เส้นสนามแม่เหล็กคืออะไร. เส้นสนามแม่เหล็ก

ธีม ใช้ตัวเข้ารหัส : อันตรกิริยาของแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กของตัวนำกับกระแส

คุณสมบัติของแม่เหล็กของสสารเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วสำหรับผู้คนมาเป็นเวลานาน แม่เหล็กได้ชื่อมาจากเมืองโบราณของแมกนีเซีย: แร่ (ภายหลังเรียกว่าแร่เหล็กแม่เหล็กหรือแมกนีไทต์) แพร่หลายในบริเวณใกล้เคียงซึ่งชิ้นส่วนดึงดูดวัตถุเหล็ก

ปฏิกิริยาของแม่เหล็ก

แม่เหล็กแต่ละด้านอยู่ 2 ด้าน ขั้วโลกเหนือและ ขั้วโลกใต้. แม่เหล็กสองตัวถูกดึงดูดเข้าหากันโดยขั้วตรงข้ามและผลักกันด้วยขั้วที่เหมือนกัน แม่เหล็กสามารถทำหน้าที่ซึ่งกันและกันได้แม้ผ่านสุญญากาศ! ทั้งหมดนี้ชวนให้นึกถึงปฏิกิริยาของประจุไฟฟ้าอย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาของแม่เหล็กไม่ใช่ไฟฟ้า. นี่คือหลักฐานจากข้อเท็จจริงการทดลองต่อไปนี้

แรงแม่เหล็กจะอ่อนตัวลงเมื่อแม่เหล็กถูกทำให้ร้อน ความแรงของปฏิกิริยาของประจุจุดไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ

แรงแม่เหล็กจะลดลงจากการเขย่าแม่เหล็ก ไม่มีอะไรคล้ายกันเกิดขึ้นกับร่างกายที่มีประจุไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้าที่เป็นบวกสามารถแยกออกจากประจุลบได้ (เช่น เมื่อร่างกายถูกทำให้เป็นไฟฟ้า) แต่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกขั้วของแม่เหล็ก: ถ้าคุณตัดแม่เหล็กออกเป็นสองส่วน ขั้วก็ปรากฏขึ้นที่จุดตัดด้วย และแม่เหล็กจะแตกออกเป็นแม่เหล็กสองอันที่มีขั้วตรงข้ามที่ปลาย (เน้นเหมือนกันทุกประการ แบบขั้วแม่เหล็กเดิม)

ดังนั้นแม่เหล็ก เสมอไบโพลาร์มีอยู่ในรูปเท่านั้น ไดโพล. ขั้วแม่เหล็กแยก (เรียกว่า โมโนโพลแม่เหล็ก- ไม่มีแอนะล็อกของประจุไฟฟ้า) ในธรรมชาติ (ในกรณีใด ๆ พวกเขายังไม่ได้รับการตรวจพบการทดลอง) นี่อาจเป็นความไม่สมมาตรที่น่าประทับใจที่สุดระหว่างไฟฟ้ากับสนามแม่เหล็ก

เช่นเดียวกับวัตถุที่มีประจุไฟฟ้า แม่เหล็กจะทำหน้าที่เกี่ยวกับประจุไฟฟ้า อย่างไรก็ตามแม่เหล็กจะทำงานเฉพาะกับ ย้ายค่าใช้จ่าย; หากประจุหยุดนิ่งเมื่อเทียบกับแม่เหล็ก จะไม่มีแรงแม่เหล็กกระทำต่อประจุ ในทางตรงกันข้าม ร่างกายที่ใช้ไฟฟ้าจะทำหน้าที่เกี่ยวกับประจุใดๆ ไม่ว่าจะอยู่นิ่งหรือเคลื่อนไหวก็ตาม

ตามแนวคิดสมัยใหม่ของทฤษฎีการกระทำระยะสั้น ปฏิกิริยาของแม่เหล็กจะดำเนินการผ่าน สนามแม่เหล็ก กล่าวคือแม่เหล็กสร้างสนามแม่เหล็กในพื้นที่โดยรอบซึ่งทำหน้าที่กับแม่เหล็กอื่นและทำให้เกิดแรงดึงดูดหรือแรงผลักที่มองเห็นได้ของแม่เหล็กเหล่านี้

ตัวอย่างของแม่เหล็กคือ เข็มแม่เหล็กเข็มทิศ. ด้วยความช่วยเหลือของเข็มแม่เหล็ก เราสามารถตัดสินการมีอยู่ของสนามแม่เหล็กในพื้นที่ที่กำหนดของพื้นที่ เช่นเดียวกับทิศทางของสนาม

โลกของเราเป็นแม่เหล็กขนาดยักษ์ ไม่ไกลจากขั้วโลกเหนือทางภูมิศาสตร์ของโลกคือขั้วแม่เหล็กใต้ ดังนั้นปลายด้านเหนือของเข็มทิศหันไปทางขั้วแม่เหล็กใต้ของโลกชี้ไปทางทิศเหนือทางภูมิศาสตร์ ดังนั้น อันที่จริง ชื่อ "ขั้วเหนือ" ของแม่เหล็กจึงเกิดขึ้น

เส้นสนามแม่เหล็ก

เราจำได้ว่าสนามไฟฟ้าได้รับการตรวจสอบโดยใช้ประจุทดสอบขนาดเล็กโดยการกระทำที่สามารถตัดสินขนาดและทิศทางของสนามได้ อะนาล็อกของประจุทดสอบในกรณีของสนามแม่เหล็กคือเข็มแม่เหล็กขนาดเล็ก

ตัวอย่างเช่น คุณสามารถรับแนวคิดทางเรขาคณิตของสนามแม่เหล็กได้ หากคุณวางใน จุดต่างๆช่องว่างเป็นเข็มเข็มทิศขนาดเล็กมาก ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าลูกศรจะเรียงกันเป็นแถว - ที่เรียกว่า เส้นสนามแม่เหล็ก. ให้เรากำหนดแนวคิดนี้ในรูปแบบ สามถัดไปคะแนน

1. เส้นสนามแม่เหล็กหรือสนามแม่เหล็ก เส้นแรง- เหล่านี้เป็นเส้นกำกับในอวกาศที่มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: เข็มเข็มทิศขนาดเล็กที่แต่ละจุดของเส้นดังกล่าวจะถูกวางในแนวสัมผัสไปยังเส้นนี้.

2. ทิศทางของเส้นสนามแม่เหล็กคือทิศทางของปลายด้านเหนือของเข็มทิศซึ่งอยู่ที่จุดของเส้นนี้.

3. ยิ่งเส้นหนาขึ้นเท่าใด สนามแม่เหล็กก็จะยิ่งแรงขึ้นในพื้นที่ที่กำหนด.

บทบาทของเข็มเข็มทิศสามารถทำได้สำเร็จโดยการตะไบเหล็ก: ในสนามแม่เหล็ก ตะไบเล็ก ๆ จะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กและมีพฤติกรรมเหมือนกับเข็มแม่เหล็ก

เลยเอาตะไบเหล็กเทรอบๆ แม่เหล็กถาวรเราจะเห็นรูปแบบเส้นสนามแม่เหล็กโดยประมาณดังต่อไปนี้ (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. สนามแม่เหล็กถาวร

ขั้วเหนือของแม่เหล็กแสดงเป็นสีน้ำเงินและตัวอักษร ; ขั้วโลกใต้ - สีแดงและตัวอักษร โปรดทราบว่าเส้นสนามออกจากขั้วเหนือของแม่เหล็กและเข้าสู่ขั้วใต้ เนื่องจากเส้นจะชี้ไปที่ขั้วใต้ของแม่เหล็กที่ปลายด้านเหนือของเข็มทิศจะชี้

ประสบการณ์ของ Oersted

แม้ว่าไฟฟ้าและ ปรากฏการณ์แม่เหล็กเป็นที่รู้จักของคนมาตั้งแต่สมัยโบราณไม่มีความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขา เวลานานไม่ได้สังเกต เป็นเวลาหลายศตวรรษ การวิจัยเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็กดำเนินการควบคู่กันไปอย่างเป็นอิสระจากกัน

ข้อเท็จจริงที่น่าทึ่งว่าปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็กนั้นสัมพันธ์กันจริง ๆ ถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2363 ในการทดลองที่มีชื่อเสียงของเออร์สเต็ด

แบบแผนของการทดลองของ Oersted แสดงในรูปที่ 2 (ภาพจาก rt.mipt.ru) เหนือเข็มแม่เหล็ก (และ - ขั้วเหนือและใต้ของลูกศร) เป็นตัวนำโลหะที่เชื่อมต่อกับแหล่งกระแส หากคุณปิดวงจร ลูกศรจะเปลี่ยนแนวตั้งฉากกับตัวนำ!
การทดลองง่ายๆ นี้ชี้ตรงถึงความสัมพันธ์ระหว่างไฟฟ้ากับแม่เหล็ก การทดลองที่ทำตามประสบการณ์ของ Oersted ได้สร้างรูปแบบต่อไปนี้อย่างแน่นหนา: สนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยกระแสไฟฟ้าและกระทำต่อกระแส.

ข้าว. 2. การทดลองของ Oersted

รูปภาพของเส้นสนามแม่เหล็กที่เกิดจากตัวนำที่มีกระแสขึ้นอยู่กับรูปร่างของตัวนำ

สนามแม่เหล็กของเส้นลวดตรงที่มีกระแส

เส้นสนามแม่เหล็กของเส้นลวดที่มีกระแสเป็นเส้นตรงเป็นวงกลมที่มีจุดศูนย์กลาง จุดศูนย์กลางของวงกลมเหล่านี้อยู่บนเส้นลวด และระนาบของวงกลมเหล่านี้ตั้งฉากกับเส้นลวด (รูปที่ 3)

ข้าว. 3. สนามของสายตรงที่มีกระแส

มีกฎทางเลือกสองข้อในการกำหนดทิศทางของเส้นสนามแม่เหล็กกระแสตรง

กฎเข็มชั่วโมง. เมื่อดูเส้นสนามทวนเข็มนาฬิกาเพื่อให้กระแสไหลเข้าหาเรา.

กฎสกรู(หรือ กฎของกิมเล็ต, หรือ กฎเหล็กไขจุก- มันใกล้ชิดกับใครบางคน ;-)) เส้นสนามไปที่ที่ต้องหมุนสกรู (ที่มีเกลียวขวาแบบธรรมดา) เพื่อเคลื่อนไปตามเกลียวในทิศทางของกระแส.

ใช้กฎใดก็ได้ที่เหมาะกับคุณที่สุด ดีกว่าที่จะทำความคุ้นเคยกับกฎตามเข็มนาฬิกา - คุณจะเห็นเองในภายหลังว่ามันมีความเป็นสากลและใช้งานง่ายกว่า (แล้วจำไว้ด้วยความกตัญญูในปีแรกของคุณเมื่อคุณศึกษาเรขาคณิตวิเคราะห์)

ในรูป 3 สิ่งใหม่ๆ ก็ปรากฏขึ้นเช่นกัน นี่คือเวกเตอร์ที่เรียกว่า การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก, หรือ การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก. เวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กเป็นแอนะล็อกของเวกเตอร์ความเข้ม สนามไฟฟ้า: เขาทำหน้าที่ ลักษณะอำนาจสนามแม่เหล็ก กำหนดแรงที่สนามแม่เหล็กกระทำต่อประจุที่เคลื่อนที่

เราจะพูดถึงแรงในสนามแม่เหล็กในภายหลัง แต่ตอนนี้ เราจะทราบเพียงว่าขนาดและทิศทางของสนามแม่เหล็กถูกกำหนดโดยเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ในแต่ละจุดในอวกาศ เวกเตอร์จะมุ่งไปในทิศทางเดียวกับด้านเหนือของเข็มเข็มทิศที่วางไว้ ณ จุดนี้ กล่าวคือ สัมผัสกับเส้นสนามในทิศทางของเส้นนี้ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กวัดเป็น teslach(ทล.).

ในกรณีของสนามไฟฟ้า สำหรับการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็ก หลักการทับซ้อน. มันอยู่ในความจริงที่ว่า การเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้น ณ จุดที่กำหนดโดยกระแสต่าง ๆ จะถูกเพิ่มด้วยเวกเตอร์และให้เวกเตอร์ที่เป็นผลลัพธ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก:.

สนามแม่เหล็กของขดลวดที่มีกระแส

พิจารณาขดลวดทรงกลมที่กระแสตรงไหลผ่าน เราไม่แสดงแหล่งที่มาที่สร้างกระแสในรูป

รูปภาพของเส้นสนามของตาเราจะมีรูปแบบโดยประมาณดังต่อไปนี้ (รูปที่ 4)

ข้าว. 4. สนามของขดลวดกับกระแส

เป็นสิ่งสำคัญสำหรับเราที่จะสามารถกำหนดได้ว่าสนามแม่เหล็กมุ่งตรงไปยังพื้นที่ครึ่งหนึ่ง (เทียบกับระนาบของขดลวด) เรามีกฎทางเลือกสองข้อ

กฎเข็มชั่วโมง. เส้นสนามไปที่นั่นโดยมองจากที่ที่กระแสดูเหมือนจะหมุนเวียนทวนเข็มนาฬิกา.

กฎสกรู. เส้นสนามจะไปที่ที่สกรู (ที่มีเกลียวขวาแบบธรรมดา) จะเคลื่อนที่หากหมุนไปในทิศทางของกระแส.

อย่างที่คุณเห็น บทบาทของกระแสและภาคสนามจะกลับกัน - เมื่อเปรียบเทียบกับสูตรของกฎเหล่านี้สำหรับกรณีของกระแสตรง

สนามแม่เหล็กของขดลวดที่มีกระแส

ม้วนจะกลายเป็นถ้าแน่นขดเป็นม้วนให้ม้วนลวดเป็นเกลียวยาวพอสมควร (รูปที่ 5 - รูปภาพจากเว็บไซต์ en.wikipedia.org) ขดลวดอาจมีหลายสิบ หลายร้อย หรือหลายพันรอบ ขดลวดเรียกอีกอย่างว่า โซลินอยด์.

ข้าว. 5. คอยล์ (โซลินอยด์)

อย่างที่เราทราบสนามแม่เหล็กของการหมุนครั้งเดียวนั้นดูไม่ง่ายนัก ฟิลด์? การหมุนของขดลวดแต่ละอันซ้อนทับกันและดูเหมือนว่าผลลัพธ์ควรเป็นภาพที่สับสนมาก อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่กรณี: สนามของขดลวดยาวมีโครงสร้างที่เรียบง่ายอย่างไม่คาดคิด (รูปที่ 6)

ข้าว. 6. สนามคอยล์กับกระแส

ในรูปนี้ กระแสในขดลวดจะหมุนทวนเข็มนาฬิกาเมื่อมองจากด้านซ้าย (ซึ่งจะเกิดขึ้นหากในรูปที่ 5 ปลายด้านขวาของขดลวดเชื่อมต่อกับ "บวก" ของแหล่งกำเนิดกระแส และปลายด้านซ้ายเป็น "ลบ") เราจะเห็นว่าสนามแม่เหล็กของขดลวดมีคุณสมบัติเฉพาะสองประการ

1. ภายในขดลวดห่างจากขอบสนามแม่เหล็กคือ เป็นเนื้อเดียวกัน: ในแต่ละจุด เวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะมีขนาดและทิศทางเท่ากัน เส้นสนามเป็นเส้นตรงขนานกัน พวกเขาโค้งงอเฉพาะใกล้ขอบของขดลวดเมื่อออกไป

2. นอกคอยล์สนามใกล้ศูนย์ ยิ่งขดลวดหมุนมากเท่าไร สนามภายนอกก็ยิ่งอ่อนลงเท่านั้น

โปรดทราบว่าขดลวดที่ยาวเป็นอนันต์ไม่ปล่อยสนามเลย: ไม่มีสนามแม่เหล็กนอกขดลวด ภายในขดลวดดังกล่าวสนามมีความสม่ำเสมอทุกหนทุกแห่ง

มันไม่ทำให้คุณนึกถึงอะไรเหรอ? ขดลวดเป็นคู่ขนาน "แม่เหล็ก" ของตัวเก็บประจุ คุณจำได้ว่าตัวเก็บประจุสร้างเนื้อเดียวกัน สนามไฟฟ้าซึ่งเส้นจะงอใกล้กับขอบของเพลตเท่านั้นและนอกตัวเก็บประจุสนามนั้นใกล้กับศูนย์ ตัวเก็บประจุที่มีเพลตอนันต์ไม่ปล่อยสนามเลย และสนามจะมีความสม่ำเสมอในทุกที่ที่อยู่ภายใน

และตอนนี้ - ข้อสังเกตหลัก โปรดเปรียบเทียบรูปภาพของเส้นสนามแม่เหล็กภายนอกขดลวด (รูปที่ 6) กับเส้นสนามของแม่เหล็กในรูปที่ หนึ่ง . มันก็เหมือนกันไม่ใช่เหรอ? และตอนนี้เรามาถึงคำถามที่คุณอาจมีเมื่อนานมาแล้ว: หากสนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยกระแสและกระทำกับกระแสแล้วอะไรเป็นสาเหตุของการปรากฏตัวของสนามแม่เหล็กใกล้กับแม่เหล็กถาวร ท้ายที่สุดแล้ว แม่เหล็กนี้ดูเหมือนจะไม่ใช่ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า!

สมมติฐานของแอมแปร์ กระแสน้ำเบื้องต้น

ในตอนแรก คิดว่าปฏิกิริยาของแม่เหล็กเกิดจากประจุแม่เหล็กพิเศษที่กระจุกตัวที่ขั้ว แต่ต่างจากไฟฟ้า ไม่มีใครสามารถแยกประจุแม่เหล็กได้ ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกขั้วแม่เหล็กเหนือและใต้ออกจากกัน - ขั้วนั้นมักมีอยู่ในแม่เหล็กเป็นคู่

ประสบการณ์ของ Oersted ทำให้เกิดความสงสัยเกี่ยวกับประจุแม่เหล็กมากขึ้น เมื่อปรากฎว่าสนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยกระแสไฟฟ้า ยิ่งกว่านั้นปรากฎว่าสำหรับแม่เหล็กใด ๆ สามารถเลือกตัวนำที่มีกระแสของการกำหนดค่าที่เหมาะสมได้ดังนั้นสนามของตัวนำนี้จึงเกิดขึ้นพร้อมกับสนามแม่เหล็ก

แอมแปร์หยิบยกสมมติฐานที่เป็นตัวหนา ไม่มีประจุแม่เหล็ก การกระทำของแม่เหล็กอธิบายได้ด้วยกระแสไฟฟ้าที่ปิดอยู่ภายใน.

กระแสเหล่านี้คืออะไร? เหล่านี้ กระแสน้ำเบื้องต้นหมุนเวียนภายในอะตอมและโมเลกุล เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในวงโคจรของอะตอม สนามแม่เหล็กของวัตถุใด ๆ ประกอบด้วยสนามแม่เหล็กของกระแสพื้นฐานเหล่านี้

กระแสน้ำเบื้องต้นสามารถสุ่มหาได้สัมพันธ์กัน จากนั้นสนามของพวกมันจะหักล้างกันและร่างกายก็ไม่แสดงคุณสมบัติของแม่เหล็ก

แต่ถ้ามีการประสานกันของกระแสน้ำเบื้องต้นแล้วทุ่งของพวกมันก็รวมกันเสริมกำลังซึ่งกันและกัน ร่างกายกลายเป็นแม่เหล็ก (รูปที่ 7 สนามแม่เหล็กจะพุ่งเข้าหาเรา ขั้วเหนือของแม่เหล็กจะพุ่งเข้าหาเราด้วย)

ข้าว. 7. กระแสแม่เหล็กเบื้องต้น

สมมติฐานของแอมแปร์เกี่ยวกับกระแสเบื้องต้นได้ชี้แจงคุณสมบัติของแม่เหล็ก การให้ความร้อนและการเขย่าแม่เหล็กจะทำลายลำดับของกระแสเบื้องต้น และ คุณสมบัติของแม่เหล็กอ่อนตัวลง การแยกตัวออกจากขั้วแม่เหล็กนั้นชัดเจน: ตรงจุดที่แม่เหล็กถูกตัด เราจะได้กระแสพื้นฐานแบบเดียวกันที่ปลาย ความสามารถของวัตถุที่จะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กในสนามแม่เหล็กนั้นอธิบายได้จากการจัดแนวประสานของกระแสเบื้องต้นที่ "หมุน" อย่างถูกต้อง (อ่านเกี่ยวกับการหมุนของกระแสวงกลมในสนามแม่เหล็กในแผ่นถัดไป)

สมมติฐานของแอมแปร์กลับกลายเป็นว่าถูกต้อง - มันแสดงให้เห็น พัฒนาต่อไปฟิสิกส์. แนวความคิดเกี่ยวกับกระแสน้ำเบื้องต้นได้กลายเป็นส่วนสำคัญของทฤษฎีอะตอม ซึ่งพัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 20 เกือบร้อยปีหลังจากการเดาอันชาญฉลาดของแอมแปร์

แล้วในศตวรรษที่หก ปีก่อนคริสตกาล ในประเทศจีนเป็นที่ทราบกันว่าแร่บางชนิดมีความสามารถในการดึงดูดซึ่งกันและกันและดึงดูดวัตถุที่เป็นเหล็ก พบชิ้นส่วนของแร่ดังกล่าวใกล้เมืองแมกนีเซียในเอเชียไมเนอร์จึงได้ชื่อ แม่เหล็ก.

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กกับวัตถุเหล็กคืออะไร? จำได้ว่าเหตุใดร่างกายที่ถูกไฟฟ้าจึงดึงดูด? เนื่องจากรูปแบบเฉพาะของสสารก่อตัวขึ้นใกล้กับประจุไฟฟ้า ซึ่งเป็นสนามไฟฟ้า รอบแม่เหล็กมีสสารคล้ายคลึงกัน แต่มีธรรมชาติกำเนิดต่างกัน (เพราะแร่มีความเป็นกลางทางไฟฟ้า) เรียกว่า สนามแม่เหล็ก.

ในการศึกษาสนามแม่เหล็กจะใช้แม่เหล็กแบบตรงหรือแบบเกือกม้า แม่เหล็กบางแห่งมีเอฟเฟกต์ที่น่าดึงดูดที่สุดเรียกว่า เสา(เหนือและใต้). ตรงข้ามกับขั้วแม่เหล็กดึงดูดและชอบขั้วผลัก

สำหรับคุณสมบัติกำลังของสนามแม่เหล็ก ให้ใช้ เวกเตอร์การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก B. สนามแม่เหล็กแสดงเป็นภาพกราฟิกโดยใช้เส้นแรง ( เส้นของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก). เส้นถูกปิดไม่มีจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด ตำแหน่งที่เส้นแม่เหล็กออกมาคือขั้วโลกเหนือ (เหนือ) เส้นแม่เหล็กจะเข้าสู่ขั้วโลกใต้ (ใต้)

สนามแม่เหล็กสามารถทำให้ "มองเห็นได้" ด้วยตะไบเหล็ก

สนามแม่เหล็กของตัวนำกระแสไฟฟ้า

และตอนนี้สิ่งที่เราพบ Hans Christian Oerstedและ อังเดร มารี แอมแปร์ในปี ค.ศ. 1820 ปรากฎว่าสนามแม่เหล็กไม่เพียงแต่อยู่รอบๆ แม่เหล็กเท่านั้น แต่ยังอยู่รอบๆ ตัวนำใดๆ ที่มีกระแสด้วย ลวดใดๆ เช่น สายไฟจากหลอดไฟซึ่งกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน จะเป็นแม่เหล็ก! ลวดที่มีกระแสโต้ตอบกับแม่เหล็ก (พยายามนำเข็มทิศมา) ลวดสองเส้นที่มีกระแสโต้ตอบกัน

เส้นแรงของสนามแม่เหล็กกระแสตรงเป็นวงกลมรอบตัวนำ

ทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

ทิศทางของสนามแม่เหล็ก ณ จุดที่กำหนดสามารถกำหนดเป็นทิศทางที่ระบุขั้วเหนือของเข็มทิศที่วางไว้ที่จุดนั้น

ทิศทางของเส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแสในตัวนำ

ทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำถูกกำหนดโดยกฎ gimletหรือกฎ มือขวา.

เวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

นี่คือปริมาณเวกเตอร์ที่กำหนดลักษณะการกระทำของแรงของสนาม

การเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กของตัวนำเป็นเส้นตรงอนันต์ที่มีกระแสที่ระยะ r จากมัน:

การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กที่จุดศูนย์กลางของขดลวดทรงกลมบางรัศมี r:

การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก โซลินอยด์(ขดลวดที่หมุนเป็นอนุกรมในทิศทางเดียว):

หลักการทับซ้อน

หากสนามแม่เหล็ก ณ จุดที่กำหนดในอวกาศถูกสร้างขึ้นจากแหล่งต่าง ๆ ของสนาม การเหนี่ยวนำแม่เหล็กคือผลรวมเวกเตอร์ของการเหนี่ยวนำของแต่ละสนามแยกจากกัน

โลกไม่ได้เป็นเพียงประจุลบขนาดใหญ่และเป็นแหล่งกำเนิดของสนามไฟฟ้าเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกัน สนามแม่เหล็กของโลกของเราก็คล้ายกับสนามแม่เหล็กโดยตรงขนาดยักษ์

ใต้ทางภูมิศาสตร์อยู่ใกล้กับทิศเหนือแม่เหล็ก และทิศเหนือทางภูมิศาสตร์อยู่ใกล้กับทิศใต้ของแม่เหล็ก หากเข็มทิศวางอยู่ในสนามแม่เหล็กของโลก ลูกศรทิศเหนือของมันก็จะวางตามเส้นของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กในทิศทางของขั้วแม่เหล็กใต้ นั่นคือมันจะบอกเราว่าทิศเหนือทางภูมิศาสตร์อยู่ที่ไหน

องค์ประกอบที่เป็นลักษณะเฉพาะของสนามแม่เหล็กโลกเปลี่ยนแปลงช้ามากเมื่อเวลาผ่านไป - การเปลี่ยนแปลงทางโลก. อย่างไรก็ตาม พายุแม่เหล็กเกิดขึ้นเป็นครั้งคราว เมื่อสนามแม่เหล็กของโลกบิดเบี้ยวอย่างรุนแรงเป็นเวลาหลายชั่วโมง แล้วค่อยๆ กลับคืนสู่ค่าเดิม การเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงดังกล่าวส่งผลต่อความเป็นอยู่ที่ดีของผู้คน

สนามแม่เหล็กของโลกเป็น "เกราะป้องกัน" ที่ปกคลุมดาวเคราะห์ของเราจากอนุภาคที่แทรกซึมจากอวกาศ ("ลมสุริยะ") ใกล้ขั้วแม่เหล็ก อนุภาคไหลเข้ามาใกล้พื้นผิวโลกมากขึ้น ในช่วงที่เกิดเปลวสุริยะอันทรงพลัง แมกนีโตสเฟียร์จะเสียรูป และอนุภาคเหล่านี้สามารถผ่านเข้าไปในชั้นบนของชั้นบรรยากาศ โดยที่พวกมันชนกับโมเลกุลของแก๊สทำให้เกิดแสงออโรรา

อนุภาคของเหล็กไดออกไซด์บนฟิล์มแม่เหล็กจะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กได้ดีในระหว่างขั้นตอนการบันทึก

รถไฟ maglev ร่อนบนพื้นผิวโดยไม่มีการเสียดสีอย่างแน่นอน รถไฟมีความเร็วถึง 650 กม./ชม.

การทำงานของสมอง การเต้นของหัวใจ มาพร้อมกับแรงกระตุ้นไฟฟ้า ในกรณีนี้สนามแม่เหล็กอ่อนเกิดขึ้นในอวัยวะ

สนามแม่เหล็กมันคืออะไร? - ชนิดพิเศษวัตถุ;
มันมีอยู่ที่ไหน? - รอบ ๆ ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ (รวมถึงรอบตัวนำกระแสไฟฟ้า)
จะค้นพบได้อย่างไร? - ใช้เข็มแม่เหล็ก (หรือตะไบเหล็ก) หรือโดยการกระทำบนตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า

ประสบการณ์ของ Oersted:

เข็มแม่เหล็กจะเปลี่ยนถ้าไฟฟ้าเริ่มไหลผ่านตัวนำ ปัจจุบันเพราะ สนามแม่เหล็กเกิดขึ้นรอบตัวนำไฟฟ้าที่มีกระแสไหลผ่าน

ปฏิกิริยาของตัวนำสองตัวกับกระแส:

ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านแต่ละตัวมีสนามแม่เหล็กของตัวเองอยู่รอบ ๆ ซึ่งทำหน้าที่ด้วยแรงบางอย่างกับตัวนำที่อยู่ติดกัน

ตัวนำสามารถดึงดูดหรือผลักกันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแสน้ำ

ระลึกความหลัง ปีการศึกษา:

เส้นแม่เหล็ก (หรือเส้นอื่นๆ ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก)

วิธีการพรรณนาสนามแม่เหล็ก? - ด้วยความช่วยเหลือของเส้นแม่เหล็ก
เส้นแม่เหล็กมันคืออะไร?

เหล่านี้เป็นเส้นจินตภาพซึ่งวางเข็มแม่เหล็กไว้ในสนามแม่เหล็ก เส้นแม่เหล็กสามารถลากผ่านจุดใดก็ได้ของสนามแม่เหล็ก โดยมีทิศทางและปิดอยู่เสมอ

ลองนึกย้อนกลับไปในปีการศึกษาที่แล้ว:

สนามแม่เหล็กที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน

ลักษณะของสนามแม่เหล็กที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน: เส้นแม่เหล็กมีลักษณะโค้ง ความหนาแน่นของเส้นแม่เหล็กต่างกัน แรงที่สนามแม่เหล็กกระทำต่อเข็มแม่เหล็กจะแตกต่างกันที่จุดต่างๆ ของสนามนี้ทั้งในด้านขนาดและทิศทาง

สนามแม่เหล็กที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันอยู่ที่ไหน?

รอบตัวนำไฟฟ้ากระแสตรง

รอบแถบแม่เหล็ก;

รอบโซลินอยด์ (คอยล์กับกระแส)

สนามแม่เหล็กที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ลักษณะของสนามแม่เหล็กที่เป็นเนื้อเดียวกัน: เส้นแม่เหล็กเป็นเส้นตรงขนานกันความหนาแน่นของเส้นแม่เหล็กจะเท่ากันทุกที่ แรงที่สนามแม่เหล็กกระทำต่อเข็มแม่เหล็กจะเท่ากันในทุกจุดของสนามนี้ในทิศทางของขนาด

สนามแม่เหล็กสม่ำเสมออยู่ที่ไหน?
- ภายในแท่งแม่เหล็กและภายในโซลินอยด์ หากความยาวมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางมาก

น่าสนใจ

ความสามารถของเหล็กและโลหะผสมในการเป็นแม่เหล็กสูงจะหายไปเมื่อถูกความร้อนที่อุณหภูมิสูง เหล็กบริสุทธิ์สูญเสียความสามารถนี้เมื่อถูกความร้อนถึง 767 ° C

แม่เหล็กแรงสูงซึ่งใช้ในผลิตภัณฑ์สมัยใหม่หลายอย่าง อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องกระตุ้นหัวใจและอุปกรณ์หัวใจที่ฝังในผู้ป่วยโรคหัวใจ แม่เหล็กเหล็กหรือแม่เหล็กเฟอร์ไรต์ทั่วไปที่สีเทาหม่นๆ แยกแยะได้ง่าย มีความแข็งแรงน้อยและไม่ค่อยกังวล
อย่างไรก็ตามเมื่อเร็ว ๆ นี้มีมาก แม่เหล็กแรงสูง- สีเงินแวววาวและเป็นตัวแทนของโลหะผสมของนีโอไดเมียม เหล็ก และโบรอน สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นนั้นแรงมาก ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในดิสก์คอมพิวเตอร์ หูฟัง และลำโพง เช่นเดียวกับในของเล่น เครื่องประดับ และแม้แต่เสื้อผ้า

เมื่ออยู่บนถนนในเมืองหลักของมายอร์ก้า เรือทหารฝรั่งเศส "ลา โรแลง" ก็ปรากฏตัวขึ้น สภาพของเขาช่างน่าเวทนาเสียจนเรือแทบไม่ไปถึงท่าเทียบเรือ เมื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส รวมทั้ง Arago อายุ 22 ปี ขึ้นเรือ ปรากฏว่าเรือถูกทำลายโดยฟ้าผ่า ขณะที่คณะกรรมาธิการกำลังตรวจสอบเรือ สั่นศีรษะเมื่อเห็นเสากระโดงและโครงสร้างส่วนบนที่ถูกไฟไหม้ Arago ก็รีบไปที่วงเวียนและเห็นสิ่งที่เขาคาดหวัง: เข็มเข็มทิศชี้ไปในทิศทางที่ต่างกัน ...

อีกหนึ่งปีต่อมา การขุดผ่านซากเรือ Genoese ที่ชนใกล้กับแอลเจียร์ Arago พบว่าเข็มเข็มทิศถูกล้างอำนาจแม่เหล็ก . เรือกำลังมุ่งหน้าลงใต้ไปยังโขดหิน โดยถูกเข็มทิศแม่เหล็กถูกฟ้าผ่าหลอก

วี. คาร์ทเซฟ. แม่เหล็กสามพันปี

เข็มทิศแม่เหล็กถูกประดิษฐ์ขึ้นในประเทศจีน
เมื่อ 4,000 ปีที่แล้ว กองคาราวานพาไปด้วย หม้อดินและ "ดูแลเขาบนท้องถนนมากกว่าสินค้าราคาแพงทั้งหมดของคุณ" ในนั้นบนพื้นผิวของของเหลวบนทุ่นไม้วางหินที่ชอบเหล็ก เขาสามารถหันกลับมาและชี้ไปที่นักเดินทางไปทางทิศใต้ตลอดเวลาซึ่งหากไม่มีดวงอาทิตย์ก็ช่วยให้พวกเขาไปที่บ่อน้ำ
ในตอนต้นของยุคของเรา ชาวจีนได้เรียนรู้วิธีทำแม่เหล็กประดิษฐ์โดยการทำให้เข็มเหล็กเป็นแม่เหล็ก
และเพียงหนึ่งพันปีต่อมา ชาวยุโรปก็เริ่มใช้เข็มเข็มทิศแบบแม่เหล็ก

สนามแม่เหล็กโลก

โลกเป็นแม่เหล็กถาวรขนาดใหญ่
ขั้วแม่เหล็กใต้ แม้ว่าจะตั้งอยู่ตามมาตรฐานโลก ใกล้กับขั้วโลกเหนือ แต่กระนั้นก็ยังอยู่ห่างกันประมาณ 2,000 กม.
มีอาณาเขตบนพื้นผิวโลกที่สนามแม่เหล็กของตัวเองบิดเบี้ยวอย่างมากโดยสนามแม่เหล็กของแร่เหล็กที่เกิดขึ้นในระดับความลึกตื้น หนึ่งในดินแดนเหล่านี้คือความผิดปกติทางแม่เหล็กของ Kursk ซึ่งตั้งอยู่ในภูมิภาค Kursk

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กโลกมีค่าเพียง 0.0004 เทสลาเท่านั้น
___

สนามแม่เหล็กของโลกได้รับผลกระทบจากกิจกรรมสุริยะที่เพิ่มขึ้น ทุกๆ 11.5 ปีจะเพิ่มขึ้นอย่างมากจนการสื่อสารทางวิทยุหยุดชะงัก สวัสดิภาพของคนและสัตว์แย่ลง และเข็มเข็มทิศเริ่ม "เต้น" จากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งอย่างคาดไม่ถึง ในกรณีนี้พวกเขาบอกว่าพายุแม่เหล็กกำลังมา โดยปกติจะใช้เวลาหลายชั่วโมงถึงหลายวัน

สนามแม่เหล็กของโลกเปลี่ยนทิศทางเป็นระยะ ทำให้ทั้งความผันผวนทางโลก (ยาวนาน 5–10 พันปี) และการปรับทิศทางใหม่ทั้งหมด กล่าวคือ การย้อนกลับของขั้วแม่เหล็ก (2–3 ครั้งในล้านปี) สิ่งนี้แสดงให้เห็นโดยสนามแม่เหล็กของยุคที่อยู่ห่างไกล "แช่แข็ง" ในหินตะกอนและภูเขาไฟ พฤติกรรมของสนามแม่เหล็กโลกไม่สามารถเรียกได้ว่าไม่เป็นระเบียบ แต่เป็นไปตาม "กำหนดการ"

ทิศทางและขนาดของสนามแม่เหล็กโลกถูกกำหนดโดยกระบวนการที่เกิดขึ้นในแกนโลก เวลาลักษณะเฉพาะของการกลับขั้วของขั้วซึ่งกำหนดโดยแกนแข็งด้านในคือตั้งแต่ 3 ถึง 5 พันปีและกำหนดโดยแกนของเหลวด้านนอกจะอยู่ที่ประมาณ 500 ปี เวลาเหล่านี้สามารถอธิบายพลวัตของสนามแม่เหล็กโลกที่สังเกตได้ การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์เมื่อพิจารณาถึงกระบวนการต่าง ๆ ภายในโลก มันแสดงให้เห็นความเป็นไปได้ของการกลับขั้วของสนามแม่เหล็กในเวลาประมาณ 5 พันปี

โฟกัสด้วยแม่เหล็ก

"วิหารแห่งมนต์เสน่ห์หรือตู้จักรกล แสง และกายภาพของ Mr. Gamuletsky de Coll" โดย Gamuletsky นักเล่นกลลวงตาชาวรัสเซียผู้โด่งดังซึ่งมีอยู่จนถึงปี 1842 ได้กลายเป็นที่โด่งดังเนื่องจากผู้เข้าชมปีนบันไดที่ประดับประดาด้วย เชิงเทียนและพรมที่ปูด้วยพรมยังสังเกตได้จากระยะไกล แพลตฟอร์มชั้นนำบันไดซึ่งเป็นรูปปั้นเทวดาปิดทอง สร้างด้วยการเติบโตตามธรรมชาติของมนุษย์ ซึ่งลอยอยู่ในตำแหน่งแนวนอนเหนือประตูสำนักงานโดยไม่ถูกระงับหรือรองรับ ทุกคนสามารถมั่นใจได้ว่าร่างนั้นไม่มีการสนับสนุนใดๆ เมื่อผู้มาเยือนเข้ามาในแท่น ทูตสวรรค์ยกมือขึ้น นำเขาเข้าปากแล้วเล่นโดยขยับนิ้วอย่างเป็นธรรมชาติที่สุด กามูเลตสกีกล่าวว่าเป็นเวลาสิบปีแล้ว ฉันพยายามค้นหาจุดและน้ำหนักของแม่เหล็กและเหล็กเพื่อให้นางฟ้าอยู่ในอากาศ นอกจากค่าแรงแล้ว ฉันยังใช้เงินเป็นจำนวนมากเพื่อปาฏิหาริย์นี้

ในยุคกลาง สิ่งที่เรียกว่า "ปลาเชื่อฟัง" ซึ่งทำจากไม้เป็นตัวเลขลวงตาที่พบได้บ่อยมาก พวกเขาว่ายน้ำในสระและเชื่อฟังโบกมือของนักมายากลเพียงเล็กน้อย ซึ่งทำให้พวกเขาเคลื่อนที่ไปในทุกทิศทาง เคล็ดลับของกลนี้ง่ายมาก: มีแม่เหล็กซ่อนอยู่ในแขนเสื้อของนักมายากล และเสียบเหล็กเข้าไปในหัวของปลา
ในเวลาที่ใกล้ชิดกับเรามากขึ้นเป็นการยักย้ายถ่ายเทของโจนัสชาวอังกฤษ หมายเลขลายเซ็นของเขา: โจนัสเชิญผู้ชมบางคนวางนาฬิกาไว้บนโต๊ะหลังจากนั้นเขาเปลี่ยนตำแหน่งของเข็มโดยพลการโดยไม่แตะต้องนาฬิกา
รูปแบบที่ทันสมัยของแนวคิดดังกล่าวคือคลัตช์แม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับช่างไฟฟ้าด้วยความช่วยเหลือซึ่งเป็นไปได้ที่จะหมุนอุปกรณ์ที่แยกออกจากเครื่องยนต์ด้วยสิ่งกีดขวางบางอย่างเช่นผนัง

ในช่วงกลางทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ 19 มีข่าวลือแพร่สะพัดเกี่ยวกับช้างนักวิทยาศาสตร์ ซึ่งไม่เพียงแต่สามารถบวกลบได้เท่านั้น แต่ยังสามารถคูณ หาร และแยกรากได้อีกด้วย สิ่งนี้ทำด้วยวิธีต่อไปนี้ ตัวอย่างเช่น ครูฝึกถามช้างว่า "เจ็ดแปดคืออะไร" มีกระดานเลขอยู่หน้าช้าง หลังจากถาม ช้างก็หยิบเอาพอยน์เตอร์โชว์เลข 56 อย่างมั่นใจ ในทำนองเดียวกัน การแบ่งและการแยกออก รากที่สอง. เคล็ดลับนั้นง่ายพอสมควร: มีแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็กซ่อนอยู่ใต้ตัวเลขแต่ละตัวบนกระดาน เมื่อถามคำถามช้าง กระแสไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับขดลวดของแม่เหล็กซึ่งหมายถึงคำตอบที่ถูกต้อง ตัวชี้เหล็กในงวงช้างถูกดึงดูดด้วยตัวเลขที่ถูกต้อง คำตอบมาโดยอัตโนมัติ แม้จะมีความเรียบง่ายของการฝึกอบรมนี้ แต่เคล็ดลับของเคล็ดลับไม่สามารถคลี่คลายได้เป็นเวลานานและ "ช้างที่เรียนรู้" ก็ประสบความสำเร็จอย่างมาก

ทุกคนรู้จักเส้นสนามแม่เหล็กโดยไม่ต้องสงสัย อย่างน้อย แม้แต่ที่โรงเรียน การแสดงออกของพวกเขาก็แสดงให้เห็นในบทเรียนฟิสิกส์ จำได้ไหมว่าครูวางแม่เหล็กถาวร (หรือแม้แต่สองอัน รวมการวางแนวของเสา) ไว้ใต้กระดาษแผ่นหนึ่ง และบนนั้นเขาเทตะไบโลหะที่ถ่ายในห้องฝึกแรงงาน ค่อนข้างชัดเจนว่าต้องจับโลหะไว้บนแผ่น แต่มีบางสิ่งแปลก ๆ ที่สังเกตได้ - มีการติดตามเส้นอย่างชัดเจนตามขี้เลื่อยที่เรียงกันเป็นแถว หมายเหตุ - ไม่เท่ากัน แต่เป็นแถบ นี่คือเส้นสนามแม่เหล็ก หรือมากกว่าการสำแดงของพวกเขา เกิดอะไรขึ้นและจะอธิบายได้อย่างไร?

เริ่มจากไกลกันก่อน ร่วมกับเราในโลกทางกายภาพที่มองเห็นได้มีสสารชนิดพิเศษ - สนามแม่เหล็กอยู่ร่วมกัน มันมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนไหว อนุภาคมูลฐานหรือร่างกายที่ใหญ่กว่าด้วย ค่าไฟฟ้าหรือไฟฟ้าจากธรรมชาติและไม่เพียงแต่เชื่อมต่อถึงกันแต่มักจะสร้างตัวเอง ตัวอย่างเช่น การแบกลวด ไฟฟ้าสร้างสนามแม่เหล็กรอบตัวมันเอง สิ่งที่ตรงกันข้ามก็เป็นจริงเช่นกัน: การกระทำของการสลับสนามแม่เหล็กบนวงจรการนำไฟฟ้าแบบปิดจะสร้างการเคลื่อนที่ของตัวพาประจุในนั้น คุณสมบัติหลังใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่จ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับผู้บริโภคทุกคน ตัวอย่างที่โดดเด่นของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าคือแสง

เส้นแรงของสนามแม่เหล็กรอบตัวนำจะหมุนหรือซึ่งก็จริงเช่นกัน มีลักษณะเป็นเวกเตอร์กำกับของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ทิศทางการหมุนถูกกำหนดโดยกฎวงแหวน เส้นที่ระบุเป็นแบบแผน เนื่องจากสนามกระจายอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง ประเด็นก็คือมันสามารถแสดงเป็นจำนวนอนันต์ของเส้น ซึ่งบางเส้นมีความตึงเครียดที่เด่นชัดกว่า นั่นคือเหตุผลที่ "เส้น" บางส่วนถูกติดตามและขี้เลื่อยอย่างชัดเจน ที่น่าสนใจคือ เส้นแรงของสนามแม่เหล็กไม่เคยถูกขัดจังหวะ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะพูดอย่างชัดแจ้งว่าจุดเริ่มต้นอยู่ที่ไหนและจุดสิ้นสุดอยู่ที่ไหน

ในกรณีของแม่เหล็กถาวร (หรือแม่เหล็กไฟฟ้าที่คล้ายกัน) มักจะมีสองขั้วที่ได้รับ ชื่อสามัญเหนือและใต้. เส้นที่กล่าวถึงในกรณีนี้คือวงแหวนและวงรีที่เชื่อมระหว่างเสาทั้งสอง บางครั้งสิ่งนี้อธิบายไว้ในแง่ของการมีปฏิสัมพันธ์กับโมโนโพล แต่จากนั้นก็เกิดความขัดแย้งขึ้นตามที่โมโนโพลไม่สามารถแยกออกได้ นั่นคือ ความพยายามใดๆ ในการแบ่งแม่เหล็กจะส่งผลให้เกิดส่วนสองขั้วหลายส่วน

สิ่งที่น่าสนใจอย่างยิ่งคือคุณสมบัติของเส้นแรง เราได้พูดคุยเกี่ยวกับความต่อเนื่องแล้ว แต่ความสามารถในการสร้างกระแสไฟฟ้าในตัวนำนั้นน่าสนใจในทางปฏิบัติ ความหมายของสิ่งนี้มีดังนี้: หากวงจรการนำถูกข้ามด้วยเส้น (หรือตัวนำกำลังเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก) พลังงานเพิ่มเติมจะถูกส่งไปยังอิเล็กตรอนในวงโคจรด้านนอกของอะตอมของวัสดุ เพื่อเริ่มการเคลื่อนไหวที่กำกับโดยอิสระ อาจกล่าวได้ว่าสนามแม่เหล็กดูเหมือนจะ "กระแทก" อนุภาคที่มีประจุจาก ตาข่ายคริสตัล. ปรากฏการณ์นี้มีชื่อว่า การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและปัจจุบันเป็นช่องทางหลักในการรับหลัก พลังงานไฟฟ้า. มันถูกค้นพบโดยการทดลองในปี 1831 โดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Michael Faraday

การศึกษาสนามแม่เหล็กเริ่มขึ้นในปี 1269 เมื่อ P. Peregrine ค้นพบปฏิสัมพันธ์ของแม่เหล็กทรงกลมกับเข็มเหล็ก เกือบ 300 ปีต่อมา W. G. Colchester เสนอว่าตัวเขาเองเป็นแม่เหล็กขนาดใหญ่ที่มีสองขั้ว นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงเช่น Lorentz, Maxwell, Ampère, Einstein ได้ศึกษาปรากฏการณ์แม่เหล็ก

สนามแม่เหล็ก - พลัง สนาม , กระทำการเคลื่อนประจุไฟฟ้าและในร่างกายด้วย แม่เหล็ก ช่วงเวลาโดยไม่คำนึงถึงสถานะของการเคลื่อนไหวแม่เหล็ก ส่วนประกอบของแม่เหล็กไฟฟ้า ทุ่งนา .

เส้นสนามแม่เหล็กคือเส้นจินตภาพ ซึ่งแทนเจนต์ที่จุดแต่ละจุดของสนามตรงกับทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

สำหรับสนามแม่เหล็ก หลักการทับซ้อนนั้นใช้ได้: ในแต่ละจุดในอวกาศ เวกเตอร์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก บี∑ → บี∑→ที่สร้างขึ้น ณ จุดนี้โดยแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กทั้งหมดมีค่าเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก bk→ บีเค→สร้างขึ้น ณ จุดนี้โดยแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กทั้งหมด:

28. กฎหมายของ Biot-Savart-Laplace. กฎหมายฉบับเต็มในปัจจุบัน

กฎของ Biot Savart Laplace มีดังนี้ เมื่อผ่าน กระแสตรงตามวงปิดในสุญญากาศ สำหรับจุดที่ระยะห่าง r0 จากลูป การเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะมีรูปแบบ

ที่ฉันปัจจุบันในวงจร

รูปร่างแกมมาตามที่มีการบูรณาการ

r0 จุดโดยพลการ

กฎหมายฉบับเต็ม นี่คือกฎที่เกี่ยวข้องกับการหมุนเวียนของเวกเตอร์ความแรงของสนามแม่เหล็กและกระแส

การหมุนเวียนของเวกเตอร์ความแรงของสนามแม่เหล็กตามวงจรเท่ากับผลรวมเชิงพีชคณิตของกระแสที่ครอบคลุมโดยวงจรนี้

29. สนามแม่เหล็กของตัวนำที่มีกระแส โมเมนต์แม่เหล็กของกระแสวงกลม

30. การกระทำของสนามแม่เหล็กบนตัวนำที่มีกระแส กฎของแอมแปร์ ปฏิกิริยาของกระแส .

F = BI ล. บาปα ,

ที่ไหน α - มุมระหว่างเวกเตอร์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กและกระแสบี - การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กฉัน - กระแสในตัวนำl - ความยาวตัวนำ

ปฏิกิริยาของกระแส หากมีสายไฟสองเส้นรวมอยู่ในวงจร DC แสดงว่า: ตัวนำคู่ขนานที่เว้นระยะห่างกันอย่างใกล้ชิดที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมจะผลักกัน ตัวนำที่ต่อขนานกันจะดึงดูดกัน

31. การกระทำของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กต่อประจุที่เคลื่อนที่ แรงลอเรนซ์

ลอเรนซ์ ฟอร์ซ - บังคับโดยที่ สนามแม่เหล็กไฟฟ้า ตามแบบคลาสสิก (ไม่ใช่ควอนตัม) ไฟฟ้ากระแส ทำหน้าที่ จุด ถูกเรียกเก็บเงิน อนุภาค. บางครั้งแรงลอเรนซ์เรียกว่าแรงที่กระทำต่อการเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ค่าใช้จ่าย จากด้านข้างเท่านั้น สนามแม่เหล็กมักจะเต็มกำลัง - จากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าโดยทั่วไป กล่าวอีกนัยหนึ่งจากด้านข้าง ไฟฟ้า และ แม่เหล็ก ฟิลด์

32. การกระทำของสนามแม่เหล็กที่มีต่อสสาร Dia-, พารา- และเฟอร์โรแม่เหล็ก ฮิสเทรีซิสแม่เหล็ก

บี= บี 0 + บี 1

ที่ไหน บี⃗ ข → - การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กในสสาร บี⃗ 0 ข→0 - การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กในสุญญากาศ บี⃗ 1 B→1 - การเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามที่เกิดขึ้นเนื่องจากการดึงดูดของสาร

สารที่การซึมผ่านของแม่เหล็กมีค่าน้อยกว่าเอกภาพเล็กน้อย (μ< 1), называются เพชร, มากกว่าหนึ่งเล็กน้อย (μ > 1) - พาราแมกเนติก.

เฟอร์โรแม่เหล็ก - สารหรือวัสดุที่สังเกตปรากฏการณ์ แม่เหล็กไฟฟ้ากล่าวคือ การปรากฏตัวของการทำให้เป็นแม่เหล็กโดยธรรมชาติที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิกูรี

แม่เหล็ก ฮิสเทรีซิส - ปรากฏการณ์ การพึ่งพา เวกเตอร์ การทำให้เป็นแม่เหล็ก และ เวกเตอร์ แม่เหล็ก ทุ่งนา ใน วัตถุ ไม่ เท่านั้น จาก ที่แนบมา ภายนอก ทุ่งนา, แต่ และ จาก พื้นหลัง ตัวอย่างนี้