Induzione magnetica

L'induzione magnetica è una quantità vettoriale che caratterizza la forza e la direzione del campo magnetico in un punto nello spazio. Probabilmente lo hai visto nelle immagini delle lezioni di fisica: turbolenza sotto forma di meridiani planetari convergenti ai poli di un ferro di cavallo rosso e blu. Le prime immagini del campo magnetico furono provate per essere costruite nel 17 ° secolo. Apparentemente, usando la limatura di metallo. La grandezza dell'induzione magnetica è determinata dai parametri del mezzo.

Campo magnetico e magnetismo

L'induzione magnetica descrive un campo in modo molto più accurato rispetto ad altri metodi. I termini entangled interferiscono con la comprensione. L'induzione è confusa con la tensione. Entrambi i termini sono vettoriali, descrivono un campo. La tensione non dipende dalle caratteristiche dell'ambiente, differendo in questo. Il magnetismo è stato conosciuto fin dai tempi antichi. Gli scienziati non sono in grado di individuare la data in cui il campo della Terra ha iniziato ad essere utilizzato per la navigazione dai naviganti, gli storici hanno rivelato i seguenti fatti curiosi:

1. Olmec( un'antica tribù indiana) utilizzava aghi magnetizzati nel 1500 aC.Non ci sono prove accurate riguardo allo scopo della struttura. Si crede che, usando il magnetismo, le persone antiche abbiano determinato la direzione.
2. In Cina, i primi documenti scritti si riferiscono al II secolo aC.Aghi magnetici sono stati utilizzati per le previsioni sulla natura del terreno della superficie terrestre, allo scopo di organizzare abitazioni secondo le tecniche del Feng Shui.

I fatti storici sono chiamati la prima civiltà moderna, che ha iniziato a praticare la navigazione con l'orientamento del campo magnetico della Terra, la Cina. X - XI secolo d. C.Il design è accuratamente ignorato da fonti scritte. Ci assumiamo il rischio di presumere che la bussola abbia ripetuto i risultati degli indovini:

• La punta di un ago di metallo è magnetizzata con ferro.
• Il prodotto è appeso su un filo di seta, la cera funge da fissatore per il punto di attacco.

I dispositivi realizzati in questo modo guardano a sud, quindi a nord. A seconda delle condizioni di magnetizzazione dell'ago. L'Europa ha imparato la bussola pochi secoli dopo. La prima fonte che descrive il design di tali dispositivi, insieme all'astrolabio, è una semplice lettera( 1269 d. C.), disegnata da Petrus "Peregrinus"( Pellegrino) a un certo proprietario terriero nei giorni dell'assedio della Lucera italiana. Apparentemente, il soprannome dell'autore indica che l'autore conosce bene l'argomento. L'astrolabio ha aiutato a determinare l'ora locale, in combinazione con la bussola è diventato possibile calcolare le coordinate geografiche. Entrambi i dispositivi semplificano la navigazione( ovviamente, la priorità è data al viaggio in mare).

Il campo magnetico terrestre è stato a lungo utilizzato dai viaggiatori per colpire la superficie del pianeta. Insieme a dispositivi esotici: cristalli, splitting luce solare e quindi permettendo di determinare la posizione della stella principale nel cielo. L'astrolabio ha aggiunto una proiezione stereografica( di una sfera su un piano) di tutti i corpi. Permettendo di fare calcoli nel buio.È sufficiente misurare con alidada( la freccia del retro dell'astrolabio) l'elevazione della stella sopra l'orizzonte.

C'era un segno negativo: per ogni latitudine era necessario creare una mappa sul timpano( scheda rotante del caso astrolabio).Un marinaio, usando il disco necessario, ha risolto il problema a qualsiasi latitudine. Certo, devo occuparmi in anticipo di acquisire le carte timpaniche necessarie. Altrimenti, le misure sono diventate inaccurate, errate. Vedete quante difficoltà hanno dovuto sopportare i viaggiatori, torniamo al campo magnetico della Terra. Il fenomeno descrive l'induzione. Si diceva che Tesla usasse la conoscenza della grandezza del campo magnetico della Terra, scegliendo i parametri dei dispositivi elettrici. Tuttavia, sa di fantasie, alieni delle stelle, seconda guerra mondiale.

L'induzione nel campo magnetico della Terra è presente, ognuno troverà una scheda elettronica, se ce n'è bisogno. I poli magnetici non coincidono con il vero. Una mappa di induzione magnetica avrà meridiani che differiscono da quelli spaziali. Alle medie latitudini, non impedisce ai navigatori di navigare, usando una bussola.

L'emergere del concetto di induzione magnetica

All'alba dell'era dello sviluppo dell'elettricità, le persone hanno iniziato a esplorare i fenomeni correlati. Così, nel 1819 Hans Oersted scoprì: un conduttore con una corrente crea un campo magnetico circolare intorno, André-Marie Amper mostrò che se la direzione di movimento delle cariche coincideva, i conduttori adiacenti si attraggono l'un l'altro. La fine della controversia pone la creazione della legge del Bio-Savar( fonti domestiche aggiungono Laplace), descrivendo la grandezza, la direzione dell'induzione magnetica in un punto nello spazio. Le fonti ammettono una clausola riguardante la ricerca condotta dalla corrente continua.

( vedi figura) segue un circuito con una corrente. Nella formula, r implica il punto medio elementare del segmento corrente, r0 è il luogo dello spazio per il quale viene calcolata l'induzione magnetica. Si noti che al denominatore della frazione per i due vettori interi vengono moltiplicati. Il risultato è un valore la cui direzione è determinata dalla regola di un succhiello( mano sinistra o destra).L'integrazione viene eseguita sull'elemento del profilo dr, r - il punto medio del piccolo taglio dell'intera lunghezza. Le differenze identiche nel numeratore e nel denominatore che riduciamo rimangono nella parte superiore del vettore unitario, che imposta la direzione del risultato. La formula

mostra come trovare un campo per i contorni di qualsiasi forma, conducendo l'integrazione per punti. I moderni metodi numerici sono alla base dell'azione delle applicazioni informatiche( come Maxwell 3D) per risolvere il problema corrispondente. L'equazione è coerente con le leggi di Gauss( induzione magnetica) e Ampere( circolazione del campo magnetico).Georg Ohm usava la conoscenza della bussola, deducendo una dipendenza nota. La forma delle linee di campo sarà ottenuta con l'aiuto delle frecce magnetiche e la forza di lasciare la direzione invariata( vedere la nota sulla legge di Ohm per la sezione della catena).Questa sarà l'immagine dell'induzione magnetica nello spazio, confermando sperimentalmente la legge di Bio-Savart-Laplace.

Consentito da Ampère nel 1825 di mostrare: la corrente elettrica in alcuni casi è un analogo di un magnete permanente. C'era un nuovo modello più coerente con la realtà rispetto al sistema di dipoli di Poisson. Una tale astrazione spiegava l'assenza di poli magnetici isolati in natura. Secondo i concetti moderni, un pezzo di acciaio è magnetizzato, perché i dipoli di particelle elementari e molecole acquisiscono ordine. I circuiti di smagnetizzazione dei nuclei dei trasformatori sono basati su questo, il che, prima di spegnere la corrente, causa oscillazioni di corrente smorzate. Di conseguenza, l'effetto dell'ordine è sfocato, le proprietà pronunciate scompaiono.

La presenza di un momento magnetico è spiegata dall'esistenza di spin( il concetto introdotto negli anni Venti) - il momento angolare delle particelle del micromondo. Le cose vere, non astratte, l'esistenza è confermata sperimentalmente( Stern-Gerlach).Lo spin è una quantità vettoriale uguale per tutte le particelle dello stesso tipo( ad esempio, elettroni) ed è descritta da un numero quantico speciale. In SI, l'unità di misura è j s, come per l'altro momento angolare( costante di Planck).A volte viene utilizzata una registrazione adimensionale semplificata. Constant Planck è abbassato. Il numero di spin è semplicemente indicato( s, ms).

A causa della presenza di uno spin, una particella elementare acquisisce un momento magnetico calcolato dalla formula: nel numeratore, il prodotto del momento angolare di spin della carica di particella e il fattore g( costanti date in varie directory per certe particelle elementari);al denominatore: raddoppia la massa della particella elementare. Come puoi vedere, può essere contato, la massima magnetizzazione del materiale in determinate condizioni può essere calcolata in anticipo. Il vero trionfo dell'elettrodinamica quantistica era la previsione dei fattori g per alcune particelle elementari.

La scoperta di Michael Faraday nel 1831 della generazione di un campo elettrico circolare da un campo elettrico circolare ha mostrato che due fenomeni sono strettamente correlati, il che era un prerequisito per la creazione di( quattro) equazioni di Maxwell, un caso particolare di cui la maggior parte delle formule in questo campo, considerando quelle sopra menzionate. La ricerca è andata avanti come al solito, ma in modi leggermente diversi. L'integrazione è stata fatta da Lord Kelvin, noto come William Thompson, che ha mostrato la presenza di induzione magnetica H( intensità) e B, il primo caratterizza il modello di Poisson, il secondo - Ampere.

B e H induzione magnetica

L'induzione magnetica B è misurata da Tesla( SI), T è equivalente a N s / Cl M. N è newton, unità di misura della forza;s è il secondo del tempo;CL - pendente, carica elettrica;m - metro di distanza. GHS per lo stesso scopo applica gauss( G = √ g / s √ cm), g - grammo di massa;s è il secondo del tempo;cm - centimetri di distanza. H è l'induzione magnetica misurata da ampere per metro( SI) o Oersted( GHS).La letteratura in lingua russa si riferisce alla forza del campo H.

L'unità Tesla è stata introdotta nel 1960 dalla Conferenza internazionale su pesi e misure in onore del defunto Nikola Tesla. Infatti, dall'inizio del SI.Come vissero gli scienziati prima di quello? Nel 1948 nacque l'idea di introdurre l'SI, il GHS esisteva già.Le origini di quest'ultimo furono poste nel 1832 da Karl Friedrich Gauss, che era alla ricerca di una base unica per i rami della fisica, così che era più facile mettere in relazione leggi eterogenee. Lo scienziato ha chiesto tre unità di base: millimetro, milligrammo, secondo.

Gauss morì poco dopo aver introdotto il concetto di induzione magnetica e grandezza divisoria in B e H, tuttavia, nel 1874, James Maxwell, Lord Kelvin completò la lista con nuove quantità.L'induzione magnetica prese il nome dal fondatore, allo stesso tempo il sistema fu chiamato GHS( precedentemente chiamato gaussiano).Per quanto riguarda l'IS, i tesla possono essere rappresentati in modi diversi attraverso unità di base o derivate. Weber, per metro quadrato.

Nel vuoto, due tipi di induzione( H e B) sono collegati tramite costante. Per distinguere l'uno dall'altro, H è chiamato vettore dell'intensità del campo magnetico.È chiaro che il significato non è molto diverso da B. Nella formula:

1. μ è la permeabilità magnetica del mezzo.
2. μ0 è la costante magnetica( permeabilità al vuoto).Nel sistema, il GHS è uguale a 1, nel vuoto, B e H sono uguali. Il SI è 1.257 micronewton per quadrato ampere. Le costanti

sono state specificatamente introdotte per correlare H e B - caratteristiche del campo magnetico. A proposito, ci sono molte versioni per cui Lord Kelvin ha chiamato i vettori in questo modo( lettere H e B).Gli interessati sono incoraggiati a familiarizzare con i seguenti concetti: permeabilità magnetica relativa( rapporto tra μ assoluto e μ0 costante), suscettibilità magnetica( la permeabilità magnetica relativa è aumentata di 1).Aiuterà a capire meglio le formule delle fonti letterarie, dove la relazione tra B e H è di un altro tipo data nella recensione.

Puoi trovare molte leggi, formule riguardanti l'induzione magnetica, che mostrano quanto sia importante in teoria un parametro. Non è noto agli autori se Nikola Tesla abbia usato quantità simili nello sviluppo di un motore asincrono multifase, ma non era senza ragione che hanno dato il nome al grande scienziato!