Natutukoy ang magnetic field. Permanenteng magnetic field
Kung paanong ang isang singil sa kuryente ay kumikilos sa isa pang singil sa pamamagitan ng electric field, kumikilos ang isang electric current sa isa pang agos sa pamamagitan ng magnetic field . Ang pagkilos ng isang magnetic field sa mga permanenteng magnet ay nabawasan sa pagkilos nito sa mga singil na gumagalaw sa mga atomo ng isang sangkap at lumilikha ng mga microscopic na pabilog na alon.
Doktrina ng electromagnetism batay sa dalawang pagpapalagay:
- kumikilos ang magnetic field sa mga gumagalaw na singil at alon;
- lumilitaw ang isang magnetic field sa paligid ng mga alon at gumagalaw na singil.
Pakikipag-ugnayan ng mga magnet
Permanenteng magnet(o magnetic needle) ay nakatuon sa kahabaan ng magnetic meridian ng Earth. Ang dulo na tumuturo sa hilaga ay tinatawag north pole(N) at ang kabaligtaran ay polong timog(S). Ang paglapit sa dalawang magnet sa isa't isa, napapansin namin na ang kanilang mga katulad na pole ay nagtataboy, at ang magkasalungat ay umaakit ( kanin. isa ).
Kung paghiwalayin natin ang mga pole sa pamamagitan ng pagputol ng permanenteng magnet sa dalawang bahagi, makikita natin na magkakaroon din ang bawat isa sa kanila dalawang poste, ibig sabihin, magiging permanenteng magnet ( kanin. 2 ). Ang parehong mga pole - hilaga at timog - ay hindi mapaghihiwalay sa isa't isa, pantay.
Ang magnetic field na nilikha ng Earth o permanenteng magnets ay inilalarawan, tulad ng electric field, sa pamamagitan ng magnetic lines of force. Ang isang larawan ng mga linya ng magnetic field ng anumang magnet ay maaaring makuha sa pamamagitan ng paglalagay ng isang sheet ng papel sa ibabaw nito, kung saan ang mga iron filing ay ibinuhos sa isang pare-parehong layer. Pagpasok sa isang magnetic field, ang sawdust ay magnetized - bawat isa sa kanila ay may hilaga at timog pole. Ang magkasalungat na mga poste ay may posibilidad na lumapit sa isa't isa, ngunit ito ay pinipigilan ng alitan ng sup sa papel. Kung pipindutin mo ang papel gamit ang iyong daliri, bababa ang friction at maaakit ang mga filing sa isa't isa, na bumubuo ng mga chain na kumakatawan sa mga linya ng magnetic field.
Sa kanin. 3 ay nagpapakita ng lokasyon sa larangan ng isang direktang magnet ng sup at maliliit na magnetic arrow na nagpapahiwatig ng direksyon ng mga linya ng magnetic field. Para sa direksyong ito, kinukuha ang direksyon ng north pole ng magnetic needle.
Ang karanasan ni Oersted. Kasalukuyang magnetic field 
AT maagang XIX sa. Danish na siyentipiko Oersted ginawa mahalagang pagtuklas, pagtuklas pagkilos ng electric current sa mga permanenteng magnet . Naglagay siya ng mahabang wire malapit sa magnetic needle. Kapag ang isang kasalukuyang ay dumaan sa wire, ang arrow ay lumiko, sinusubukang maging patayo dito ( kanin. apat ). Ito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng paglitaw ng isang magnetic field sa paligid ng konduktor.
Ang mga magnetic na linya ng puwersa ng patlang na nilikha ng isang direktang konduktor na may kasalukuyang ay mga concentric na bilog na matatagpuan sa isang eroplano na patayo dito, na may mga sentro sa punto kung saan dumadaan ang kasalukuyang ( kanin. 5 ). Ang direksyon ng mga linya ay tinutukoy ng panuntunan ng tamang tornilyo:
Kung ang tornilyo ay pinaikot sa direksyon ng mga linya ng field, ito ay lilipat sa direksyon ng kasalukuyang sa konduktor .
Ang katangian ng puwersa ng magnetic field ay magnetic induction vector B . Sa bawat punto, ito ay nakadirekta nang tangential sa field line. Ang mga linya ng electric field ay nagsisimula sa mga positibong singil at nagtatapos sa mga negatibo, at ang puwersa na kumikilos sa patlang na ito sa isang singil ay nakadirekta nang tangential sa linya sa bawat isa sa mga punto nito. Hindi tulad ng electric field, ang mga linya ng magnetic field ay sarado, na dahil sa kawalan ng "magnetic charges" sa kalikasan.
Ang magnetic field ng kasalukuyang ay sa panimula ay hindi naiiba mula sa field na nilikha ng isang permanenteng magnet. Sa ganitong kahulugan, ang isang analogue ng isang flat magnet ay isang mahabang solenoid - isang coil ng wire, ang haba nito ay mas malaki kaysa sa diameter nito. Ang diagram ng mga linya ng magnetic field na kanyang nilikha, na inilalarawan sa kanin. 6 , katulad ng para sa isang flat magnet ( kanin. 3 ). Ang mga bilog ay nagpapahiwatig ng mga seksyon ng wire na bumubuo ng solenoid winding. Ang mga alon na dumadaloy sa wire mula sa tagamasid ay ipinahiwatig ng mga krus, at ang mga alon sa tapat na direksyon - patungo sa tagamasid - ay ipinahiwatig ng mga tuldok. Ang parehong mga pagtatalaga ay tinatanggap para sa mga linya ng magnetic field kapag sila ay patayo sa eroplano ng pagguhit ( kanin. 7 a, b).
Ang direksyon ng kasalukuyang sa solenoid winding at ang direksyon ng mga linya ng magnetic field sa loob nito ay nauugnay din sa tamang panuntunan ng tornilyo, na sa kasong ito ay nabuo bilang mga sumusunod:
Kung titingnan mo ang axis ng solenoid, kung gayon ang kasalukuyang dumadaloy sa direksyon ng clockwise ay lumilikha ng isang magnetic field sa loob nito, ang direksyon kung saan tumutugma sa direksyon ng paggalaw ng kanang tornilyo ( kanin. walo )
Batay sa panuntunang ito, madaling malaman na ang solenoid na ipinapakita sa kanin. 6 , ang kanang dulo nito ay ang north pole, at ang kaliwang dulo nito ay ang south pole.
Ang magnetic field sa loob ng solenoid ay homogenous - ang magnetic induction vector ay may pare-parehong halaga doon (B = const). Sa paggalang na ito, ang solenoid ay katulad ng isang flat capacitor, sa loob kung saan nilikha ang isang pare-parehong electric field.
Ang puwersa na kumikilos sa isang magnetic field sa isang konduktor na may kasalukuyang
Ito ay eksperimento na itinatag na ang isang puwersa ay kumikilos sa isang kasalukuyang nagdadala ng conductor sa isang magnetic field. Sa isang pare-parehong field, ang isang rectilinear conductor na may haba l, kung saan dumadaloy ang kasalukuyang I, na matatagpuan patayo sa field vector B, ay nakakaranas ng puwersa: F = I l B .
Natutukoy ang direksyon ng puwersa panuntunan sa kaliwang kamay:
Kung ang apat na nakaunat na daliri ng kaliwang kamay ay inilagay sa direksyon ng kasalukuyang sa konduktor, at ang palad ay patayo sa vector B, pagkatapos ay itabi ang hinlalaki ay nagpapahiwatig ng direksyon ng puwersa na kumikilos sa konduktor (kanin. 9 ).
Dapat pansinin na ang puwersa na kumikilos sa isang konduktor na may kasalukuyang sa isang magnetic field ay hindi nakadirekta nang tangential sa mga linya ng puwersa nito, tulad ng isang electric force, ngunit patayo sa kanila. Ang isang konduktor na matatagpuan sa kahabaan ng mga linya ng puwersa ay hindi apektado ng magnetic force.
Ang equation F = IlB nagbibigay-daan upang magbigay ng isang quantitative na katangian ng magnetic field induction.
Saloobin 
ay hindi nakasalalay sa mga katangian ng konduktor at nagpapakilala sa magnetic field mismo.
Ang module ng magnetic induction vector B ay numerong katumbas ng puwersa na kumikilos sa isang konduktor ng haba ng yunit na matatagpuan patayo dito, kung saan dumadaloy ang isang kasalukuyang ng isang ampere.
Sa sistema ng SI, ang yunit ng magnetic field induction ay tesla (T):
Isang magnetic field. Mga talahanayan, diagram, formula
(Interaction ng mga magnet, Oersted experiment, magnetic induction vector, vector direction, superposition principle. Graphic na representasyon ng magnetic field, magnetic induction lines. Magnetic flux, energy na katangian ng field. Magnetic forces, Ampere force, Lorentz force. Movement of charged particles sa isang magnetic field. Magnetic na katangian ng matter, hypothesis ni Ampère)
Kung ang isang tumigas na bakal na baras ay ipinasok sa isang likid na dala ng kasalukuyang, tapos unlike baras na bakal hindi ito nagde-demagnetize pagkatapos patayin ang kuryente, at matagal na panahon nagpapanatili ng magnetization.
Ang mga katawan na nagpapanatili ng magnetization sa loob ng mahabang panahon ay tinatawag na permanenteng magnet o simpleng magnet.
Ipinaliwanag ng French scientist na si Ampère ang magnetization ng iron at steel sa pamamagitan ng electric currents na umiikot sa loob ng bawat molekula ng mga substance na ito. Sa panahon ng Ampere, walang nalalaman tungkol sa istraktura ng atom, kaya ang likas na katangian ng mga molekular na alon ay nanatiling hindi kilala. Ngayon alam natin na sa bawat atom ay may mga negatibong sisingilin na mga particle-electron, na, sa panahon ng kanilang paggalaw, ay lumilikha ng mga magnetic field, at nagiging sanhi sila ng magnetization ng bakal at. maging.
Ang mga magnet ay maaaring magkaroon ng iba't ibang uri ng mga hugis. Ang Figure 290 ay nagpapakita ng arcuate at strip magnets.
Yaong mga lugar ng magnet kung saan matatagpuan ang pinakamalakas Ang mga magnetic action ay tinatawag na mga pole ng magnet(Larawan 291). Ang bawat magnet, tulad ng magnetic needle na kilala sa atin, ay kinakailangang may dalawang pole; hilaga (N) at timog (S).
Sa pamamagitan ng pagdadala ng magnet sa mga bagay na gawa sa iba't ibang materyales, mapapatunayan na kakaunti sa kanila ang naaakit sa magnet. Mabuti cast iron, steel, iron ay naaakit ng magnet at ilang mga haluang metal, mas mahina - nikel at kobalt.
Ang mga likas na magnet ay matatagpuan sa kalikasan (Larawan 292) - iron ore (ang tinatawag na magnetic iron ore). mayamang deposito mayroon kaming magnetic iron ore sa Urals, sa Ukraine, sa Karelian Autonomous Soviet Socialist Republic, sa rehiyon ng Kursk at sa maraming iba pang mga lugar.
Ang bakal, bakal, nikel, kobalt at ilang iba pang mga haluang metal ay nakakakuha ng mga magnetic na katangian sa pagkakaroon ng magnetic iron ore. Ang magnetic iron ore ay nagpapahintulot sa mga tao na makilala sa unang pagkakataon magnetic properties tel.
Kung ang magnetic needle ay inilapit sa isa pang katulad na arrow, pagkatapos ay liliko sila at itatakda laban sa isa't isa na may kabaligtaran na mga pole (Larawan 293). Nakikipag-ugnayan din ang arrow sa anumang magnet. Ang pagdadala ng magnet sa mga poste ng magnetic needle, mapapansin mo na ang north pole ng arrow ay tinataboy mula sa north pole ng magnet at naaakit sa south pole. Ang south pole ng arrow ay tinataboy ng south pole ng magnet at naaakit ng north pole.
Batay sa mga karanasang inilarawan, gawin ang sumusunod na konklusyon; iba't ibang pangalan Ang mga magnetic pole ay umaakit at tulad ng mga pole ay nagtataboy.
Ang pakikipag-ugnayan ng mga magnet ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa paligid ng bawat magnet ay may magnetic field. Ang magnetic field ng isang magnet ay kumikilos sa isa pang magnet, at, sa kabaligtaran, ang magnetic field ng pangalawang magnet ay kumikilos sa unang magnet.
Sa tulong ng mga pag-file ng bakal, makakakuha ang isa ng ideya ng magnetic field ng permanenteng magnet. Ang Figure 294 ay nagbibigay ng ideya ng magnetic field ng isang bar magnet. Parehong ang mga magnetic na linya ng magnetic field ng kasalukuyang at ang mga magnetic na linya ng magnetic field ng magnet ay mga saradong linya. Sa labas ng magnet, ang mga magnetic lines ay lumalabas sa north pole ng magnet at pumapasok sa south pole, na nagsasara sa loob ng magnet.
Figure 295, a ay nagpapakita ng magnetic mga linya ng magnetic field ng dalawang magnet, nakaharap sa isa't isa na may parehong mga pole, at sa Figure 295, b - dalawang magnet na nakaharap sa isa't isa na may kabaligtaran na mga pole. Ipinapakita ng Figure 296 ang magnetic lines ng magnetic field ng arcuate magnet.
Ang lahat ng mga larawang ito ay madaling maranasan.
Mga tanong. 1. Ano ang pagkakaiba ng magnetization na may agos ng isang piraso ng bakal at isang piraso ng bakal? 2, Anong mga katawan ang tinatawag na permanenteng magnet? 3. Paano ipinaliwanag ni Ampere ang magnetization ng bakal? 4. Paano natin maipapaliwanag ngayon ang molecular Ampère currents? 5. Ano ang tinatawag na magnetic poles ng magnet? 6. Alin sa mga substance na alam mo ang naaakit ng magnet? 7. Paano nakikipag-ugnayan ang mga pole ng magnet sa isa't isa? 8. Paano mo matutukoy ang mga pole ng isang magnetized steel rod gamit ang magnetic needle? 9. Paano makakakuha ng ideya ang magnetic field ng magnet? 10. Ano ang mga magnetic lines ng magnetic field ng isang magnet?
Mga pinagmumulan permanenteng magnetic field (PMF) ang mga lugar ng trabaho ay mga permanenteng magnet, electromagnet, high-current DC system (DC transmission lines, electrolyte bath, atbp.).
Ang mga permanenteng magnet at electromagnet ay malawakang ginagamit sa instrumentation, magnetic washers para sa mga crane, magnetic separator, magnetic water treatment device, magnetohydrodynamic generators (MHD), nuclear magnetic resonance (NMR) at electron paramagnetic resonance (EPR), gayundin sa physiotherapy practice.
Ang pangunahing pisikal na mga parameter na nagpapakilala sa PMF ay lakas ng field (N), magnetic flux (F) at magnetic induction (V). Sa sistema ng SI, ang yunit ng pagsukat ng lakas ng magnetic field ay ampere bawat metro (A/m), magnetic flux - Weber (Wb ), magnetic flux density (magnetic induction) - tesla (Tl ).
Ang mga pagbabago sa estado ng kalusugan ng mga taong nagtatrabaho sa mga pinagmumulan ng PMF ay inihayag. Kadalasan, ang mga pagbabagong ito ay nagpapakita ng kanilang mga sarili sa anyo ng vegetative dystonia, asthenovegetative at peripheral vasovegetative syndromes, o isang kumbinasyon nito.
Ayon sa pamantayang ipinapatupad sa ating bansa (“Maximum Permissible Levels of Exposure to Permanent Magnetic Fields When Working with Magnetic Devices and Magnetic Materials” No. 1742-77), ang PMF intensity sa mga lugar ng trabaho ay hindi dapat lumampas sa 8 kA / m (10). mT). Ang mga pinahihintulutang antas ng PMF na inirerekomenda ng International Committee on Non-Ionizing Radiation (1991) ay pinag-iiba ayon sa contingent, lugar ng pagkakalantad at oras ng trabaho. Para sa mga propesyonal: 0.2 Tl - kapag nalantad sa isang buong araw ng trabaho (8 oras); 2 Tl - na may panandaliang epekto sa katawan; 5 Tl - na may panandaliang epekto sa mga kamay. Para sa populasyon, ang antas ng patuloy na pagkakalantad sa PMF ay hindi dapat lumampas sa 0.01 T.
Ang mga mapagkukunan ng RF EMP ay malawakang ginagamit sa iba't ibang uri ng mga industriya Pambansang ekonomiya. Ginagamit ang mga ito upang magpadala ng impormasyon sa malayo (broadcasting, radiotelephone communications, telebisyon, radar, atbp.). Sa industriya, ang electromagnetic radiation ng radio wave range ay ginagamit para sa induction at dielectric heating ng mga materyales (hardening, melting, soldering, welding, metal spraying, pagpainit ng mga panloob na bahagi ng metal ng electrovacuum device sa panahon ng pumping, drying wood, heating plastics, gluing mga plastic compound, paggamot sa init produktong pagkain at iba pa.). Ang EMR ay malawakang ginagamit sa siyentipikong pananaliksik(radiospectroscopy, radio astronomy) at gamot (physiotherapy, surgery, oncology). Sa ilang mga kaso, ang electromagnetic radiation ay nangyayari bilang isang side unused factor, halimbawa, malapit sa mga overhead power lines (OL), transformer substation, electrical appliances, kabilang ang mga sambahayan. Ang pangunahing pinagmumulan ng EMF RF radiation sa kapaligiran nagsisilbing antenna system ng mga radar station (RLS), radyo at telebisyon at mga istasyon ng radyo, kabilang ang mga mobile radio system at overhead na mga linya ng kuryente.
Ang katawan ng tao at hayop ay napakasensitibo sa mga epekto ng RF EMF.
Ang mga kritikal na organo at sistema ay kinabibilangan ng: sentral sistema ng nerbiyos, mata, gonads, at ayon sa ilang may-akda, ang hematopoietic system. Ang biological na epekto ng mga radiation na ito ay depende sa wavelength (o dalas ng radiation), ang generation mode (tuloy-tuloy, pulsed) at ang mga kondisyon ng pagkakalantad sa katawan (pare-pareho, pasulput-sulpot; pangkalahatan, lokal; intensity; tagal). Nabanggit na ang biological activity ay bumababa sa pagtaas ng wavelength (o pagbaba ng frequency) ng radiation. Ang pinakaaktibo ay centi-, deci-, at meter-wave band. Ang mga pinsalang dulot ng RF EMR ay maaaring talamak o talamak. Ang mga talamak ay lumitaw sa ilalim ng pagkilos ng mga makabuluhang thermal radiation intensities. Ang mga ito ay napakabihirang - sa kaso ng mga aksidente o matinding paglabag sa mga regulasyon sa kaligtasan sa radar. Para sa propesyonal na kondisyon mas maraming katangian ang mga talamak na sugat, na nakikita, bilang panuntunan, pagkatapos ng ilang taon ng pagtatrabaho sa mga mapagkukunan ng microwave EMR.
Pangunahing mga normatibong dokumento na kumokontrol sa mga pinahihintulutang antas ng pagkakalantad sa RF EMR ay: GOST 12.1.006 - 84 “SSBT. Mga electromagnetic na larangan ng mga frequency ng radyo.
Mga pinahihintulutang antas "at SanPiN 2.2.4 / 2.1.8.055-96" electromagnetic radiation band ng dalas ng radyo". Ni-normalize nila ang energy exposure (EE) para sa electric (E) at magnetic (H) field, pati na rin ang energy flux density (PEF) para sa isang araw ng trabaho (Talahanayan 5.11).
Talahanayan 5.11.
Maximum Permissible Levels (MPL) bawat araw ng trabaho para sa mga empleyado
Sa EMI RF
| Parameter | Mga banda ng dalas, MHz | ||||
| Pangalan | yunit ng pagsukat | 0,003-3 | 3-30 | 30-300 | 300-300000 |
| EE E | (W/m) 2 *h | - | |||
| eh n | (A/m) 2 *h | - | - | - | |
| ppe | (μW / cm 2) * h | - | - | - |
Para sa buong populasyon sa ilalim ng patuloy na pagkakalantad, ang mga sumusunod na MP para sa lakas ng electric field, V/m, ay naitatag:
Saklaw ng dalas MHz
0,03-0,30........................................................... 25
0,3-3,0.............................................................. 15
3-30.................................................................. 10
30-300............................................................... 3*
300-300000...................................................... 10
* Maliban sa mga istasyon ng TV, ang mga remote control na kung saan ay pinag-iba ayon sa
depende sa dalas mula 2.5 hanggang 5 V/m.
Kasama sa bilang ng mga device na tumatakbo sa hanay ng frequency ng radyo ang mga video display ng mga terminal ng personal na computer. Ngayon, ang mga personal na computer (PC) ay malawak na aplikasyon sa produksyon, sa siyentipikong pananaliksik, sa mga institusyong medikal, sa tahanan, sa mga unibersidad, paaralan at maging sa mga kindergarten. Kapag ginamit sa paggawa ng mga PC, depende sa mga teknolohikal na gawain, maaari itong makaapekto sa katawan ng tao sa mahabang panahon (sa loob ng isang araw ng trabaho). Sa mga domestic na kondisyon, ang oras ng paggamit ng PC ay hindi talaga nakokontrol.
Para sa mga PC video display terminal (VDT), ang mga sumusunod na EMI remote control ay naka-install (SanPiN 2.2.2.542-96 "Mga kinakailangan sa kalinisan para sa mga terminal ng video display, mga personal na elektronikong computer at organisasyon ng trabaho") - talahanayan. 5.12.
Talahanayan 5.12. Pinakamataas na pinapayagang antas ng EMP na nabuo ng VDT
1Ang artikulong ito ay nagpapakita ng mga resulta ng mga pag-aaral ng vector at scalar magnetic field ng mga permanenteng magnet at ang kahulugan ng kanilang pamamahagi.
permanenteng magnet
electromagnet
vector magnetic field
scalar magnetic field.
2. Borisenko A.I., Tarapov I.E. Pagsusuri ng vector at ang simula ng tensor calculus. - M .: Mas mataas na paaralan, 1966.
3. Kumpyak D.E. Pagsusuri ng vector at tensor: pagtuturo. - Tver: Tver Pambansang Unibersidad, 2007. - 158 p.
4. McConnell A.J. Panimula sa tensor analysis na may mga aplikasyon sa geometry, mechanics at physics. – M.: Fizmatlit, 1963. – 411 p.
5. Borisenko A.I., Tarapov I.E. Pagsusuri ng vector at ang simula ng tensor calculus. - 3rd ed. - M .: Mas mataas na paaralan, 1966.
permanenteng magneto. Permanenteng magnetic field.
Magnet- ito ay mga katawan na may kakayahang makaakit ng mga bagay na bakal at bakal at itaboy ang iba dahil sa pagkilos ng kanilang magnetic field. Ang mga linya ng magnetic field ay dumadaan mula sa south pole ng magnet, at lumabas mula sa north pole (Fig. 1).
kanin. 1. Mga linya ng magnet at magnetic field
Ang permanenteng magnet ay isang produktong gawa sa isang hard magnetic material na may mataas na natitirang magnetic induction na nagpapanatili ng estado ng magnetization sa loob ng mahabang panahon. Ang mga permanenteng magnet ay ginawa sa iba't ibang mga hugis at ginagamit bilang autonomous (hindi kumukonsumo ng enerhiya) na mapagkukunan ng isang magnetic field (Larawan 2).
Ang electromagnet ay isang aparato na lumilikha ng magnetic field kapag may dumaan na electric current. Karaniwan, ang isang electromagnet ay binubuo ng isang paikot-ikot ng isang inferromagnetic core, na nakakakuha ng mga katangian ng isang magnet kapag ang isang electric current ay dumadaan sa paikot-ikot.
kanin. 2. Permanenteng magnet
Sa mga electromagnet na pangunahing idinisenyo upang lumikha ng mekanikal na puwersa, mayroon ding isang armature (gumagalaw na bahagi ng magnetic circuit) na nagpapadala ng puwersa.
Ang mga permanenteng magnet na gawa sa magnetite ay ginagamit sa medisina mula pa noong unang panahon. Si Reyna Cleopatra ng Egypt ay nagsuot ng magnetic amulet.
Sa sinaunang Tsina, sa Imperial Book ng panloob na gamot"Ang tanong ng paggamit ng mga magnetic na bato para sa pagwawasto ng enerhiya ng Qi sa katawan -" nabubuhay na puwersa "ay hinawakan.
Ang teorya ng magnetism ay unang binuo ng French physicist na si André Marie Ampère. Ayon sa kanyang teorya, ang magnetization ng bakal ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga electric current na umiikot sa loob ng substance. Ginawa ni Ampere ang kanyang unang mga ulat sa mga resulta ng mga eksperimento sa isang pulong ng Paris Academy of Sciences noong taglagas ng 1820. Ang konsepto ng "magnetic field" ay ipinakilala sa pisika ni English physicist Michael Faraday. Ang mga magnet ay nakikipag-ugnayan sa pamamagitan ng isang magnetic field, ipinakilala din niya ang konsepto ng magnetic lines of force.
Vector magnetic field
Ang vector field ay isang pagmamapa na nag-uugnay sa bawat punto ng espasyong isinasaalang-alang sa isang vector sa simula sa puntong iyon. Halimbawa, ang wind speed vector in sa sandaling ito ang oras ay nag-iiba mula sa punto hanggang punto at maaaring ilarawan ng isang vector field (Larawan 3).
Scalar magnetic field
Kung ang bawat punto M ng isang partikular na rehiyon ng espasyo (madalas sa dimensyon 2 o 3) ay nauugnay sa ilang (karaniwang tunay) na numero u, pagkatapos ay sinasabi namin na ang isang scalar field ay ibinibigay sa rehiyong ito. Sa madaling salita, ang scalar field ay isang function na nagmamapa ng Rn sa R (isang scalar function ng isang punto sa espasyo).
Sinabi ni Gennady Vasilyevich Nikolaev sa isang simpleng paraan, ipinapakita at pinatutunayan sa mga simpleng eksperimento ang pagkakaroon ng pangalawang uri ng magnetic field, na ang agham, para sa isang kakaibang dahilan, ay hindi natagpuan. Mula noong panahon ng Ampère, nagkaroon ng isang pagpapalagay na ito ay umiiral. Tinawag niyang scalar field ang field na natuklasan ni Nikolaev, ngunit madalas pa rin itong tinatawag sa kanyang pangalan. Dinala ni Nikolaev mga electromagnetic wave sa isang kumpletong pagkakatulad sa mga ordinaryong mekanikal na alon. Isinasaalang-alang ngayon ng pisika ang mga electromagnetic wave bilang eksklusibong transverse, ngunit sigurado si Nikolaev at nagpapatunay na sila rin ay longitudinal o scalar, at ito ay lohikal, dahil ang isang alon ay maaaring magpalaganap pasulong nang walang direktang presyon, ito ay walang katotohanan. Ayon sa siyentipiko, ang longitudinal field ay itinago ng agham sa layunin, marahil sa proseso ng pag-edit ng mga teorya at mga aklat-aralin. Ginawa ito nang may simpleng layunin at pare-pareho sa iba pang mga pagbawas.
kanin. 3. Vector magnetic field
Ang unang hiwa na ginawa ay ang kakulangan ng eter. Bakit?! Dahil ang eter ay enerhiya, o isang daluyan na nasa ilalim ng presyon. At ang pressure na ito, kung ang proseso ay maayos na naayos, ay maaaring magamit bilang isang libreng mapagkukunan ng enerhiya!!! Ang pangalawang pagbawas ay ang pag-alis ng longitudinal wave, bilang isang resulta ng katotohanan na kung ang eter ay isang mapagkukunan ng presyon, iyon ay, enerhiya, kung gayon kung ang mga transverse wave lamang ang idinagdag dito, kung gayon walang libre o libreng enerhiya ang maaaring maidagdag. nakuha, kinakailangan ang isang longitudinal wave.
Pagkatapos ang counter imposition ng mga alon ay ginagawang posible na pump out ang presyon ng eter. Kadalasan ang teknolohiyang ito ay tinatawag na zero point, na sa pangkalahatan ay tama. Ito ay nasa hangganan ng koneksyon ng plus at minus (nadagdagan at pinababang presyon), sa paparating na paggalaw ng mga alon, maaari mong makuha ang tinatawag na Bloch zone o isang simpleng paglubog ng medium (ether), kung saan ang karagdagang enerhiya ng medium ay maaakit.
Ang gawain ay isang pagtatangka na praktikal na ulitin ang ilan sa mga eksperimento na inilarawan sa aklat ni G.V. Nikolaev "Modern electrodynamics at ang mga dahilan para sa kabalintunaan nito" at upang muling gawin ang generator at motor ni Stefan Marinov, hangga't maaari sa bahay.
Ang karanasan ni G.V. Nikolaev na may mga magnet: Gumamit kami ng dalawang bilog na magnet mula sa mga speaker
Dalawang flat magnet na matatagpuan sa isang eroplano na may magkasalungat na poste. Naaakit sila sa isa't isa (Larawan 4), samantala, kapag sila ay patayo (anuman ang oryentasyon ng mga pole), walang kaakit-akit na puwersa (tanging metalikang kuwintas ang naroroon) (Larawan 5).
Ngayon ay gupitin natin ang mga magnet sa gitna at ikonekta ang mga ito nang pares na may iba't ibang mga pole, na bumubuo ng mga magnet ng orihinal na laki (Larawan 6).
Kapag ang mga magnet na ito ay matatagpuan sa parehong eroplano (Larawan 7), sila ay muli, halimbawa, ay maaakit sa isa't isa, habang sa isang patayo na kaayusan ay matatakwil na sila (Larawan 8). Sa huling kaso, ang mga longhitudinal na pwersa na kumikilos kasama ang cut line ng isang magnet ay isang reaksyon sa transverse forces na kumikilos sa gilid ibabaw isa pang magnet at vice versa. Ang pagkakaroon ng isang longitudinal na puwersa ay sumasalungat sa mga batas ng electrodynamics. Ang puwersang ito ay resulta ng pagkilos ng isang scalar magnetic field na naroroon sa lugar kung saan pinutol ang mga magnet. Ang nasabing composite magnet ay tinatawag na siberian colia.
Ang magnetic well ay isang phenomenon kapag ang isang vector magnetic field ay tumataboy, at ang isang scalar magnetic field ay umaakit, at ang isang distansya ay ipinanganak sa pagitan nila.
Bibliograpikong link
Zhangisina G.D., Syzdykbekov N.T., Zhanbirov Zh.G., Sagyntai M., Mukhtarbek E.K. PERMANENT MAGNETS AT PERMANENT MAGNETIC FIELDS // Mga tagumpay ng modernong natural na agham. - 2015. - Hindi. 1-8. - S. 1355-1357;URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35401 (petsa ng access: 04/05/2019). Dinadala namin sa iyong pansin ang mga journal na inilathala ng publishing house na "Academy of Natural History"
Ano ang permanenteng magnet
Ang isang produktong ferromagnetic na may kakayahang panatilihin ang isang makabuluhang natitirang magnetization pagkatapos ng pag-alis ng isang panlabas na magnetic field ay tinatawag na isang permanenteng magnet. Ang mga permanenteng magnet ay ginawa mula sa iba't ibang mga metal, tulad ng: cobalt, iron, nickel, rare earth metal alloys (para sa neodymium magnets), gayundin mula sa mga natural na mineral tulad ng magnetites.
Ang saklaw ng mga permanenteng magnet ngayon ay napakalawak, ngunit ang kanilang layunin ay sa panimula ay pareho sa lahat ng dako - bilang isang mapagkukunan ng isang palaging magnetic field na walang power supply. Kaya, ang magnet ay isang katawan na may sarili.
Ang mismong salitang "magnet" ay nagmula sa pariralang Griyego, na isinalin bilang "bato mula sa Magnesia", pagkatapos ng pangalan ng lungsod ng Asya, kung saan natuklasan ang mga deposito ng magnetite, magnetic iron ore, noong sinaunang panahon. Mula sa pisikal na pananaw, ang elementarya na magnet ay isang elektron, at ang mga magnetic na katangian ng mga magnet ay karaniwang tinutukoy ng mga magnetic moment ng mga electron na bumubuo sa magnetized na materyal.
Ang mga katangian ng seksyon ng demagnetizing ng materyal na kung saan ginawa ang permanenteng magnet ay tumutukoy sa mga katangian ng isang permanenteng magnet: mas mataas ang puwersang pumipilit na Hc, at mas mataas ang natitirang magnetic induction Br, mas malakas at mas matatag ang magnet.
Coercive force (literal na isinalin mula sa Latin - "holding force") - ito ay kinakailangan para sa kumpletong demagnetization ng isang ferro- o ferrimagnetic substance. Kaya, kung mas malaki ang puwersang pumipilit sa isang partikular na magnet, mas lumalaban ito sa mga demagnetizing factor.
Ang yunit ng sukat para sa puwersang mapilit ay Ampere/meter. At, tulad ng alam mo, ay isang dami ng vector, na siyang katangian ng kapangyarihan ng magnetic field. Ang katangian na halaga ng natitirang magnetic induction ng mga permanenteng magnet ay tungkol sa 1 Tesla.
Mga uri at katangian ng permanenteng magnet
ferrite
Ang mga ferrite magnet, bagaman marupok, ay may mahusay na paglaban sa kaagnasan, na, sa mababang presyo, ay ginagawa silang pinakakaraniwan. Ang ganitong mga magnet ay ginawa mula sa isang haluang metal ng iron oxide na may barium o strontium ferrite. Ang komposisyon na ito ay nagpapahintulot sa materyal na mapanatili ang mga magnetic na katangian nito sa isang malawak na hanay ng temperatura - mula -30°C hanggang +270°C.
Ang mga magnetic na produkto sa anyo ng mga ferrite ring, bar at horseshoes ay malawakang ginagamit kapwa sa industriya at sa pang-araw-araw na buhay, sa teknolohiya at electronics. Ginagamit ang mga ito sa mga acoustic system, sa mga generator, sa. Sa industriya ng automotive, ang mga ferrite magnet ay naka-install sa mga starter, power windows, cooling system at fan.
Ang mga ferrite magnet ay nailalarawan sa pamamagitan ng mapilit na puwersa na humigit-kumulang 200 kA/m at isang natitirang magnetic induction na halos 0.4 Tesla. Sa karaniwan, ang isang ferrite magnet ay maaaring tumagal mula 10 hanggang 30 taon.
Alnico (aluminium-nickel-cobalt)
Ang mga permanenteng magnet na batay sa isang haluang metal ng aluminyo, nikel at kobalt ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi maunahan na paglaban sa temperatura at katatagan: nagagawa nilang mapanatili ang kanilang mga magnetic na katangian sa mga temperatura hanggang sa +550 ° C, kahit na ang katangian ng puwersa ng puwersa ng mga ito ay medyo maliit. Sa ilalim ng pagkilos ng isang medyo maliit na magnetic field, ang naturang mga magnet ay mawawala ang kanilang orihinal na magnetic properties.
Hukom para sa iyong sarili: ang isang tipikal na puwersang pumipilit ay humigit-kumulang 50 kA/m na may natitirang magnetization na humigit-kumulang 0.7 Tesla. Gayunpaman, sa kabila ng tampok na ito, ang Alnico magnets ay kailangang-kailangan para sa ilang siyentipikong pananaliksik.
Ang karaniwang mga nilalaman ng mataas na magnetic alnico alloys ay mula 7 hanggang 10% aluminyo, 12 hanggang 15% nickel, 18 hanggang 40% kobalt, at 3 hanggang 4% na tanso.
Ang mas maraming kobalt, mas mataas ang saturation induction at ang magnetic energy ng haluang metal. Ang mga additives sa anyo ng 2 hanggang 8% na titan at 1% lamang ng niobium ay nag-aambag sa pagkuha ng isang mas malaking puwersang pumipilit - hanggang sa 145 kA/m. Ang pagdaragdag ng 0.5 hanggang 1% na silikon ay nagsisiguro sa isotropy ng mga magnetic na katangian.
Samariaceae
Kung kailangan mo ng pambihirang paglaban sa kaagnasan, oksihenasyon at temperatura hanggang sa +350 ° C, kung gayon ang magnetic na haluang metal ng samarium at kobalt ang kailangan mo.
Sa mga tuntunin ng gastos, ang samarium-cobalt magnets ay mas mahal kaysa sa neodymium dahil sa mas kakaunti at mamahaling metal- kobalt. Gayunpaman, ipinapayong gamitin ang mga ito sa kaso ng pangangailangan na magkaroon pinakamababang sukat at bigat ng mga huling produkto.
Ito ay pinaka-kapaki-pakinabang sa spacecraft, aviation at teknolohiya ng computer, maliliit na electric motor at magnetic coupling, sa mga naisusuot na device at device (mga relo, headphone, mga mobile phone atbp.)
Dahil sa espesyal na paglaban nito sa kaagnasan, ito ay samarium magnet na ginagamit sa estratehikong pag-unlad at mga aplikasyon ng militar. Mga de-koryenteng motor, generator, lifting system, sasakyang de-motor - ang malakas na samarium-cobalt alloy magnet ay perpekto para sa mga agresibong kapaligiran at mahirap na mga kondisyon sa pagpapatakbo. Ang puwersang pumipilit ay humigit-kumulang 700 kA/m na may natitirang magnetic induction na humigit-kumulang 1 Tesla.
neodymium
Ang mga neodymium magnet ay napaka-in demand ngayon at tila ang pinaka-maaasahan. Ang neodymium-iron-boron alloy ay nagpapahintulot sa iyo na lumikha ng mga super magnet para sa iba't ibang lugar mula sa mga trangka at mga laruan hanggang sa makapangyarihang mga makinang pang-angat.
Ang mataas na puwersang pumipilit sa pagkakasunud-sunod ng 1000 kA/m at ang natitirang magnetization ng pagkakasunud-sunod ng 1.1 Tesla ay nagpapahintulot sa magnet na magpatuloy sa loob ng maraming taon; sa loob ng 10 taon, ang isang neodymium magnet ay nawawala lamang ng 1% ng magnetization nito kung ang temperatura nito sa ilalim ng pagpapatakbo. ang mga kondisyon ay hindi lalampas sa +80°C ( para sa ilang grado hanggang +200°C). Kaya, ang mga neodymium magnet ay mayroon lamang dalawang disadvantages - brittleness at mababang operating temperatura.
Ang magnetic powder kasama ang binding component ay bumubuo ng malambot, nababaluktot at magaan na magnet. Ang mga binder tulad ng vinyl, goma, plastik o acrylic ay ginagawang posible ang mga magnet iba't ibang anyo at mga sukat.
Ang magnetic force, siyempre, ay mas mababa sa isang purong magnetic na materyal, ngunit kung minsan ang mga naturang solusyon ay kinakailangan upang makamit ang ilang mga hindi pangkaraniwang layunin para sa mga magnet: sa paggawa ng mga produkto sa advertising, sa paggawa ng mga naaalis na sticker sa mga kotse, gayundin sa paggawa ng iba't ibang stationery at souvenir.
Tulad ng mga poste ng magnet na nagtataboy, at ang magkasalungat na mga poste ay umaakit. Ang pakikipag-ugnayan ng mga magnet ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang anumang magnet ay may magnetic field, at ang mga magnetic field na ito ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Ano, halimbawa, ang dahilan ng magnetization ng bakal?
Ayon sa hypothesis ng French scientist na si Ampère, may mga elementong elementarya sa loob ng substance. mga agos ng kuryente(Ampere currents), na nabuo dahil sa paggalaw ng mga electron sa paligid ng nuclei ng mga atomo at sa paligid ng kanilang sariling axis.
Kapag gumagalaw ang mga electron, lumilitaw ang elementarya na magnetic field. At kung ang isang piraso ng bakal ay ipinakilala sa isang panlabas na magnetic field, kung gayon ang lahat ng elementarya na magnetic field sa bakal na ito ay nakatuon sa parehong paraan sa panlabas na magnetic field, na bumubuo ng kanilang sariling magnetic field ng isang piraso ng bakal. Kaya, kung ang inilapat na panlabas na magnetic field ay sapat na malakas, pagkatapos na ito ay patayin, ang isang piraso ng bakal ay magiging isang permanenteng magnet.
Ang pag-alam sa hugis at magnetization ng isang permanenteng magnet ay nagbibigay-daan para sa mga kalkulasyon na palitan ito ng isang katumbas na sistema ng electric magnetization currents. Ang ganitong kapalit ay posible kapwa kapag kinakalkula ang mga katangian ng magnetic field, at kapag kinakalkula ang mga puwersa na kumikilos sa magnet mula sa panlabas na larangan. Halimbawa, kakalkulahin namin ang puwersa ng pakikipag-ugnayan ng dalawang permanenteng magnet.
Hayaang ang mga magnet ay may hugis ng manipis na mga silindro, ipahiwatig ang kanilang radii bilang r1 at r2, ang mga kapal h1, h2, ang mga magnet axes ay nag-tutugma, tukuyin ang distansya sa pagitan ng mga magnet na z, ipagpalagay natin na ito ay makabuluhan mas maraming sukat magneto.
Ang paglitaw ng isang puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga magnet ay ipinaliwanag tradisyonal na paraan: ang isang magnet ay lumilikha ng magnetic field na nakakaapekto sa pangalawang magnet.
Upang kalkulahin ang puwersa ng pakikipag-ugnayan, palitan natin ang mga magnet na may pare-parehong magnetization J1 at J2 na may mga pabilog na alon na dumadaloy sa gilid ng ibabaw ng mga cylinder. Ang lakas ng mga alon na ito ay ipapahayag sa mga tuntunin ng magnetization ng mga magnet, at ang kanilang radii ay ituturing na katumbas ng radii ng mga magnet.
I-decompose natin ang induction vector B ng magnetic field na nilikha ng unang magnet sa lokasyon ng pangalawa sa dalawang bahagi: axial, nakadirekta sa kahabaan ng axis ng magnet, at radial, patayo dito.
Upang kalkulahin ang kabuuang puwersa na kumikilos sa singsing, kinakailangan na hatiin ito sa kaisipan sa maliliit na elemento IΔl at pagbubuod ng pagkilos sa bawat naturang elemento.
Gamit ang left-hand rule, madaling ipakita na ang axial component ng magnetic field ay humahantong sa paglitaw ng mga pwersa ng Ampère na may posibilidad na mag-stretch (o i-compress) ang singsing - ang vector sum ng mga pwersang ito ay zero.
Ang pagkakaroon ng bahagi ng radial ng patlang ay humahantong sa paglitaw ng mga puwersa ng Ampere na nakadirekta sa axis ng mga magnet, iyon ay, sa kanilang pagkahumaling o pagtanggi. Ito ay nananatiling kalkulahin ang mga puwersa ng Ampere - ito ang magiging mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang magnet.