Kas yra magnetinė indukcija

Šiame straipsnyje mes pabandysime suprasti, kas yra magnetinė indukcija, kaip ji susijusi su magnetiniu lauku, ką magnetinė indukcija turi bendro su srove ir kaip ji veikia srovę. Prisiminkime pagrindines taisykles, lemiančias indukcijos linijų kryptį, taip pat atkreipsime dėmesį į keletą formulių, kurios padės išspręsti magnetostatikos problemas.

Būdingas magnetinio lauko stiprumas pasirinktame erdvės taške yra magnetinė indukcija B. Šis vektorinis dydis lemia jėgą, kuria magnetinis laukas veikia jame judančią įkrautą dalelę. Jei dalelės krūvis yra q, jos greitis v, o magnetinio lauko indukcija tam tikrame erdvės taške yra B, tai dalelę tame taške veikia jėga iš magnetinio lauko pusės:

Taigi B yra vektorius, kurio dydis ir kryptis yra tokie, kad Lorenco jėga, veikianti judantį krūvį magnetinio lauko pusėje, yra lygi:

Čia alfa yra kampas tarp greičio vektoriaus ir magnetinės indukcijos vektoriaus. Lorenco jėgos vektorius F yra statmenas greičio vektoriui ir magnetinės indukcijos vektoriui.Jo kryptis nustatoma teigiamai įkrautos dalelės judėjimo vienodame magnetiniame lauke atveju kairės rankos taisyklė:

„Jei kairė ranka yra išdėstyta taip, kad magnetinės indukcijos vektorius patektų į delną, o keturi ištiesti pirštai nukreipti teigiamai įkrautos dalelės judėjimo kryptimi, tada nykštys, sulenktas 90 laipsnių kampu, parodys, kokia kryptimi bus nukreipta į delną. Lorenco jėga.

Kadangi srovė laidininke yra įkrautų dalelių judėjimas, magnetinė indukcija taip pat gali būti apibrėžta kaip maksimalaus mechaninio momento, veikiančio rėmą, turintį vienodą magnetinį lauką, santykį su srovės, esančios rėmelyje, sandauga pagal plotą rėmelis:

Magnetinė indukcija yra pagrindinė magnetinio lauko charakteristika, panaši į elektrinio lauko stiprumą... SI sistemoje magnetinė indukcija matuojama teslomis (T), CGS sistemoje gausais (G). 1 tesla = 10 000 gausų. 1 T yra tokio vienodo magnetinio lauko indukcija, kurioje didžiausias besisukantis mechaninis jėgų momentas, lygus 1 N • m, veikia 1 m2 ploto rėmą, kuriuo teka 1 A srovė.

Beje, Žemės magnetinio lauko indukcija 50° platumoje yra vidutiniškai 0,00005 T, o ties pusiauju – 0,000031 T. Magnetinės indukcijos vektorius visada nukreiptas tangentiškai į magnetinio lauko liniją.

Į vienodą magnetinį lauką patalpintą kilpą prasiskverbia magnetinis srautas Ф, — magnetinės indukcijos vektoriaus srautas. Magnetinio srauto F dydis priklauso nuo magnetinės indukcijos vektoriaus krypties kontūro atžvilgiu, jo dydžio ir kontūro ploto, persmelkto magnetinės indukcijos linijomis.Jei vektorius B yra statmenas kilpos plotui, tada magnetinis srautas F, prasiskverbiantis į kilpą, bus didžiausias.

Pats terminas „indukcija“ kilęs iš lotyniško žodžio „indukcija“, reiškiančio „vadovavimas“ (pvz., pasiūlyti mintį – tai yra sukelti mintį). Sinonimai: gairės, fonas, išsilavinimas. Negalima painioti su elektromagnetinės indukcijos reiškiniu.

Įtampos laidas yra aplink jį magnetinis laukas… Elektros srovės magnetinį lauką 1820 m. atrado danų fizikas Hansas Christianas Oerstedas. Norėdami nustatyti tiesia laidu tekančios elektros srovės I magnetinio lauko B indukcijos jėgos linijų kryptį, naudokite dešiniojo sraigto arba gimbalo taisyklę:

"Kardano rankenos sukimosi kryptis rodo magnetinės indukcijos B linijų kryptį, o laipsniškas kardaninio veleno judėjimas atitinka srovės kryptį laidininke."

Šiuo atveju magnetinės indukcijos B vertę atstumu R nuo laidininko, kurio srovė yra I, galima rasti pagal formulę:

kur yra magnetinė konstanta:

Jei elektrostatinio lauko E intensyvumo linijos, pradedant nuo teigiamų krūvių, baigiasi neigiamomis, tai magnetinės indukcijos B linijos visada yra uždaros. Kitaip nei elektros krūviai, gamtoje neaptikta magnetinių krūvių, kurie sukurtų tokius polius kaip elektros krūviai.

Dabar keli žodžiai apie nuolatinius magnetus… XIX amžiaus pradžioje prancūzų tyrinėtojas ir gamtos fizikas André-Marie Ampere'as pasiūlė hipotezę apie molekulines sroves. Anot Ampere, elektronų judėjimas aplink atomų branduolius generuoja elementariąsias sroves, kurios savo ruožtu sukuria aplink juos elementarius magnetinius laukus.Ir jei feromagneto gabalėlis įdėtas į išorinį magnetinį lauką, tai šie mikroskopiniai magnetai orientuosis išoriniame lauke ir feromagneto gabalas taps magnetu.

Medžiagos, turinčios didelę likutinę įmagnetinimo vertę, pavyzdžiui, neodimio-geležies-boro lydinys, šiandien leidžia gauti galingus nuolatinius magnetus. Neodimio magnetai per 10 metų praranda ne daugiau kaip 1-2% savo įmagnetinimo. Tačiau juos galima lengvai išmagnetinti kaitinant iki + 70 ° C ar aukštesnės temperatūros.

Tikimės, kad šis straipsnis padėjo jums susidaryti bendrą idėją apie tai, kas yra magnetinė indukcija ir iš kur ji kyla.