Մագնիսական դաշտը նույնն է. Էլեկտրամագնիսական ալիքների հատկությունները

Եկեք միասին հասկանանք, թե ինչ է մագնիսական դաշտը։ Չէ՞ որ շատերն ամբողջ կյանքում ապրում են այս ոլորտում ու չեն էլ մտածում դրա մասին։ Ժամանակն է ուղղել այն:

Մագնիսական դաշտ

Մագնիսական դաշտ – հատուկ տեսակգործ. Այն դրսևորվում է շարժման ժամանակ գործողությամբ էլեկտրական լիցքերև մարմիններ, որոնք ունեն իրենց մագնիսական մոմենտը (մշտական ​​մագնիսներ):

Կարևոր է. մագնիսական դաշտը չի գործում անշարժ լիցքերի վրա: Մագնիսական դաշտը ստեղծվում է նաև էլեկտրական լիցքերի շարժման կամ ժամանակի փոփոխության արդյունքում էլեկտրական դաշտ, կամ ատոմներում էլեկտրոնների մագնիսական պահերը։ Այսինքն՝ ցանկացած մետաղալար, որի միջով հոսում է հոսանքը, նույնպես դառնում է մագնիս։

Մարմին, որն ունի իր մագնիսական դաշտը։

Մագնիսն ունի բևեռներ, որոնք կոչվում են հյուսիս և հարավ: «Հյուսիսային» և «Հարավային» նշանակումները տրվում են միայն հարմարության համար (որպես «պլյուս» և «մինուս» էլեկտրաէներգիայի մեջ):

Մագնիսական դաշտը ներկայացված է ուժային մագնիսական գծեր. Ուժի գծերը շարունակական են և փակ, և դրանց ուղղությունը միշտ համընկնում է դաշտային ուժերի ուղղության հետ։ Եթե ​​մետաղական չիպսերը ցրված են մշտական ​​մագնիսի շուրջ, մետաղի մասնիկները հստակ պատկեր կցուցադրեն: ուժային գծերմագնիսական դաշտը, որը դուրս է գալիս հյուսիսից և մտնում հարավային բևեռ. Մագնիսական դաշտի գրաֆիկական բնութագիրը՝ ուժի գծեր։

Մագնիսական դաշտի բնութագրերը

Մագնիսական դաշտի հիմնական բնութագրերն են մագնիսական ինդուկցիա, մագնիսական հոսք Եվ մագնիսական թափանցելիություն. Բայց եկեք ամեն ինչի մասին խոսենք հերթականությամբ։

Անմիջապես նշում ենք, որ համակարգում տրված են բոլոր չափման միավորները SI.

Մագնիսական ինդուկցիա Բ - վեկտոր ֆիզիկական քանակություն, որը մագնիսական դաշտի հիմնական ուժային հատկանիշն է։ Նշվում է տառով Բ . Մագնիսական ինդուկցիայի չափման միավոր - Տեսլա (Tl).

Մագնիսական ինդուկցիան ցույց է տալիս, թե որքան ուժեղ է դաշտը` որոշելով այն ուժը, որով այն գործում է լիցքի վրա: Այս ուժը կոչվում է Լորենցի ուժ.

Այստեղ ք - լիցքավորում, v - նրա արագությունը մագնիսական դաշտում, Բ - ինդուկցիա, Ֆ Լորենցի ուժն է, որով դաշտը գործում է լիցքի վրա։

Ֆ- ֆիզիկական մեծություն, որը հավասար է մագնիսական ինդուկցիայի արտադրյալին ինդուկցիոն վեկտորի միջև գտնվող եզրագծի և կոսինուսի տարածքի և եզրագծի հարթության նորմալին, որով անցնում է հոսքը: Մագնիսական հոսքը մագնիսական դաշտի սկալյար հատկանիշն է։

Կարելի է ասել, որ մագնիսական հոսքը բնութագրում է միավոր տարածք ներթափանցող մագնիսական ինդուկցիայի գծերի քանակը։ Մագնիսական հոսքը չափվում է Վեբերաչ (ՀԲ).

Մագնիսական թափանցելիությունայն գործակիցն է, որը որոշում է միջավայրի մագնիսական հատկությունները: Պարամետրերից մեկը, որից կախված է դաշտի մագնիսական ինդուկցիան, մագնիսական թափանցելիությունն է։

Մեր մոլորակը մի քանի միլիարդ տարի եղել է հսկայական մագնիս: Երկրի մագնիսական դաշտի ինդուկցիան տատանվում է՝ կախված կոորդինատներից։ Հասարակածում այն ​​մոտավորապես 3,1 անգամ 10-ն է՝ Տեսլայի մինուս հինգերորդ հզորությանը: Բացի այդ, կան մագնիսական անոմալիաներ, որտեղ դաշտի արժեքն ու ուղղությունը զգալիորեն տարբերվում են հարևան տարածքներից։ Մոլորակի ամենամեծ մագնիսական անոմալիաներից մեկը. ԿուրսկԵվ Բրազիլական մագնիսական անոմալիա.

Երկրի մագնիսական դաշտի ծագումը դեռևս առեղծված է գիտնականների համար: Ենթադրվում է, որ դաշտի աղբյուրը Երկրի հեղուկ մետաղական միջուկն է։ Միջուկը շարժվում է, ինչը նշանակում է, որ հալված երկաթ-նիկելի համաձուլվածքը շարժվում է, իսկ լիցքավորված մասնիկների շարժումը էլեկտրական հոսանքն է, որն առաջացնում է մագնիսական դաշտը։ Խնդիրն այն է, որ այս տեսությունը գեոդինամո) չի բացատրում, թե ինչպես է դաշտը կայուն պահվում:

Երկիրը հսկայական մագնիսական դիպոլ է։Մագնիսական բևեռները չեն համընկնում աշխարհագրական բևեռների հետ, թեև գտնվում են մոտակայքում։ Ավելին, Երկրի մագնիսական բևեռները շարժվում են։ Նրանց տեղաշարժը գրանցվել է 1885 թվականից։ Օրինակ, վերջին հարյուր տարվա ընթացքում Հարավային կիսագնդի մագնիսական բևեռը տեղաշարժվել է գրեթե 900 կիլոմետրով և այժմ գտնվում է Հարավային օվկիանոսում: Արկտիկայի կիսագնդի բևեռը Սառուցյալ օվկիանոսով շարժվում է դեպի Արևելյան Սիբիր մագնիսական անոմալիա, նրա շարժման արագությունը (2004 թվականի տվյալներով) տարեկան մոտ 60 կիլոմետր էր։ Այժմ նկատվում է բևեռների շարժման արագացում՝ միջին հաշվով արագությունն աճում է տարեկան 3 կիլոմետրով։

Ի՞նչ նշանակություն ունի Երկրի մագնիսական դաշտը մեզ համար։Առաջին հերթին Երկրի մագնիսական դաշտը պաշտպանում է մոլորակը տիեզերական ճառագայթներից և արևային քամուց։ Խոր տարածությունից լիցքավորված մասնիկները ուղղակիորեն չեն ընկնում գետնին, այլ շեղվում են հսկա մագնիսի կողմից և շարժվում են նրա ուժային գծերով: Այսպիսով, բոլոր կենդանի արարածները պաշտպանված են վնասակար ճառագայթումից։

Երկրի պատմության ընթացքում եղել են մի քանիսը ինվերսիաներմագնիսական բևեռների (փոփոխություններ): Բևեռի ինվերսիաայն է, երբ նրանք փոխում են տեղերը: Վերջին անգամ այս երևույթը տեղի է ունեցել մոտ 800 հազար տարի առաջ, և Երկրի պատմության մեջ եղել են ավելի քան 400 գեոմագնիսական հակադարձումներ: Որոշ գիտնականներ կարծում են, որ հաշվի առնելով մագնիսական բևեռների շարժման արագացումը, բևեռի հաջորդ հակադարձումը պետք է լինի. սպասվում է առաջիկա մի քանի հազար տարում:

Բարեբախտաբար, մեր դարում բևեռների շրջադարձ չի սպասվում։ Այսպիսով, դուք կարող եք մտածել հաճելիի մասին և վայելել կյանքը Երկրի հին լավ մշտական ​​դաշտում՝ հաշվի առնելով մագնիսական դաշտի հիմնական հատկություններն ու բնութագրերը: Եվ որպեսզի դուք կարողանաք դա անել, կան մեր հեղինակները, որոնց հաջողության վստահությամբ կարելի է վստահել կրթական որոշ խնդիրներ: և այլ տեսակի աշխատանքներ կարող եք պատվիրել հղումով։

Երկրի մագնիսական դաշտը

Մագնիսական դաշտը ուժային դաշտ է, որը գործում է շարժվող էլեկտրական լիցքերի և մագնիսական մոմենտ ունեցող մարմինների վրա՝ անկախ նրանց շարժման վիճակից։

Մակրոսկոպիկ մագնիսական դաշտի աղբյուրներն են մագնիսացված մարմինները, հոսանք կրող հաղորդիչները և շարժվող էլեկտրական լիցքավորված մարմինները։ Այս աղբյուրների բնույթը նույնն է. մագնիսական դաշտը առաջանում է լիցքավորված միկրոմասնիկների (էլեկտրոններ, պրոտոններ, իոններ) շարժման արդյունքում, ինչպես նաև միկրոմասնիկների մեջ սեփական (սպին) մագնիսական պահի առկայության պատճառով։

Փոփոխական մագնիսական դաշտ է առաջանում նաև, երբ ժամանակի ընթացքում էլեկտրական դաշտը փոխվում է: Իր հերթին, երբ մագնիսական դաշտը փոխվում է ժամանակի ընթացքում, էլեկտրական դաշտ. Ամբողջական նկարագրությունէլեկտրական և մագնիսական դաշտերը իրենց հարաբերություններում տալիս են Մաքսվելի հավասարումները: Մագնիսական դաշտը բնութագրելու համար հաճախ ներկայացվում է դաշտային ուժային գծերի (մագնիսական ինդուկցիայի գծեր) հասկացությունը։

Չափել մագնիսական դաշտի բնութագրերը և մագնիսական հատկություններնյութեր են օգտագործվում տարբեր տեսակներմագնիսաչափեր. Մագնիսական դաշտի ինդուկցիայի միավորը CGS միավորների համակարգում Գաուսն է (Gs), in միջազգային համակարգմիավորներ (SI) - Tesla (T), 1 T = 104 Gs. Ինտենսիվությունը չափվում է, համապատասխանաբար, էերստեդներով (Oe) և ամպերով մեկ մետրի համար (A / m, 1 A / m \u003d 0,01256 Oe; մագնիսական դաշտի էներգիան - Erg / սմ 2 կամ J / m 2, 1 J / m 2: \u003d 10 erg/cm2:

Կողմնացույցն արձագանքում է
երկրագնդի մագնիսական դաշտին

Բնության մեջ մագնիսական դաշտերը չափազանց բազմազան են թե՛ իրենց մասշտաբով, թե՛ առաջացրած ազդեցություններով: Երկրի մագնիսական դաշտը, որը կազմում է Երկրի մագնիսոլորտը, տարածվում է մինչև 70-80 հազար կմ հեռավորության վրա Արեգակի ուղղությամբ և շատ միլիոնավոր կմ՝ հակառակ ուղղությամբ։ Երկրի մակերևույթի վրա մագնիսական դաշտը միջինում 50 μT է, մագնիտոսֆերայի սահմանին ~ 10 -3 Գ։ Գեոմագնիսական դաշտը պաշտպանում է Երկրի մակերեսը և կենսոլորտը արևային քամու լիցքավորված մասնիկների հոսքից և մասամբ տիեզերական ճառագայթներից։ Ինքն երկրամագնիսական դաշտի ազդեցությունը օրգանիզմների կենսագործունեության վրա ուսումնասիրվում է մագնիսակենսաբանությամբ։ Երկրի մերձակայքում մագնիսական դաշտը մագնիսական թակարդ է ստեղծում բարձր էներգիայի լիցքավորված մասնիկների համար՝ Երկրի ճառագայթային գոտի: Ռադիացիոն գոտում պարունակվող մասնիկները զգալի վտանգ են ներկայացնում տիեզերական թռիչքների ժամանակ։ Երկրի մագնիսական դաշտի ծագումը կապված է հաղորդիչի կոնվեկտիվ շարժումների հետ հեղուկ նյութերկրի միջուկում:

Տիեզերանավի օգնությամբ ուղղակի չափումները ցույց են տվել, որ Երկրին ամենամոտ տիեզերական մարմինները՝ Լուսինը, Վեներա և Մարս մոլորակները չունեն իրենց սեփական մագնիսական դաշտը, որը նման է երկրին։ Այլ մոլորակներից Արեգակնային համակարգմիայն Յուպիտերը և, ըստ երևույթին, Սատուրնն ունեն իրենց մագնիսական դաշտերը, որոնք բավարար են մոլորակային մագնիսական թակարդներ ստեղծելու համար: Յուպիտերի վրա հայտնաբերվել են մինչև 10 գաուս մագնիսական դաշտեր և մի շարք բնորոշ երևույթներ (մագնիսական փոթորիկներ, սինքրոտրոնային ռադիոհաղորդումներ և այլն), ինչը ցույց է տալիս մագնիսական դաշտի նշանակալի դերը մոլորակային գործընթացներում։

© Լուսանկարը` http://www.tesis.lebedev.ru
Արևի լուսանկար
նեղ սպեկտրում

Միջմոլորակային մագնիսական դաշտը հիմնականում արևային քամու դաշտն է (արևային պսակի անընդհատ ընդլայնվող պլազմա)։ Երկրի ուղեծրի մոտ միջմոլորակային դաշտը ~ 10 -4 -10 -5 Gs է։ Զարգացման պատճառով միջմոլորակային մագնիսական դաշտի օրինաչափությունը կարող է խախտվել տարբեր տեսակներպլազմայի անկայունությունը, հարվածային ալիքների անցումը և արևային բռնկումներից առաջացած արագ մասնիկների հոսքերի տարածումը:

Արեգակի վրա բոլոր գործընթացներում՝ բռնկումները, բծերի և ցայտունների առաջացումը, արևային տիեզերական ճառագայթների ծնունդը, մագնիսական դաշտը կարևոր դեր է խաղում: Զեմանի էֆեկտի վրա հիմնված չափումները ցույց են տվել, որ մագնիսական դաշտը արևային բծերհասնում է մի քանի հազար գաուսի, ցայտունները պահպանվում են ~ 10-100 գաուս դաշտերով (Արևի ընդհանուր մագնիսական դաշտի միջին արժեքով ~ 1 գաուս)։

Մագնիսական փոթորիկներ

Մագնիսական փոթորիկները Երկրի մագնիսական դաշտի ուժեղ խանգարումներ են, որոնք կտրուկ խախտում են երկրային մագնիսականության տարրերի ամենօրյա հարթ ընթացքը։ Մագնիսական փոթորիկները տևում են մի քանի ժամից մինչև մի քանի օր և միաժամանակ դիտվում են ամբողջ երկրով մեկ:

Որպես կանոն, մագնիսական փոթորիկները բաղկացած են նախնական, սկզբնական և հիմնական փուլերից, ինչպես նաև վերականգնման փուլից։ Նախնական փուլում նկատվում են գեոմագնիսական դաշտի աննշան փոփոխություններ (հիմնականում բարձր լայնություններում), ինչպես նաև դաշտի բնորոշ կարճաժամկետ տատանումների գրգռում։ Սկզբնական փուլը բնութագրվում է դաշտի առանձին բաղադրիչների հանկարծակի փոփոխությամբ ողջ Երկրի վրա, իսկ հիմնական փուլը բնութագրվում է դաշտի մեծ տատանումներով և հորիզոնական բաղադրիչի ուժեղ նվազմամբ։ Մագնիսական փոթորկի վերականգնման փուլում դաշտը վերադառնում է իր նորմալ արժեքին:

Արեգակնային քամու ազդեցությունը
դեպի երկրագնդի մագնիտոսֆերա

Մագնիսական փոթորիկներն առաջանում են արևային պլազմայի հոսքերից Արեգակի ակտիվ շրջաններից, որոնք դրված են արևային հանգիստ քամու վրա: Ուստի մագնիսական փոթորիկներն ավելի հաճախ դիտվում են արեգակնային ակտիվության 11-ամյա ցիկլի առավելագույնի մոտ։ Հասնելով Երկիր՝ արեգակնային պլազմայի հոսքերը մեծացնում են մագնիտոսֆերայի սեղմումը, առաջացնելով մագնիսական փոթորկի սկզբնական փուլը և մասամբ ներթափանցում Երկրի մագնիտոսֆերա։ Բարձր էներգիայի մասնիկների մուտքը Երկրի մթնոլորտի վերին շերտ և դրանց ազդեցությունը մագնիտոսֆերայի վրա հանգեցնում է նրանում էլեկտրական հոսանքների առաջացմանն ու ուժեղացմանը՝ հասնելով ամենաբարձր ինտենսիվության իոնոլորտի բևեռային շրջաններում, ինչի պատճառն է. մագնիսական ակտիվության բարձր լայնության գոտու առկայությունը. Մագնիսոլորտային-իոնոսֆերային հոսանքի համակարգերի փոփոխությունները դրսևորվում են Երկրի մակերեսին անկանոն մագնիսական խանգարումների տեսքով։

Միկրոտիեզերքի երևույթներում մագնիսական դաշտի դերը նույնքան կարևոր է, որքան տիեզերական մասշտաբով։ Դա պայմանավորված է բոլոր մասնիկների գոյությամբ՝ նյութի կառուցվածքային տարրերով (էլեկտրոններ, պրոտոններ, նեյտրոններ), մագնիսական մոմենտի, ինչպես նաև շարժվող էլեկտրական լիցքերի վրա մագնիսական դաշտի ազդեցությամբ։

Մագնիսական դաշտերի կիրառումը գիտության և տեխնիկայի մեջ. Մագնիսական դաշտերը սովորաբար ստորաբաժանվում են թույլ (մինչև 500 Գս), միջին (500 Գս – 40 ԿԳ), ուժեղ (40 ԿԳ – 1 ՄԳ) և գերուժեղ (1 ՄԳ–ից ավելի)։ Գործնականում ողջ էլեկտրատեխնիկան, ռադիոտեխնիկան և էլեկտրոնիկան հիմնված են թույլ և միջին մագնիսական դաշտերի օգտագործման վրա: Թույլ և միջին մագնիսական դաշտերը ստացվում են մշտական ​​մագնիսների, էլեկտրամագնիսների, չսառեցված էլեկտրամագնիսների, գերհաղորդիչ մագնիսների միջոցով։

Մագնիսական դաշտի աղբյուրներ

Մագնիսական դաշտերի բոլոր աղբյուրները կարելի է բաժանել արհեստական ​​և բնական: Մագնիսական դաշտի հիմնական բնական աղբյուրներն են Երկրի սեփական մագնիսական դաշտը և արևային քամին։ Բոլոր արհեստական ​​աղբյուրները էլեկտրամագնիսական դաշտերորոնցով մեր ժամանակակից աշխարհև հատկապես մեր տները։ Կարդացեք ավելին և կարդացեք մեր մասին:

Էլեկտրական տրանսպորտը մագնիսական դաշտի հզոր աղբյուր է 0-ից 1000 Հց հաճախականությամբ: Երկաթուղային տրանսպորտօգտագործում է փոփոխական հոսանք. Քաղաքային տրանսպորտը մշտական ​​է։ Մերձքաղաքային էլեկտրական տրանսպորտում մագնիսական դաշտի ինդուկցիայի առավելագույն արժեքները հասնում են 75 μT, միջին արժեքները մոտ 20 μT են: Միջին արժեքները վարվող տրանսպորտային միջոցների համար ուղղակի հոսանքամրագրված է 29 μT-ում: Տրամվայներում, որտեղ վերադարձի լարը ռելսերն են, մագնիսական դաշտերը միմյանց փոխհատուցում են շատ ավելի մեծ հեռավորության վրա, քան տրոլեյբուսի լարերը, իսկ տրոլեյբուսի ներսում մագնիսական դաշտի տատանումները փոքր են նույնիսկ արագացման ժամանակ։ Բայց մագնիսական դաշտի ամենամեծ տատանումները մետրոյում են։ Երբ կոմպոզիցիան ուղարկվում է, հարթակի վրա մագնիսական դաշտի մեծությունը 50-100 μT և ավելի է՝ գերազանցելով գեոմագնիսական դաշտը։ Նույնիսկ երբ գնացքը վաղուց անհետացել է թունելում, մագնիսական դաշտը չի վերադառնում իր նախկին արժեքին։ Միայն այն բանից հետո, երբ կոմպոզիցիան անցնի հաջորդ միացման կետը շփման ռելսին, մագնիսական դաշտը կվերադառնա հին արժեքին: Ճիշտ է, երբեմն այն ժամանակ չի ունենում՝ հաջորդ գնացքն արդեն մոտենում է հարթակին, և երբ այն դանդաղում է, մագնիսական դաշտը նորից փոխվում է։ Ինքնին մեքենայում մագնիսական դաշտն էլ ավելի ուժեղ է՝ 150-200 μT, այսինքն՝ տասն անգամ ավելի, քան սովորական գնացքում։

Մագնիսական դաշտերի ինդուկցիայի արժեքները, որոնցում մենք ամենից հաճախ հանդիպում ենք Առօրյա կյանքցույց է տրված ստորև բերված դիագրամում: Նայելով այս դիագրամին՝ պարզ է դառնում, որ մենք մշտապես և ամենուր ենթարկվում ենք մագնիսական դաշտերի: Որոշ գիտնականների կարծիքով, 0,2 µT-ից ավելի ինդուկցիա ունեցող մագնիսական դաշտերը համարվում են վնասակար: Բնականաբար, որոշակի նախազգուշական միջոցներ պետք է ձեռնարկվեն՝ մեզ շրջապատող դաշտերի վնասակար ազդեցությունից պաշտպանվելու համար: Պարզապես մի քանի բան անելը պարզ կանոններԴուք կարող եք զգալիորեն նվազեցնել ձեր մարմնի ազդեցությունը մագնիսական դաշտերի նկատմամբ:

Ներկայիս SanPiN 2.1.2.2801-10 «Փոփոխություններ և լրացումներ թիվ 1 SanPiN 2.1.2.2645-10 «Սանիտարահամաճարակային պահանջներ բնակելի շենքերում և տարածքներում կենսապայմանների համար» ասում է հետևյալը. «Առավելագույնը. թույլատրելի մակարդակտարածքի գեոմագնիսական դաշտի թուլացում բնակելի շենքերսահմանվում է 1,5»: Նաև սահմանվում են 50 Հց հաճախականությամբ մագնիսական դաշտի ինտենսիվության և ուժգնության առավելագույն թույլատրելի արժեքները.

• բնակելի թաղամասերում - 5 μTկամ 4 Ա/մ;
• մեջ ոչ բնակելի տարածքներբնակելի շենքեր, բնակելի տարածքում, ներառյալ այգեգործական հողամասերի տարածքում. 10 μTկամ 8 Ա/մ.

Ելնելով այս ստանդարտներից՝ յուրաքանչյուրը կարող է հաշվարկել, թե յուրաքանչյուր սենյակում քանի՞ էլեկտրական տեխնիկա կարող է միացված և սպասման վիճակում լինել, կամ որոնց հիման վրա առաջարկություններ կտրվեն բնակելի տարածքի նորմալացման վերաբերյալ:

Առնչվող տեսանյութեր

Փոքրիկ գիտական ​​ֆիլմ Երկրի մագնիսական դաշտի մասին

Հղումներ

1. Խորհրդային մեծ հանրագիտարան.

Հայտնի է, որ մագնիսական դաշտը լայնորեն կիրառվում է առօրյա կյանքում՝ աշխատավայրում և ներսում գիտական ​​հետազոտություն. Բավական է նման սարքերը անվանել գեներատորներ փոփոխական հոսանք, էլեկտրաշարժիչներ, ռելեներ, արագացուցիչներ տարրական մասնիկներև տարբեր սենսորներ: Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք, թե ինչ է մագնիսական դաշտը և ինչպես է այն ձևավորվում:

Ինչ է մագնիսական դաշտը - սահմանում

Մագնիսական դաշտը ուժային դաշտ է, որը գործում է շարժվող լիցքավորված մասնիկների վրա։ Մագնիսական դաշտի չափը կախված է դրա փոփոխության արագությունից։ Ըստ այդ հատկանիշի՝ առանձնանում են մագնիսական դաշտի երկու տեսակ՝ դինամիկ և գրավիտացիոն։

Գրավիտացիոն մագնիսական դաշտը առաջանում է միայն տարրական մասնիկների մոտ և ձևավորվում՝ կախված դրանց կառուցվածքի առանձնահատկություններից։ Դինամիկ մագնիսական դաշտի աղբյուրներն են շարժվող էլեկտրական լիցքերը կամ լիցքավորված մարմինները, հոսանք կրող հաղորդիչները, ինչպես նաև մագնիսացված նյութերը։

Մագնիսական դաշտի հատկությունները

Ֆրանսիացի մեծ գիտնական Անդրե Ամպերին հաջողվել է պարզել մագնիսական դաշտի երկու հիմնարար հատկություններ.

1. Մագնիսական դաշտի և էլեկտրական դաշտի հիմնական տարբերությունը և դրա հիմնական հատկությունը հարաբերական լինելն է։ Եթե ​​դուք վերցնում եք լիցքավորված մարմին, թողնում եք այն անշարժ ցանկացած հղման համակարգում և տեղադրեք մագնիսական ասեղ մոտակայքում, այն, ինչպես միշտ, ցույց կտա դեպի հյուսիս: Այսինքն՝ երկրայինից բացի այլ դաշտ չի հայտնաբերի։ Եթե ​​դուք սկսեք շարժել այս լիցքավորված մարմինը սլաքի համեմատ, ապա այն կսկսի պտտվել - սա ցույց է տալիս, որ երբ լիցքավորված մարմինը շարժվում է, բացի էլեկտրականից, առաջանում է նաև մագնիսական դաշտ: Այսպիսով, մագնիսական դաշտը հայտնվում է, եթե և միայն այն դեպքում, երբ կա շարժվող լիցք:
2. Մագնիսական դաշտը գործում է մեկ այլ էլեկտրական հոսանքի վրա: Այսպիսով, դուք կարող եք հայտնաբերել այն՝ հետևելով լիցքավորված մասնիկների շարժմանը. մագնիսական դաշտում դրանք կշեղվեն, հոսանք ունեցող հաղորդիչները կշարժվեն, հոսանք ունեցող շրջանակը կշրջվի, մագնիսացված նյութերը կշարժվեն: Այստեղ մենք պետք է հիշենք մագնիսական կողմնացույցի ասեղը, որը սովորաբար ներկված է կապույտ գույն- դա պարզապես մագնիսացված երկաթի մի կտոր է: Այն միշտ ուղղված է դեպի հյուսիս, քանի որ Երկիրն ունի մագնիսական դաշտ: Մեր ամբողջ մոլորակը հսկայական մագնիս է. Հարավային մագնիսական գոտին գտնվում է Հյուսիսային բևեռում, իսկ Հյուսիսային մագնիսական բևեռը գտնվում է Հարավային աշխարհագրական բևեռում:

Բացի այդ, մագնիսական դաշտի հատկությունները ներառում են հետևյալ բնութագրերը.

1. Մագնիսական դաշտի ուժը նկարագրվում է մագնիսական ինդուկցիայով. սա վեկտորային մեծություն է, որը որոշում է այն ուժը, որով մագնիսական դաշտը ազդում է շարժվող լիցքերի վրա:
2. Մագնիսական դաշտը կարող է լինել հաստատուն և փոփոխական: Առաջինն առաջանում է ժամանակի ընթացքում չփոխվող էլեկտրական դաշտից, նման դաշտի ինդուկցիան նույնպես անփոփոխ է։ Երկրորդն առավել հաճախ ստեղծվում է փոփոխական հոսանքով սնվող ինդուկտորների միջոցով:
3. Մագնիսական դաշտը չի կարող ընկալվել մարդու զգայարաններով և գրանցվում է միայն հատուկ սենսորների միջոցով։

Երբ միացված է երկու զուգահեռ դիրիժորներին էլեկտրական հոսանք, նրանք կգրավեն կամ կվանեն՝ կախված միացված հոսանքի ուղղությունից (բևեռականությունից)։ Սա բացատրվում է այս հաղորդիչների շուրջ հատուկ տեսակի նյութի ի հայտ գալով։ Այս նյութը կոչվում է մագնիսական դաշտ (MF): Մագնիսական ուժը այն ուժն է, որով հաղորդիչները գործում են միմյանց վրա:

Մագնիսականության տեսությունն առաջացել է հին ժամանակներում՝ Ասիայի հին քաղաքակրթության մեջ։ Մագնեզիայում, լեռներում, նրանք գտել են հատուկ ժայռ, որի կտորները կարող էին ձգվել միմյանց: Տեղի անունով այս ցեղատեսակը կոչվում էր «մագնիսներ»: Ձողային մագնիսը պարունակում է երկու բևեռ: Նրա մագնիսական հատկությունները հատկապես արտահայտված են բևեռներում։

Թելից կախված մագնիսը իր բևեռներով ցույց կտա հորիզոնի կողմերը։ Նրա բևեռները թեքվելու են դեպի հյուսիս և հարավ։ Կողմնացույցն աշխատում է այս սկզբունքով։ Երկու մագնիսների հակառակ բևեռները ձգում են և նման բևեռները վանում։

Գիտնականները պարզել են, որ մագնիսացված ասեղը, որը գտնվում է հաղորդիչի մոտ, շեղվում է, երբ դրա միջով էլեկտրական հոսանք է անցնում։ Սա հուշում է, որ դրա շուրջ ձևավորվում է ՄՖ։

Մագնիսական դաշտը ազդում է.

Շարժվող էլեկտրական լիցքեր.
Ֆեռոմագնիս կոչվող նյութեր՝ երկաթ, չուգուն, դրանց համաձուլվածքներ։

Մշտական ​​մագնիսներն այն մարմիններն են, որոնք ունեն լիցքավորված մասնիկների (էլեկտրոնների) ընդհանուր մագնիսական պահ։

1 - մագնիսի հարավային բևեռ
2 - մագնիսի հյուսիսային բևեռ
3 - պատգամավոր մետաղական թիթեղների օրինակով
4 - մագնիսական դաշտի ուղղությունը

Դաշտային գծերը հայտնվում են, երբ մշտական ​​մագնիսը մոտենում է թղթե թերթիկին, որի վրա լցվում է երկաթի թելերի շերտ: Նկարը հստակ ցույց է տալիս ուժի կողմնորոշված ​​գծերով բևեռների տեղերը։

Մագնիսական դաշտի աղբյուրներ

• Էլեկտրական դաշտ, որը փոխվում է ժամանակի հետ:
• բջջային վճարներ.
• մշտական ​​մագնիսներ.

Մշտական ​​մագնիսները մեզ հայտնի են մանկուց։ Դրանք օգտագործվում էին որպես խաղալիքներ, որոնք իրենց մեջ ձգում էին տարբեր մետաղական մասեր։ Դրանք ամրացված էին սառնարանին, ներկառուցված էին տարբեր խաղալիքների մեջ։

Շարժման մեջ գտնվող էլեկտրական լիցքերը հաճախ ավելի շատ մագնիսական էներգիա ունեն, քան մշտական ​​մագնիսները:

Հատկություններ

• պետ նշանիսկ մագնիսական դաշտի հատկությունը հարաբերականությունն է։ Եթե ​​լիցքավորված մարմինը անշարժ մնա որոշակի հղման համակարգում, և մոտակայքում տեղադրվի մագնիսական ասեղ, ապա այն ցույց կտա դեպի հյուսիս և միևնույն ժամանակ այն չի «զգա» կողմնակի դաշտը, բացառությամբ երկրի դաշտի: . Իսկ եթե լիցքավորված մարմինը սկսի շարժվել սլաքի մոտ, ապա մարմնի շուրջ կհայտնվի մագնիսական դաշտ։ Արդյունքում պարզ է դառնում, որ MF-ն առաջանում է միայն այն դեպքում, երբ որոշակի լիցք է շարժվում։
• Մագնիսական դաշտը կարող է ազդել և ազդել էլեկտրական հոսանքի վրա։ Այն կարելի է հայտնաբերել լիցքավորված էլեկտրոնների շարժման մոնիտորինգով: Մագնիսական դաշտում լիցք ունեցող մասնիկները կշեղվեն, հոսող հոսանք ունեցող հաղորդիչները կշարժվեն։ Ընթացիկ էներգիայով աշխատող շրջանակը կպտտվի, և մագնիսացված նյութերը կտեղափոխվեն որոշակի հեռավորություն: Կողմնացույցի ասեղը ամենից հաճախ կապույտ գույն ունի: Այն մագնիսացված պողպատի շերտ է։ Կողմնացույցը միշտ ուղղված է դեպի հյուսիս, քանի որ Երկիրն ունի մագնիսական դաշտ: Ամբողջ մոլորակը նման է մեծ մագնիսի՝ իր բևեռներով։

Մագնիսական դաշտը չի ընկալվում մարդու օրգանների կողմից, և այն կարող է հայտնաբերվել միայն հատուկ սարքերի և սենսորների միջոցով: Այն փոփոխական է և մշտական։ Փոփոխական դաշտը սովորաբար ստեղծվում է հատուկ ինդուկտորների միջոցով, որոնք աշխատում են փոփոխական հոսանքի վրա: Հաստատուն դաշտը ձևավորվում է հաստատուն էլեկտրական դաշտով:

կանոնները

Դիտարկենք տարբեր հաղորդիչների համար մագնիսական դաշտի պատկերի հիմնական կանոնները:

գիմլետի կանոն

Ուժի գիծը պատկերված է հարթության մեջ, որը գտնվում է ընթացիկ ուղու նկատմամբ 90 0 անկյան տակ այնպես, որ յուրաքանչյուր կետում ուժը շոշափելիորեն ուղղված է գծին:

Մագնիսական ուժերի ուղղությունը որոշելու համար հարկավոր է հիշել աջակողմյան թելով գիմլետի կանոնը։

Գիմլետը պետք է տեղադրվի նույն առանցքի երկայնքով, ինչ ընթացիկ վեկտորը, բռնակը պետք է պտտվի այնպես, որ խճաքարը շարժվի իր ուղղությամբ: Այս դեպքում գծերի կողմնորոշումը որոշվում է գիմլետի բռնակը պտտելով:

Օղակաձեւ գիմլետի կանոն

Հաղորդավարի մեջ գիմլետի թարգմանական շարժումը, որը պատրաստված է օղակի տեսքով, ցույց է տալիս, թե ինչպես է ինդուկցիան կողմնորոշվում, պտույտը համընկնում է ընթացիկ հոսքի հետ:

Ուժի գծերն ունեն իրենց շարունակությունը մագնիսի ներսում և չեն կարող բաց լինել։

Մագնիսական դաշտ տարբեր աղբյուրներիրար հետ ամփոփված. Դրանով նրանք ստեղծում են ընդհանուր դաշտ։

Նույն բևեռ ունեցող մագնիսները վանում են միմյանց, մինչդեռ տարբեր բևեռներով մագնիսները ձգում են։ Փոխազդեցության ուժի արժեքը կախված է նրանց միջև եղած հեռավորությունից: Երբ բևեռները մոտենում են, ուժը մեծանում է:

Մագնիսական դաշտի պարամետրերը

• Հոսքի շղթա ( Ψ ).
• Մագնիսական ինդուկցիայի վեկտոր ( IN).
• Մագնիսական հոսք ( Ֆ).

Մագնիսական դաշտի ինտենսիվությունը հաշվարկվում է մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի չափով, որը կախված է F ուժից և ձևավորվում է I հոսանքով երկարություն ունեցող հաղորդիչի միջով։ l: V \u003d F / (I * l).

Մագնիսական ինդուկցիան չափվում է Տեսլայում (Tl)՝ ի պատիվ գիտնականի, ով ուսումնասիրել է մագնիսականության երևույթները և զբաղվել դրանց հաշվարկման մեթոդներով։ 1 T-ը հավասար է ուժի ազդեցությամբ մագնիսական հոսքի ինդուկցիային 1 Ներկարության վրա 1մուղիղ դիրիժոր անկյան տակ 90 0 դաշտի ուղղությամբ՝ մեկ ամպերի հոսող հոսանքով.

1 T = 1 x H / (A x m):

ձախ ձեռքի կանոն

Կանոնը գտնում է մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի ուղղությունը:

Եթե ​​ձախ ձեռքի ափը դրված է դաշտում այնպես, որ մագնիսական դաշտի գծերը հյուսիսային բևեռից 90 0 աստիճանով մտնեն ափ, իսկ հոսանքի երկայնքով տեղադրվեն 4 մատներ, բութ մատըցույց է տալիս մագնիսական ուժի ուղղությունը.

Եթե ​​դիրիժորը գտնվում է այլ անկյան տակ, ապա ուժն ուղղակիորեն կախված կլինի հոսանքից և հաղորդիչի ելուստից ուղիղ անկյան տակ գտնվող հարթության վրա:

Ուժը կախված չէ հաղորդիչ նյութի տեսակից և դրա խաչմերուկից: Եթե ​​չկա հաղորդիչ, և լիցքերը շարժվում են այլ միջավայրում, ապա ուժը չի փոխվի։

Երբ մագնիսական դաշտի վեկտորի ուղղությունը մեկ մեծության ուղղությամբ, դաշտը կոչվում է միատեսակ: Տարբեր միջավայրեր ազդում են ինդուկցիոն վեկտորի չափի վրա:

մագնիսական հոսք

Մագնիսական ինդուկցիան, որն անցնում է S որոշակի տարածքով և սահմանափակվում է այս տարածքով, մագնիսական հոսք է:

Եթե ​​տարածքը ունի ինդուկցիոն գծի նկատմամբ α անկյան տակ թեքություն, ապա մագնիսական հոսքը փոքրանում է այս անկյան կոսինուսի չափով: Նրա ամենամեծ արժեքը ձևավորվում է, երբ տարածքը գտնվում է մագնիսական ինդուկցիայի նկատմամբ ուղիղ անկյան տակ.

F \u003d B * S.

Մագնիսական հոսքը չափվում է այնպիսի միավորով, ինչպիսին է «վեբեր», որը հավասար է ինդուկցիայի հոսքին ըստ արժեքի 1 Տըստ տարածքի 1 մ 2.

Հոսքի կապ

Այս հայեցակարգը օգտագործվում է ստեղծելու համար ընդհանուր իմաստմագնիսական հոսք, որը ստեղծվում է մագնիսական բևեռների միջև տեղակայված որոշակի քանակությամբ հաղորդիչներից։

Երբ նույն հոսանքը Իհոսում է ոլորուն միջով n պտույտների քանակով, բոլոր պտույտների արդյունքում ձևավորված ընդհանուր մագնիսական հոսքը հոսքի կապն է:

Հոսքի կապ Ψ չափվում է վեբերներով և հավասար է. Ψ = n * F.

Մագնիսական հատկություններ

Անթափանցելիությունը որոշում է, թե կոնկրետ միջավայրում որքանով է մագնիսական դաշտը ցածր կամ բարձր, քան դաշտի ինդուկցիան վակուումում: Ասում են, որ նյութը մագնիսացված է, եթե այն ունի իր մագնիսական դաշտը: Երբ նյութը տեղադրվում է մագնիսական դաշտում, այն մագնիսանում է։

Գիտնականները պարզել են, թե ինչու են մարմինները ձեռք բերում մագնիսական հատկություններ։ Գիտնականների վարկածի համաձայն՝ նյութերի ներսում առկա են միկրոսկոպիկ մեծության էլեկտրական հոսանքներ։ Էլեկտրոնն ունի իր մագնիսական մոմենտը, որն ունի քվանտային բնույթ, շարժվում է ատոմներում որոշակի ուղեծրով։ Հենց այս փոքր հոսանքներն են որոշում մագնիսական հատկությունները։

Եթե ​​հոսանքները շարժվում են պատահական, ապա դրանցից առաջացած մագնիսական դաշտերը ինքնափոխհատուցվում են։ Արտաքին դաշտը ստիպում է հոսանքները պատվիրված լինել, ուստի ձևավորվում է մագնիսական դաշտ: Սա նյութի մագնիսացումն է։

Տարբեր նյութեր կարելի է բաժանել ըստ մագնիսական դաշտերի հետ փոխազդեցության հատկությունների։

Նրանք բաժանված են խմբերի.

Պարամագնիսներ- նյութեր, որոնք ունեն մագնիսացման հատկություն արտաքին դաշտի ուղղությամբ՝ մագնիսականության ցածր հավանականությամբ. Նրանք դրական դաշտի ուժ ունեն։ Այս նյութերը ներառում են երկաթի քլորիդ, մանգան, պլատին և այլն:
Ֆերիմագնիսներ- մագնիսական մոմենտներով նյութեր, որոնք անհավասարակշռված են ուղղության և արժեքի մեջ: Դրանք բնութագրվում են չփոխհատուցված հակաֆերոմագնիսականության առկայությամբ։ Դաշտի ուժը և ջերմաստիճանը ազդում են դրանց մագնիսական զգայունության վրա (տարբեր օքսիդներ):
ֆերոմագնիսներ- ավելացված դրական զգայունությամբ նյութեր, կախված ինտենսիվությունից և ջերմաստիճանից (կոբալտի, նիկելի բյուրեղներ և այլն):
Դիամագնիսներ- ունեն մագնիսացման հատկություն արտաքին դաշտի հակառակ ուղղությամբ, այսինքն. բացասական նշանակությունմագնիսական զգայունություն, անկախ ինտենսիվությունից: Դաշտի բացակայության դեպքում այս նյութը մագնիսական հատկություններ չի ունենա։ Այդ նյութերը ներառում են՝ արծաթ, բիսմութ, ազոտ, ցինկ, ջրածին և այլ նյութեր։
Հակաֆերոմագնիսներ - ունեն հավասարակշռված մագնիսական պահ, որի արդյունքում ձևավորվում է ցածր աստիճաննյութի մագնիսացում. Երբ տաքանում են, նրանք ենթարկվում են նյութի փուլային անցման, որում առաջանում են պարամագնիսական հատկություններ։ Երբ ջերմաստիճանը իջնում ​​է որոշակի սահմանից, նման հատկություններ չեն հայտնվի (քրոմ, մանգան):

Դիտարկվող մագնիսները նույնպես դասակարգվում են ևս երկու կատեգորիայի.

Փափուկ մագնիսական նյութեր . Նրանք ցածր ստիպողական ուժ ունեն։ Թույլ մագնիսական դաշտերում նրանք կարող են հագեցնել: Մագնիսացման հակադարձման գործընթացում ունենում են աննշան կորուստներ։ Արդյունքում նման նյութերն օգտագործվում են միջուկների արտադրության համար։ էլեկտրական սարքերաշխատում է փոփոխական լարման վրա ( , գեներատոր, ).
կոշտ մագնիսականնյութեր. Նրանք ունեն հարկադրական ուժի բարձրացված արժեք։ Դրանք վերամագնիսացնելու համար անհրաժեշտ է ուժեղ մագնիսական դաշտ։ Նման նյութերն օգտագործվում են մշտական ​​մագնիսների արտադրության մեջ։

Մագնիսական հատկություններ տարբեր նյութերգտնել դրանց կիրառությունը տեխնիկական նախագծերում և գյուտերում:

Մագնիսական սխեմաներ

Բազմակի համադրում մագնիսական նյութերկոչվում է մագնիսական շղթա: Դրանք նմանություններ են և որոշվում են մաթեմատիկայի անալոգային օրենքներով։

Մագնիսական սխեմաների հիման վրա էլեկտրական սարքեր, ինդուկտիվություն, . Գործող էլեկտրամագնիսում հոսքը հոսում է ֆերոմագնիսական նյութից և օդից պատրաստված մագնիսական շղթայով, որը ֆերոմագնիս չէ։ Այս բաղադրիչների համադրությունը մագնիսական միացում է: Շատ էլեկտրական սարքեր իրենց դիզայնում պարունակում են մագնիսական սխեմաներ:

Հասկանալու համար, թե որն է մագնիսական դաշտի հատկանիշը, պետք է սահմանել բազմաթիվ երևույթներ։ Միեւնույն ժամանակ, դուք պետք է նախապես հիշեք, թե ինչպես եւ ինչու է այն հայտնվում: Պարզեք, թե որն է մագնիսական դաշտին բնորոշ հզորությունը: Կարևոր է նաև, որ նման դաշտ կարող է առաջանալ ոչ միայն մագնիսներում: Այս առումով չի խանգարում նշել երկրագնդի մագնիսական դաշտի բնութագրերը։

Դաշտի առաջացում

Սկսելու համար անհրաժեշտ է նկարագրել դաշտի տեսքը։ Դրանից հետո դուք կարող եք նկարագրել մագնիսական դաշտը և դրա բնութագրերը: Այն հայտնվում է լիցքավորված մասնիկների շարժման ժամանակ։ Կարող է ազդել հատկապես հաղորդիչ հաղորդիչների վրա: Մագնիսական դաշտի և շարժվող լիցքերի կամ հաղորդիչների միջև փոխազդեցությունը, որոնց միջով հոսում է հոսանքը, տեղի է ունենում էլեկտրամագնիսական կոչվող ուժերի պատճառով:

Մագնիսական դաշտի ինտենսիվությունը կամ ուժային բնութագրիչը որոշակի տարածական կետում որոշվում է մագնիսական ինդուկցիայի միջոցով: Վերջինս նշվում է B նշանով։

Դաշտի գրաֆիկական ներկայացում

Մագնիսական դաշտը և դրա բնութագրերը կարելի է գրաֆիկորեն ներկայացնել՝ օգտագործելով ինդուկցիոն գծերը: Այս սահմանումը կոչվում է գծեր, որոնց շոշափողները ցանկացած կետում կհամընկնեն մագնիսական ինդուկցիայի y վեկտորի ուղղության հետ։

Այս գծերը ներառված են մագնիսական դաշտի բնութագրերի մեջ և օգտագործվում են դրա ուղղությունն ու ինտենսիվությունը որոշելու համար։ Որքան մեծ է մագնիսական դաշտի ինտենսիվությունը, այնքան ավելի շատ տվյալների գծեր կգծվեն:

Ինչ են մագնիսական գծերը

Հոսանք ունեցող ուղիղ հաղորդիչների մագնիսական գծերն ունեն համակենտրոն շրջանագծի ձև, որի կենտրոնը գտնվում է այս հաղորդիչի առանցքի վրա։ Հոսանք ունեցող հաղորդիչների մոտ մագնիսական գծերի ուղղությունը որոշվում է հոսանքի կանոնով, որը հնչում է այսպես. բռնակի պտույտը համապատասխանում է մագնիսական գծերի ուղղությանը:

Հոսանք ունեցող կծիկի համար մագնիսական դաշտի ուղղությունը նույնպես որոշվելու է գիմլետի կանոնով։ Պահանջվում է նաև բռնակը պտտել հոսանքի ուղղությամբ էլեկտրամագնիսական սարքի պտույտներում: Մագնիսական ինդուկցիայի գծերի ուղղությունը կհամապատասխանի գիմլետի թարգմանական շարժման ուղղությանը:

Դա մագնիսական դաշտի հիմնական բնութագիրն է։

Ստեղծված մեկ հոսանքով, հավասար պայմաններում, դաշտը կտարբերվի իր ինտենսիվությամբ տարբեր միջավայրերում՝ այս նյութերի տարբեր մագնիսական հատկությունների պատճառով: Միջավայրի մագնիսական հատկությունները բնութագրվում են բացարձակ մագնիսական թափանցելիությամբ։ Այն չափվում է մետրի վրա (գ/մ) հենրիներով:

Մագնիսական դաշտի բնութագիրը ներառում է վակուումի բացարձակ մագնիսական թափանցելիությունը, որը կոչվում է մագնիսական հաստատուն։ Այն արժեքը, որը որոշում է, թե միջավայրի բացարձակ մագնիսական թափանցելիությունը քանի անգամ կտարբերվի հաստատունից, կոչվում է հարաբերական մագնիսական թափանցելիություն։

Նյութերի մագնիսական թափանցելիություն

Սա չափազուրկ մեծություն է։ Մեկից պակաս թափանցելիության արժեք ունեցող նյութերը կոչվում են դիամագնիսական: Այս նյութերում դաշտն ավելի թույլ կլինի, քան վակուումում։ Այս հատկությունները առկա են ջրածնի, ջրի, քվարցի, արծաթի և այլնի մեջ:

Միասնությունից մեծ մագնիսական թափանցելիություն ունեցող կրիչները կոչվում են պարամագնիսական: Այս նյութերում դաշտն ավելի ուժեղ կլինի, քան վակուումում։ Այս միջավայրերը և նյութերը ներառում են օդը, ալյումինը, թթվածինը, պլատինը:

Պարամագնիսական և դիամագնիսական նյութերի դեպքում մագնիսական թափանցելիության արժեքը կախված չի լինի արտաքին, մագնիսացնող դաշտի լարումից։ Սա նշանակում է, որ արժեքը հաստատուն է որոշակի նյութի համար:

Ֆեռոմագնիսները պատկանում են հատուկ խմբի. Այս նյութերի համար մագնիսական թափանցելիությունը կհասնի մի քանի հազարի կամ ավելի: Այս նյութերը, որոնք ունեն մագնիսացման և մագնիսական դաշտն ուժեղացնելու հատկություն, լայնորեն կիրառվում են էլեկտրատեխնիկայում։

Դաշտի ուժը

Մագնիսական դաշտի բնութագրերը որոշելու համար մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի հետ միասին կարող է օգտագործվել մագնիսական դաշտի ուժ կոչվող արժեք։ Այս տերմինը սահմանում է արտաքին մագնիսական դաշտի ինտենսիվությունը: Մագնիսական դաշտի ուղղությունը միջավայրում նույն հատկություններըբոլոր ուղղություններով ինտենսիվության վեկտորը դաշտի կետում կհամընկնի մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի հետ:

Ֆեռոմագնիսների ուժեղությունը բացատրվում է դրանցում կամայականորեն մագնիսացված փոքր մասերի առկայությամբ, որոնք կարող են ներկայացվել որպես փոքր մագնիսներ։

Մագնիսական դաշտի բացակայության դեպքում ֆերոմագնիսական նյութը կարող է չունենալ ընդգծված մագնիսական հատկություններ, քանի որ տիրույթի դաշտերը ձեռք են բերում տարբեր կողմնորոշումներ, և դրանց ընդհանուր մագնիսական դաշտը զրո է։

Ըստ մագնիսական դաշտի հիմնական բնութագրի՝ եթե ֆերոմագնիսը դրված է արտաքին մագնիսական դաշտում, օրինակ՝ հոսանք ունեցող կծիկի մեջ, ապա արտաքին դաշտի ազդեցության տակ տիրույթները կշրջվեն արտաքին դաշտի ուղղությամբ։ . Ավելին, կծիկի մագնիսական դաշտը կաճի, իսկ մագնիսական ինդուկցիան կաճի: Եթե ​​արտաքին դաշտը բավական թույլ է, ապա բոլոր տիրույթների միայն մի մասը, որոնց մագնիսական դաշտերը մոտենում են արտաքին դաշտի ուղղությանը, կշրջվի: Արտաքին դաշտի հզորության մեծացմանը զուգընթաց կմեծանա պտտվող տիրույթների թիվը, և ինչպես որոշակի արժեքարտաքին դաշտի լարումը, գրեթե բոլոր մասերը կտեղակայվեն այնպես, որ մագնիսական դաշտերը տեղակայվեն արտաքին դաշտի ուղղությամբ: Այս վիճակը կոչվում է մագնիսական հագեցվածություն:

Մագնիսական ինդուկցիայի և ինտենսիվության միջև կապը

Ֆեռոմագնիսական նյութի մագնիսական ինդուկցիայի և արտաքին դաշտի ուժի միջև կապը կարելի է պատկերել գրաֆիկի միջոցով, որը կոչվում է մագնիսացման կոր: Կորի գրաֆիկի թեքումում մագնիսական ինդուկցիայի աճի արագությունը նվազում է: Կռումից հետո, որտեղ լարվածությունը հասնում է որոշակի արժեքի, տեղի է ունենում հագեցվածություն, և կորը փոքր-ինչ բարձրանում է՝ աստիճանաբար ձեռք բերելով ուղիղ գծի ձև։ Այս հատվածում ինդուկցիան դեռ աճում է, բայց բավականին դանդաղ և միայն արտաքին դաշտի ուժի ավելացման շնորհիվ:

Այս ցուցանիշների գրաֆիկական կախվածությունն ուղղակի չէ, ինչը նշանակում է, որ դրանց հարաբերակցությունը հաստատուն չէ, իսկ նյութի մագնիսական թափանցելիությունը հաստատուն ցուցանիշ չէ, այլ կախված է արտաքին դաշտից։

Նյութերի մագնիսական հատկությունների փոփոխություններ

Ֆեռոմագնիսական միջուկով կծիկի մեջ ընթացիկ ուժի մինչև լրիվ հագեցվածության բարձրացումով և դրա հետագա նվազմամբ, մագնիսացման կորը չի համընկնի ապամագնիսացման կորի հետ: Զրոյական ինտենսիվության դեպքում մագնիսական ինդուկցիան չի ունենա նույն արժեքը, այլ ձեռք կբերի ինչ-որ ցուցանիշ, որը կոչվում է մնացորդային մագնիսական ինդուկցիա: Մագնիսացնող ուժից մագնիսական ինդուկցիայի հետաձգման հետ կապված իրավիճակը կոչվում է հիստերեզ:

Կծիկի մեջ ֆերոմագնիսական միջուկն ամբողջությամբ ապամագնիսացնելու համար անհրաժեշտ է հակառակ հոսանք տալ, որը կստեղծի անհրաժեշտ լարվածություն։ Տարբեր ֆերոմագնիսական նյութերի համար անհրաժեշտ է տարբեր երկարությունների հատված։ Որքան մեծ է այն, այնքան ավելի շատ էներգիա է անհրաժեշտ ապամագնիսացման համար: Այն արժեքը, որով նյութն ամբողջությամբ ապամագնիսացվում է, կոչվում է հարկադրական ուժ:

Կծիկի հոսանքի հետագա աճի դեպքում ինդուկցիան կրկին կբարձրանա մինչև հագեցվածության ինդեքսը, բայց մագնիսական գծերի այլ ուղղությամբ: Հակառակ ուղղությամբ ապամագնիսացնելիս կստացվի մնացորդային ինդուկցիա։ Մնացորդային մագնիսականության ֆենոմենն օգտագործվում է մնացորդային բարձր մագնիսականություն ունեցող նյութերից մշտական ​​մագնիսներ ստեղծելու համար։ Վերամագնիսանալու հատկություն ունեցող նյութերից միջուկներ են ստեղծվում էլեկտրական մեքենաների և սարքերի համար։

ձախ ձեռքի կանոն

Հոսանք ունեցող հաղորդիչի վրա ազդող ուժն ունի ձախ ձեռքի կանոնով որոշված ​​ուղղություն. երբ կույս ձեռքի ափը գտնվում է այնպես, որ մագնիսական գծերմուտքագրեք այն, և չորս մատները երկարացվում են հաղորդիչի հոսանքի ուղղությամբ, թեքված բութ մատը ցույց կտա ուժի ուղղությունը: Այս ուժը ուղղահայաց է ինդուկցիոն վեկտորին և հոսանքին:

Մագնիսական դաշտում շարժվող հոսանք կրող հաղորդիչը համարվում է էլեկտրական շարժիչի նախատիպ, որը փոխվում է էլեկտրական էներգիամեջ մեխանիկական.

Աջ ձեռքի կանոն

Մագնիսական դաշտում հաղորդիչի շարժման ժամանակ դրա ներսում առաջանում է էլեկտրաշարժիչ ուժ, որն ունի մագնիսական ինդուկցիայի, ներգրավված հաղորդիչի երկարության և շարժման արագության համաչափ արժեք։ Այս կախվածությունը կոչվում է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա: Դիրիժորում առաջացած EMF-ի ուղղությունը որոշելիս օգտագործվում է կանոնը աջ ձեռքԵրբ աջ ձեռքը դիրքավորվում է այնպես, ինչպես օրինակ ձախից, մագնիսական գծերը մտնում են ափի մեջ, իսկ բթամատը ցույց է տալիս հաղորդիչի շարժման ուղղությունը, ձգված մատները ցույց են տալիս առաջացած EMF-ի ուղղությունը: Շարժվելով մագնիսական հոսքով արտաքինի ազդեցության տակ մեխանիկական ուժՀաղորդավարը էլեկտրական գեներատորի ամենապարզ օրինակն է, որտեղ մեխանիկական էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի:

Այն կարող է ձևակերպվել այլ կերպ. փակ միացումում առաջանում է EMF, այս միացումով ծածկված մագնիսական հոսքի ցանկացած փոփոխության դեպքում շղթայում EDE-ն թվայինորեն հավասար է մագնիսական հոսքի փոփոխության արագությանը, որը ծածկում է այս միացումը:

Այս ձևը ապահովում է միջին EMF ցուցիչ և ցույց է տալիս EMF-ի կախվածությունը ոչ թե մագնիսական հոսքից, այլ դրա փոփոխության արագությունից:

Լենցի օրենքը

Պետք է նաև հիշել Լենցի օրենքը. հոսանքը, որն առաջանում է մագնիսական դաշտի փոփոխությամբ, որն անցնում է միացումով, իր մագնիսական դաշտով, կանխում է այդ փոփոխությունը: Եթե ​​կծիկի պտույտները ծակվում են տարբեր մեծության մագնիսական հոսքերով, ապա ամբողջ կծիկի վրա առաջացած EMF-ը հավասար է տարբեր պտույտներում EMF-ի գումարին: Կծիկի տարբեր պտույտների մագնիսական հոսքերի գումարը կոչվում է հոսքային կապ։ Այս մեծության, ինչպես նաև մագնիսական հոսքի չափման միավորը վեբերն է։

Երբ շղթայում փոխվում է էլեկտրական հոսանքը, փոխվում է նաև դրա ստեղծած մագնիսական հոսքը։ Այնուամենայնիվ, ըստ օրենքի էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա, EMF-ն առաջանում է դիրիժորի ներսում: Այն հայտնվում է հաղորդիչում հոսանքի փոփոխության հետ կապված, հետևաբար այս երևույթը կոչվում է ինքնաինդուկցիա, իսկ հաղորդիչում առաջացած EMF-ը կոչվում է ինքնաինդուկցիոն EMF:

Հոսքի կապը և մագնիսական հոսքը կախված են ոչ միայն հոսանքի ուժից, այլև տվյալ հաղորդիչի չափից և ձևից, ինչպես նաև շրջակա նյութի մագնիսական թափանցելիությունից:

դիրիժորի ինդուկտիվություն

Համամասնականության գործակիցը կոչվում է հաղորդիչի ինդուկտիվություն։ Այն ցույց է տալիս հաղորդիչի կարողությունը հոսքային կապ ստեղծելու, երբ էլեկտրաէներգիան անցնում է դրա միջով: Սա էլեկտրական սխեմաների հիմնական պարամետրերից մեկն է: Որոշ սխեմաների համար ինդուկտիվությունը հաստատուն է: Դա կախված կլինի եզրագծի չափից, դրա կոնֆիգուրացիայից և միջավայրի մագնիսական թափանցելիությունից: Այս դեպքում շղթայում ընթացիկ ուժը և մագնիսական հոսքը նշանակություն չեն ունենա:

Վերոնշյալ սահմանումները և երևույթները բացատրում են, թե ինչ է մագնիսական դաշտը: Տրված են նաև մագնիսական դաշտի հիմնական բնութագրերը, որոնց օգնությամբ հնարավոր է սահմանել այս երեւույթը։