Teme KORISTI kodifikator : interakcija magneta, magnetsko polje vodiča sa strujom.

Magnetska svojstva materije poznata su ljudima od davnina. Magneti su dobili ime po drevnom gradu Magneziji: u njegovoj blizini bio je raširen mineral (kasnije nazvan magnetska željezna ruda ili magnetit) čiji su komadići privlačili željezne predmete.

Interakcija magneta

Na dvije strane svakog magneta nalaze se Sjeverni pol i Južni pol. Dva magneta međusobno privlače suprotni polovi i odbijaju se od sličnih polova. Magneti mogu djelovati jedni na druge čak i kroz vakuum! Međutim, sve to podsjeća na interakciju električnih naboja interakcija magneta nije električna. O tome svjedoče sljedeće eksperimentalne činjenice.

Magnetska sila slabi kada se magnet zagrije. Jačina međudjelovanja točkastih naboja ne ovisi o njihovoj temperaturi.

Magnetska sila slabi se tresenjem magneta. Ništa slično se ne događa s električnim nabijenim tijelima.

Pozitivni električni naboji mogu se odvojiti od negativnih (na primjer, kada su tijela naelektrizirana). Ali nemoguće je razdvojiti polove magneta: ako presiječete magnet na dva dijela, tada se na mjestu reza pojavljuju i polovi, a magnet se raspada na dva magneta s suprotnim polovima na krajevima (orijentirani točno u na isti način kao i polovi izvornog magneta).

Dakle, magneti stalno bipolarni, postoje samo u obliku dipola. Izolirani magnetski polovi (tzv magnetski monopoli- analozi električnog naboja) u prirodi ne postoje (u svakom slučaju, još nisu eksperimentalno otkriveni). Ovo je možda najimpresivnija asimetrija između elektriciteta i magnetizma.

Poput električno nabijenih tijela, magneti djeluju na električne naboje. Međutim, magnet djeluje samo na krećući se naplatiti; Ako naboj miruje u odnosu na magnet, tada na naboj ne djeluje magnetska sila. Naprotiv, naelektrizirano tijelo djeluje na bilo koji naboj, bez obzira da li miruje ili se kreće.

Prema suvremenim konceptima teorije djelovanja kratkog dometa, interakcija magneta se provodi kroz magnetsko polje Naime, magnet stvara magnetsko polje u okolnom prostoru, koje djeluje na drugi magnet i uzrokuje vidljivo privlačenje ili odbijanje tih magneta.

Primjer magneta je magnetska igla kompas. Uz pomoć magnetske igle može se suditi o prisutnosti magnetskog polja u određenom području prostora, kao io smjeru polja.

Naš planet Zemlja je divovski magnet. Nedaleko od geografskog sjevernog pola Zemlje nalazi se južni magnetski pol. Stoga sjeverni kraj igle kompasa, okrenut prema južnom magnetskom polu Zemlje, pokazuje na geografski sjever. Otuda je zapravo nastao naziv "sjeverni pol" magneta.

Linije magnetskog polja

Električno polje, podsjetimo, istražuje se uz pomoć malih probnih naboja, djelovanjem na temelju kojih se može suditi o veličini i smjeru polja. Analog probnog naboja u slučaju magnetskog polja je mala magnetska igla.

Na primjer, možete dobiti neku geometrijsku ideju o magnetskom polju ako ga postavite različite točke prostori su vrlo male igle kompasa. Iskustvo pokazuje da će se strelice poredati po određenim linijama – tzv linije magnetskog polja. Definirajmo ovaj koncept u obliku sljedeća tri bodova.

1. Linije magnetskog polja ili magnetske linije sile su usmjerene linije u prostoru koje imaju sljedeće svojstvo: mala igla kompasa postavljena u svakoj točki takve linije orijentirana je tangencijalno na ovu liniju.

2. Smjer linije magnetskog polja je smjer sjevernih krajeva igala kompasa koji se nalaze u točkama ove linije.

3. Što su linije deblje, to je jače magnetsko polje u određenom području prostora..

Ulogu igle kompasa mogu uspješno obavljati željezne strugotine: u magnetskom polju male se strugotine magnetiziraju i ponašaju se točno kao magnetske igle.

Dakle, sipanje željeznih strugotina okolo trajni magnet, vidjet ćemo otprilike sljedeći obrazac linija magnetskog polja (slika 1).

Riža. 1. Polje trajnog magneta

Sjeverni pol magneta označen je plavom bojom i slovom; južni pol - crvenom bojom i slovom . Imajte na umu da linije polja izlaze iz sjevernog pola magneta i ulaze u južni pol, jer je sjeverni kraj igle kompasa usmjeren na južni pol magneta.

Oerstedovo iskustvo

Iako električni i magnetske pojave bili su poznati ljudima od antike, među njima nema veze Dugo vrijeme nije uočeno. Nekoliko stoljeća istraživanja elektriciteta i magnetizma odvijala su se paralelno i neovisno jedno o drugom.

Izvanredna činjenica da su električni i magnetski fenomeni zapravo povezani jedni s drugima prvi put je otkrivena 1820. u poznatom Oerstedovom eksperimentu.

Shema Oerstedova pokusa prikazana je na sl. 2 (slika s rt.mipt.ru). Iznad magnetske igle (i - sjevernog i južnog pola strelice) je metalni vodič spojen na izvor struje. Ako zatvorite krug, strelica se okreće okomito na vodič!
Ovaj jednostavan eksperiment izravno je ukazao na odnos između elektriciteta i magnetizma. Eksperimenti koji su slijedili Oerstedovo iskustvo čvrsto su utvrdili sljedeći obrazac: magnetsko polje nastaje električnim strujama i djeluje na struje.

Riža. 2. Oerstedov pokus

Slika linija magnetskog polja koje stvara vodič sa strujom ovisi o obliku vodiča.

Magnetno polje ravne žice sa strujom

Linije magnetskog polja ravne žice kojom teče struja su koncentrične kružnice. Središta ovih kružnica leže na žici, a njihove ravnine su okomite na žicu (slika 3.).

Riža. 3. Polje jednosmjerne žice sa strujom

Postoje dva alternativna pravila za određivanje smjera linija magnetskog polja istosmjerne struje.

pravilo satne kazaljke. Linije polja idu suprotno od kazaljke na satu kada se gledaju tako da struja teče prema nama..

pravilo vijka(ili pravilo gimleta, ili pravilo vadičepa- nekome je bliže ;-)). Linije polja idu tamo gdje se vijak (s konvencionalnim desnim navojem) mora okrenuti kako bi se kretao duž navoja u smjeru struje.

Koristite bilo koje pravilo koje vam najviše odgovara. Bolje je da se naviknete na pravilo u smjeru kazaljke na satu – kasnije ćete i sami vidjeti da je univerzalniji i lakši za korištenje (i onda ga se sa zahvalnošću prisjetite na prvoj godini studija analitičke geometrije).

Na sl. 3, pojavilo se i nešto novo: ovo je vektor, koji se zove indukcija magnetskog polja, ili magnetska indukcija. Vektor magnetske indukcije je analog vektora intenziteta električno polje: on služi karakteristika snage magnetsko polje, određujući silu kojom magnetsko polje djeluje na pokretne naboje.

O silama u magnetskom polju ćemo kasnije, ali za sada ćemo samo napomenuti da je veličina i smjer magnetskog polja određen vektorom magnetske indukcije. U svakoj točki u prostoru vektor je usmjeren u istom smjeru kao i sjeverni kraj igle kompasa postavljenog u ovoj točki, odnosno tangenta na liniju polja u smjeru ove linije. Magnetska indukcija se mjeri u teslach(Tl).

Kao iu slučaju električnog polja, za indukciju magnetskog polja, princip superpozicije. Leži u činjenici da indukcija magnetskih polja stvorena u danoj točki raznim strujama vektorski se zbrajaju i daju rezultirajući vektor magnetske indukcije:.

Magnetsko polje zavojnice sa strujom

Razmotrimo kružnu zavojnicu duž koje kruži D.C.. Na slici ne prikazujemo izvor koji stvara struju.

Slika linija našeg polja imat će otprilike sljedeći oblik (slika 4).

Riža. 4. Polje svitka sa strujom

Bit će nam važno znati u kojem je poluprostoru (u odnosu na ravninu zavojnice) usmjereno magnetsko polje. Opet imamo dva alternativna pravila.

pravilo satne kazaljke. Linije polja idu tamo, gledajući odakle se čini da struja kruži u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

pravilo vijka. Linije polja idu tamo gdje bi se vijak (s konvencionalnim desnim navojem) pomaknuo ako bi se rotirao u smjeru struje.

Kao što vidite, uloge struje i polja su obrnute - u usporedbi s formulacijama ovih pravila za slučaj istosmjerne struje.

Magnetsko polje zavojnice sa strujom

Zavojnica ispostavit će se, ako je čvrsto, zavojnica do zavojnica, namotati žicu u dovoljno dugu spiralu (slika 5 - slika sa stranice en.wikipedia.org). Zavojnica može imati nekoliko desetaka, stotina ili čak tisuća zavoja. Zavojnica se također naziva solenoid.

Riža. 5. Zavojnica (solenoid)

Magnetno polje jednog zavoja, kao što znamo, ne izgleda baš jednostavno. Polja? pojedinačni zavoji zavojnice su postavljeni jedan na drugi, i čini se da bi rezultat trebala biti vrlo zbunjujuća slika. Međutim, to nije slučaj: polje dugog svitka ima neočekivano jednostavnu strukturu (slika 6).

Riža. 6. polje zavojnice sa strujom

Na ovoj slici struja u zavojnici ide u smjeru suprotnom od kazaljke na satu kada se gleda s lijeve strane (to će se dogoditi ako je, na slici 5, desni kraj zavojnice spojen na "plus" izvora struje, a lijevi kraj na "minus"). Vidimo da magnetsko polje zavojnice ima dva karakteristična svojstva.

1. Unutar zavojnice, daleko od njegovih rubova, magnetsko polje je homogena: u svakoj točki vektor magnetske indukcije je jednak po veličini i smjeru. Linije polja su paralelne ravne linije; savijaju se samo u blizini rubova zavojnice kad izađu.

2. Izvan zavojnice, polje je blizu nule. Što je više zavoja u zavojnici, slabije je polje izvan nje.

Imajte na umu da beskonačno duga zavojnica uopće ne emitira polje: izvan zavojnice nema magnetskog polja. Unutar takve zavojnice polje je posvuda jednolično.

Ne podsjeća li vas ni na što? Zavojnica je "magnetski" pandan kondenzatoru. Sjećate se da kondenzator stvara homogenu električno polje, čije su linije savijene samo blizu rubova ploča, a izvan kondenzatora, polje je blizu nule; kondenzator s beskonačnim pločama uopće ne oslobađa polje, a polje je svuda unutar njega jednolično.

A sada - glavno opažanje. Usporedite, molim vas, sliku linija magnetskog polja izvan zavojnice (slika 6) s linijama polja magneta na sl. jedan . To je ista stvar, zar ne? A sada dolazimo do pitanja koje ste vjerojatno davno imali: ako magnetsko polje nastaje strujama i djeluje na struje, koji je onda razlog za pojavu magnetskog polja u blizini stalnog magneta? Uostalom, čini se da ovaj magnet nije vodič sa strujom!

Amperova hipoteza. Elementarne struje

Isprva se smatralo da je interakcija magneta posljedica posebnih magnetskih naboja koncentriranih na polovima. Ali, za razliku od elektriciteta, nitko nije mogao izolirati magnetski naboj; uostalom, kao što smo već rekli, nije bilo moguće dobiti odvojeno sjeverni i južni pol magneta - polovi su uvijek prisutni u magnetu u paru.

Sumnje o magnetskim nabojima pojačalo je iskustvo Oersteda, kada se pokazalo da magnetsko polje stvara električna struja. Štoviše, pokazalo se da je za bilo koji magnet moguće odabrati vodič sa strujom odgovarajuće konfiguracije, tako da se polje ovog vodiča podudara s poljem magneta.

Ampere je iznio hrabru hipotezu. Nema magnetskih naboja. Djelovanje magneta objašnjava se zatvorenim električnim strujama unutar njega..

Koje su to struje? Ove elementarne struje cirkuliraju unutar atoma i molekula; povezani su s kretanjem elektrona u atomskim orbitama. Magnetsko polje bilo kojeg tijela sastoji se od magnetskih polja ovih elementarnih struja.

Elementarne struje mogu biti nasumično locirane jedna u odnosu na drugu. Tada se njihova polja međusobno poništavaju, a tijelo ne pokazuje magnetska svojstva.

Ali ako su elementarne struje koordinirane, tada se njihova polja, zbrajajući, međusobno pojačavaju. Tijelo postaje magnet (slika 7; magnetsko polje će biti usmjereno prema nama; sjeverni pol magneta također će biti usmjeren prema nama).

Riža. 7. Elementarne struje magneta

Amperova hipoteza o elementarnim strujama razjasnila je svojstva magneta.Zagrijavanjem i drhtanjem magneta uništava se raspored njegovih elementarnih struja, a magnetska svojstva slabe. Nerazdvojivost polova magneta postala je očita: na mjestu gdje je magnet bio izrezan, dobivamo iste elementarne struje na krajevima. Sposobnost tijela da se magnetizira u magnetskom polju objašnjava se koordiniranim poravnanjem elementarnih struja koje se pravilno "okreću" (o rotaciji kružne struje u magnetskom polju pročitajte u sljedećem listu).

Amperova hipoteza se pokazala točnom – pokazalo se daljnji razvoj fizika. Koncept elementarnih struja postao je sastavni dio teorije atoma, razvijene već u dvadesetom stoljeću - gotovo stotinu godina nakon Ampèreova briljantnog nagađanja.

Hajde da zajedno shvatimo što je magnetsko polje. Uostalom, mnogi ljudi cijeli život žive na ovom polju, a o tome i ne razmišljaju. Vrijeme je da to popravite!

Magnetno polje

Magnetno polje – posebna vrsta materija. Očituje se djelovanjem na pokretne električne naboje i tijela koja imaju svoj magnetski moment (trajni magneti).

Važno: magnetsko polje ne djeluje na stacionarne naboje! Magnetno polje također nastaje pomicanjem električnih naboja, ili vremenski promjenjivim električnim poljem, ili magnetskim momentima elektrona u atomima. Odnosno, svaka žica kroz koju teče struja također postaje magnet!

Tijelo koje ima svoje magnetsko polje.

Magnet ima polove koji se nazivaju sjever i jug. Oznake "sjeverno" i "južno" dane su samo radi praktičnosti (kao "plus" i "minus" u struji).

Magnetno polje je predstavljeno sila magnetske linije. linije sile su kontinuirane i zatvorene, a njihov se smjer uvijek poklapa sa smjerom sila polja. Ako se metalna strugotina rasprši oko trajnog magneta, metalne čestice će pokazati jasnu sliku linija magnetskog polja koje izlaze sa sjevera i ulaze u južni pol. Grafička karakteristika magnetskog polja – linije sile.

Karakteristike magnetskog polja

Glavne karakteristike magnetskog polja su magnetska indukcija, magnetski tok i magnetska permeabilnost. Ali razgovarajmo o svemu po redu.

Odmah napominjemo da su sve mjerne jedinice dane u sustavu SI.

Magnetska indukcija B – vektor fizička veličina, što je glavna karakteristika snage magnetskog polja. Označava se slovom B . Mjerna jedinica magnetske indukcije - Tesla (Tl).

Magnetska indukcija pokazuje koliko je jako polje određivanjem sile kojom djeluje na naboj. Ova sila se zove Lorentzova sila.

Ovdje q - punjenje, v - njegova brzina u magnetskom polju, B - indukcija, F je Lorentzova sila kojom polje djeluje na naboj.

F- fizikalna veličina jednaka umnošku magnetske indukcije na površinu konture i kosinusa između vektora indukcije i normale na ravninu konture kroz koju tok prolazi. magnetski tok- skalarna karakteristika magnetskog polja.

Možemo reći da magnetski tok karakterizira broj linija magnetske indukcije koje prodiru u jediničnu površinu. Magnetski tok se mjeri u Weberach (WB).

Magnetska propusnost je koeficijent koji određuje magnetska svojstva medija. Jedan od parametara o kojem ovisi magnetska indukcija polja je magnetska permeabilnost.

Naš planet je već nekoliko milijardi godina veliki magnet. Indukcija Zemljinog magnetskog polja varira ovisno o koordinatama. Na ekvatoru je to oko 3,1 puta 10 na minus peti stepen Tesle. Osim toga, postoje magnetske anomalije, gdje se vrijednost i smjer polja značajno razlikuju od susjednih područja. Jedna od najvećih magnetskih anomalija na planeti - Kursk i Brazilska magnetna anomalija.

Podrijetlo Zemljinog magnetskog polja još uvijek je misterij za znanstvenike. Pretpostavlja se da je izvor polja tekuća metalna jezgra Zemlje. Jezgra se kreće, što znači da se rastaljena legura željeza i nikla kreće, a kretanje nabijenih čestica je ono što jest. struja, stvarajući magnetsko polje. Problem je što ova teorija geodinamo) ne objašnjava kako se polje održava stabilnim.

Zemlja je ogroman magnetski dipol. Magnetski polovi se ne podudaraju s geografskim, iako su u neposrednoj blizini. Štoviše, Zemljini magnetski polovi se pomiču. Njihovo raseljavanje bilježi se od 1885. godine. Na primjer, tijekom posljednjih stotinu godina, magnetski pol na južnoj hemisferi pomaknuo se za gotovo 900 kilometara i sada se nalazi u Južnom oceanu. Pol arktičke hemisfere kreće se preko Arktičkog oceana prema istočnosibirskoj magnetskoj anomaliji, a brzina njegovog kretanja (prema podacima iz 2004.) bila je oko 60 kilometara godišnje. Sada dolazi do ubrzanja kretanja polova - u prosjeku, brzina raste za 3 kilometra godišnje.

Kakav je značaj Zemljinog magnetskog polja za nas? Prije svega, Zemljino magnetsko polje štiti planet od kozmičkih zraka i sunčevog vjetra. Nabijene čestice iz dubokog svemira ne padaju izravno na tlo, već ih odbija divovski magnet i kreću se duž njegovih linija sile. Tako su sva živa bića zaštićena od štetnog zračenja.

Tijekom povijesti Zemlje bilo ih je nekoliko inverzije(promjene) magnetskih polova. Inverzija polova je kada mijenjaju mjesta. Posljednji put se ovaj fenomen dogodio prije oko 800 tisuća godina, a u povijesti Zemlje bilo je više od 400 geomagnetskih preokreta. Neki znanstvenici smatraju da bi, s obzirom na uočeno ubrzanje kretanja magnetskih polova, sljedeći preokret polova trebao biti očekuje u sljedećih nekoliko tisuća godina.

Srećom, u našem se stoljeću ne očekuje preokret polova. Dakle, možete razmišljati o ugodnom i uživati ​​u životu u dobrom starom stalnom polju Zemlje, s obzirom na glavna svojstva i karakteristike magnetskog polja. A da biste to uspjeli, tu su naši autori kojima se s povjerenjem u uspjeh može povjeriti neka od obrazovnih nevolja! i ostale vrste radova možete naručiti na poveznici.

Linije magnetskog polja

Magnetska polja, kao i električna polja, mogu se grafički prikazati pomoću linija sile. Linija magnetskog polja ili linija indukcije magnetskog polja je pravac čija se tangenta u svakoj točki poklapa sa smjerom vektora indukcije magnetskog polja.

a)	b)	u)

Riža. 1.2. Linije sile magnetskog polja istosmjerne struje (a),

kružna struja (b), solenoid (c)

Magnetske linije sile, kao i električne linije, ne sijeku se. Nacrtani su takvom gustoćom da je broj linija koje prelaze jediničnu površinu okomito na njih jednak (ili proporcionalan) veličini magnetske indukcije magnetskog polja na određenom mjestu.

Na sl. 1.2 a prikazane su linije sile polja istosmjerne struje koje su koncentrične kružnice čije se središte nalazi na strujnoj osi, a smjer je određen pravilom desnog vijka (struja u vodiču je usmjerena prema čitač).

Linije magnetske indukcije mogu se "prikazati" pomoću željeznih strugotina koje su magnetizirane u proučavanom polju i ponašaju se poput malih magnetskih iglica. Na sl. 1.2 b prikazuje linije sile magnetskog polja kružne struje. Magnetno polje solenoida prikazano je na sl. 1.2 u.

Linije sile magnetskog polja su zatvorene. Polja sa zatvorenim linijama sila nazivaju se vrtložna polja. Očito je magnetsko polje vrtložno polje. To je bitna razlika između magnetskog i elektrostatičkog polja.

U elektrostatičkom polju linije sile su uvijek otvorene: počinju i završavaju na električni naboji. Magnetske linije sile nemaju ni početak ni kraj. To odgovara činjenici da u prirodi nema magnetskih naboja.

1.4. Biot-Savart-Laplaceov zakon

Francuski fizičari J. Biot i F. Savard 1820. godine proveli su istraživanje magnetskih polja stvorenih strujama koje teku kroz tanke žice raznih oblika. Laplace je analizirao eksperimentalne podatke koje su dobili Biot i Savart i uspostavio odnos koji je nazvan Biot–Savart–Laplaceov zakon.

Prema ovom zakonu, indukcija magnetskog polja bilo koje struje može se izračunati kao vektorski zbroj (superpozicija) indukcija magnetskih polja koje stvaraju pojedini elementarni dijelovi struje. Za magnetsku indukciju polja koju stvara strujni element duljine, Laplace je dobio formulu:

, (1.3)

gdje je vektor, po modulu jednak duljini elementa vodiča i koji se podudara u smjeru sa strujom (slika 1.3); je vektor radijusa povučen od elementa do točke u kojoj je ; je modul radijus vektora .

Prije otprilike dvije i pol tisuće godina ljudi su otkrili da neki prirodnog kamenja imaju sposobnost privlačenja željeza. Ovo svojstvo objašnjeno je prisutnošću žive duše u ovom kamenju i određenom "ljubavlju" prema željezu.

Danas već znamo da je to kamenje prirodni magneti, a magnetsko polje, a uopće nije posebno mjesto za željezo, stvara te efekte. Magnetsko polje je posebna vrsta materije koja se razlikuje od materije i postoji oko magnetiziranih tijela.

trajni magneti

Prirodni magneti, ili magnetiti, nisu jako jaki magnetska svojstva. Ali čovjek je naučio stvarati umjetne magnete koji imaju puno veću snagu magnetskog polja. Izrađene su od posebnih legura i magnetizirane vanjskim magnetskim poljem. Nakon toga ih možete koristiti samostalno.

Linije magnetskog polja

Svaki magnet ima dva pola, zovu se sjeverni i južni pol. Na polovima je koncentracija magnetskog polja maksimalna. Ali između polova, magnetsko polje se također nalazi ne proizvoljno, već u obliku pruga ili linija. Zovu se linije magnetskog polja. Otkrivanje ih je prilično jednostavno - samo stavite raspršene željezne strugotine u magnetsko polje i lagano ih protresite. Neće biti locirani proizvoljno, već će oblikovati, takoreći, uzorak linija koje počinju na jednom polu i završavaju na drugom. Ove linije, takoreći, izlaze iz jednog pola i ulaze u drugi.

Same željezne strugotine u polju magneta magnetiziraju se i postavljaju duž magnetskih linija sile. Ovako radi kompas. Naš planet je veliki magnet. Igla kompasa hvata Zemljino magnetsko polje i, okrećući se, nalazi se duž linija sile, pri čemu je jedan kraj usmjeren na sjeverni magnetski pol, drugi na južni. Zemljini magnetski polovi su malo udaljeni od zemljopisnog područja, ali kada se udaljite od polova, to nije od velike važnosti, a možemo ih smatrati identičnima.

Varijabilni magneti

Opseg magneta u našem vremenu je izuzetno širok. Mogu se naći unutar elektromotora, telefona, zvučnika, radija. Čak i u medicini, na primjer, kada osoba proguta iglu ili drugi željezni predmet, može se ukloniti bez operacije magnetskom sondom.

> Linije magnetskog polja

Kako odrediti linije magnetskog polja: dijagram jakosti i smjera linija magnetskog polja, pomoću kompasa za određivanje magnetskih polova, crtež.

Linije magnetskog polja korisno za vizualno prikazivanje jačine i smjera magnetskog polja.

Zadatak učenja

• Povežite jačinu magnetskog polja s gustoćom linija magnetskog polja.

Ključne točke

• Smjer magnetskog polja prikazuje igle kompasa koje dodiruju linije magnetskog polja u bilo kojoj navedenoj točki.
• Jačina B-polja obrnuto je proporcionalna udaljenosti između linija. Također je točno proporcionalan broju linija po jedinici površine. Jedna linija nikada ne prelazi drugu.
• Magnetno polje je jedinstveno u svakoj točki u svemiru.
• Linije se ne prekidaju i stvaraju zatvorene petlje.
• Linije se protežu od sjevernog do južnog pola.

Pojmovi

• Linije magnetskog polja su grafički prikaz veličine i smjera magnetskog polja.
• B-polje je sinonim za magnetsko polje.

Linije magnetskog polja

Kaže se da je Albert Einstein kao dijete volio gledati u kompas, razmišljajući o tome kako igla osjeća silu bez izravnog fizičkog kontakta. Duboko razmišljanje i ozbiljan interes doveli su do činjenice da je dijete odraslo i stvorilo svoju revolucionarnu teoriju relativnosti.

Budući da magnetske sile utječu na udaljenosti, izračunavamo magnetska polja koja predstavljaju te sile. Linijska grafika korisna je za vizualizaciju jačine i smjera magnetskog polja. Produljenje linija označava sjevernu orijentaciju igle kompasa. Magnetsko se zove B-polje.

(a) - Ako se mali kompas koristi za usporedbu magnetskog polja oko šipkastog magneta, prikazat će se pravi smjer od sjevernog pola prema jugu. (b) - Dodavanje strelica stvara neprekidne linije magnetsko polje. Snaga je proporcionalna blizini linija. (c) - Ako možete ispitati unutrašnjost magneta, tada će linije biti prikazane u obliku zatvorenih petlji

Nema ništa teško uskladiti magnetsko polje objekta. Najprije izračunajte snagu i smjer magnetskog polja na nekoliko mjesta. Označite ove točke vektorima usmjerenim u smjeru lokalnog magnetskog polja s veličinom proporcionalnom njegovoj jakosti. Možete kombinirati strelice i oblikovati linije magnetskog polja. Smjer u bilo kojoj točki bit će paralelan sa smjerom najbližih linija polja, a lokalna gustoća može biti proporcionalna jakosti.

Linije sile magnetskog polja nalikuju konturnim linijama na topografske karte, jer pokazuju nešto kontinuirano. Mnogi zakoni magnetizma mogu se formulirati jednostavnim riječima, kao što je broj linija polja kroz površinu.

Smjer linija magnetskog polja, predstavljen poravnanjem željeznih strugotina na papiru postavljenom preko šipkastog magneta

Različite pojave utječu na prikaz linija. Na primjer, željezne strugotine na liniji magnetskog polja stvaraju linije koje odgovaraju magnetskim. Oni su također vizualno prikazani u aurorama.

Mali kompas poslan u polje paralelno je s linijom polja, a sjeverni pol pokazuje na B.

Za prikaz polja mogu se koristiti minijaturni kompasi. (a) - Magnetsko polje kružnog strujnog kruga nalikuje magnetskom. (b) - Duga i ravna žica tvori polje s linijama magnetskog polja koje stvaraju kružne petlje. (c) - Kada je žica u ravnini papira, polje izgleda okomito na papir. Zabilježite koji se simboli koriste za okvir koji pokazuje prema unutra i prema van

Detaljno proučavanje magnetskih polja pomoglo je da se izvuku niz važnih pravila:

• Smjer magnetskog polja dodiruje liniju polja u bilo kojoj točki u prostoru.
• Jačina polja je proporcionalna blizini linije. Također je točno proporcionalan broju linija po jedinici površine.
• Linije magnetskog polja nikada se ne sudaraju, što znači da će u bilo kojoj točki u prostoru magnetsko polje biti jedinstveno.
• Linije ostaju kontinuirane i slijede od sjevernog prema južnom polu.

Posljednje pravilo temelji se na činjenici da se polovi ne mogu odvojiti. I to se razlikuje od linija električnog polja, u kojima su kraj i početak označeni pozitivnim i negativnim nabojima.