O campmagnetic este o regiune a spațiului în care sarcini electrice în mișcare sunt supuse acțiunii unui forta magnetica, capabili să-și schimbe traiectoria. Câmpul magnetic este rezultatul mișcării sarcinilor electrice, ca în cazul unui fir care conduce curent electric sau chiar în oscilația particulelor subatomice, cum ar fi electroni.
Proprietățile câmpului magnetic
Conform SI, unitatea de măsură a câmpului magnetic este tesla (T), în cinstea unuia dintre marii cărturari ai fenomenelor magnetice, Nikola Tesla (1856-1943). câmpul magnetic é vector, la fel de bine ca câmp electric sau câmp gravitațional, prin urmare, prezintă proprietățile modulului, direcției și simțului.
Acest tip de câmp poate fi produs de magneți naturale și artificiale, realizate cu bobine și bobine conductoare. Dacă doriți să aflați mai multe despre originile câmpului magnetic, vă sugerăm să citiți articolul nostru despre magnetism și pune-ți toate întrebările.
Uitede asemenea:Consultați câteva sfaturi esențiale pentru a economisi energie electrică
După cum am spus, originea câmpului magnetic se află în mișcaredinîncărcăturiDispozitive electrice. Când câmpul electric oscilează într-o anumită regiune a spațiului, această oscilație dă naștere unui câmp magnetic orientat într-o direcție perpendiculară (90 °) față de câmpul electric. Pentru a înțelege mai bine proprietățile câmpului magnetic, folosim o caracteristică cunoscută sub numele de linii de inducție, prin intermediul acestuia, putem vizualiza mai bine forma câmpului magnetic.
liniile câmpului magnetic
Liniile câmpului magnetic sunt întotdeauna închis, ei Nudacătraversa, și cu cât sunt mai apropiați, cu atât este mai mare forța câmpului magnetic în acea regiune. În plus, regiunea în care liniile de inducție ies din magneți se numește nord magnetic, iar regiunea în care se cufundă aceste linii de inducție este cunoscută sub numele de sud magnetic.
Monopoluri magnetice
O altă caracteristică a câmpului magnetic se referă la inexistența monopolurilor magnetice, adică fiecare câmp magnetic are un pol sud și un pol nord, spre deosebire de câmpul electric, care permite existența unor sarcini pozitive și negative, de exemplu.
Când o sarcină electrică se mișcă într-o regiune a câmpului magnetic, o forță magnetică, perpendiculară pe viteza și direcția câmpului magnetic, apare, producând o deviere în traiectoria sarcinilor Dispozitive electrice. Acest fenomen se întâmplă adesea în stâlpimagneticde pe pământ, care au un câmp magnetic mai mare și, prin urmare, sunt capabili să devieze particulele încărcate de vântul solar, dând naștere la aurore polare.
Nu te opri acum... Există mai multe după publicitate;)
formula câmpului magnetic
Formula utilizată pentru calcularea câmpului magnetic depinde de forma corpului care îl produce. Cele mai frecvente cazuri sunt cele în care calculăm câmpul magnetic al firelor, rotirilor și bobinelor. Consultați formulele utilizate pentru a calcula câmpul magnetic:
Câmpul magnetic al unui fir conductor
Pentru a calcula intensitatea câmpului magnetic produs de un fir conductor, traversat de un curent electric, folosim următoarea formulă:
B - câmp magnetic (T)
μ0 - permeabilitatea magnetică a vidului (4π.10-7 T.m / A)
eu - curent electric (A)
d - distanța de la cusătură la fir (m)
Formula de mai sus ne permite să calculăm puterea unui câmp magnetic, generat de un fir conductor, într-un punct la o distanță d, pe baza acelui fir.
Câmp magnetic generat de o buclă circulară
Câmpul magnetic generat de o buclă circulară poate fi calculat prin următoarea formulă:
R - raza de viraj (m)
Câmp magnetic generat de o bobină
Bobinele sunt formate dintr-un set de bobine conductoare. Calculul câmpului magnetic produs de o bobină este foarte similar cu cel făcut pentru viraje, în acest caz, diferența rămâne cu numărul întreg n - numărul de ture care alcătuiesc bobina:
Nu - numărul de ture
Câmpul magnetic al Pământului
Câmpul magnetic al Pământului provine dinrotațiea miezului pământului, care se întâmplă cu o viteză diferită de cea a scoarței planetei. Nucleul Pământului este format dintr-o cantitate mare de metale care au o cantitate mare de încărcături electrice, mișcarea acestor sarcini dă naștere câmpului magnetic al Pământului.
Câmpul magnetic funcționează ca un fel de scut pentru gaze atmosferice, dacă nu pentru el, atmosfera pământului ar fi măturat de cantitatea mare de particule care sunt emise de Soare tot timpul.
Câmpul magnetic al Pământului a jucat un rol important în navigații, când utilizați busolă ca instrument principal de navigare. Mai mult, multe animale sunt capabile să reproducă căile migratoare datorită capacității lor de a simți orientarea câmpului magnetic al Pământului. Dacă doriți să aflați mai multe despre acest subiect, citiți textul nostru: Câmpul magnetic al Pământului.
câmp magnetic și câmp electric
Câmpurile electrice și magnetice sunt corelate, așa cum a arătat fizicianul și matematicianul englez James Clerk Maxwell (1831-1879). În 1864, Maxwell a unificat fenomenele electrice și magnetice, arătând că lumina este o undă și că a fost produsă de oscilația câmpurilor electrice și magnetice.
Conform calculelor sale, Maxwell a constatat că variația unui câmp electric a dat naștere unui câmp magnetic, la fel cum a reușit să producă un câmp electric dinamic. Concluzia lui Maxwell a fost că, împreună, aceste câmpuri vectoriale au dat naștere la undele electromagnetice, cum ar fi lumina vizibilă, undele radio, Raze X etc.
Citeste mai mult: Magnetizare: Cum devine un magnet un material care nu are caracteristici magnetice?
Exerciții rezolvate pe câmp magnetic
(Intrebarea 1) Un fir de plumb transportă un curent electric de 0,5 A. Determinați puterea câmpului magnetic produs de acest fir, în unități de µT (10-6 T), într-un punct aflat la 50 cm de acest fir.
Date: μ0 = 4π.10-7 T.m / A
a) 20,0 μT
b) 0,2 uT
c) 2,0 uT
d) 4,0 uT
e) 2,5 µT
Șablon: Litera B
Rezoluţie: Să folosim formula pentru câmpul magnetic produs de fir pentru a calcula ceea ce se pune la întrebarea 1, iată cum:
Prin calcul, am constatat că puterea câmpului magnetic produs de fir corespunde cu alternativă b.
(Intrebarea 2) O rotație de rază egală cu 5 cm este parcursă de un curent electric de 1,5 A. Determinați puterea câmpului magnetic produs de această buclă.
Date: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, utilizați 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
Șablon: Litera B
Rezoluţie: Pentru a rezolva exercițiul, este necesar să transformăm unitatea de măsurare a razei în metri (5 cm = 0,05 m), astfel încât să putem folosi formula câmpului magnetic generat de o buclă:
Întrebarea 3) O bobină de 500 de rotații cu o rază de 2,5 cm este purtată de un curent electric de 0,5 A. Determinați puterea câmpului magnetic, în unități de mT (10-3 T), produs de această bobină.
Date: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, utilizați π = 3.
a) 1,5 mT
b) 2,0 mT
c) 6,0 mT
d) 5,0 mT
e) 3,0 mT
Șablon: Litera D
Rezoluţie: Pentru a rezolva exercițiul, vom folosi formula câmpului magnetic generat de o bobină, rețineți:
La sfârșitul exercițiului, a fost necesar să se schimbe poziția virgulei până când rezultatul a fost exprimat în notație științifică.
De M.e Rafael Helerbrock
Profesor de fizică
