elektrycznie cząstka o ładunku elektrycznym 5 µC wchodzi w obszar jednorodnego pola magnetycznego o natężeniu równym 2.0.10-5 T, z prędkością 300 m/s, prostopadle do pola magnetycznego. Określ wielkość siły magnetycznej działającej na cząstkę.
a) 3.0.10-8 n
b) 2.0.10-7 n
c) 4.0.10-9 n
d) 5.0.10-6 n
Rezolucja:
Aby odpowiedzieć na ćwiczenie, obliczymy siłę magnetyczną. Zegarek:
Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-uniforme.htm
