Magnetická indukce

Magnetická indukce je vektorové množství charakterizující sílu a směr magnetického pole v bodě v prostoru. Pravděpodobně jste to viděli na obrázcích na lekci fyziky: turbulence ve formě planetárních meridiánů, které se sbíhají k pólům červené a modré podkovy. První obrazy magnetického pole se pokusily postavit v 17. století.Zjevně pomocí kovových pilin. Velikost magnetické indukce je určena parametry média.

Magnetické pole a magnetismus

Magnetická indukce popisuje pole mnohem přesněji než jiné metody. Zapletené pojmy narušují porozumění.Indukce je zmatena napětím. Oba termíny jsou vektorové, popisují pole. Napětí nezávisí na vlastnostech prostředí, které se liší.Magnetismus je znám už od dávných dob. Vědci nejsou schopni určit datum, kdy se pole Země začala používat k navigaci námořníky, historici odhalili následující zvědavé skutečnosti:

1. Olmec( starověký indický kmen) použil magnetizované jehly v roce 1500 př.nl. Neexistují přesné důkazy o účelu struktury. To je věřil, pomocí magnetismu, starověcí lidé určili směr.
instagram viewer
2. V Číně se první písemné záznamy týkají II. Století před naším letopočtem. Magnetické jehly byly použity pro předpovědi o povaze terénu zemského povrchu za účelem uspořádání bytů podle technik Feng Shui.

Historická fakta se nazývají první moderní civilizací, která začala cvičit navigaci s orientací magnetickým polem Země, Číny. X - XI století.Návrh je pečlivě ignorován písemnými prameny. Riskujeme, že předpokládáme, že kompas opakuje úspěchy stomatologů:

• Konec kovové jehly je magnetizován železem.
• Výrobek je zavěšen na hedvábné nitě, vosk působí jako fixační prostředek pro upevňovací bod.

Přístroje vyrobené tímto způsobem vypadají na jih, pak na sever. V závislosti na podmínkách magnetizace jehly. Evropa se kompas dozvěla o několik století později. Prvním zdrojem popisujícím návrh takových zařízení spolu s astrolábem je jednoduchý dopis( 1269 nl), který přednesl Petrus "Peregrinus"( Pilgrim) k určitému majiteli půdy ve dnech obléhání italské Lucery. Zřejmé, autorova přezdívka naznačuje, že autor je s tématem dobře obeznámen. Astroláb pomohl určit místní čas, v kombinaci s kompasem bylo možné vypočítat geografické souřadnice. Obě zařízení zjednodušují navigaci( samozřejmě je prioritou plavba na moři).

Zemské magnetické pole je už dlouho používáno cestujícími k cílení na povrch planety. Spolu s exotickými zařízeními: krystaly, rozštěpením slunečního světla a tím i určením polohy hlavní hvězdy na obloze. Astroláb přidal stereografickou projekci( koule do roviny) všech těles. Umožňuje provádět výpočty ve tmě.Nestačí měřit s alidádou( šipkou na zadní straně astrolaby) výšku hvězdy nad obzorem.

Bylo to mínus: pro každou zeměpisnou šířku bylo nutné vytvořit mapu na tympanu( rotující křídlo astrolaby).Námořník pomocí potřebného disku vyřešil problém na libovolné zeměpisné šířce. Samozřejmě se musím předem postarat o to, abych získal tympanické karty. Jinak se měření staly nepřesnými, nesprávnými. Vidíte, kolik těžkostí musí cestující vydržet, vrátit se k magnetickému poli Země.Tento fenomén popisuje indukci.Říká se, že Tesla používá znalosti o velikosti magnetického pole Země a volí parametry elektrických zařízení.Nicméně, to se líbí fantazie, cizinci z hvězd, druhá světová válka.

Indukce na magnetickém poli Země je přítomna, všichni naleznou elektronickou kartu, pokud je to potřeba. Magnetické póly se neshodují se skutečnými. Magnetická indukční mapa bude mít meridiány, které se liší od prostorových. Ve středních zeměpisných šířkách to nebrání navigátorem navigovat pomocí kompasu.

Vznik koncepce magnetické indukce

Na počátku devadesátých let vývoji elektřiny lidé začali zkoumat související jevy. Takže Hans Oersted objevil v roce 1819: dirigent s proudem vytváří kruhové magnetické pole kolem, André-Marie Amper ukázal, že pokud se směr pohybu nábojů shoduje, sousední vodiče se navzájem přitahují.Koncem diskuse vzniklo vytvoření zákona Bio-Savar( domácí zdroje dodávají Laplace), popisující velikost, směr magnetické indukce v bodě ve vesmíru. Zdroje připouštějí klauzuli týkající se výzkumu prováděného stejnosměrným proudem.

Integrace( viz obrázek) následuje obvod s proudem. Ve vzorci r naznačuje elementární střední bod aktuálního segmentu, r0 je místo prostoru, pro který je vypočítána magnetická indukce. Všimněte si, že v jmenovateli zlomku pro integrální dva vektory se násobí.Výsledkem je hodnota, jejíž směr je určen pravidlem gimlet( vlevo nebo vpravo).Integrace se provádí přes obrysový prvek dr, r - střední bod malého řezu celé délky. Stejné rozdíly v čitateli a jmenovateli, které redukujeme, zůstávají v horní části vektorového prvku, který určuje směr výsledku. Vzorec

ukazuje, jak najít pole pro kontury libovolného tvaru, které provádí integraci bodů.Moderní numerické metody jsou základem činnosti počítačových aplikací( jako je Maxwell 3D) k vyřešení odpovídajícího problému. Rovnice je v souladu se zákony Gauss( magnetická indukce) a Ampere( cirkulace magnetického pole).Georg Ohm využil znalosti kompasu a odvodil známou závislost. Tvar polních linií se získá pomocí magnetických šipek a síla opuštění směru se nezmění( viz poznámka o Ohmově zákoně pro řetězec).Bude to obraz magnetické indukce ve vesmíru, experimentálně potvrzující zákon Bio-Savart-Laplace.

Povoleno společností Ampère v roce 1825, aby ukázalo, že elektrický proud je v některých případech analogickým pro trvalý magnet. Existoval nový model, který byl více konzistentní s realitou než režim Poissonova dipólu. Taková abstrakce vysvětlila nepřítomnost izolovaných magnetických pólů v přírodě.Podle moderních konceptů je kus oceli magnetizován, protože dipoly elementárních částic a molekul získávají pořádek. Demagnetizační obvody transformátorových jader jsou založeny na tom, které před vypnutím napájení způsobují tlumené proudové oscilace. V důsledku toho je účinek řádu rozmazaný, výrazné vlastnosti zmizí.

Přítomnost magnetického momentu je vysvětlena existencí otočení( koncepce zavedená v 20. letech 20. století) - úhlová hybnost částic mikrosvěta. Skutečné, ne abstraktní věci, existence je potvrzena experimentálně( Stern-Gerlach).Spin je vektorové množství, které je stejné pro všechny částice stejného typu( například elektrony) a je popsáno zvláštním kvantovým číslem. V SI je měrná jednotka j s, stejně jako u druhého momentu hybnosti( Planckova konstanta).Někdy je použito zjednodušené bezrozměrné nahrávání.Constant Planck je spuštěn.Číslo odstřeďování je jednoduše označeno( s, ms).

Vzhledem k přítomnosti rotace získá elementární částice magnetický moment vypočtený podle vzorce: v čitateli, součin rotační hybnosti náboje částic a faktoru g( konstanty uvedené v různých adresářích pro určité elementární částice);v jmenovateli - dvojnásobek hmotnosti elementární částice. Jak je vidět, lze jej počítat, maximální magnetizace materiálu za daných podmínek lze vypočítat předem. Skutečným triumfem kvantové elektrodynamiky byla předpověď g-faktorů pro některé elementární částice.

Objev Michaila Faradaya v roce 1831 generace kruhového elektrického pole kruhovým elektrickým polem ukázal, že dva jevy jsou úzce příbuzné, což je předpokladem pro vytvoření( čtyř) Maxwellových rovnic, zvláštním případem je většina vzorec v této oblasti s přihlédnutím k výše uvedeným. Výzkum pokračoval jako obvykle, ale trochu jinak. Integrace provedl lord Kelvin, známý jako William Thompson, který prokázal přítomnost H( intenzity) a B magnetické indukce, první charakterizuje Poissonův model, druhý - Ampér. Magnetické indukce

B a H

Magnetická indukce B se měří pomocí Tesla( SI), T je ekvivalentní Ns / Cl m. N je newton, jednotka měření síly;s je druhý čas;CL - přívěsek, elektrický náboj;m - vzdálenost. GHS pro stejný účel platí gauss( G = √ g / s √ cm), g - gram hmoty;s je druhý čas;cm - centimetr vzdálenost. H magnetická indukce se měří ampere na metr( SI) nebo Oersteds( GHS).Ruská literatura odkazuje na sílu pole H.

Tesla jednotka byla představena v roce 1960 Mezinárodní konferencí o vážích a opatřeních v čele zemřelého Nikola Tesla. Ve skutečnosti od počátku SI.Jak předtím žili vědci? V roce 1948 se zrodila myšlenka zavedení SI, GHS již existovalo. Jeho původ vznikl v roce 1832 Karlem Friedrichem Gaussem, který hledal jediný základ pro odvětví fyziky, aby bylo snazší spojovat heterogenní zákony. Vědec se zeptal tří základních jednotek: milimetru, miligramu, sekundy.

Gauss zemřel krátce po zavedení konceptu magnetické indukce a dělení velikosti do B a H, nicméně v roce 1874, James Maxwell, Lord Kelvin doplnil seznam o nové množství.Magnetická indukce byla pojmenována podle zakladatele, současně se systém nazýval GHS( dříve nazývaný Gaussian).Pokud jde o SI, tesla může být zastoupena různými způsoby prostřednictvím základních nebo odvozených jednotek. Weber, na metr čtvereční.

Ve vakuu jsou dva typy indukcí( H a B) připojeny konstantními proudy. Rozlišuje se jeden od druhého, H se nazývá vektor intenzity magnetického pole. Je zřejmé, že význam se nijak výrazně liší od B. Ve vzorci:

1. μ je magnetická permeabilita média.
2. μ0 je magnetická konstanta( propustnost pro vakuum).V systému se GHS rovná 1, ve vakuu jsou B a H stejné.Hodnota SI je 1,257 mikronů na čtvereční ampér. Konstrukce

jsou speciálně zavedeny pro vztah H a B - charakteristiky magnetického pole. Mimochodem, existuje mnoho verzí, proč lord Kelvin takto volal vektory( písmena H a B).Zájemci se vyzývají, aby se seznámili s následujícími pojmy: relativní magnetickou permeabilitou( poměr absolutní μ k konstantní μ0), magnetickou citlivostí( relativní magnetickou permeabilitu zvýšenou o 1).Pomůže lépe porozumět vzorcům literárních pramenů, kde vztah mezi B a H je jiného druhu, který je uveden v přehledu.

Najdete mnoho zákonů, vzorce týkající se magnetické indukce, které ukazují, jak důležitý je parametr teoreticky. Autoři nejsou známi, zda Nikola Tesla při vývoji vícefázového asynchronního motoru používal podobná množství, ale nebylo to bez důvodu, že dali jméno velkému vědci!