Magnet dengan medan variabel. §enambelas

Kami masih ingat tentang medan magnet dari sekolah, itu saja, "muncul" dalam ingatan tidak semua orang. Mari kita segarkan kembali apa yang telah kita lalui, dan mungkin memberi tahu Anda sesuatu yang baru, bermanfaat, dan menarik.

Penentuan medan magnet

Medan magnet adalah medan gaya yang bekerja pada muatan listrik (partikel) yang bergerak. Karena medan gaya ini, benda-benda tertarik satu sama lain. Ada dua jenis medan magnet:

1. Gravitasi - terbentuk secara eksklusif di dekat partikel dasar dan viruetsya dalam kekuatannya berdasarkan karakteristik dan struktur partikel tersebut.
2. Dinamis, diproduksi dalam objek dengan muatan listrik yang bergerak (pemancar arus, zat magnet).

Untuk pertama kalinya, penunjukan medan magnet diperkenalkan oleh M. Faraday pada tahun 1845, meskipun maknanya sedikit keliru, karena diyakini bahwa efek dan interaksi listrik dan magnet didasarkan pada medan material yang sama. Kemudian pada tahun 1873, D. Maxwell “menyajikan” teori kuantum, di mana konsep-konsep ini mulai dipisahkan, dan medan gaya yang diturunkan sebelumnya disebut medan elektromagnetik.

Bagaimana medan magnet muncul?

Medan magnet dari berbagai objek tidak terlihat oleh mata manusia, dan hanya sensor khusus yang dapat memperbaikinya. Sumber munculnya magnet Medan gaya pada skala mikroskopis adalah pergerakan partikel mikro yang termagnetisasi (bermuatan), yaitu:

• ion;
• elektron;
• proton.

Pergerakan mereka terjadi karena momen magnet spin, yang ada di setiap mikropartikel.

Medan magnet, di mana dapat ditemukan?

Tidak peduli seberapa aneh kedengarannya, tetapi hampir semua benda di sekitar kita memiliki medan magnetnya sendiri. Meskipun dalam konsep banyak, hanya kerikil yang disebut magnet yang memiliki medan magnet, yang menarik benda besi ke dirinya sendiri. Faktanya, gaya tarik-menarik ada di semua benda, itu hanya memanifestasikan dirinya dalam valensi yang lebih rendah.

Juga harus diklarifikasi bahwa medan gaya, yang disebut magnet, muncul hanya di bawah kondisi bahwa muatan listrik atau benda bergerak.

Muatan tak bergerak memiliki medan gaya listrik (juga dapat hadir dalam muatan bergerak). Ternyata sumbernya Medan gaya adalah:

• magnet permanen;
• biaya seluler.

Lihat juga: Portal:Fisika

Medan magnet dapat diciptakan oleh arus partikel bermuatan dan/atau oleh momen magnetik elektron dalam atom (dan oleh momen magnetik partikel lain, meskipun pada tingkat yang jauh lebih rendah) (magnet permanen).

Selain itu, ia muncul di hadapan medan listrik yang berubah-ubah terhadap waktu.

Karakteristik kekuatan utama dari medan magnet adalah vektor induksi magnetik (vektor induksi medan magnet). Dari sudut pandang matematika, itu adalah medan vektor yang mendefinisikan dan menentukan konsep fisik medan magnet. Seringkali vektor induksi magnet disebut hanya medan magnet untuk singkatnya (walaupun ini mungkin bukan penggunaan istilah yang paling ketat).

Karakteristik mendasar lain dari medan magnet (induksi magnet alternatif dan terkait erat dengannya, praktis sama dengannya di .) arti fisik) adalah potensial vektor .

Medan magnet dapat disebut jenis khusus materi, di mana interaksi antara partikel atau benda bermuatan yang bergerak dengan momen magnetik dilakukan.

Medan magnet adalah konsekuensi yang diperlukan (dalam konteks) dari keberadaan medan listrik.

• Dari sudut pandang teori medan kuantum, interaksi magnetik seperti: kasus spesial interaksi elektromagnetik dilakukan oleh boson tak bermassa fundamental - foton (partikel yang dapat direpresentasikan sebagai eksitasi kuantum medan elektromagnetik), seringkali (misalnya, dalam semua kasus medan statis) - virtual.

Sumber medan magnet

Medan magnet dibuat (dihasilkan) oleh arus partikel bermuatan, atau oleh medan listrik yang berubah terhadap waktu, atau oleh momen magnetik intrinsik partikel (yang terakhir, demi keseragaman gambar, dapat secara formal dikurangi menjadi arus listrik).

perhitungan

PADA kasus sederhana medan magnet dari konduktor pembawa arus (termasuk untuk kasus arus yang didistribusikan secara sewenang-wenang pada volume atau ruang) dapat ditemukan dari hukum Biot-Savart-Laplace atau teorema sirkulasi (juga hukum Ampere). Pada prinsipnya, metode ini terbatas pada kasus (perkiraan) magnetostatika - yaitu, kasus konstan (jika kita berbicara tentang penerapan yang ketat) atau lebih lambat (jika kita berbicara tentang aplikasi perkiraan) medan magnet dan listrik berubah.

Lebih banyak lagi situasi sulit dicari sebagai solusi untuk persamaan Maxwell.

Manifestasi medan magnet

Medan magnet memanifestasikan dirinya dalam efek pada momen magnetik partikel dan benda, pada partikel bermuatan yang bergerak (atau konduktor pembawa arus). Gaya yang bekerja pada partikel bermuatan listrik yang bergerak dalam medan magnet disebut gaya Lorentz, yang selalu berarah tegak lurus terhadap vektor. v dan B. sebanding dengan muatan partikel q, komponen kecepatan v, tegak lurus terhadap arah vektor medan magnet B, dan besarnya induksi medan magnet B. Dalam sistem satuan SI, gaya Lorentz dinyatakan sebagai berikut:

dalam sistem satuan CGS:

di mana tanda kurung siku menunjukkan produk vektor.

Juga (karena aksi gaya Lorentz pada partikel bermuatan yang bergerak di sepanjang konduktor), medan magnet bekerja pada konduktor dengan arus. Gaya yang bekerja pada penghantar berarus disebut gaya ampere. Gaya ini adalah jumlah gaya yang bekerja pada muatan individu yang bergerak di dalam konduktor.

Interaksi dua magnet

Salah satu yang paling umum di kehidupan biasa manifestasi medan magnet - interaksi dua magnet: kutub yang identik tolak-menolak, kutub yang berlawanan menarik. Tampaknya menggoda untuk menggambarkan interaksi antara magnet sebagai interaksi antara dua monopole, dan dari sudut pandang formal, ide ini cukup dapat direalisasikan dan seringkali sangat nyaman, dan karena itu praktis berguna (dalam perhitungan); tetapi analisis rinci menunjukkan bahwa sebenarnya tidak sepenuhnya deskripsi yang benar fenomena (pertanyaan paling jelas yang tidak dapat dijelaskan dalam kerangka model seperti itu adalah pertanyaan mengapa monopole tidak pernah dapat dipisahkan, yaitu, mengapa percobaan menunjukkan bahwa tidak ada benda terisolasi yang benar-benar memiliki muatan magnet; selain itu, kelemahan model ini adalah tidak dapat diterapkan pada medan magnet yang diciptakan oleh arus makroskopik, dan oleh karena itu, jika tidak dianggap sebagai teknik formal murni, itu hanya mengarah pada komplikasi teori dalam arti mendasar).

Akan lebih tepat untuk mengatakan bahwa gaya bekerja pada dipol magnet yang ditempatkan di medan yang tidak homogen, yang cenderung memutarnya sehingga momen magnet dipol searah dengan medan magnet. Tetapi tidak ada magnet yang mengalami gaya (total) dari medan magnet yang seragam. Gaya yang bekerja pada dipol magnet dengan momen magnet m dinyatakan dengan rumus:

Gaya yang bekerja pada magnet (yang bukan dipol titik tunggal) dari medan magnet yang tidak homogen dapat ditentukan dengan menjumlahkan semua gaya (didefinisikan oleh rumus ini) yang bekerja pada dipol elementer yang membentuk magnet.

Namun, ada kemungkinan pendekatan yang mengurangi interaksi magnet dengan gaya Ampere, dan rumus itu sendiri di atas untuk gaya yang bekerja pada dipol magnet juga dapat diperoleh berdasarkan gaya Ampere.

Fenomena induksi elektromagnetik

bidang vektor H diukur dalam ampere per meter (A/m) dalam sistem SI dan dalam oersted dalam CGS. Oersted dan gausses adalah besaran yang identik, pemisahannya murni terminologis.

Energi medan magnet

Kenaikan rapat energi medan magnet adalah:

H- kekuatan medan magnet, B- induksi magnet

Dalam pendekatan tensor linier, permeabilitas magnetik adalah tensor (kami menyatakannya ) dan perkalian vektor dengan itu adalah perkalian tensor (matriks):

atau dalam komponen.

Kepadatan energi dalam pendekatan ini sama dengan:

- komponen tensor permeabilitas magnetik , - tensor diwakili oleh matriks berbanding terbalik dengan matriks tensor permeabilitas magnetik, - konstanta magnetik

Ketika sumbu koordinat dipilih untuk bertepatan dengan sumbu utama tensor permeabilitas magnetik, rumus komponen disederhanakan:

adalah komponen diagonal tensor permeabilitas magnetik pada sumbunya sendiri (komponen lain dalam koordinat khusus ini - dan hanya di dalamnya! - sama dengan nol).

Dalam magnet linier isotropik:

- permeabilitas magnetik relatif

dalam vakum dan:

Energi medan magnet dalam induktor dapat ditemukan dengan rumus:

- fluks magnet, I - arus, L - induktansi kumparan atau kumparan dengan arus.

Sifat magnetik zat

Dari sudut pandang fundamental, seperti disebutkan di atas, medan magnet dapat dibuat (dan oleh karena itu - dalam konteks paragraf ini - dan dilemahkan atau diperkuat) oleh medan listrik bolak-balik, arus listrik dalam bentuk aliran partikel bermuatan atau momen magnetik partikel.

Struktur dan sifat mikroskopis tertentu berbagai zat(serta campuran, paduan, keadaan agregasi, modifikasi kristal, dll.) mengarah pada fakta bahwa pada tingkat makroskopik mereka dapat berperilaku sangat berbeda di bawah aksi medan magnet eksternal (khususnya, melemahkan atau memperkuatnya ke derajat yang bervariasi).

Dalam hal ini, zat (dan lingkungan secara umum) dalam kaitannya dengan sifat magnetik dibagi menjadi beberapa kelompok utama berikut:

• Antiferromagnet adalah zat di mana urutan antiferromagnetik dari momen magnetik atom atau ion ditetapkan: momen magnetik zat diarahkan secara berlawanan dan memiliki kekuatan yang sama.
• Diamagnet adalah zat yang dimagnetisasi melawan arah medan magnet luar.
• Paramagnet adalah zat yang dimagnetisasi dalam medan magnet luar dengan arah medan magnet luar.
• Feromagnet adalah zat di mana, di bawah suhu kritis tertentu (titik Curie), urutan momen magnet feromagnetik jarak jauh ditetapkan.
• Ferrimagnet - bahan di mana momen magnetik zat diarahkan secara berlawanan dan tidak sama kekuatannya.
• Kelompok zat yang tercantum di atas terutama mencakup padatan biasa atau (untuk beberapa) zat cair, serta gas. Interaksi dengan medan magnet superkonduktor dan plasma berbeda secara signifikan.

Toki Foucault

Arus Foucault (arus eddy) - arus listrik tertutup dalam konduktor besaryang timbul dari perubahan fluks magnet yang menembusnya. Mereka adalah arus induksi yang terbentuk dalam tubuh konduktor baik karena perubahan waktu medan magnet di mana ia berada, atau sebagai akibat dari pergerakan tubuh dalam medan magnet, yang mengarah ke perubahan fluks magnet melalui tubuh atau bagian mana pun darinya. Menurut aturan Lenz, medan magnet arus Foucault diarahkan untuk melawan perubahan fluks magnet yang menginduksi arus ini.

Sejarah perkembangan gagasan tentang medan magnet

Meskipun magnet dan magnet diketahui jauh lebih awal, studi tentang medan magnet dimulai pada 1269, ketika ilmuwan Prancis Peter Peregrine (ksatria Pierre dari Méricourt) mencatat medan magnet pada permukaan magnet bola menggunakan jarum baja dan menentukan bahwa garis-garis medan magnet yang dihasilkan berpotongan di dua titik, yang disebutnya "kutub" dengan analogi kutub-kutub Bumi. Hampir tiga abad kemudian, William Gilbert Colchester menggunakan karya Peter Peregrinus dan untuk pertama kalinya secara definitif menyatakan bahwa bumi itu sendiri adalah magnet. Diterbitkan pada tahun 1600, karya Gilbert De Magnete, meletakkan dasar-dasar magnetisme sebagai ilmu.

Tiga penemuan berturut-turut telah menantang "dasar magnetisme" ini. Pertama, pada tahun 1819, Hans Christian Oersted menemukan bahwa listrik menciptakan medan magnet di sekitarnya. Kemudian, pada tahun 1820, André-Marie Ampre menunjukkan bahwa kawat paralel yang mengalirkan arus dalam arah yang sama akan saling tarik menarik. Akhirnya, Jean-Baptiste Biot dan Félix Savard menemukan hukum pada tahun 1820 yang disebut hukum Biot-Savart-Laplace, yang dengan tepat memprediksi medan magnet di sekitar kawat hidup apa pun.

Memperluas eksperimen ini, Ampère menerbitkan model magnetismenya sendiri yang sukses pada tahun 1825. Di dalamnya, ia menunjukkan kesetaraan arus listrik dalam magnet, dan alih-alih dipol muatan magnet dalam model Poisson, ia mengusulkan gagasan bahwa magnet dikaitkan dengan loop arus yang terus mengalir. Ide ini menjelaskan mengapa muatan magnet tidak dapat diisolasi. Selain itu, Ampère menyimpulkan hukum yang dinamai menurut namanya, yang, seperti hukum Biot-Savart-Laplace, dengan tepat menggambarkan medan magnet yang diciptakan oleh arus searah, dan teorema sirkulasi medan magnet juga diperkenalkan. Juga dalam karya ini, Ampère menciptakan istilah "elektrodinamika" untuk menggambarkan hubungan antara listrik dan magnet.

Meskipun kekuatan medan magnet tersirat dalam hukum Ampere bergerak muatan listrik tidak dinyatakan secara eksplisit, pada tahun 1892 Hendrik Lorentz menurunkannya dari persamaan Maxwell. Pada saat yang sama, teori klasik elektrodinamika pada dasarnya telah selesai.

Abad kedua puluh memperluas pandangan tentang elektrodinamika, berkat munculnya teori relativitas dan mekanika kuantum. Albert Einstein, dalam makalahnya pada tahun 1905, di mana teori relativitasnya dibuktikan, menunjukkan bahwa medan listrik dan magnet adalah bagian dari fenomena yang sama yang dipertimbangkan dalam sistem yang berbeda referensi. (Lihat Masalah magnet yang bergerak dan konduktor - eksperimen pemikiran yang akhirnya membantu Einstein mengembangkan relativitas khusus). Akhirnya, mekanika kuantum digabungkan dengan elektrodinamika untuk membentuk elektrodinamika kuantum (QED).

Lihat juga

• Visualisasi Film Magnetik

Catatan

1. TSB. 1973, "Ensiklopedia Soviet".
2. Dalam kasus khusus, medan magnet bisa ada bahkan tanpa adanya Medan listrik, tetapi secara umum, medan magnet sangat berhubungan dengan medan listrik, baik secara dinamis (saling menghasilkan satu sama lain dengan medan listrik dan magnet bolak-balik), dan dalam arti bahwa, pada transisi ke sistem baru pembacaan magnet dan Medan listrik diekspresikan melalui satu sama lain, yaitu, secara umum, mereka tidak dapat dipisahkan tanpa syarat.
3. Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Buku Pegangan Fisika: 2nd ed., Revisi. - M.: Sains, Edisi Utama literatur fisika dan matematika, 1985, - 512 hal.
4. Dalam SI, induksi magnetik diukur dalam teslas (T), dalam sistem cgs dalam gauss.
5. Tepat bertepatan dalam sistem satuan CGS, dalam SI mereka berbeda dengan koefisien konstan, yang, tentu saja, tidak mengubah fakta identitas fisik praktisnya.
6. Perbedaan yang paling penting dan dangkal di sini adalah bahwa gaya yang bekerja pada partikel yang bergerak (atau pada dipol magnet) dihitung secara tepat dalam dan bukan dalam . Metode pengukuran lain yang benar dan bermakna secara fisik juga akan memungkinkan untuk mengukurnya, meskipun kadang-kadang ternyata lebih mudah untuk perhitungan formal - apa sebenarnya gunanya memperkenalkan kuantitas tambahan ini (jika tidak, kami akan melakukannya tanpa itu sama sekali, hanya menggunakan
7. Namun, harus dipahami dengan baik bahwa sejumlah sifat dasar "materi" ini pada dasarnya berbeda dari sifat-sifat jenis "materi" biasa, yang dapat disebut dengan istilah "zat".
8. Lihat teorema Ampere.
9. Untuk bidang seragam ekspresi ini memberikan gaya nol, karena semua turunan sama dengan nol B oleh koordinat.
10. Sivukhin D.V. Kursus umum fisika. - Ed. 4, stereotip. - M.: Fizmatlit; Penerbitan MIPT, 2004. - Vol.III. Listrik. - 656 hal. - ISBN 5-9221-0227-3; ISBN 5-89155-086-5.

Medan magnet terjadi secara alami dan dapat dibuat secara artifisial. Pria itu memperhatikan mereka fitur yang berguna yang telah belajar untuk diterapkan di Kehidupan sehari-hari. Apa sumber medan magnet?

jpg?.jpg 600w

medan magnet bumi

Bagaimana doktrin medan magnet berkembang

Sifat magnetik dari beberapa zat diperhatikan di zaman kuno, tetapi studi mereka yang sebenarnya dimulai di Eropa abad pertengahan. Dengan menggunakan jarum baja kecil, seorang ilmuwan dari Perancis, Peregrine, menemukan perpotongan garis gaya magnet di titik-titik tertentu - kutub. Hanya tiga abad kemudian, dipandu oleh penemuan ini, Gilbert terus mempelajarinya dan kemudian mempertahankan hipotesisnya bahwa Bumi memiliki medan magnetnya sendiri.

Perkembangan pesat teori magnet dimulai pada awal abad ke-19, ketika Ampere menemukan dan menggambarkan pengaruh medan listrik terhadap terjadinya medan magnet, dan penemuan oleh Faraday induksi elektromagnetik membentuk hubungan terbalik.

Apa itu medan magnet

Medan magnet memanifestasikan dirinya dalam efek gaya pada muatan listrik yang bergerak, atau pada benda yang memiliki momen magnet.

Sumber medan magnet:

1. konduktor yang dilalui arus listrik;
2. magnet permanen;
3. mengubah medan listrik.

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/2-18-600x307.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. ru/wp-content/uploads/2018/02/2-18-768x393..jpg 800w" size="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Sumber medan magnet

Akar penyebab terjadinya medan magnet identik untuk semua sumber: muatan mikro listrik - elektron, ion, atau proton - memiliki momen magnetiknya sendiri atau bergerak searah.

Penting! Saling menghasilkan satu sama lain medan listrik dan magnet yang berubah seiring waktu. Hubungan ini ditentukan oleh persamaan Maxwell.

Karakteristik medan magnet

Ciri-ciri medan magnet adalah :

1. fluks magnet, skalar, yang menentukan berapa banyak garis medan magnet melewati bagian tertentu. Dilambangkan dengan huruf F. Dihitung dengan rumus:

F = B x S x cos ,

di mana B adalah vektor induksi magnetik, S adalah penampang, adalah sudut kemiringan vektor terhadap garis tegak lurus yang ditarik ke bidang penampang. Satuan pengukuran - weber (Wb);

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/3-17-600x450.jpg?.jpg 600w, https://elquanta. id/wp-content/uploads/2018/02/3-17.jpg 720w" size="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

fluks magnet

1. Vektor induksi magnetik (B) menunjukkan gaya yang bekerja pada pembawa muatan. Ini diarahkan ke kutub utara, di mana jarum magnet biasa menunjuk. Secara kuantitatif, induksi magnetik diukur dalam teslas (Tl);
2. tegangan MP (N). Hal ini ditentukan oleh permeabilitas magnetik dari berbagai media. Dalam ruang hampa, permeabilitas dianggap sebagai satu kesatuan. Arah vektor intensitas bertepatan dengan arah induksi magnetik. Satuan pengukuran - A / m.

Bagaimana cara merepresentasikan medan magnet

Sangat mudah untuk melihat manifestasi medan magnet pada contoh magnet permanen. Ia memiliki dua kutub, dan tergantung pada orientasinya, kedua magnet itu menarik atau menolak. Medan magnet mencirikan proses yang terjadi dalam kasus ini:

1. MP secara matematis digambarkan sebagai medan vektor. Ini dapat dibangun melalui banyak vektor induksi magnet B, yang masing-masing diarahkan ke kutub utara jarum kompas dan memiliki panjang tergantung pada gaya magnet;
2. Cara alternatif untuk mewakili adalah dengan menggunakan garis gaya. Garis-garis ini tidak pernah berpotongan, tidak pernah mulai atau berhenti di mana pun, membentuk loop tertutup. Garis MF bergabung di daerah yang lebih sering di mana medan magnet paling kuat.

Penting! Kepadatan garis medan menunjukkan kekuatan medan magnet.

Meskipun pada kenyataannya MF tidak dapat dilihat, garis gaya mudah untuk divisualisasikan dunia nyata, menempatkan serbuk besi di MP. Setiap partikel berperilaku seperti magnet kecil dengan kutub utara dan selatan. Hasilnya adalah pola yang mirip dengan garis gaya. Seseorang tidak dapat merasakan dampak MP.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/4-13.jpg 640w

Garis medan magnet

Pengukuran medan magnet

Karena ini adalah besaran vektor, ada dua parameter untuk mengukur MF: gaya dan arah. Arah mudah diukur dengan kompas yang terhubung ke lapangan. Contohnya adalah kompas yang ditempatkan di medan magnet bumi.

Pengukuran karakteristik lain jauh lebih sulit. Magnetometer praktis hanya muncul pada abad ke-19. Kebanyakan dari mereka bekerja menggunakan gaya yang dirasakan elektron ketika bergerak melalui medan magnet.

Jpg?x15027" alt="(!LANG:Magnetometer" width="414" height="600">!}

magnetometer

Sangat pengukuran yang tepat medan magnet telah menjadi praktis sejak penemuan pada tahun 1988 dari magnetoresistance raksasa dalam bahan berlapis. Penemuan dalam fisika dasar ini dengan cepat diterapkan pada teknologi magnetik. perangkat keras untuk menyimpan data di komputer, yang menghasilkan peningkatan seribu kali lipat dalam kapasitas penyimpanan hanya dalam beberapa tahun.

Dalam sistem pengukuran yang diterima secara umum, MF diukur dalam tes (T) atau dalam gauss (G). 1 T = 10.000 gauss. Gauss sering digunakan karena medan Tesla terlalu besar.

Menarik. Sebuah magnet kulkas kecil menciptakan MF sama dengan 0,001 T, dan medan magnet bumi rata-rata adalah 0,00005 T.

Sifat medan magnet

Magnetisme dan medan magnet adalah manifestasi dari gaya elektromagnetik. Ada dua kemungkinan cara bagaimana mengatur muatan energi dalam gerakan dan, akibatnya, medan magnet.

Yang pertama adalah menghubungkan kabel ke sumber arus, MF terbentuk di sekitarnya.

Penting! Saat arus (jumlah muatan yang bergerak) meningkat, MP meningkat secara proporsional. Saat Anda menjauh dari kawat, medan berkurang dengan jarak. Ini dijelaskan oleh hukum Ampere.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/6-9.jpg 720w

hukum Ampere

Beberapa bahan dengan permeabilitas magnet yang lebih tinggi mampu memusatkan medan magnet.

Karena medan magnet adalah vektor, maka perlu untuk menentukan arahnya. Untuk arus biasa yang mengalir melalui kawat lurus, arahnya dapat ditemukan dengan aturan tangan kanan.

Untuk menggunakan aturan, Anda harus membayangkan bahwa kawat itu dibungkus tangan kanan, sebuah ibu jari menunjukkan arah arus. Kemudian keempat jari lainnya akan menunjukkan arah vektor induksi magnet disekitar penghantar.

Jpeg?.jpeg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/7.jpeg 612w

Aturan tangan kanan

Cara kedua untuk membuat MF adalah dengan menggunakan fakta bahwa elektron muncul di beberapa zat yang memiliki momen magnetnya sendiri. Inilah cara kerja magnet permanen:

1. Meskipun atom sering memiliki banyak elektron, mereka sebagian besar terhubung sedemikian rupa sehingga medan magnet total dari pasangan tersebut dibatalkan. Dua elektron yang dipasangkan dengan cara ini dikatakan memiliki spin yang berlawanan. Oleh karena itu, untuk menarik sesuatu, Anda memerlukan atom yang memiliki satu atau lebih elektron dengan putaran yang sama. Misalnya, besi memiliki empat elektron seperti itu dan cocok untuk membuat magnet;
2. Miliaran elektron dalam atom dapat diorientasikan secara acak, dan tidak akan ada medan magnet yang sama, tidak peduli berapa banyak elektron tidak berpasangan yang dimiliki materi. Itu harus stabil pada suhu rendah untuk memberikan orientasi elektron yang disukai secara keseluruhan. Permeabilitas magnet yang tinggi menyebabkan magnetisasi zat tersebut dalam kondisi tertentu di luar pengaruh medan magnet. Ini adalah feromagnet;
3. Bahan lain mungkin menunjukkan sifat magnetik dengan adanya medan magnet eksternal. Medan luar berfungsi untuk menyamakan semua putaran elektron, yang menghilang setelah MF dihilangkan. Zat-zat ini bersifat paramagnetik. Kulkas pintu logam adalah contoh dari paramagnet.

medan magnet bumi

Bumi dapat direpresentasikan dalam bentuk pelat kapasitor, yang muatannya memiliki tanda yang berlawanan: "minus" - di permukaan bumi dan "plus" - di ionosfer. Di antara mereka adalah udara atmosfer sebagai bantalan isolasi. Kapasitor raksasa mempertahankan muatan konstan karena pengaruh medan magnet bumi. Dengan menggunakan pengetahuan ini, dimungkinkan untuk membuat skema untuk memperoleh energi listrik dari medan magnet bumi. Benar, hasilnya akan menjadi nilai tegangan rendah.

Harus mengambil:

• perangkat pembumian;
• kawat;
• Trafo Tesla, mampu menghasilkan osilasi frekuensi tinggi dan menciptakan pelepasan korona, mengionisasi udara.

Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/02/8-3-592x600.jpg?.jpg 592w, https://elquanta. id/wp-content/uploads/2018/02/8-3.jpg 644w" size="(max-width: 592px) 100vw, 592px">

Tesla Coil

Kumparan Tesla akan bertindak sebagai pemancar elektron. Seluruh struktur dihubungkan bersama, dan untuk memastikan perbedaan potensial yang cukup, transformator harus dinaikkan ke ketinggian yang cukup. Dengan demikian, sirkuit listrik akan dibuat, di mana arus kecil akan mengalir. Mendapatkan sejumlah besar listrik menggunakan perangkat ini tidak memungkinkan.

Listrik dan magnet mendominasi banyak dunia di sekitar manusia: dari proses paling mendasar di alam hingga perangkat elektronik mutakhir.

Video

Jika arus listrik dilewatkan melalui besi, maka besi akan memperoleh sifat magnetik selama aliran arus. Beberapa zat, misalnya, baja yang dikeraskan dan sejumlah paduan, tidak kehilangan sifat magnetiknya bahkan setelah arus dimatikan, tidak seperti elektromagnet.

Benda seperti itu yang mempertahankan magnetisasi untuk waktu yang lama disebut magnet permanen. Magnet permanen yang pertama kali dipelajari orang untuk diekstraksi dari magnet alami- bijih besi magnetik, dan kemudian mereka sudah belajar cara membuat diri mereka sendiri dari zat lain, secara artifisial membuat magnet.

Medan magnet dari magnet permanen

Magnet permanen memiliki dua kutub yang disebut medan magnet utara dan selatan. Di antara kutub-kutub ini, medan magnet terletak dalam bentuk garis tertutup, diarahkan dari kutub utara ke selatan. Medan magnet magnet permanen bekerja pada benda logam dan magnet lainnya.

Jika Anda membawa dua magnet satu sama lain dengan kutub yang sama, mereka akan saling tolak. Dan jika namanya berbeda, maka tariklah. Garis-garis magnet dari muatan yang berlawanan dalam hal ini, seolah-olah, tertutup satu sama lain.

Jika suatu benda logam masuk ke dalam medan magnet, maka magnet tersebut memagnetkannya, dan benda logam itu sendiri menjadi magnet. Itu ditarik oleh kutub yang berlawanan dengan magnet, sehingga badan logam tampak "menempel" pada magnet.

Medan magnet bumi dan badai magnet

Tidak hanya magnet yang memiliki medan magnet, tetapi juga planet rumah kita. Medan magnet Bumi menentukan pengoperasian kompas, yang sejak zaman kuno telah digunakan oleh orang-orang untuk menavigasi medan. Bumi, seperti magnet lainnya, memiliki dua kutub - utara dan selatan. Kutub magnet bumi terletak dekat dengan kutub geografis.

Garis-garis gaya medan magnet bumi “keluar” dari kutub utara bumi dan “masuk” di lokasi kutub selatan. Fisika mengkonfirmasi keberadaan medan magnet bumi secara eksperimental, tetapi belum dapat menjelaskannya sepenuhnya. Diyakini bahwa alasan keberadaan magnet bumi adalah arus yang mengalir di dalam Bumi dan di atmosfer.

Dari waktu ke waktu ada yang disebut "badai magnet". Karena aktivitas matahari dan emisi aliran partikel bermuatan oleh Matahari, medan magnet bumi berubah untuk waktu yang singkat. Dalam hal ini, kompas mungkin berperilaku aneh, transmisi berbagai sinyal elektromagnetik di atmosfer terganggu.

Badai semacam itu dapat menyusahkan bagi beberapa orang yang sensitif, karena gangguan magnetisme duniawi yang normal menyebabkan perubahan kecil pada instrumen yang agak rumit, tubuh kita. Diyakini bahwa dengan bantuan magnet bumi, mereka menemukan jalan pulang. burung yang bermigrasi dan hewan yang bermigrasi.

Di beberapa tempat di Bumi, ada area di mana kompas tidak secara konsisten menunjuk ke utara. Tempat-tempat seperti itu disebut anomali. Anomali semacam itu paling sering dijelaskan oleh endapan bijih besi yang sangat besar di kedalaman yang dangkal, yang mendistorsi medan magnet alami Bumi.

MEDAN MAGNETIK KONSTAN. Sumber medan magnet permanen (PMF) di tempat kerja adalah magnet permanen, elektromagnet, sistem arus tinggi arus searah(Jalur transmisi DC, rendaman elektrolit, dan perangkat listrik lainnya). Magnet permanen dan elektromagnet banyak digunakan dalam instrumentasi, dalam mesin cuci magnetik untuk derek dan perangkat pemasangan lainnya, dalam pemisah magnetik, perangkat untuk pengolahan air magnetik, generator magnetohidrodinamik (MHD), instalasi resonansi magnetik nuklir (NMR) dan resonansi paramagnetik elektron (EPR) maupun dalam praktek fisioterapi.

Utama parameter fisik karakteristik PMP:

2.0 T (efek jangka pendek pada tubuh);

5.0 T (paparan jangka pendek ke tangan);

untuk populasi

0,01 T (paparan terus menerus).

Kontrol PMP di tempat kerja dilakukan dalam urutan preventif dan terkini pengawasan sanitasi dengan mengukur kuat medan dan induksi magnet (kerapatan fluks magnet). Pengukuran dilakukan di tempat kerja permanen di mana personel dapat ditempatkan. Dengan tidak adanya tempat kerja tetap di dalam area kerja Beberapa titik dipilih pada jarak yang berbeda dari sumbernya. Saat melakukan operasi manual di zona aksi PMF dan ketika bekerja dengan bahan magnet (bubuk) dan magnet permanen, ketika kontak dengan PMF dibatasi oleh dampak lokal (tangan, ikat pinggang), pengukuran harus dilakukan pada tingkat falang terminal jari-jari, tengah lengan bawah, tengah bahu.

Pengukuran induksi magnet magnet permanen dilakukan dengan kontak langsung sensor perangkat dengan permukaan magnet. Dalam praktik higienis, perangkat berdasarkan hukum induksi, efek Hall digunakan. Fluksmeter (webermeter) atau galvanometer balistik secara langsung mengukur perubahan fluks magnet, yang ditutup pada kumparan pengukur yang dikalibrasi; Yang paling umum digunakan adalah galvanometer balistik tipe M-197/1 dan M-197/2, meter fluks tipe M-119 dan M-119t, dan teslameter.

Oerstedmeters dapat digunakan untuk mengukur kekuatan PMF dengan derajat defleksi jarum magnet, yaitu dengan besarnya momen gaya yang memutar jarum pada titik tertentu dalam ruang.

Area area produksi dengan tingkat melebihi MPC harus ditandai dengan tanda peringatan khusus dengan tulisan penjelasan tambahan “Hati-hati! Medan magnet!". Perlu untuk mengurangi dampak PMF pada pekerja dengan memilih mode kerja dan istirahat yang rasional, mengurangi waktu yang dihabiskan dalam kondisi PMF, menentukan rute yang membatasi kontak dengan PMF di area kerja.

Pencegahan paparan PMP. Saat melakukan pekerjaan perbaikan sistem busbar harus di-shunt. Orang yang melayani instalasi proses DC, sistem busbar atau yang berhubungan dengan sumber PMF harus menjalani pemeriksaan pendahuluan dan berkala dengan cara yang ditentukan.

Di perusahaan industri elektronik selama perakitan perangkat semikonduktor gunakan melalui kaset teknologi yang membatasi kontak tangan dengan PMP. Di perusahaan untuk produksi magnet permanen, proses pengukuran parameter magnetik produk dilakukan secara otomatis melalui perangkat yang mengecualikan kontak dengan PMF. Penggunaan yang tepat perangkat jarak jauh(forceps terbuat dari bahan non-magnetik, pinset, grip), yang mencegah kemungkinan aksi lokal PMF pada pekerja. Perangkat pemblokiran harus digunakan yang mematikan instalasi elektromagnetik ketika tangan masuk ke area jangkauan PMP.