O fältmagnetisk är en region i rymden där elektriska laddningar i rörelse är föremål för a magnetisk kraft, kunna ändra sina banor. Magnetfältet är resultatet av rörelsen av elektriska laddningar, som i fallet med en ledning som leder elektrisk ström eller till och med i svängningen av subatomära partiklar, såsom elektroner.
Egenskaper för magnetfält
Enligt SI, måttenheten för magnetfältet är tesla (T), till ära för en av de stora forskarna inom magnetiska fenomen, Nikola Tesla (1856-1943). magnetfältet é vektor, så väl som elektriskt fält eller den gravitations fältdärför presenterar den modul-, riktnings- och avkänningsegenskaperna.
Denna typ av fält kan produceras av magneter naturliga och konstgjorda, gjorda med ledande spolar och spolar. Om du vill veta mer om magnetfältets ursprung, föreslår vi att du läser vår artikel om magnetism och ställa alla dina frågor.
Seockså:Kolla in några viktiga tips för att spara el
Som sagt, magnetfältets ursprung är i rörelsenavmassorelektriska apparater. När det elektriska fältet oscillerar i någon del av rymden, ger denna svängning upphov till ett magnetfält orienterat i en riktning vinkelrät (90º) mot det elektriska fältet. För att bättre förstå egenskaperna hos magnetfältet använder vi en funktion som kallas induktionslinjer, genom den kan vi bättre visualisera formen på magnetfältet.
magnetfältlinjer
Magnetfältlinjerna är alltid stängd, de Aldrigomkorsa, och ju närmare de är, desto större är magnetfältets styrka i det området. Dessutom kallas regionen där induktionslinjerna kommer ut från magneterna magnetisk norr, och regionen där dessa induktionslinjer fördjupas kallas magnetisk söder.
Magnetiska monopoler
En annan egenskap hos magnetfältet gäller icke-existens av magnetiska monopol, det vill säga varje magnetfält har en sydpol och en nordpol, till skillnad från det elektriska fältet, vilket till exempel tillåter existensen av positiva och negativa laddningar.
När någon elektrisk laddning rör sig i ett område med magnetfält, är en magnetisk kraft vinkelrätt mot dess hastighet och magnetfältets riktning, uppstår det, vilket ger en avböjning i laddningens bana elektriska apparater. Detta fenomen händer ofta i stolparmagnetiskfrån jorden, som har ett större magnetfält och därför kan avleda laddade partiklar från solvinden, vilket ger upphov till polära auroror.
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
magnetfältformel
Formeln som används för att beräkna magnetfältet beror på formen på kroppen som producerar den. De vanligaste fallen är de där vi beräknar magnetfältet för ledningar, svängar och spolar. Kolla in formlerna som används för att beräkna magnetfältet:
Magnetfält för en ledningstråd
För att beräkna intensiteten på magnetfältet som alstras av en ledningstråd, korsad av en elektrisk ström, använder vi följande formel:
B - magnetfält (T)
μ0 - magnetisk permeabilitet av vakuum (4π.10-7 T.m / A)
i - elektrisk ström (A)
d - avstånd från söm till tråd (m)
Ovanstående formel gör det möjligt för oss att beräkna styrkan hos ett magnetfält, genererat av en ledande tråd, vid en punkt på ett avstånd d, baserat på den ledningen.
Magnetfält som genereras av en cirkulär slinga
Magnetfältet som genereras av en cirkulär slinga kan beräknas med följande formel:
R - svängradie (m)
Magnetfält genererat av en spole
Spolar bildas av en uppsättning ledande spolar. Beräkningen av magnetfältet som produceras av en spole liknar mycket det som görs för svängarna, i detta fall, skillnaden kvarstår med heltalet n - antalet varv som utgör spolen:
Nej - antal svängar
Jordens magnetfält
Jordens magnetfält härstammar frånrotationav jordens kärna, som händer med en annan hastighet än jordskorpan. Jordens kärna bildas av en stor mängd metaller som har en stor mängd elektriska laddningar, det är rörelsen för dessa laddningar som ger upphov till jordens magnetfält.
Magnetfältet fungerar som ett slags sköld för atmosfäriska gaser, om inte för honom, jordatmosfär skulle svepas bort av den stora mängden partiklar som släpps ut av Sol hela tiden.
Jordens magnetfält spelade a viktig roll i navigering, när du använder kompass som huvudnavigeringsverktyget. Dessutom kan många djur reproducera flyttvägar tack vare deras förmåga att känna orienteringen av jordens magnetfält. Om du vill veta mer om detta ämne, läs vår text: Jordens magnetfält.
magnetfält och elektriskt fält
Elektriska och magnetiska fält är relaterade, som den engelska fysikern och matematikern visade James Clerk Maxwell (1831-1879). År 1864 förenade Maxwell de elektriska och magnetiska fenomenen och visade att ljus var en våg och att det producerades genom svängning av elektriska och magnetiska fält.
Enligt sina beräkningar fann Maxwell att variation av ett elektriskt fält gav upphov till ett magnetfält, precis som det kunde producera ett dynamiskt elektriskt fält. Maxwells slutsats var att dessa vektorfält tillsammans gav upphov till elektromagnetiska vågor, såsom synligt ljus, radiovågor, Röntgen etc.
Läs mer: Magnetisering: Hur blir ett material som inte har magnetiska egenskaper en magnet?
Lösta övningar på magnetfält
(Fråga 1) En ledningstråd bär en elektrisk ström på 0,5 A. Bestäm styrkan för det magnetfält som produceras av denna tråd, i enheter av µT (10-6 T), vid en punkt som ligger 50 cm från denna tråd.
Data: μ0 = 4π.10-7 T.m / A
a) 20,0 μT
b) 0,2 | jT
c) 2,0 ^ T
d) 4,0 | jT
e) 2,5 ^ T
Mall: Bokstaven B
Upplösning: Låt oss använda formeln för magnetfältet som produceras av tråden för att beräkna vad som frågas i fråga 1, här är hur:
Genom beräkningen fann vi att styrkan hos magnetfältet som produceras av tråden motsvarar alternativ b.
(Fråga 2) En radie som är lika med 5 cm passeras av en elektrisk ström på 1,5 A. Bestäm styrkan hos magnetfältet som produceras av denna slinga.
Data: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, använd 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
Mall: Bokstaven B
Upplösning: För att lösa övningen är det nödvändigt att omvandla radiemätningsenheten till meter (5 cm = 0,05 m), så att vi kan använda formeln för magnetfältet som genereras av en slinga:
Fråga 3) En spole med 500 varv med en radie av 2,5 cm bärs av en elektrisk ström av 0,5 A. Bestäm magnetfältets styrka i enheter av mT (10-3 T), producerad av denna spole.
Data: μ0 = 4π.10-7 T.m / A, använd π = 3.
a) 1,5 mT
b) 2,0 mT
c) 6,0 mT
d) 5,0 mT
e) 3,0 mT
Mall: Bokstaven D
Upplösning: För att lösa övningen använder vi formeln för magnetfältet som genereras av en spole, notera:
I slutet av övningen var det nödvändigt att flytta kommans position tills resultatet uttrycktes i vetenskaplig notation.
Av Rafael Helerbrock
Fysiklärare
