자기장은 동일합니다. 전자파의 성질
자기장이 무엇인지 함께 이해합시다. 결국 많은 사람들이이 분야에서 평생을 살고 그것에 대해 생각조차하지 않습니다. 그것을 고칠 시간입니다!
자기장
자기장 – 특별한 종류문제. 움직일 때 행동으로 나타난다. 전기 요금및 자체 자기 모멘트를 갖는 물체(영구 자석).
중요: 자기장은 고정 전하에 작용하지 않습니다! 자기장은 전하를 이동하거나 시간에 따라 변화하여 생성됩니다. 전기장, 또는 원자에 있는 전자의 자기 모멘트. 즉, 전류가 흐르는 모든 와이어도 자석이 됩니다!
자체 자기장이 있는 물체.
자석에는 북극과 남극이라는 극이 있습니다. "northern" 및 "southern"이라는 명칭은 편의상 제공됩니다(전기의 경우 "플러스" 및 "마이너스").
자기장은 다음과 같이 표시됩니다. 힘 자기선. 힘의 선은 연속적이고 닫혀 있으며 방향은 항상 필드 힘의 방향과 일치합니다. 영구자석 주위에 금속 조각이 흩어져 있으면 금속 입자가 선명하게 나타납니다. 힘의 선자기장이 북쪽에서 나와 남극으로 들어갑니다. 자기장의 그래픽 특성 - 힘의 선.
자기장 특성
자기장의 주요 특성은 다음과 같습니다. 자기 유도, 자속 그리고 투자율. 그러나 모든 것에 대해 순서대로 이야기합시다.
즉시 모든 측정 단위가 시스템에 제공됩니다. 시.
자기 유도 비 – 벡터 물리량, 이것은 자기장의 주요 전력 특성입니다. 문자로 표시 비 . 자기 유도 측정 단위 - 테슬라(Tl).
자기 유도는 자기장이 전하에 작용하는 힘을 결정함으로써 자기장이 얼마나 강한지를 나타냅니다. 이 힘을 로렌츠 힘.
여기 큐 - 요금, V - 자기장에서의 속도, 비 - 유도, 에프 필드가 전하에 작용하는 로렌츠 힘입니다.
에프-유도 벡터와 흐름이 통과하는 등고선 평면의 법선 사이의 등고선 및 코사인 영역에 의한 자기 유도의 곱과 동일한 물리량. 자속은 자기장의 스칼라 특성입니다.
자속은 단위 면적을 관통하는 자기 유도선의 수를 특징짓는다고 말할 수 있습니다. 자속은 다음에서 측정됩니다. 베베라흐(WB).
투자율매체의 자기 특성을 결정하는 계수입니다. 자기장의 자기 유도가 의존하는 매개변수 중 하나는 투자율입니다.
우리 행성은 수십억 년 동안 거대한 자석이었습니다. 지구 자기장의 유도는 좌표에 따라 다릅니다. 적도에서는 테슬라의 마이너스 5제곱의 3.1배에 해당한다. 또한 자기장의 값과 방향이 주변 영역과 크게 다른 자기 이상 현상이 있습니다. 지구상에서 가장 큰 자기 이상 중 하나 - 쿠르스크그리고 브라질 자기 이상.
지구 자기장의 기원은 과학자들에게 여전히 미스터리입니다. 자기장의 근원은 지구의 액체 금속 코어라고 가정합니다. 코어가 움직인다는 것은 용철-니켈 합금이 움직인다는 뜻이며, 하전입자의 움직임은 자기장을 발생시키는 전류이다. 문제는 이 이론이 지오다이나모) 필드가 어떻게 안정적으로 유지되는지 설명하지 않습니다.
지구는 거대한 자기 쌍극자입니다.자극은 매우 가깝지만 지리적 자극과 일치하지 않습니다. 또한 지구의 자극이 움직이고 있습니다. 그들의 변위는 1885년부터 기록되었습니다. 예를 들어, 지난 100년 동안 남반구의 자극은 거의 900km 이동했으며 현재 남극해에 있습니다. 북극 반구의 극은 북극해를 가로질러 동 시베리아 자기장 이상으로 이동하고 있으며, 이동 속도(2004년 데이터에 따르면)는 연간 약 60km였습니다. 이제 극의 움직임이 가속화됩니다. 평균적으로 속도는 연간 3km씩 증가하고 있습니다.
우리에게 지구 자기장의 중요성은 무엇입니까?우선, 지구의 자기장은 우주선과 태양풍으로부터 지구를 보호합니다. 깊은 우주에서 대전된 입자는 땅에 직접 떨어지지 않고 거대한 자석에 의해 편향되어 힘의 선을 따라 움직입니다. 따라서 모든 생물은 유해한 방사선으로부터 보호됩니다.
지구의 역사 동안 여러 차례 반전자극의 (변화). 극 반전장소를 변경할 때입니다. 이 현상이 마지막으로 발생한 것은 약 80만 년 전이며 지구 역사상 400회 이상의 지자기 반전이 있었습니다. 일부 과학자들은 관찰된 자극 운동의 가속을 고려할 때 다음 극 반전이 다음과 같아야 한다고 믿습니다. 앞으로 2천 년 후에 예상됩니다.
다행히도, 우리 세기에는 극의 반전이 예상되지 않습니다. 따라서 자기장의 주요 특성과 특성을 고려하여 지구의 그리운 상수 필드에서 쾌적함을 생각하고 삶을 즐길 수 있습니다. 그리고 당신이 이것을 할 수 있도록 성공에 대한 확신을 가지고 교육 문제의 일부를 맡길 수있는 저자가 있습니다! 및 기타 유형의 작업은 링크에서 주문할 수 있습니다.
지구의 자기장
자기장은 운동 상태에 관계없이 움직이는 전하와 자기 모멘트를 갖는 물체에 작용하는 힘장입니다.
거시적 자기장의 소스는 자화된 물체, 전류가 흐르는 도체 및 움직이는 전하를 띤 물체입니다. 이러한 소스의 특성은 동일합니다. 자기장은 하전된 미세 입자(전자, 양성자, 이온)의 움직임의 결과로 발생하고 미세 입자에 자체(스핀) 자기 모멘트가 존재하기 때문에 발생합니다.
교류 자기장은 전기장이 시간에 따라 변할 때도 발생합니다. 차례로 자기장이 시간에 따라 변할 때, 전기장. 전체 설명전기장과 자기장의 관계는 Maxwell 방정식을 제공합니다. 자기장을 특성화하기 위해 자기장의 힘(자기 유도선)의 개념이 종종 도입됩니다.
자기장의 특성을 측정하고 자기 특성물질이 사용된다 다양한 유형자력계. CGS 단위 시스템에서 자기장 유도의 단위는 가우스(Gs)이며, 국제 시스템단위(SI) - 테슬라(T), 1T = 104G 강도는 각각 에르스테드(Oe) 및 미터당 암페어(A/m, 1A/m \u003d 0.01256 Oe, 자기장 에너지 - Erg/cm 2 또는 J/m 2, 1 J/m 2)로 측정됩니다. \u003d 10 erg/cm2.
나침반 반응
지구의 자기장에
자연의 자기장은 그 규모와 그 영향이 매우 다양합니다. 지구의 자기권을 형성하는 지구의 자기장은 태양 방향으로 70-80,000km, 반대 방향으로 수백만km의 거리까지 확장됩니다. 지구 표면에서 자기장은 평균 50μT, 자기권 경계에서 ~ 10-3G입니다. 지자기장은 태양풍과 부분적으로 우주선으로부터 하전 입자의 흐름으로부터 지구 표면과 생물권을 보호합니다. 유기체의 중요한 활동에 대한 지자기장 자체의 영향은 자기 생물학에서 연구됩니다. 지구 근처 공간에서 자기장은 고에너지 하전 입자를 위한 자기 트랩(지구의 복사 벨트)을 형성합니다. 방사선 벨트에 포함된 입자는 우주 비행 중에 심각한 위험을 초래합니다. 지구 자기장의 기원은 전도체의 대류 운동과 관련이 있습니다. 액체 물질지구의 핵심에서.
우주선의 도움으로 직접 측정 한 결과 달, 금성 및 화성과 같은 지구에 가장 가까운 우주 체에는 지구와 유사한 자체 자기장이 없습니다. 다른 행성에서 태양계목성과 분명히 토성만이 행성 자기 함정을 만들기에 충분한 자체 자기장을 가지고 있습니다. 목성에서 최대 10가우스의 자기장과 여러 가지 특징적인 현상(자기 폭풍, 싱크로트론 전파 방출 등)이 발견되어 행성 과정에서 자기장의 중요한 역할을 나타냅니다.
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태양의 사진
좁은 스펙트럼에서
행성간 자기장은 주로 태양풍(태양 코로나의 지속적으로 팽창하는 플라즈마)의 자기장입니다. 지구 궤도 근처에서 행성간 필드는 ~ 10 -4 -10 -5 Gs입니다. 행성간 자기장의 규칙성은 개발로 인해 방해받을 수 있습니다. 다양한 종류플라즈마 불안정성, 충격파의 통과, 태양 플레어에 의해 생성된 빠른 입자 흐름의 전파.
태양의 모든 과정에서 플레어, 반점과 돌출부의 출현, 태양 우주선의 탄생, 자기장이 중요한 역할을 합니다. Zeeman 효과에 기초한 측정은 자기장이 흑점수천 가우스에 도달하고 돌출부는 ~ 10-100 가우스의 필드에 의해 유지됩니다(태양의 총 자기장의 평균값은 ~ 1 가우스).
자기 폭풍
자기 폭풍은 지구 자기장의 강한 교란으로, 지구 자기 요소의 매끄러운 일상 과정을 급격히 방해합니다. 자기 폭풍은 몇 시간에서 며칠 동안 지속되며 지구 전체에서 동시에 관찰됩니다.
일반적으로 자기 폭풍은 예비, 초기 및 주요 단계와 복구 단계로 구성됩니다. 예비 단계에서 지자기장의 미미한 변화(주로 고위도에서)와 특징적인 단주기 자기장 진동의 여기가 관찰됩니다. 초기 단계는 지구 전체에 걸쳐 개별 필드 성분의 급격한 변화가 특징이며, 메인 단계는 큰 필드 변동과 수평 성분의 강한 감소가 특징입니다. 자기 폭풍 복구 단계에서 필드는 정상 값으로 돌아갑니다.
태양풍의 영향
지구의 자기권으로
자기 폭풍은 잔잔한 태양풍에 겹쳐서 태양의 활동 영역에서 흐르는 태양 플라즈마의 흐름에 의해 발생합니다. 따라서 자기 폭풍은 태양 활동의 11년 주기의 최대값 근처에서 더 자주 관찰됩니다. 지구에 도달하는 태양 플라즈마 흐름은 자기권의 압축을 증가시켜 자기 폭풍의 초기 단계를 일으키고 부분적으로 지구의 자기권으로 침투합니다. 고에너지 입자가 지구의 상층 대기로 진입하여 자기권에 미치는 영향은 그 안의 전류를 생성 및 증폭시켜 전리층의 극지방에서 가장 높은 강도에 도달하게 하는 원인이 됩니다. 자기 활동의 고위도 영역의 존재. 자기권-전리층 전류 시스템의 변화는 불규칙한 자기 교란의 형태로 지구 표면에 나타납니다.
소우주의 현상에서 자기장의 역할은 우주 규모만큼이나 중요합니다. 이것은 물질의 구조적 요소(전자, 양성자, 중성자), 자기 모멘트, 움직이는 전하에 대한 자기장의 작용 등 모든 입자의 존재 때문입니다.
과학 및 기술 분야의 자기장 응용. 자기장은 일반적으로 약(최대 500Gs), 중간(500Gs - 40kGs), 강(40kGs - 1MGs) 및 초강력(1MGs 이상)으로 세분화됩니다. 실질적으로 모든 전기 공학, 무선 공학 및 전자공학은 약한 자기장과 중간 자기장의 사용을 기반으로 합니다. 약한 자기장과 중간 자기장은 영구 자석, 전자석, 비냉각 솔레노이드, 초전도 자석을 사용하여 얻습니다.
자기장 소스
자기장의 모든 소스는 인공 및 자연으로 나눌 수 있습니다. 자기장의 주요 자연 소스는 지구 자체 자기장과 태양풍입니다. 모든 인공 소스 전자기장우리의 현대 세계특히 우리 집. 우리에 대해 더 읽고 우리에 대해 읽어보십시오.
전기 운송은 0 ~ 1000Hz 범위의 강력한 자기장 소스입니다. 철도 운송교류를 사용합니다. 도시 교통은 영구적입니다. 교외 전기 운송에서 자기장 유도의 최대 값은 75μT에 도달하고 평균 값은 약 20μT입니다. 에 의해 운전되는 차량의 평균 값 직류 29μT로 고정. 리턴 와이어가 레일인 트램에서 자기장은 트롤리버스의 와이어보다 훨씬 더 먼 거리에서 서로를 보상하며, 트롤리버스 내부에서는 가속 중에도 자기장 변동이 작습니다. 그러나 자기장의 가장 큰 변동은 지하철입니다. 컴포지션을 보낼 때 플랫폼의 자기장 크기는 50-100μT 이상으로 지자기장을 초과합니다. 기차가 터널 속으로 사라진 지 오래 되더라도 자기장은 이전 값으로 돌아가지 않습니다. 컴포지션이 다음 연결 지점을 접점 레일로 통과한 후에야 자기장이 이전 값으로 돌아갑니다. 사실, 때로는 시간이 없습니다. 다음 열차가 이미 플랫폼에 접근하고 있으며 속도가 느려지면 자기장이 다시 바뀝니다. 자동차 자체에서 자기장은 150-200μT, 즉 기존 기차보다 10배 더 강합니다.
우리가 가장 자주 접하는 자기장 유도 값 일상 생활아래 다이어그램에 나와 있습니다. 이 도표를 보면 우리는 언제 어디서나 자기장에 노출되어 있음이 분명해집니다. 일부 과학자에 따르면 유도가 0.2μT를 초과하는 자기장은 유해한 것으로 간주됩니다. 당연히, 우리 주변의 장의 해로운 영향으로부터 자신을 보호하기 위해 특정 예방 조치를 취해야 합니다. 몇 가지만 하면 간단한 규칙자기장에 대한 신체의 노출을 크게 줄일 수 있습니다.
현재 SanPiN 2.1.2.2801-10 "SanPiN 2.1.2.2645-10에 대한 변경 및 추가 사항 1번 "주거용 건물 및 건물의 생활 조건에 대한 위생 및 역학 요구 사항"은 다음과 같이 말합니다. 허용 수준구내의 지자기장의 약화 주거용 건물 1.5"로 설정됩니다. 또한 50Hz의 주파수에서 자기장의 강도와 강도의 최대 허용 값이 설정됩니다.
- 거실에서 - 5μT또는 4A/m;
- 입력 비주거 건물정원 구획의 영토를 포함한 주거 지역의 주거용 건물 - 10μT또는 8A/m.
이러한 표준을 기반으로 모든 사람은 각 특정 방에서 얼마나 많은 전기 제품이 켜져 있고 대기 상태에 있을 수 있는지 계산할 수 있습니다.
관련 동영상
지구 자기장에 대한 작은 과학 영화
참고문헌
1. 위대한 소비에트 백과사전.
자기장은 일상 생활, 직장 및 직장에서 널리 사용되는 것으로 잘 알려져 있습니다. 과학적 연구. 발전기와 같은 장치의 이름을 지정하는 것으로 충분합니다. 교류, 전기 모터, 릴레이, 가속기 소립자그리고 다양한 센서. 자기장이 무엇이며 어떻게 형성되는지 자세히 살펴 보겠습니다.
자기장이란 무엇인가 - 정의
자기장은 움직이는 하전 입자에 작용하는 힘장입니다. 자기장의 크기는 변화율에 따라 달라집니다. 이 기능에 따라 동적 자기장과 중력 자기장의 두 가지 유형이 구별됩니다.
중력 자기장은 소립자 근처에서만 발생하며 구조의 특성에 따라 형성됩니다. 동적 자기장의 소스는 움직이는 전하 또는 하전된 물체, 전류가 흐르는 도체 및 자화 물질입니다.
자기장 속성
위대한 프랑스 과학자 André Ampere는 자기장의 두 가지 기본 속성을 알아냈습니다.
- 자기장과 전기장의 주요 차이점과 주요 속성은 상대적이라는 것입니다. 하전된 물체를 어떤 기준 좌표계에서도 움직이지 않은 상태로 두고 근처에 자기 바늘을 놓으면 평소와 같이 북쪽을 가리킵니다. 즉, 지구 이외의 필드는 감지하지 않습니다. 화살표를 기준으로이 대전체를 움직이기 시작하면 회전하기 시작합니다. 이는 대전체가 움직일 때 전기장 외에 자기장도 발생함을 나타냅니다. 따라서 자기장은 움직이는 전하가 있는 경우에만 나타납니다.
- 자기장은 다른 전류에 작용합니다. 따라서 하전 입자의 움직임을 추적하여 이를 감지할 수 있습니다. 자기장에서 이탈하고 전류가 있는 도체가 움직이고 전류가 있는 프레임이 회전하고 자화된 물질이 이동합니다. 여기서 우리는 일반적으로 다음과 같이 칠해진 자기 나침반 바늘을 기억해야 합니다. 푸른 색- 그냥 자화 철 조각입니다. 지구에는 자기장이 있기 때문에 항상 북쪽을 가리킵니다. 우리 행성 전체가 거대한 자석입니다. 남극은 북극에, 북극은 남극에 있습니다.
또한 자기장의 특성에는 다음과 같은 특성이 포함됩니다.
- 자기장의 강도는 자기 유도로 설명됩니다. 이것은 자기장이 움직이는 전하에 영향을 미치는 강도를 결정하는 벡터량입니다.
- 자기장은 일정하고 가변적일 수 있습니다. 첫 번째는 시간이 지남에 따라 변하지 않는 전기장에 의해 생성되며, 그러한 전기장의 유도도 변경되지 않습니다. 두 번째는 교류로 구동되는 인덕터를 사용하여 가장 자주 생성됩니다.
- 자기장은 인간의 감각으로 감지할 수 없으며 특수 센서에 의해서만 기록됩니다.
두 개의 병렬 도체에 연결된 경우 전류, 연결된 전류의 방향(극성)에 따라 끌어당기거나 밀어냅니다. 이것은 이러한 도체 주위에 특별한 종류의 물질이 나타나는 것으로 설명됩니다. 이 물질을 자기장(MF)이라고 합니다. 자기력은 도체가 서로 작용하는 힘입니다.
자기 이론은 고대 아시아의 고대 문명에서 발생했습니다. 마그네시아의 산에서 그들은 서로에게 끌릴 수 있는 특별한 암석을 발견했습니다. 장소의 이름으로이 품종은 "자석"이라고 불 렸습니다. 막대 자석에는 두 개의 극이 있습니다. 자기 특성은 극에서 특히 두드러집니다.
실에 매달린 자석은 극과 함께 수평선의 측면을 보여줍니다. 그 극은 북쪽과 남쪽으로 바뀔 것입니다. 나침반은 이 원리에 따라 작동합니다. 두 자석의 반대 극은 끌어 당기고 같은 극은 밀어냅니다.
과학자들은 도체 근처에 있는 자화된 바늘이 전류가 통과할 때 벗어나는 것을 발견했습니다. 이것은 주위에 MF가 형성되었음을 시사합니다.
자기장은 다음에 영향을 미칩니다.
움직이는 전기 요금.
강자성체라고 하는 물질: 철, 주철, 그 합금.
영구 자석은 하전 입자(전자)의 공통 자기 모멘트를 갖는 물체입니다.
1 - 자석의 남극
2 - 자석의 북극
3 - 금속 파일링의 예에 대한 MP
4 - 자기장의 방향
영구 자석이 철가루 층을 부은 종이 시트에 접근하면 자기장 선이 나타납니다. 그림은 방향성 힘선으로 극의 위치를 명확하게 보여줍니다.
자기장 소스
- 시간에 따라 변하는 전기장.
- 모바일 요금.
- 영구 자석.
우리는 어린 시절부터 영구 자석을 알고 있었습니다. 그들은 다양한 금속 부품을 끌어들이는 장난감으로 사용되었습니다. 그들은 냉장고에 붙어 있었고 다양한 장난감에 내장되었습니다.
운동 중인 전하는 종종 영구 자석보다 더 많은 자기 에너지를 갖습니다.
속성
- 셰프 순도 검증 각인자기장의 속성은 상대성입니다. 하전된 물체가 일정한 기준 틀에서 움직이지 않고 남아 있고 자기 바늘이 근처에 있으면 북쪽을 가리키고 동시에 지구 자기장을 제외하고는 외부 자기장을 "느끼지" 않습니다. . 그리고 하전체가 화살표 근처로 움직이기 시작하면 자기장이 몸 주위에 나타납니다. 결과적으로 특정 전하가 이동할 때만 MF가 형성됨이 분명해집니다.
- 자기장은 전류에 영향을 미치고 영향을 줄 수 있습니다. 하전된 전자의 움직임을 모니터링하여 감지할 수 있습니다. 자기장에서 전하가 있는 입자는 벗어나고 전류가 흐르는 도체는 움직입니다. 전류가 통하는 프레임이 회전하고 자화된 재료가 일정 거리 이동합니다. 나침반 바늘은 대부분 파란색입니다. 자화 강철 스트립입니다. 지구에는 자기장이 있기 때문에 나침반은 항상 북쪽을 향하고 있습니다. 행성 전체는 극이 있는 큰 자석과 같습니다.
자기장은 인간의 장기에 의해 감지되지 않으며 특수 장치 및 센서에 의해서만 감지될 수 있습니다. 그것은 가변적이고 영구적입니다. 교류 필드는 일반적으로 교류에서 작동하는 특수 인덕터에 의해 생성됩니다. 일정한 전기장은 일정한 전기장에 의해 형성됩니다.
규칙
다양한 도체의 자기장 이미지에 대한 기본 규칙을 고려하십시오.
김렛 규칙
힘의 선은 각 지점에서 힘이 선에 접선 방향으로 향하도록 현재 경로에 대해 90°의 각도에 위치한 평면에 표시됩니다.
자기력의 방향을 결정하려면 오른쪽 나사산이 있는 김렛의 규칙을 기억해야 합니다.
gimlet은 현재 벡터와 같은 축을 따라 위치해야 하며 gimlet이 방향 방향으로 이동하도록 핸들을 회전해야 합니다. 이 경우 김렛의 핸들을 돌려 선의 방향을 결정합니다.
링 김렛 룰
링 형태로 만들어진 도체에서 김렛의 병진 운동은 유도 방향이 어떻게 지정되고 회전이 전류 흐름과 일치하는지 보여줍니다.
힘의 선은 자석 내부에서 계속되며 열릴 수 없습니다.
자기장 다른 소스서로 요약했습니다. 그렇게 함으로써 그들은 공통 필드를 생성합니다.
같은 극을 가진 자석은 서로 밀어내고 다른 극을 가진 자석은 끌어당깁니다. 상호 작용의 강도 값은 그들 사이의 거리에 따라 다릅니다. 극이 접근함에 따라 힘이 증가합니다.
자기장 매개변수
- 스트림 체인( Ψ ).
- 자기유도 벡터( 입력).
- 자속( 에프).
자기장의 세기는 힘 F에 의존하는 자기 유도 벡터의 크기에 의해 계산되며, 길이를 갖는 도체를 통과하는 전류 I에 의해 형성됩니다. 내가 : V \u003d F / (I * l).
자기 유도는 자기 현상을 연구하고 계산 방법을 다룬 과학자를 기리기 위해 Tesla(Tl)로 측정됩니다. 1 T는 힘에 의한 자속의 유도와 같습니다. 1N길이에 1m비스듬한 직선 도체 90 0 1 암페어의 흐르는 전류로 필드 방향으로:
1 T = 1 x H / (A x m).
왼손 법칙
규칙은 자기 유도 벡터의 방향을 찾습니다.
자기장의 선이 90 °의 북극에서 손바닥으로 들어가도록 왼손 손바닥을 자기장에 놓고 4개의 손가락을 전류를 따라 놓으면, 무지자기력의 방향을 나타낸다.
도체가 다른 각도에 있으면 힘은 전류와 도체가 직각으로 투영되는 평면에 직접적으로 의존합니다.
힘은 도체 재료의 유형과 단면에 의존하지 않습니다. 도체가 없고 전하가 다른 매질로 이동하면 힘은 변하지 않습니다.
자기장 벡터의 방향이 한 방향으로 크기가 1인 경우 균일장이라고 합니다. 다른 환경은 유도 벡터의 크기에 영향을 미칩니다.
자속
특정 영역 S를 통과하고 이 영역에 의해 제한되는 자기 유도는 자속입니다.
면적이 유도선에 대해 어떤 각도 α에서 기울기를 가지면 자속은 이 각도의 코사인 크기만큼 감소합니다. 면적이 자기 유도와 직각일 때 가장 큰 값이 형성됩니다.
F \u003d B * S.
자속은 다음과 같은 단위로 측정됩니다. "웨버", 이는 값에 의한 유도의 흐름과 같습니다. 1T지역별 1m 2.
플럭스 연결
이 개념은 생성하는 데 사용됩니다. 일반적인 의미자극 사이에 위치한 특정 수의 도체에서 생성되는 자속.
전류가 같을 때 나권선 수 n으로 권선을 통해 흐르면 모든 권선에 의해 형성된 총 자속이 쇄교 자속입니다.
플럭스 연결 Ψ 웨버로 측정되며 다음과 같습니다. Ψ = n * F.
자기 특성
투자율은 특정 매체의 자기장이 진공에서의 자기장 유도보다 낮거나 높은 정도를 결정합니다. 물질 자체에 자기장이 있으면 자화된다고 합니다. 물질이 자기장에 놓이면 자화됩니다.
과학자들은 신체가 자기 특성을 얻는 이유를 결정했습니다. 과학자들의 가설에 따르면 물질 내부에는 미세한 크기의 전류가 있습니다. 전자는 양자 특성을 가진 자체 자기 모멘트를 가지고 있으며 원자의 특정 궤도를 따라 움직입니다. 자기 특성을 결정하는 것은 이러한 작은 전류입니다.
전류가 무작위로 움직이면 전류로 인한 자기장이 자체 보상합니다. 외부 필드는 전류를 정렬하여 자기장이 형성됩니다. 이것은 물질의 자화입니다.
자기장과의 상호작용 특성에 따라 다양한 물질을 나눌 수 있다.
그들은 그룹으로 나뉩니다.
상자성체- 자화 가능성이 낮은 외부 자기장 방향으로 자화 특성을 갖는 물질. 그들은 긍정적 인 전계 강도를 가지고 있습니다. 이러한 물질에는 염화 제2철, 망간, 백금 등이 포함됩니다.
페리자석- 방향과 값이 불균형한 자기 모멘트를 가진 물질. 그들은 보상되지 않은 반강자성의 존재가 특징입니다. 자기장 강도와 온도는 자화율(다양한 산화물)에 영향을 미칩니다.
강자성체- 강도와 온도에 따라 양성 감수성이 증가하는 물질(코발트, 니켈 등의 결정).
다이아몬드- 외부 자기장의 반대 방향으로 자화하는 성질을 갖는다. 즉, 부정적인 의미강도와 무관한 자기 감수성. 장이 없으면이 물질은 자기 특성을 갖지 않습니다. 이러한 물질에는 은, 비스무트, 질소, 아연, 수소 및 기타 물질이 포함됩니다.
반강자성체
- 균형 잡힌 자기 모멘트를 가지므로 형성 낮은 학위물질의 자화. 가열되면 상자성 특성이 발생하는 물질의 상전이가 발생합니다. 온도가 특정 한계 이하로 떨어지면 이러한 특성(크롬, 망간)이 나타나지 않습니다.
고려되는 자석은 두 가지 범주로 더 분류됩니다.
연자성재료
. 그들은 낮은 보자력을 가지고 있습니다. 약한 자기장에서는 포화될 수 있습니다. 자화 반전 과정에서 손실이 미미합니다. 결과적으로 이러한 재료는 코어 생산에 사용됩니다. 전기 장치교류 전압에서 작동( , 발전기, ).
단단한 자기재료. 그들은 강제력의 증가된 가치를 가지고 있습니다. 그들을 재자화하려면 강한 자기장이 필요합니다. 이러한 재료는 영구 자석 생산에 사용됩니다.
자기 특성 다양한 물질기술 설계 및 발명에서 사용합니다.
자기 회로
여러 개 결합 자성 물질자기회로라고 한다. 그것들은 유사성이며 유사한 수학 법칙에 의해 결정됩니다.
자기 회로 기반 전기 장치, 인덕턴스, . 작동하는 전자석에서 흐름은 강자성체가 아닌 강자성 물질과 공기로 구성된 자기 회로를 통해 흐릅니다. 이러한 구성 요소의 조합이 자기 회로입니다. 많은 전기 장치는 설계에 자기 회로를 포함합니다.
자기장의 특성이 무엇인지 이해하려면 많은 현상을 정의해야 합니다. 동시에 그것이 어떻게 그리고 왜 나타나는지 미리 기억해야합니다. 자기장의 전력 특성이 무엇인지 알아보십시오. 이러한 자기장이 자석에서만 발생할 수 있다는 것도 중요합니다. 이와 관련하여 지구 자기장의 특성을 언급하는 것은 나쁘지 않습니다.
필드의 출현
우선 현장의 모습을 설명할 필요가 있습니다. 그런 다음 자기장과 그 특성을 설명할 수 있습니다. 하전 입자의 이동 중에 나타납니다. 특히 전도성 도체에 영향을 줄 수 있습니다. 자기장과 움직이는 전하 또는 전류가 흐르는 도체 사이의 상호 작용은 전자기라고 불리는 힘으로 인해 발생합니다.
특정 공간 지점에서 자기장의 세기 또는 전력 특성은 자기 유도를 사용하여 결정됩니다. 후자는 기호 B로 표시됩니다.
필드의 그래픽 표현
자기장과 그 특성은 유도선을 사용하여 그래픽으로 나타낼 수 있습니다. 이 정의를 선이라고 하며, 접선은 어느 지점에서든 자기 유도의 벡터 y 방향과 일치합니다.
이 선은 자기장의 특성에 포함되며 자기장의 방향과 강도를 결정하는 데 사용됩니다. 자기장의 강도가 높을수록 더 많은 데이터 라인이 그려집니다.
자기선이란?
전류가 흐르는 직선 도체의 자기선은 동심원 모양을 가지며 그 중심은이 도체의 축에 있습니다. 전류가 흐르는 도체 근처의 자기선 방향은 다음과 같이 들리는 김렛의 규칙에 의해 결정됩니다. 김렛이 전류 방향으로 도체에 나사로 고정되도록 위치하면 핸들의 회전은 자력선의 방향에 해당합니다.
전류가 흐르는 코일의 경우 자기장의 방향도 김렛 법칙에 의해 결정됩니다. 또한 솔레노이드의 회전에서 전류 방향으로 핸들을 회전해야 합니다. 자기 유도선의 방향은 김렛의 병진 운동 방향에 해당합니다.
자기장의 주요 특성입니다.
동일한 조건에서 하나의 전류에 의해 생성되는 장은 이러한 물질의 다른 자기 특성으로 인해 다른 매체에서 강도가 다릅니다. 매체의 자기 특성은 절대 투자율을 특징으로 합니다. 미터당 헨리(g/m)로 측정됩니다.
자기장의 특성에는 자기 상수라고 하는 진공의 절대 투자율이 포함됩니다. 매질의 절대 투자율이 상수와 몇 배 차이가 나는지를 결정하는 값을 상대 투자율이라고 합니다.
물질의 투자율
이것은 무차원 수량입니다. 투자율 값이 1 미만인 물질을 반자성체라고 합니다. 이러한 물질에서 장은 진공보다 약할 것입니다. 이러한 특성은 수소, 물, 석영, 은 등에 존재합니다.
투자율이 1보다 큰 매체를 상자성이라고 합니다. 이러한 물질에서 장은 진공보다 더 강할 것입니다. 이러한 매체 및 물질에는 공기, 알루미늄, 산소, 백금이 포함됩니다.
상자성 및 반자성 물질의 경우 투자율 값은 외부 자화장의 전압에 의존하지 않습니다. 이것은 값이 특정 물질에 대해 일정하다는 것을 의미합니다.
강자성체는 특별한 그룹에 속합니다. 이러한 물질의 경우 투자율은 수천 이상에 이릅니다. 자화되어 자기장을 증폭시키는 성질을 갖는 이러한 물질은 전기공학에서 널리 사용된다.
필드 강도
자기장의 특성을 결정하기 위해 자기 유도 벡터와 함께 자기장 강도라는 값을 사용할 수 있습니다. 이 용어는 외부 자기장의 강도를 정의합니다. 다음과 같은 매체에서 자기장의 방향 같은 속성모든 방향에서 강도 벡터는 자기장 지점에서 자기 유도 벡터와 일치합니다.
강자성체의 강도는 작은 자석으로 나타낼 수 있는 임의로 자화된 작은 부품의 존재로 설명됩니다.
자기장이 없으면 강자성 물질은 자기장이 다른 방향을 얻고 총 자기장이 0이기 때문에 뚜렷한 자기 특성을 갖지 않을 수 있습니다.
자기장의 주요 특성에 따르면 강자성체가 외부 자기장, 예를 들어 전류가 흐르는 코일에 배치되면 외부 자기장의 영향으로 도메인이 외부 자기장 방향으로 회전합니다 . 또한 코일의 자기장이 증가하고 자기 유도가 증가합니다. 외부 자기장이 충분히 약하면 자기장이 외부 자기장의 방향에 접근하는 모든 도메인의 일부만 뒤집힐 것입니다. 외부장의 세기가 증가함에 따라 회전된 도메인의 수가 증가하고, 특정 가치외부 자기장의 전압이 증가하면 자기장이 외부 자기장 방향으로 위치하도록 거의 모든 부품이 배치됩니다. 이 상태를 자기 포화라고 합니다.
자기유도와 강도의 관계
강자성체의 자기유도와 외부장의 세기와의 관계는 자화곡선이라는 그래프를 이용하여 나타낼 수 있다. 곡선 그래프의 구부러진 부분에서 자기 유도의 증가율은 감소합니다. 장력이 일정 수준에 도달하는 굽힘 이후에는 포화가 발생하고 곡선이 약간 상승하여 점차 직선의 형태를 띠게 됩니다. 이 섹션에서 유도는 여전히 성장하고 있지만 외부 필드의 강도가 증가하기 때문에 다소 느리고만 있습니다.
이 지표의 그래픽 의존성은 직접적이지 않으므로 비율이 일정하지 않고 재료의 투자율이 일정한 지표가 아니지만 외부 필드에 따라 다릅니다.
재료의 자기 특성 변화
강자성 코어가 있는 코일에서 전류 강도가 최대 포화 상태로 증가하고 이에 따른 감소로 인해 자화 곡선은 자화 곡선과 일치하지 않습니다. 강도가 0이면 자기 유도는 동일한 값을 갖지 않지만 잔류 자기 유도라는 표시기를 얻습니다. 자화력에 의한 자기유도가 지연되는 상황을 히스테리시스(Hysteresis)라고 한다.
코일의 강자성 코어를 완전히 소자화하려면 필요한 장력을 생성하는 역전류를 제공해야 합니다. 다른 강자성 물질의 경우 길이가 다른 세그먼트가 필요합니다. 크기가 클수록 자기소거에 더 많은 에너지가 필요합니다. 재료가 완전히 자기가 없어지는 값을 보자력이라고 합니다.
코일의 전류가 추가로 증가하면 유도가 다시 포화 지수까지 증가하지만 자력선의 방향이 다릅니다. 반대 방향으로 자기를 제거하면 잔류 유도가 얻어집니다. 잔류 자기 현상은 잔류 자기가 높은 물질로 영구 자석을 만드는 데 사용됩니다. 재자화 능력이 있는 물질에서 전기 기계 및 장치용 코어가 생성됩니다.
왼손 법칙
전류가 흐르는 도체에 작용하는 힘의 방향은 왼손 법칙에 의해 결정됩니다. 처녀 손의 손바닥이 다음과 같은 위치에 있을 때 자기선그것을 입력하고 네 개의 손가락이 도체의 전류 방향으로 확장되면 구부러진 엄지 손가락이 힘의 방향을 나타냅니다. 이 힘은 유도 벡터와 전류에 수직입니다.
자기장에서 움직이는 전류 운반 도체는 전기 모터의 원형으로 간주되며, 전기 에너지기계로.
오른손 법칙
자기장 내에서 도체가 이동하는 동안 내부에 기전력이 유도되며, 이는 자기 유도, 관련된 도체의 길이 및 이동 속도에 비례하는 값을 갖습니다. 이 의존성을 전자기 유도라고 합니다. 도체에서 유도된 EMF의 방향을 결정할 때 규칙이 사용됩니다. 오른손: 오른손을 왼쪽에서 예와 같은 위치에 놓았을 때 자기선이 손바닥에 들어가 엄지손가락이 도체의 이동방향을 가리키고, 뻗은 손가락이 유도기전력의 방향을 나타낸다. 외부의 영향으로 자속의 이동 기계적 힘도체는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기의 가장 간단한 예입니다.
다르게 공식화할 수 있습니다. 폐쇄 회로에서 EMF가 유도되고 이 회로가 덮는 자속의 모든 변화와 함께 회로의 EDE는 수치적으로 이 회로를 덮는 자속의 변화율과 같습니다.
이 형식은 평균 EMF 표시기를 제공하고 자속이 아니라 변화율에 대한 EMF의 의존성을 나타냅니다.
렌츠의 법칙
또한 Lenz의 법칙을 기억해야 합니다. 자기장과 함께 회로를 통과하는 자기장의 변화에 의해 유도된 전류는 이러한 변화를 방지합니다. 코일의 회전이 다른 크기의 자속에 의해 관통되면 전체 코일에 유도된 EMF는 다른 회전의 EMF의 합과 같습니다. 코일의 다른 권선의 자속의 합을 자속 결합이라고합니다. 이 양과 자속의 측정 단위는 웨버입니다.
회로의 전류가 변경되면 회로에 의해 생성되는 자속도 변경됩니다. 다만, 법에 따라 전자기 유도, EMF는 도체 내부에 유도됩니다. 이는 도체에 흐르는 전류의 변화와 관련하여 나타나므로 이러한 현상을 자기유도라고 하며, 도체에 유도되는 EMF를 자기유도 EMF라고 한다.
자속 결합과 자속은 전류의 강도뿐만 아니라 주어진 도체의 크기와 모양, 주변 물질의 투자율에 따라 달라집니다.
도체 인덕턴스
비례 계수를 도체의 인덕턴스라고 합니다. 전기가 통과할 때 쇄교 자속을 생성하는 도체의 능력을 나타냅니다. 이것은 전기 회로의 주요 매개 변수 중 하나입니다. 특정 회로의 경우 인덕턴스는 일정합니다. 윤곽의 크기, 구성 및 매체의 투자율에 따라 다릅니다. 이 경우 회로의 전류 강도와 자속은 중요하지 않습니다.
위의 정의와 현상은 자기장이 무엇인지에 대한 설명을 제공합니다. 자기장의 주요 특성도 제공되며 이를 통해 이 현상을 정의할 수 있습니다.
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