โอ สนามแม่เหล็ก เป็นพื้นที่ของพื้นที่ที่ ค่าไฟฟ้า เคลื่อนไหวอยู่ภายใต้การกระทำของ แรงแม่เหล็กสามารถเปลี่ยนวิถีได้ สนามแม่เหล็กเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า เช่น ในกรณีของเส้นลวดที่นำไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า หรือแม้แต่การสั่นของอนุภาคย่อย เช่น อิเล็กตรอน.
คุณสมบัติของสนามแม่เหล็ก
ตามที่ SI, หน่วยวัดของสนามแม่เหล็กคือเทสลา (T) เพื่อเป็นเกียรติแก่หนึ่งในนักวิชาการผู้ยิ่งใหญ่แห่งปรากฏการณ์แม่เหล็ก นิโคลา เทสลา (2399-2486) สนามแม่เหล็ก é เวกเตอร์, เช่นเดียวกับ สนามไฟฟ้า หรือ สนามโน้มถ่วงดังนั้นจึงนำเสนอคุณสมบัติโมดูลัส ทิศทาง และความรู้สึก
ฟิลด์ประเภทนี้สามารถผลิตได้โดย แม่เหล็ก ธรรมชาติและประดิษฐ์ทำด้วยขดลวดและขดลวดนำไฟฟ้า หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสนามแม่เหล็ก เราขอแนะนำให้คุณอ่านบทความของเราเกี่ยวกับ แม่เหล็ก และถามคำถามของคุณทั้งหมด
ดูยัง:ดูเคล็ดลับที่จำเป็นในการประหยัดพลังงานไฟฟ้า
ตามที่กล่าวไว้ ต้นกำเนิดของสนามแม่เหล็กอยู่ในการเคลื่อนที่ของโหลดอุปกรณ์ไฟฟ้า เมื่อสนามไฟฟ้าสั่นในบางพื้นที่ การสั่นนี้จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่มีทิศทางตั้งฉาก (90º) กับสนามไฟฟ้า เพื่อให้เข้าใจคุณสมบัติของสนามแม่เหล็กได้ดีขึ้น เราใช้คุณลักษณะที่เรียกว่าเส้นเหนี่ยวนำ โดยเราสามารถเห็นภาพรูปร่างของสนามแม่เหล็กได้ดีขึ้น
เส้นสนามแม่เหล็ก
เส้นสนามแม่เหล็กอยู่เสมอ ปิด, พวกเขา ไม่เคยถ้าข้าม, และยิ่งอยู่ใกล้ความแรงของสนามแม่เหล็กในบริเวณนั้นมากขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้ บริเวณที่เส้นเหนี่ยวนำโผล่ออกมาจากแม่เหล็กเรียกว่าทิศเหนือแม่เหล็ก และบริเวณที่เส้นเหนี่ยวนำเหล่านี้จุ่มลงไปเรียกว่าแม่เหล็กใต้
โมโนโพลแม่เหล็ก
อีกลักษณะหนึ่งของสนามแม่เหล็กเกี่ยวข้องกับ ไม่มีอยู่จริงของโมโนโพลแม่เหล็กกล่าวคือ ทุก ๆ สนามแม่เหล็กจะมีขั้วใต้และขั้วเหนือ ต่างจากสนามไฟฟ้า ซึ่งทำให้มีประจุบวกและประจุลบได้ เป็นต้น
เมื่อประจุไฟฟ้าบางส่วนเคลื่อนที่ในบริเวณสนามแม่เหล็ก แรงแม่เหล็กจะตั้งฉากกับ ความเร็วและทิศทางของสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นทำให้เกิดการโก่งตัวในวิถีของประจุ อุปกรณ์ไฟฟ้า ปรากฏการณ์นี้มักเกิดขึ้นใน เสาแม่เหล็กจากดินซึ่งมีสนามแม่เหล็กที่ใหญ่กว่า จึงสามารถเบี่ยงเบนอนุภาคที่มีประจุจากลมสุริยะได้ ทำให้เกิด ออโรร่าขั้วโลก.
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
สูตรสนามแม่เหล็ก
สูตรที่ใช้คำนวณสนามแม่เหล็ก ขึ้นอยู่กับรูปร่างของร่างกายที่ผลิตขึ้น. กรณีที่พบบ่อยที่สุดคือกรณีที่เราคำนวณสนามแม่เหล็กของสายไฟ การหมุน และขดลวด ตรวจสอบสูตรที่ใช้ในการคำนวณสนามแม่เหล็ก:
สนามแม่เหล็กของลวดตัวนำ
ในการคำนวณความเข้มของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากลวดนำไฟฟ้าตัดขวางด้วยกระแสไฟฟ้า เราใช้สูตรต่อไปนี้:
บี – สนามแม่เหล็ก (T)
μ0 – การซึมผ่านของแม่เหล็กของสุญญากาศ (4π.10-7 ทีเอ็ม/เอ)
ผม – กระแสไฟฟ้า (A)
d - ระยะห่างจากตะเข็บถึงด้าย (ม.)
สูตรข้างต้นช่วยให้เราสามารถคำนวณความแรงของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากลวดนำไฟฟ้า ณ จุดที่ระยะทาง d ตามเส้นลวดนั้น
สนามแม่เหล็กที่เกิดจากวงรอบ
สนามแม่เหล็กที่เกิดจากวงรอบสามารถคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้:
R – รัศมีวงเลี้ยว (ม.)
สนามแม่เหล็กที่เกิดจากขดลวด
ขดลวดเกิดจากชุดของขดลวดนำไฟฟ้า การคำนวณสนามแม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดนั้นคล้ายกับการคำนวณของรอบมาก ในกรณีนี้ ความแตกต่างอยู่กับจำนวนเต็ม n — จำนวนรอบที่ประกอบเป็นขดลวด:
ไม่ – จำนวนรอบ
สนามแม่เหล็กโลก
สนามแม่เหล็กของโลกมีต้นกำเนิดมาจากการหมุนของแกนโลกซึ่งเกิดขึ้นด้วยความเร็วที่ต่างจากเปลือกโลก แกนกลางของโลกประกอบด้วยโลหะจำนวนมากที่มีประจุไฟฟ้าจำนวนมาก การเคลื่อนที่ของประจุเหล่านี้ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กโลก
สนามแม่เหล็กทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกัน ก๊าซในบรรยากาศ, ถ้าไม่ใช่สำหรับเขา, the บรรยากาศโลก earth จะถูกกำจัดโดยอนุภาคจำนวนมากที่ปล่อยออกมาจาก by อา ตลอดเวลา.
สนามแม่เหล็กของโลกเล่น a มีบทบาทสำคัญในการนำทาง navigationเมื่อใช้ เข็มทิศ เป็นเครื่องมือนำทางหลัก นอกจากนี้ สัตว์หลายชนิดสามารถทำซ้ำเส้นทางอพยพได้ด้วยความสามารถในการรับรู้ทิศทางของสนามแม่เหล็กของโลก หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้ โปรดอ่านข้อความของเรา: สนามแม่เหล็กโลก.
สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า
สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสัมพันธ์กัน ตามที่นักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษแสดงให้เห็น James Clerk Maxwell (1831-1879). ในปี พ.ศ. 2407 แมกซ์เวลล์ได้รวมปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็กเข้าด้วยกัน โดยแสดงให้เห็นว่าแสงเป็นคลื่นและเกิดจากการสั่นของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก
จากการคำนวณของเขา Maxwell พบว่า ความแปรผันของสนามไฟฟ้าทำให้เกิดสนามแม่เหล็กเหมือนกับที่มันสามารถผลิตสนามไฟฟ้าไดนามิกได้ ข้อสรุปของแมกซ์เวลล์คือ เมื่อรวมกันแล้ว สนามเวกเตอร์เหล่านี้ก่อให้เกิด คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่น แสงที่มองเห็นได้ คลื่นวิทยุ เอกซเรย์ เป็นต้น
อ่านเพิ่มเติม: การทำให้เป็นแม่เหล็ก: วัสดุที่ไม่มีลักษณะเป็นแม่เหล็กจะกลายเป็นแม่เหล็กได้อย่างไร?
แก้ไขแบบฝึกหัดในสนามแม่เหล็ก
(คำถามที่ 1) ลวดตะกั่วมีกระแสไฟฟ้า 0.5 A กำหนดความแรงของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากเส้นลวดนี้ ในหน่วยของ µT (10-6 T) ณ จุดที่ห่างจากเกลียวนี้ 50 ซม.
ข้อมูล: μ0 = 4π.10-7 T.m/A
ก) 20.0 μT
ข) 0.2 µT
ค) 2.0 µT
ง) 4.0 µT
จ) 2.5 µT
แม่แบบ: จดหมายข
ความละเอียด: ลองใช้สูตรของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากเส้นลวดในการคำนวณสิ่งที่ถามในคำถามที่ 1 มีวิธีดังนี้
จากการคำนวณ เราพบว่าความแรงของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากลวดมีค่าเท่ากับ correspond ทางเลือก b.
(คำถามที่ 2) รัศมีวงเลี้ยวเท่ากับ 5 ซม. เคลื่อนที่ด้วยกระแสไฟฟ้า 1.5 A กำหนดความแรงของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากวงนี้
ข้อมูล: μ0 = 4π.10-7 Tm/A ใช้ π = 3
ก) 1.5.10-6 ตู่
ข) 1.8.10-5 ตู่
ค) 2.0.10-4 ตู่
ง) 1.3.10-5 ตู่
จ) 1.8.10-8 ตู่
แม่แบบ: จดหมายข
ความละเอียด: ในการแก้แบบฝึกหัด จำเป็นต้องแปลงหน่วยวัดรัศมีเป็นเมตร (5 ซม. = 0.05 ม.) เพื่อให้เราสามารถใช้สูตรของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากลูปได้:
คำถามที่ 3) ขดลวด 500 รอบที่มีรัศมี 2.5 ซม. บรรทุกด้วยกระแสไฟฟ้า 0.5 A กำหนดความแรงของสนามแม่เหล็กในหน่วย mT (10-3 T) ผลิตโดยขดลวดนี้
ข้อมูล: μ0 = 4π.10-7 Tm/A ใช้ π = 3.
ก) 1.5 mT
ข) 2.0 mT
ค) 6.0 mT
ง) 5.0 mT
จ) 3.0 mT
แม่แบบ: จดหมายD
ความละเอียด: ในการแก้แบบฝึกหัด เราจะใช้สูตรของสนามแม่เหล็กที่สร้างโดยขดลวด หมายเหตุ:
ในตอนท้ายของแบบฝึกหัด จำเป็นต้องเปลี่ยนตำแหน่งของลูกน้ำจนกว่าผลลัพธ์จะแสดงเป็นสัญกรณ์วิทยาศาสตร์
โดย M.e Rafael Helerbrock
ครูฟิสิกส์
