Maqnit sahəsi müəyyən edilir. Daimi maqnit sahəsi
Necə ki, elektrik yükü hərəkətsiz vəziyyətdə olan digər yükə təsir edir elektrik sahəsi, elektrik cərəyanı digər cərəyana təsir edir maqnit sahəsi . Bir maqnit sahəsinin daimi maqnitlərə təsiri maddənin atomlarında hərəkət edən və mikroskopik dairəvi cərəyanlar yaradan yüklərə təsirinə qədər azalır.
doktrinası elektromaqnetizm iki fərziyyə əsasında:
- maqnit sahəsi hərəkət edən yüklərə və cərəyanlara təsir edir;
- cərəyanlar və hərəkət edən yüklər ətrafında maqnit sahəsi yaranır.
Maqnitlərin qarşılıqlı təsiri
Daimi maqnit(və ya maqnit iynəsi) Yerin maqnit meridianı boyunca yönəldilmişdir. Şimala işarə edən son adlanır şimal qütbü(N) və əks ucu Cənub qütbü(S). İki maqniti bir-birinə yaxınlaşdıraraq qeyd edirik ki, onların bənzər qütbləri dəf edir, əksi isə cəlb edir ( düyü. bir ).
Daimi maqniti iki hissəyə kəsərək qütbləri ayırsaq, onda onların hər birində də olacağını görərik iki dirək, yəni daimi maqnit olacaq ( düyü. 2 ). Hər iki qütb - şimal və cənub - bir-birindən ayrılmaz, bərabərdir.
Yerin və ya daimi maqnitlərin yaratdığı maqnit sahəsi, elektrik sahəsi kimi, maqnit qüvvə xətləri ilə təsvir olunur. İstənilən maqnitin maqnit sahəsinin xətlərinin şəklini onun üzərinə bir vərəq kağız qoymaqla əldə etmək olar, üzərinə dəmir qırıntıları vahid təbəqə ilə tökülür. Bir maqnit sahəsinə girərək, yonqar maqnitləşir - onların hər birinin şimal və cənub qütbləri var. Qarşı qütblər bir-birinə yaxınlaşmağa meyllidirlər, lakin bunun qarşısını kağız üzərində yonqar sürtünməsi alır. Kağızı barmağınızla vursanız, sürtünmə azalacaq və düyünlər bir-birinə cəlb edilərək maqnit sahəsinin xətlərini təmsil edən zəncirlər əmələ gələcək.
Üstündə düyü. 3 yonqar və maqnit sahəsi xətlərinin istiqamətini göstərən kiçik maqnit oxlarının birbaşa maqnit sahəsindəki yerini göstərir. Bu istiqamət üçün maqnit iynəsinin şimal qütbünün istiqaməti götürülür.
Oersted təcrübəsi. Maqnit sahəsi cərəyanı 
AT erkən XIX in. Danimarka alimi Oersted etdi mühüm kəşf, kəşf etmək elektrik cərəyanının daimi maqnitlərə təsiri . Maqnit iynəsinin yanına uzun bir məftil qoydu. Teldən cərəyan keçəndə ox ona perpendikulyar olmağa çalışaraq çevrildi ( düyü. dörd ). Bu, dirijor ətrafında bir maqnit sahəsinin görünüşü ilə izah edilə bilər.
Cərəyanı olan birbaşa keçiricinin yaratdığı sahənin maqnit qüvvə xətləri ona perpendikulyar bir müstəvidə yerləşən, cərəyanın keçdiyi nöqtədə mərkəzləri olan konsentrik dairələrdir ( düyü. 5 ). Xətlərin istiqaməti düzgün vida qaydası ilə müəyyən edilir:
Vida sahə xətləri istiqamətində fırlanırsa, keçiricidəki cərəyan istiqamətində hərəkət edəcəkdir. .
Maqnit sahəsinin güc xarakteristikasıdır maqnit induksiya vektoru B . Hər bir nöqtədə o, sahə xəttinə tangensial olaraq yönəldilir. Elektrik sahəsinin xətləri müsbət yüklərlə başlayıb mənfi yüklərlə bitir və bu sahədə yükə təsir edən qüvvə onun hər bir nöqtəsində xəttə tangensial olaraq yönəldilir. Elektrik sahəsindən fərqli olaraq, maqnit sahəsinin xətləri bağlıdır, bu da təbiətdə "maqnit yüklərinin" olmaması ilə əlaqədardır.
Cərəyanın maqnit sahəsi daimi maqnitin yaratdığı sahədən əsaslı şəkildə fərqlənmir. Bu mənada, düz bir maqnitin analoqu uzun bir solenoiddir - uzunluğu diametrindən çox daha böyük olan bir tel sarğıdır. Onun yaratdığı maqnit sahəsinin xətlərinin diaqramı təsvir edilmişdir düyü. 6 , düz maqnit üçün olduğu kimi ( düyü. 3 ). Dairələr, solenoid sarımını meydana gətirən telin hissələrini göstərir. Müşahidəçidən teldən keçən cərəyanlar xaçlarla, əks istiqamətdə - müşahidəçiyə doğru olan cərəyanlar isə nöqtələrlə göstərilir. Eyni təyinatlar rəsm müstəvisinə perpendikulyar olduqda maqnit sahəsi xətləri üçün qəbul edilir ( düyü. 7 a, b).
Solenoid sarımındakı cərəyanın istiqaməti və onun içərisindəki maqnit sahəsi xətlərinin istiqaməti də bu vəziyyətdə aşağıdakı kimi ifadə olunan sağ vida qaydası ilə əlaqələndirilir:
Solenoidin oxuna baxsanız, saat yönünde axan cərəyan onda bir maqnit sahəsi yaradır, istiqaməti sağ vintin hərəkət istiqaməti ilə üst-üstə düşür ( düyü. səkkiz )
Bu qaydaya əsaslanaraq, solenoidin göstərildiyini anlamaq asandır düyü. 6 , onun sağ ucu şimal qütbü, sol ucu isə cənub qütbüdür.
Solenoidin daxilindəki maqnit sahəsi homojendir - maqnit induksiya vektoru orada sabit qiymətə malikdir (B = const). Bu baxımdan, solenoid düz bir kondansatora bənzəyir, içərisində vahid bir elektrik sahəsi yaradılır.
Maqnit sahəsində cərəyanı olan keçiriciyə təsir edən qüvvə
Eksperimental olaraq müəyyən edilmişdir ki, bir qüvvə maqnit sahəsində cərəyan keçirən keçiriciyə təsir edir. Vahid bir sahədə, B sahə vektoruna perpendikulyar olan I cərəyanının keçdiyi uzunluğu l olan düzxətli keçirici qüvvəyə məruz qalır: F = I l B .
Gücün istiqaməti müəyyən edilir sol əl qaydası:
Əgər sol əlin dörd uzadılmış barmağı keçiricidəki cərəyan istiqamətində yerləşdirilirsə və xurma B vektoruna perpendikulyardırsa, onda kənara qoyulur. baş barmaq keçiriciyə təsir edən qüvvənin istiqamətini göstərir (düyü. 9 ).
Qeyd etmək lazımdır ki, maqnit sahəsində cərəyan olan keçiriciyə təsir edən qüvvə elektrik qüvvəsi kimi onun qüvvə xətlərinə tangensial olaraq deyil, onlara perpendikulyar şəkildə yönəlir. Qüvvət xətləri boyunca yerləşən keçirici maqnit qüvvəsindən təsirlənmir.
tənlik F = IlB maqnit sahəsinin induksiyasının kəmiyyət xarakteristikasını verməyə imkan verir.
Münasibət 
keçiricinin xüsusiyyətlərindən asılı deyil və maqnit sahəsinin özünü xarakterizə edir.
Maqnit induksiya vektorunun modulu B ədədi olaraq ona perpendikulyar yerləşən vahid uzunluqlu keçiriciyə təsir edən qüvvəyə bərabərdir, onun vasitəsilə bir amperlik cərəyan keçir.
SI sistemində maqnit sahəsinin induksiya vahidi tesladır (T):
Maqnit sahəsi. Cədvəllər, diaqramlar, düsturlar
(Maqnitlərin qarşılıqlı təsiri, Oersted təcrübəsi, maqnit induksiya vektoru, vektor istiqaməti, superpozisiya prinsipi. Maqnit sahələrinin qrafik təsviri, maqnit induksiya xətləri. Maqnit axını, sahənin enerji xarakteristikası. Maqnit qüvvələri, Amper qüvvəsi, Lorens qüvvəsi. Yüklənmiş hissəciklərin hərəkəti. maqnit sahəsində.Materiyanın maqnit xassələri, Amper fərziyyəsi)
Əgər bərkimiş polad çubuq cərəyan keçirən bobinə daxil edilirsə, sonra fərqli dəmir çubuq sonra demaqnitləşmir gücü söndürün və uzun müddət maqnitləşməni saxlayır.
Uzun müddət maqnitləşməni saxlayan cisimlərə daimi maqnitlər və ya sadəcə maqnitlər deyilir.
Fransız alimi Amper dəmir və poladın maqnitləşməsini bu maddələrin hər bir molekulunun içərisində dövr edən elektrik cərəyanları ilə izah etdi. Amperin dövründə atomun quruluşu haqqında heç bir şey məlum deyildi, buna görə də molekulyar cərəyanların təbiəti naməlum olaraq qaldı.İndi biz bilirik ki, hər bir atomda mənfi yüklü hissəciklər-elektronlar var ki, onlar öz hərəkətləri zamanı maqnit sahələri yaradır və dəmirin maqnitləşməsinə səbəb olur və. olmaq.
Maqnitlər müxtəlif formalarda ola bilər. Şəkil 290 qövsvari və zolaqlı maqnitləri göstərir.
Maqnitin ən güclü olduğu yerlər maqnit hərəkətlərinə maqnitin qütbləri deyilir(Şəkil 291). Hər bir maqnitin, bizə məlum olan maqnit iynəsi kimi, mütləq iki qütbü vardır; şimal (Ş) və cənub (S).
Müxtəlif materiallardan hazırlanmış əşyalara maqnit gətirməklə müəyyən etmək olar ki, onların çox az hissəsi maqnitə cəlb olunur. Yaxşı çuqun, polad, dəmir bir maqnit tərəfindən cəlb olunur və bəzi ərintilər, daha zəif - nikel və kobalt.
Təbii maqnitlərə təbiətdə rast gəlinir (şək. 292) - dəmir filizi (maqnit dəmir filizi deyilən). zəngin yataqlar Uralda maqnit dəmir filizi var, Ukraynada, Kareliya Muxtar Sovet Sosialist Respublikasında, Kursk vilayətində və bir çox başqa yerlərdə.
Dəmir, polad, nikel, kobalt və bəzi digər ərintilər maqnit dəmir filizinin iştirakı ilə maqnit xassələri əldə edirlər. Maqnit dəmir filizi insanlara ilk dəfə tanış olmağa imkan verdi maqnit xassələri tel.
Əgər maqnit iynəsi digər oxşar oxa yaxınlaşdırılarsa, o zaman onlar dönəcək və əks qütblərlə bir-birinə qarşı qoyulacaq (şək. 293). Ok hər hansı bir maqnitlə də qarşılıqlı təsir göstərir. Maqnit iynəsinin qütblərinə bir maqnit gətirərək, oxun şimal qütbünün maqnitin şimal qütbündən itdiyini və cənub qütbünə çəkildiyini görəcəksiniz. Oxun cənub qütbü maqnitin cənub qütbü ilə dəf edilir və şimal qütbü tərəfindən cəlb edilir.
Təsvir edilən təcrübələrə əsaslanaraq, aşağıdakı nəticəyə gəlmək; müxtəlif adlar Maqnit qütbləri çəkir və qütblər kimi itələyir.
Maqnitlərin qarşılıqlı təsiri hər bir maqnitin ətrafında bir maqnit sahəsinin olması ilə izah olunur. Bir maqnitin maqnit sahəsi digər maqnitə təsir edir və əksinə, ikinci maqnitin maqnit sahəsi birinci maqnitə təsir edir.
Dəmir qırıntılarının köməyi ilə daimi maqnitlərin maqnit sahəsi haqqında fikir əldə etmək olar. Şəkil 294 çubuqlu maqnitin maqnit sahəsi haqqında fikir verir. Həm cərəyanın maqnit sahəsinin maqnit xətləri, həm də maqnitin maqnit sahəsinin maqnit xətləri qapalı xətlərdir. Maqnitdən kənarda maqnit xətləri maqnitin şimal qütbündən çıxır və cənub qütbünə daxil olur və maqnitin daxilində bağlanır.
Şəkil 295, a maqniti göstərir iki maqnitin maqnit sahəsi xətləri, eyni qütblərlə bir-birinə baxan və Şəkil 295-də b - əks qütblü bir-birinə baxan iki maqnit. Şəkil 296 qövsvari maqnitin maqnit sahəsinin maqnit xətlərini göstərir.
Bu şəkillərin hamısını təcrübədən keçirmək asandır.
Suallar. 1. Dəmir parçası ilə polad parçasının cərəyanı ilə maqnitlənmənin fərqi nədir? 2, Hansı cisimlərə daimi maqnit deyilir? 3. Amper dəmirin maqnitləşməsini necə izah etdi? 4. İndi molekulyar Amper cərəyanlarını necə izah edə bilərik? 5. Maqnitin maqnit qütblərinə nə deyilir? 6. Bildiyiniz maddələrdən hansı maqnit tərəfindən cəlb edilir? 7. Maqnitlərin qütbləri bir-biri ilə necə qarşılıqlı təsir göstərir? 8. Maqnit iynəsindən istifadə edərək maqnitləşdirilmiş polad çubuğun qütblərini necə təyin etmək olar? 9. Bir maqnitin maqnit sahəsi haqqında necə təsəvvür əldə etmək olar? 10. Maqnitin maqnit sahəsinin maqnit xətləri hansılardır?
Mənbələr daimi maqnit sahələri (PMF) iş yerləri daimi maqnitlər, elektromaqnitlər, yüksək cərəyanlı DC sistemləridir (DC ötürmə xətləri, elektrolit vannaları və s.).
Daimi maqnitlər və elektromaqnitlər ölçmə cihazlarında, kranlar üçün maqnit yuyucularda, maqnit ayırıcılarda, maqnit su təmizləyici qurğularda, maqnitohidrodinamik generatorlarda (MHD), nüvə maqnit rezonansında (NMR) və elektron paramaqnit rezonansında (EPR), həmçinin fizioterapiya praktikasında geniş istifadə olunur.
PMF-ni xarakterizə edən əsas fiziki parametrlər bunlardır sahənin gücü (N), maqnit axını (F) və maqnit induksiyası (V). SI sistemində maqnit sahəsinin gücünün ölçü vahidi belədir amper metrə (A/m), maqnit axını - Veber (Wb ), maqnit axınının sıxlığı (maqnit induksiyası) - tesla (Tl ).
PMF mənbələri ilə işləyən şəxslərin sağlamlıq vəziyyətində dəyişikliklər aşkar edilmişdir. Çox vaxt bu dəyişikliklər vegetativ distoniya, astenovegetativ və periferik vasovegetativ sindromlar və ya onların birləşməsi şəklində özünü göstərir.
Ölkəmizdə qüvvədə olan standarta (“Maqnit cihazları və maqnit materialları ilə işləyərkən daimi maqnit sahələrinə məruz qalmanın icazə verilən maksimum səviyyələri” No 1742-77) uyğun olaraq, iş yerlərində PMF intensivliyi 8 kA/m-dən (10) çox olmamalıdır. mT). Qeyri-İonlaşdırıcı Radiasiya üzrə Beynəlxalq Komitə (1991) tərəfindən tövsiyə edilən PMF-nin icazə verilən səviyyələri kontingent, məruz qalma yeri və iş vaxtı ilə fərqlənir. Peşəkarlar üçün: 0,2 Tl - tam iş gününə məruz qaldıqda (8 saat); 2 Tl - bədənə qısa müddətli təsiri ilə; 5 Tl - əllərə qısa müddətli təsir ilə. Əhali üçün PMF-yə davamlı məruz qalma səviyyəsi 0,01 T-dən çox olmamalıdır.
RF EMP mənbələri müxtəlif sənaye sahələrində geniş istifadə olunur Milli iqtisadiyyat. Onlardan informasiyanı məsafəyə ötürmək üçün istifadə olunur (yayım, radiotelefon rabitəsi, televiziya, radar və s.). Sənayedə radiodalğa diapazonunun elektromaqnit şüalanması materialların induksiyası və dielektrik qızdırılması üçün istifadə olunur (bərkləşdirmə, əritmə, lehimləmə, qaynaq, metal çiləmə, nasos zamanı elektrovakuum cihazlarının daxili metal hissələrinin qızdırılması, ağacın qurudulması, plastiklərin qızdırılması, yapışdırılması). plastik birləşmələr, istilik müalicəsi qida məhsulları və s.). EMR-də geniş istifadə olunur elmi araşdırma(radiospektroskopiya, radioastronomiya) və tibb (fizioterapiya, cərrahiyyə, onkologiya). Bir sıra hallarda elektromaqnit şüalanma yan istifadə olunmayan amil kimi baş verir, məsələn, hava elektrik xətlərinin (OL), transformator yarımstansiyalarının, elektrik cihazlarının, o cümlədən məişət cihazlarının yaxınlığında. EMF RF radiasiyasının əsas mənbələri mühit radiolokasiya stansiyalarının (RLS), radio və televiziya və radiostansiyaların, o cümlədən mobil radio sistemlərinin və hava elektrik xətlərinin antena sistemləri kimi xidmət edir.
İnsan və heyvan orqanizmi RF EMF təsirlərinə çox həssasdır.
Kritik orqan və sistemlərə aşağıdakılar daxildir: mərkəzi sinir sistemi, gözlər, cinsi vəzilər və bəzi müəlliflərə görə, hematopoetik sistem. Bu şüaların bioloji təsiri dalğa uzunluğundan (və ya şüalanma tezliyindən), generasiya rejimindən (davamlı, impulslu) və orqanizmə məruz qalma şəraitindən (daimi, fasiləli; ümumi, yerli; intensivlik; müddət) asılıdır. Qeyd olunur ki, radiasiyanın dalğa uzunluğunun artması (və ya tezliyinin azalması) ilə bioloji aktivlik azalır. Ən aktiv olanları santi-, desi- və metr dalğa zolaqlarıdır. RF EMR nəticəsində yaranan xəsarətlər kəskin və ya xroniki ola bilər. Kəskin olanlar əhəmiyyətli istilik radiasiya intensivliyinin təsiri altında yaranır. Onlar olduqca nadirdir - qəzalar və ya radarda təhlükəsizlik qaydalarının kobud şəkildə pozulması halında. üçün peşəkar şərait daha xarakterik olan xroniki lezyonlar, bir qayda olaraq, mikrodalğalı EMR mənbələri ilə bir neçə il işlədikdən sonra aşkar edilir.
Əsas normativ sənədlər RF EMR-ə məruz qalmanın icazə verilən səviyyələrini tənzimləyən aşağıdakılardır: GOST 12.1.006 - 84 “SSBT. Radiotezliklərin elektromaqnit sahələri.
İcazə verilən səviyyələr "və SanPiN 2.2.4 / 2.1.8.055-96" elektromaqnit şüalanması radiotezlik diapazonu". Onlar elektrik (E) və maqnit (H) sahələri üçün enerji təsirini (EE), eləcə də bir iş günü üçün enerji axınının sıxlığını (PEF) normallaşdırır (Cədvəl 5.11).
Cədvəl 5.11.
İşçilər üçün bir iş günü üçün icazə verilən maksimum səviyyələr (MPL).
EMI RF ilə
| Parametr | Tezlik diapazonları, MHz | ||||
| ad | ölçü vahidi | 0,003-3 | 3-30 | 30-300 | 300-300000 |
| EE E | (W/m) 2 *saat | - | |||
| uh n | (A/m) 2 *saat | - | - | - | |
| ppe | (μW / sm 2) * h | - | - | - |
Davamlı təsir altında olan bütün əhali üçün elektrik sahəsinin gücünə görə aşağıdakı MP-lər, V/m müəyyən edilmişdir:
Tezlik diapazonu MHz
0,03-0,30........................................................... 25
0,3-3,0.............................................................. 15
3-30.................................................................. 10
30-300............................................................... 3*
300-300000...................................................... 10
* Televiziya stansiyaları istisna olmaqla, pultları uyğun olaraq fərqləndirilir
2,5-dən 5 V/m-ə qədər tezlikdən asılı olaraq.
Radiotezlik diapazonunda işləyən cihazların sayına fərdi kompüter terminallarının video displeyləri daxildir. Bu gün fərdi kompüterlər (PC) var geniş tətbiq istehsalatda, elmi tədqiqatlarda, tibb müəssisələrində, evdə, universitetlərdə, məktəblərdə və hətta uşaq bağçalarında. Fərdi kompüterlərin istehsalında istifadə edildikdə, texnoloji tapşırıqlardan asılı olaraq, uzun müddət (iş günü ərzində) insan orqanizminə təsir göstərə bilər. Daxili şəraitdə bir PC-dən istifadə vaxtı heç də idarə olunmur.
PC video ekran terminalları (VDT) üçün aşağıdakı EMI uzaqdan idarəetmə qurğuları quraşdırılmışdır (SanPiN 2.2.2.542-96 “Video ekran terminalları, fərdi elektron kompüterlər və işin təşkili üçün gigiyenik tələblər”) - cədvəl. 5.12.
Cədvəl 5.12. VDT tərəfindən yaradılan EMP-nin icazə verilən maksimum səviyyələri
1Bu məqalədə daimi maqnitlərin vektor və skalyar maqnit sahələrinin tədqiqatlarının nəticələri və onların paylanmasının tərifi təqdim olunur.
daimi maqnit
elektromaqnit
vektor maqnit sahəsi
skalyar maqnit sahəsi.
2. Borisenko A.İ., Tarapov İ.E. Vektor analizi və tenzor hesablamasının başlanğıcı. - M .: Ali məktəb, 1966.
3. Kumpyak D.E. Vektor və tensor analizi: dərslik. - Tver: Tver Dövlət Universiteti, 2007. - 158 s.
4. McConnell A.J. Həndəsə, mexanika və fizikaya tətbiqlərlə tenzor analizinə giriş. – M.: Fizmətlit, 1963. – 411 s.
5. Borisenko A.İ., Tarapov İ.E. Vektor analizi və tenzor hesablamasının başlanğıcı. - 3-cü nəşr. - M .: Ali məktəb, 1966.
daimi maqnitlər. Daimi maqnit sahəsi.
Maqnit- bunlar maqnit sahəsinin təsiri ilə dəmir və polad obyektləri cəlb etmək və bəzilərini dəf etmək qabiliyyətinə malik olan cisimlərdir. Maqnit sahəsinin xətləri maqnitin cənub qütbündən keçir, şimal qütbündən isə çıxır (şək. 1).
düyü. 1. Maqnit və maqnit sahəsi xətləri
Daimi maqnit uzun müddət maqnitləşmə vəziyyətini saxlayan yüksək qalıq maqnit induksiyasına malik sərt maqnit materialından hazırlanmış məhsuldur. Daimi maqnitlər müxtəlif formalarda istehsal olunur və maqnit sahəsinin avtonom (enerji istehlak etməyən) mənbələri kimi istifadə olunur (şək. 2).
Elektromaqnit, elektrik cərəyanı keçdikdə maqnit sahəsi yaradan bir cihazdır. Tipik olaraq, bir elektromaqnit sarğıdan elektrik cərəyanı keçdikdə bir maqnit xassələrini əldə edən bir inferromaqnit nüvənin bir sarımından ibarətdir.
düyü. 2. Daimi maqnit
Əsasən mexaniki qüvvə yaratmaq üçün nəzərdə tutulmuş elektromaqnitlərdə qüvvə ötürən armatur (maqnit dövrəsinin hərəkət edən hissəsi) də mövcuddur.
Maqnitdən hazırlanmış daimi maqnitlər qədim zamanlardan tibbdə istifadə olunur. Misir kraliçası Kleopatra maqnit amulet taxırdı.
Qədim Çində İmperator Kitabında daxili xəstəliklər“Orqanizmdə Qi enerjisinin – “canlı qüvvənin” korreksiyası üçün maqnit daşlarından istifadə məsələsinə toxunulub.
Maqnetizm nəzəriyyəsi ilk dəfə fransız fiziki Andre Mari Amper tərəfindən hazırlanmışdır. Onun nəzəriyyəsinə görə, dəmirin maqnitləşməsi maddənin daxilində dövr edən elektrik cərəyanlarının olması ilə izah olunur. Amper eksperimentlərin nəticələri haqqında ilk məruzələrini 1820-ci ilin payızında Paris Elmlər Akademiyasının iclasında etdi. “Maqnit sahəsi” anlayışı fizikaya tərəfindən daxil edilmişdir ingilis fiziki Michael Faraday. Maqnitlər bir maqnit sahəsi vasitəsilə qarşılıqlı təsir göstərir, o, həmçinin maqnit qüvvə xətləri anlayışını təqdim etdi.
Vektor maqnit sahəsi
Vektor sahəsi nəzərdən keçirilən fəzanın hər bir nöqtəsini həmin nöqtədəki başlanğıcı olan bir vektorla əlaqələndirən xəritəçəkmədir. Məsələn, küləyin sürəti vektoru Bu an vaxt nöqtədən nöqtəyə dəyişir və vektor sahəsi ilə təsvir edilə bilər (şək. 3).
Skalyar maqnit sahəsi
Əgər fəzanın verilmiş bölgəsinin hər bir M nöqtəsi (əksər hallarda 2 və ya 3 ölçülü) hansısa (adətən real) u sayı ilə əlaqələndirilirsə, onda bu bölgədə skalyar sahənin verildiyini deyirik. Başqa sözlə desək, skalyar sahə Rn-ni R (fəzadakı nöqtənin skalyar funksiyası) ilə əlaqələndirən funksiyadır.
Gennadi Vasilyeviç Nikolaev elmin qəribə bir səbəbdən tapmadığı ikinci növ maqnit sahəsinin mövcudluğunu sadə şəkildə izah edir, sadə təcrübələrlə göstərir və sübut edir. Amperin dövründən bəri onun mövcud olduğu bir fərziyyə var. O, Nikolayevin kəşf etdiyi sahəni skalyar sahə adlandırsa da, hələ də tez-tez onun adı ilə çağırılır. Nikolaev gətirdi elektromaqnit dalğaları adi mexaniki dalğalarla tam bənzətmə üçün. İndi fizika elektromaqnit dalğalarını müstəsna olaraq eninə hesab edir, lakin Nikolayev əmindir və onların da uzununa və ya skalyar olduğunu sübut edir və bu məntiqlidir, çünki dalğa birbaşa təzyiq olmadan irəliyə doğru yayıla bilər, bu, sadəcə olaraq absurddur. Alimin fikrincə, uzununa sahə elm tərəfindən məqsədli şəkildə, bəlkə də nəzəriyyələrin və dərsliklərin redaktəsi prosesində gizlədilib. Bu, sadə niyyətlə və digər kəsiklərə uyğun olaraq edildi.
düyü. 3. Vektor maqnit sahəsi
Edilən ilk kəsik efirin olmaması idi. Niyə?! Çünki efir enerjidir və ya təzyiq altında olan bir mühitdir. Və bu təzyiq, proses düzgün təşkil olunarsa, pulsuz enerji mənbəyi kimi istifadə edilə bilər!!! İkinci azalma uzununa dalğanın aradan qaldırılması idi, nəticədə efir təzyiq mənbəyidirsə, yəni enerjidirsə, ona yalnız eninə dalğalar əlavə olunarsa, heç bir sərbəst və ya sərbəst enerji ola bilməz. əldə edilirsə, uzununa dalğa tələb olunur.
Sonra dalğaların əks tətbiqi efirin təzyiqini çıxarmağa imkan verir. Tez-tez bu texnologiya ümumiyyətlə düzgün olan sıfır nöqtəsi adlanır. O, artı və minus əlaqəsinin sərhədindədir (artan və aşağı təzyiq), dalğaların yaxınlaşan hərəkəti ilə, sözdə Bloch zonasını və ya mühitin əlavə enerjisinin cəlb olunacağı mühitin (efir) sadə bir dipini əldə edə bilərsiniz.
İş, G.V.Nikolayevin "Müasir elektrodinamika və onun paradoksallığının səbəbləri" kitabında təsvir edilən bəzi təcrübələri praktiki olaraq təkrarlamaq və Stefan Marinovun generatorunu və motorunu evdə mümkün qədər çoxaltmaq cəhdidir.
G.V.-nin təcrübəsi. Nikolaev maqnitlərlə: Dinamiklərdən iki dəyirmi maqnit istifadə etdik
Qarşı qütbləri olan bir təyyarədə yerləşən iki düz maqnit. Onlar bir-birinə cəlb olunurlar (şəkil 4), bu arada onlar perpendikulyar olduqda (qütblərin oriyentasiyasından asılı olmayaraq) heç bir cəlbedici qüvvə yoxdur (yalnız fırlanma momenti mövcuddur) (şək. 5).
İndi maqnitləri ortadan kəsək və onları müxtəlif dirəklərlə cüt-cüt birləşdirərək orijinal ölçülü maqnitlər əmələ gətirək (şək. 6).
Bu maqnitlər eyni müstəvidə yerləşdikdə (şəkil 7), onlar yenidən, məsələn, bir-birinə cəlb olunacaqlar, perpendikulyar düzülmə ilə isə artıq dəf ediləcəklər (şək. 8). Sonuncu halda, bir maqnitin kəsik xətti boyunca hərəkət edən uzununa qüvvələr, hərəkət edən eninə qüvvələrə reaksiyadır. yan səthlər başqa bir maqnit və əksinə. Uzunlamasına qüvvənin mövcudluğu elektrodinamika qanunlarına ziddir. Bu qüvvə maqnitlərin kəsildiyi yerdə mövcud olan skalyar maqnit sahəsinin təsirinin nəticəsidir. Belə bir kompozit maqnit sibir koliası adlanır.
Maqnit quyusu vektor maqnit sahəsinin itməsi və skalyar maqnit sahəsinin cəlb edilməsi və onların arasında məsafənin yaranması hadisəsidir.
Biblioqrafik keçid
Zhangisina G.D., Syzdykbekov N.T., Zhanbirov Zh.G., Sagyntai M., Mukhtarbek E.K. DAİMİ MAQNETLƏR VƏ DAİMİ MAQNİT SAHƏLƏRİ // Müasir təbiət elmlərinin uğurları. - 2015. - No 1-8. - S. 1355-1357;URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35401 (giriş tarixi: 04/05/2019). “Təbiət Tarixi Akademiyası” nəşriyyatında çap olunan jurnalları diqqətinizə çatdırırıq.
Daimi bir maqnit nədir
Xarici maqnit sahəsinin aradan qaldırılmasından sonra əhəmiyyətli qalıq maqnitləşməni saxlaya bilən ferromaqnit məhsulu daimi maqnit adlanır. Daimi maqnitlər müxtəlif metallardan, məsələn: kobalt, dəmir, nikel, nadir torpaq metal ərintilərindən (neodimium maqnitləri üçün), həmçinin maqnitlər kimi təbii minerallardan hazırlanır.
Bu gün daimi maqnitlərin əhatə dairəsi çox genişdir, lakin onların məqsədi hər yerdə prinsipcə eynidir - enerji təchizatı olmadan sabit bir maqnit sahəsinin mənbəyi kimi. Beləliklə, maqnit özünəməxsus bir cisimdir.
"Maqnit" sözünün özü qədim zamanlarda maqnit, maqnit dəmir filizi yataqlarının aşkar edildiyi Asiya şəhərinin adından sonra "Maqnesiyadan daş" kimi tərcümə olunan yunan ifadəsindən gəlir. Fiziki nöqteyi-nəzərdən elementar maqnit elektrondur və maqnitlərin maqnit xassələri ümumiyyətlə maqnitləşdirilmiş materialı təşkil edən elektronların maqnit momentləri ilə müəyyən edilir.
Daimi maqnitin düzəldildiyi materialın maqnitsizləşdirici hissəsinin xüsusiyyətləri daimi maqnitin xüsusiyyətlərini müəyyənləşdirir: məcburiyyət qüvvəsi Hc nə qədər yüksəkdirsə və qalıq maqnit induksiyası Br nə qədər yüksəkdirsə, maqnit bir o qədər güclü və sabitdir.
Məcburi qüvvə (hərfi mənada latın dilindən tərcümədə - "tutma qüvvəsi") - bu, ferro və ya ferrimaqnit maddənin tam demaqnitsizləşdirilməsi üçün lazımdır. Beləliklə, müəyyən bir maqnitin məcburi qüvvəsi nə qədər böyükdürsə, demaqnitsizləşdirici amillərə bir o qədər davamlıdır.
Məcburi qüvvənin ölçü vahidi Amper/metrdir. Və bildiyiniz kimi, maqnit sahəsinin güc xarakteristikası olan vektor kəmiyyətidir. Daimi maqnitlərin qalıq maqnit induksiyasının xarakterik dəyəri təxminən 1 Tesladır.
Daimi maqnitlərin növləri və xüsusiyyətləri
ferrit
Ferrit maqnitlər, kövrək olsalar da, yaxşı korroziyaya davamlıdırlar, bu da aşağı qiymətə onları ən çox yayılmış hala gətirir. Belə maqnitlər dəmir oksidinin barium və ya stronsium ferrit ilə ərintisindən hazırlanır. Bu kompozisiya materialın geniş temperatur diapazonunda - -30°C-dən +270°C-dək maqnit xüsusiyyətlərini saxlamağa imkan verir.
Ferrit üzüklər, çubuqlar və nallar şəklində olan maqnit məhsulları həm sənayedə, həm də gündəlik həyatda, texnologiyada və elektronikada geniş istifadə olunur. Onlar akustik sistemlərdə, generatorlarda, in. Avtomobil sənayesində ferrit maqnitlər başlanğıclarda, elektrik şüşələrində, soyutma sistemlərində və fanatlarda quraşdırılır.
Ferrit maqnitləri təxminən 200 kA/m məcburiyyət qüvvəsi və təxminən 0,4 Tesla qalıq maqnit induksiyası ilə xarakterizə olunur. Orta hesabla, bir ferrit maqnit 10 ildən 30 ilə qədər davam edə bilər.
Alnico (alüminium-nikel-kobalt)
Alüminium, nikel və kobalt ərintisinə əsaslanan daimi maqnitlər üstün temperatur müqaviməti və sabitliyi ilə xarakterizə olunur: maqnit xüsusiyyətlərini +550 ° C-ə qədər olan temperaturda saxlaya bilirlər, baxmayaraq ki, onlara xas olan məcburedici qüvvə nisbətən kiçikdir. Nisbətən kiçik bir maqnit sahəsinin təsiri altında belə maqnitlər orijinal maqnit xüsusiyyətlərini itirəcəklər.
Özünüz üçün mühakimə edin: tipik bir məcburiyyət qüvvəsi təxminən 0,7 Tesla qalıq maqnitləşmə ilə təxminən 50 kA / m-dir. Ancaq bu xüsusiyyətinə baxmayaraq, Alnico maqnitləri bəzi elmi araşdırmalar üçün əvəzolunmazdır.
Yüksək maqnitli alniko ərintilərinin tipik tərkibi 7-10% alüminium, 12-15% nikel, 18-40% kobalt və 3-4% mis arasında dəyişir.
Kobalt nə qədər çox olarsa, doyma induksiyası və ərintinin maqnit enerjisi bir o qədər yüksək olar. 2% -dən 8% titan və yalnız 1% niobium şəklində əlavələr daha böyük bir məcburiyyət qüvvəsi əldə etməyə kömək edir - 145 kA / m-ə qədər. 0,5-1% silisiumun əlavə edilməsi maqnit xüsusiyyətlərinin izotropiyasını təmin edir.
Samariaceae
Korroziyaya, oksidləşməyə və +350 ° C-ə qədər olan temperaturlara qarşı müstəsna müqavimətə ehtiyacınız varsa, onda samarium və kobaltın maqnit ərintisi sizə lazım olan şeydir.
Qiymət baxımından samarium-kobalt maqnitləri daha az və daha az olması səbəbindən neodimdən daha bahalıdır. bahalı metal- kobalt. Ancaq ehtiyac olduqda onlardan istifadə etmək məsləhətdir minimum ölçülər və son məhsulların çəkisi.
Bu, kosmik gəmilərdə, aviasiya və kompüter texnologiyalarında, miniatür elektrik mühərriklərində və maqnit muftalarında, geyilə bilən cihazlarda və cihazlarda (saatlar, qulaqlıqlar, mobil telefonlar və s.)
Xüsusi korroziyaya davamlılığına görə, strateji inkişafda və hərbi tətbiqlərdə istifadə olunan samarium maqnitləridir. Elektrik mühərrikləri, generatorlar, qaldırıcı sistemlər, motorlu nəqliyyat vasitələri - güclü samarium-kobalt ərintisi maqnit üçün idealdır. aqressiv mühitlər və çətin iş şəraiti. Təxminən 1 Tesla qalıq maqnit induksiyası ilə məcburi qüvvə təxminən 700 kA/m-dir.
neodimium
Neodim maqnitləri bu gün çox tələb olunur və ən perspektivli kimi görünür. Neodimyum-dəmir-bor ərintisi sizə super maqnitlər yaratmağa imkan verir müxtəlif sahələr kilidlərdən və oyuncaqlardan tutmuş güclü qaldırıcı maşınlara qədər.
1000 kA/m-lik yüksək məcburiyyət qüvvəsi və 1,1 Tesla dərəcəli qalıq maqnitləşmə maqnitin uzun illər davam etməsinə imkan verir; 10 il ərzində neodim maqnit temperaturu işlək vəziyyətdə olarsa, maqnitləşmənin yalnız 1%-ni itirir. şərtlər +80°C-dən çox deyil (bəzi siniflər üçün +200°C-ə qədər). Beləliklə, neodimium maqnitlərinin yalnız iki çatışmazlığı var - kövrəklik və aşağı işləmə temperaturu.
Maqnit tozu bağlayıcı komponentlə birlikdə yumşaq, çevik və yüngül maqnit əmələ gətirir. Vinil, rezin, plastik və ya akril kimi bağlayıcılar maqnitləri mümkün edir müxtəlif formalar və ölçüləri.
Maqnit qüvvəsi, əlbəttə ki, təmiz maqnit materialından daha aşağıdır, lakin bəzən maqnitlər üçün müəyyən qeyri-adi məqsədlərə nail olmaq üçün belə həllər lazımdır: reklam məhsullarının istehsalında, avtomobillərdə çıxarıla bilən stikerlərin istehsalında, eləcə də müxtəlif dəftərxana ləvazimatı və suvenirlərin istehsalı.
Maqnit qütbləri dəf etdiyi kimi, əks qütblər isə cəlb edir. Maqnitlərin qarşılıqlı təsiri hər hansı bir maqnitin maqnit sahəsinə malik olması və bu maqnit sahələrinin bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olması ilə izah olunur. Məsələn, dəmirin maqnitləşməsinin səbəbi nədir?
Fransız alimi Amperin fərziyyəsinə görə, maddənin içərisində elementar elementlər var. elektrik cərəyanları(Amper cərəyanları), elektronların atomların nüvələri ətrafında və öz oxu ətrafında hərəkəti nəticəsində əmələ gəlir.
Elektronlar hərəkət etdikdə elementar maqnit sahələri yaranır. Bir dəmir parçası xarici maqnit sahəsinə daxil edilərsə, bu dəmirdəki bütün elementar maqnit sahələri xarici maqnit sahəsində eyni şəkildə istiqamətlənir və bir dəmir parçasının öz maqnit sahəsini meydana gətirir. Beləliklə, tətbiq olunan xarici maqnit sahəsi kifayət qədər güclü idisə, söndürüldükdən sonra bir dəmir parçası daimi maqnit halına gələcək.
Daimi bir maqnitin formasını və maqnitləşməsini bilmək, onu elektrik maqnitləşmə cərəyanlarının ekvivalent sistemi ilə əvəz etmək üçün hesablamalar aparmağa imkan verir. Belə bir dəyişdirmə həm maqnit sahəsinin xüsusiyyətlərini hesablayarkən, həm də xarici sahədən maqnit üzərində hərəkət edən qüvvələri hesablayarkən mümkündür. Məsələn, iki daimi maqnitin qarşılıqlı təsir gücünü hesablayacağıq.
Maqnitlər nazik silindrlər formasına sahib olsunlar, onların radiuslarını r1 və r2 kimi qeyd edək, h1, h2 qalınlıqları, maqnit oxları üst-üstə düşür, maqnitlər arasındakı məsafəni z işarəsi ilə qeyd edək, bunun əhəmiyyətli olduğunu fərz edəcəyik. daha çox ölçülər maqnitlər.
Maqnitlər arasında qarşılıqlı təsir qüvvəsinin yaranması izah edilir ənənəvi yol: bir maqnit ikinci maqnitə təsir edən bir maqnit sahəsi yaradır.
Qarşılıqlı təsir gücünü hesablamaq üçün maqnitləri vahid maqnitləşmə J1 və J2 ilə silindrlərin yan səthi boyunca axan dairəvi cərəyanlarla zehni olaraq əvəz edək. Bu cərəyanların gücü maqnitlərin maqnitləşməsi ilə ifadə olunacaq və onların radiusları maqnitlərin radiuslarına bərabər hesab ediləcək.
Birinci maqnitin ikincinin yerləşdiyi yerdə yaratdığı maqnit sahəsinin B induksiya vektorunu iki komponentə parçalayaq: maqnitin oxu boyunca yönəldilmiş eksenel və ona perpendikulyar olan radial.
Üzükə təsir edən ümumi qüvvəni hesablamaq üçün onu zehni olaraq kiçik IΔl elementlərinə bölmək və hər bir belə elementə təsir edən ümumiləşdirmə aparmaq lazımdır.
Sol qaydadan istifadə edərək, maqnit sahəsinin eksenel komponentinin halqanı uzatmağa (və ya sıxmağa) meylli Amper qüvvələrinin meydana gəlməsinə səbəb olduğunu göstərmək asandır - bu qüvvələrin vektor cəmi sıfırdır.
Sahənin radial komponentinin olması maqnitlərin oxu boyunca yönəldilmiş Amper qüvvələrinin yaranmasına, yəni onların cazibə və ya itələnməsinə səbəb olur. Amper qüvvələrini hesablamaq qalır - bunlar iki maqnit arasında qarşılıqlı təsir qüvvələri olacaq.