Mágneses mező és jellemzői
Kezdőlap | Rólunk | visszacsatolás
1820-ban a dán fizikus, Oersted felfedezte, hogy egy áramvezető vezet a mágneses tűre ható erők megjelenését. Ha cserélni a fémhuzal üvegcső töltött vezetőképes oldatot, például vizes kénsav-oldatot vízben, és hogy csatolja az vezetőképes pillér oldatot, fémhuzallal leengedett bele, hogy a pólusok egy áramforrás, a mágneses tű is eltér. A nyíl eltérése akkor is megfigyelhető, ha egy egyenárammal táplált gázkisülő csövet használnak vezeték nélkül. Az áram mágneses működését minden esetben a vezető jellegétől függetlenül megfigyelhetjük, és az áram leggyakoribb jele. Az ellenkező jelenség is: a mágnesek áramlik. 1820-ban Ampere felfedezte az áramlatok kölcsönhatását.
A kísérletek azt mutatják, hogy az áramkörök árammal való kölcsönhatása hasonló a mágnesek áramának hatásához és a mágnesek áramlás hatásához, ezért a vezetékek árammal való kölcsönhatását az áramok mágneses kölcsönhatásaként nevezték el. A mágneses interakciós erők előfordulásának oka a vezetők körüli mágneses mező megjelenése. A mágneses mező fő tulajdonsága az, hogy az erők mágneses térben lévő árammal rendelkeznek.
Mivel az elektromos áram az elektromos töltések rendezett mozgása, ebből az következik, hogy a mágneses mező mozgó töltésekkel jön létre.
Az Oersted-kísérletben a huzal, amelyen az áram folyik, feszített a tűn forgó mágneses tű fölé. Amikor az áramot bekapcsolták, a tűt a vezetékre merőlegesen állították. Az áram irányának megváltozása miatt a tűt az ellenkező irányba fordították. Ezekből a példákból következik, hogy a mágneses mező irányított karakter, és jellemezhető egy bizonyos vektormennyiséggel, amelyet jelöltünk és mágneses indukciónak nevezünk.
Az elektromos tér a statikus és elektromos töltéseken is mozog. A mágneses mező legfontosabb jellemzője, hogy csak ezen a területen mozgó elektromos töltésekre hat.
A tapasztalat azt mutatja, hogy a mágneses mezőre, valamint az elektromos mezőre a szuperpozíció elve érvényes; a több áram hatásos mágneses mezőjének indukciója megegyezik az egyes áramok mezei mágneses indukcióinak vektorösszegeivel:
Csakúgy, mint a tanulmányok az elektrosztatikus mezők használt pont díjakat, a tanulmány a mágneses mező használható zárt lapos hurokáramot (jelenlegi keret), amelynek a méretei képest csekély a távolság a jelenlegi alkotó mágneses mezőt. A kontúr tájolását az űrben a kontúrvonal normál iránya jellemzi. Pozitív irányt a normál elfogadott irány kapcsolatos jelenlegi jobbkezes csavar szabály, azaz. E. A pozitív irányba tett normális irányú haladási a csavar, akinek a feje irányában forog folyó áram a keretben (27. ábra).
A kísérletek azt mutatják, hogy a mágneses mező az aktuális kereten tájékozódó hatást gyakorol, és bizonyos értelemben elfordítja. Ez az eredmény a mágneses mező bizonyos irányához kapcsolódik. A mágneses mező irányát egy adott ponton a keret pozitív normális értéke mentén veszi (28. ábra). Mert az irányt a mágneses mező is figyelembe irányban egybeesik az irányt erő, amely az északi pólusa a mágneses tű elhelyezve ebben a pontban (28. ábra). Ha a kontúr forgása úgy történik, hogy a normál és a terepi irányok ne egyezzenek meg, olyan nyomaték keletkezik, amely hajlamos arra, hogy az áramkört visszaállítsa az egyensúlyi helyzetbe. Modul nyomaték függ az a szög között a normális és a villamos tér irányában, elérve a maximális értéket Mmax egy = p / 2 (ebben az esetben a q); a = 0 esetén van -. és a pillanat nulla, mint a 28. ábrán.
A sík kontúrok viselkedését az árammal mágneses térben a váz mágneses pillanatának vektorával jellemezhetjük az árammal:
ahol én az áramkör áramköre, S az a terület, a kontúr pozitív normális értéke.
A mágneses momentum egysége négyzetes méter (A × m 2).
Ha különböző mágneses momentumokat helyezünk a mágneses mező adott pontjára, akkor különböző nyomatékok hatnak rájuk, de az összes kontúrra rögzített Mmax / pm aránya ugyanaz. Ennélfogva az Mmax / pm arány a mágneses mező jellegzetessége, mágneses indukció:
Így a mágneses indukció egy olyan vektormennyiség, amelynek modulusát a (21.3) kifejezés határozza meg, és az irányt a pozitív normális egyensúlyi helyzetben adja meg az áramkörnek az árammal. Egység a mágneses indukció - Tesla (T) egyenlő a mágneses indukció a homogén mezők, ahol a lapos áramkörben egy aktuális, amelyek mágneses pillanatban m 1 × 2. a maximális forgatónyomaték hat N × 1 m.
Az aktuális mező a mágneses mező számszerűsítésére is használható. Mivel a jelenlegi keret a mező irányító hatását tapasztalja, egy erõpár mágneses térben mûködik rajta. A nyomaték nyomatéka egyaránt függ a mező tulajdonságaitól egy adott ponton és a keret tulajdonságain:
ahol a mágneses indukció vektorja, amely a mágneses tér kvantitatív jellemzője, a váz mágneses pillanatának vektora az árammal.
A mágneses mező grafikai ábrázolásához gyakran alkalmazzák az erővonalak fogalmát. Azokat a vonalakat, amelyek érintésével minden pont egybeesik a vektor irányával. az indukció mágneses vonalai (mágneses indukciós vonalak). A mágneses indukció nagysága arányos az egységterületet átlépő erővonalak számával.
A mágneses indukciókat mindig lezárják, és a fedél vezetékei árammal vannak ellátva, ezért a mágneses mezőt vortex mezőnek nevezik. Ez különbözik az elektrosztatikus térerősség vonalaitól, amelyek nyitva vannak (pozitív töltésűek, negatív töltésűek vagy végtelenig érnek).