Magnetinė indukcija

Magnetinė indukcija yra vektoriaus kiekis, apibūdinantis magnetinio lauko stiprumą ir kryptį erdvės taške. Jūs tikriausiai pamatėte tai fizikos pamokų paveiksluose: turbulencija planetinių meridianų forma, susiliejantys su raudonos ir mėlynos pasagos poliais. Pirmieji magnetinio lauko vaizdai buvo bandomi statyti XVII a. Matyt, naudojant metalo drožles. Magnetinės indukcijos dydį lemia terpės parametrai.

Magnetinis laukas ir magnetizmas

Magnetinė indukcija apibūdina lauką daug tiksliau nei kiti metodai. Susidūrę terminai trukdo suprasti. Indukcija painiojama su įtampa. Abu terminai yra vektorius, apibūdina lauką.Įtampa nepriklauso nuo aplinkos savybių, kurios skiriasi tuo. Magnetizmas žinomas nuo seniausių laikų.Mokslininkai yra bejėgiai tiksliai nustatyti datą, kada Žemės laukas buvo pradėtas naudoti jūreivių navigacijai, istorikai atskleidė šiuos smalsus faktus:

1. Olmec( senovės Indijos gentis) 1500 m. Nėra tikslių įrodymų dėl struktūros tikslo. Manoma, kad naudojant magnetizmą senovės žmonės nustatė kryptį.
instagram viewer
2. Kinijoje pirmieji rašytiniai įrašai susiję su II a. Pr. Kr. Magnetinės adatos buvo naudojamos prognozuojant žemės paviršiaus reljefo pobūdį, siekiant organizuoti būstus pagal Feng shui metodus.

Istoriniai faktai vadinami pirmąja šiuolaikine civilizacija, kuri pradėjo praktikuoti navigaciją su Žemės magnetinio lauko orientacija Kinijoje. X - XI a. Rašytiniuose šaltiniuose projektą atidžiai ignoruoja. Mes rizikuojame manyti, kad kompasas pakartojo tyrėjų pasiekimus:

• Metalo adatos galas magnetizuojamas geležimi.
• Produktas pakabinamas ant šilko siūlų, vaškas veikia kaip tvirtinimo taškas.

Tokiu būdu pagaminti prietaisai žiūri į pietus, tada į šiaurę.Priklausomai nuo adatos magnetizavimo sąlygų.Po kelių šimtmečių Europa išmoko kompasą.Pirmasis šaltinis, apibūdinantis tokių įrenginių dizainą, kartu su astrolabe, yra paprastas laiškas( 1269 m.), Kurį Petrusas "Peregrinus"( Piligrimas) suprojektavo tam tikram žemės savininkui Italijos Luceros apgulimo dienomis. Matyt, autoriaus slapyvardis rodo, kad autorius gerai susipažino su šia tema. Astrolabė padėjo nustatyti vietinį laiką, kartu su kompasu buvo galima apskaičiuoti geografines koordinates. Abu prietaisai supaprastino navigaciją( žinoma, pirmenybė teikiama kelionėms į jūrą).

Žemės magnetinis laukas jau seniai buvo naudojamas keliautojams, norint nukreipti planetos paviršių.Kartu su egzotiniais prietaisais: kristalai, saulės spindulių suskaidymas ir taip galima nustatyti pagrindinės žvaigždės vietą danguje. Astrolabe pridėjo visų kūnų stereografinę projekciją( sferą į plokštumą).Leidžiama atlikti skaičiavimus tamsoje. Pakanka matuoti alidadą( astrolabės atvirkštinės pusės rodyklę) žvaigždės aukštį virš horizonto.

Buvo minusas: už kiekvieną platumą buvo būtina sukurti žemėlapį ant tympanumo( besisukantis astrolabe bylos skirtukas).Jūrininkas, naudodamas reikiamą diską, išsprendė problemą bet kurioje platumoje.Žinoma, iš anksto turiu pasirūpinti, kad įsigyčiau būtinas tympanines korteles. Priešingu atveju matavimai tapo netikslūs, neteisingi. Jūs matote, kiek kelia sunkumų keliautojai, ir sugrįžkime prie Žemės magnetinio lauko.Šis reiškinys apibūdina indukciją.Jis buvo gandai: Tesla naudojo žinias apie Žemės magnetinio lauko dydį, pasirinkdamas elektros prietaisų parametrus. Tačiau tai užgauna fantazijas, užsieniečių iš žvaigždžių, Antrojo pasaulinio karo.

Indukcija Žemės magnetiniame lauke yra, kiekvienas suras elektroninę kortelę, jei reikia. Magnetiniai poliai nesutampa su tiesa. Magnetinio indukcinio žemėlapio meridianai skirsis nuo erdvinių.Vidurio platumose jis netrukdo navigatoriams naviguoti, naudojant kompasą.

Magnetinės indukcijos

koncepcijos atsiradimas

Elektros energijos vystymosi eros pradžioje žmonės pradėjo tyrinėti susijusius reiškinius. Taigi, Hansas Oerstedas atrado 1819 m. Prieštaravimo pabaigoje buvo sukurtas „Bio-Savar“ įstatymas( vietiniai šaltiniai pridėti Laplace), apibūdinantis magnetinio indukcijos dydį, kryptį erdvės taške.Šaltiniai pripažįsta sąlygą, pagal kurią moksliniai tyrimai atliekami nuolatinės srovės būdu.

Integracija( žr. Paveikslą) seka srovę.Formuluotėje r reiškia pradinį dabartinio segmento vidurio tašką, r0 yra vietos, kurioje apskaičiuojama magnetinė indukcija, vieta. Atkreipkite dėmesį, kad sudedamosios dalies vardikliu dviejuose vektoriuose dauginami. Rezultatas yra vertė, kurios kryptį lemia vožtuvo taisyklė( kairė arba dešinė ranka).Integracija atliekama per kontūro elementą dr, r - mažo pjūvio visą ilgį.Identiški skaitiklio ir vardiklio, kurį mes mažiname, skirtumai lieka vieneto vektoriaus viršuje, kuris nustato rezultato kryptį.

formulė rodo, kaip rasti bet kokios formos kontūrų lauką, atliekant integraciją pagal taškus.Šiuolaikiniai skaitiniai metodai grindžiami kompiuterinių programų( pvz., „Maxwell 3D“) veiksmais sprendžiant atitinkamą problemą.Lygtis atitinka Gausso( magnetinės indukcijos) ir Ampero( magnetinio lauko cirkuliacijos) įstatymus. Georgas Omasas žinojo apie kompasą, nurodydamas žinomą priklausomybę.Lauko linijų forma bus gauta naudojant magnetines rodykles ir kryptį paliekant nepakeistą kryptį( žr. Pastabą apie Ohmo įstatymą, skirtą grandinės sekcijai).Tai bus magnetinio indukcijos erdvėje vaizdas, eksperimentiškai patvirtinantis Bio-Savart-Laplaso įstatymą.

Ampère leido 1825 m. Parodyti: kai kuriais atvejais elektros srovė yra nuolatinio magneto analogas. Buvo naujas modelis, kuris labiau atitiko tikrovę nei Poissono dipolio schema. Tokia abstrakcija paaiškino, kad gamtoje nėra izoliuotų magnetinių polių.Remiantis šiuolaikinėmis sąvokomis, plieno gabalas yra magnetuojamas, nes elementariųjų dalelių ir molekulių dipoliai įgyja tvarkingumą.Transformatorių šerdies demagnetizacijos grandinės yra grindžiamos tuo, kuri, prieš išjungiant maitinimą, sukelia slopintus srovės virpesius. Kaip rezultatas, tvarkos poveikis yra neryškus, ryškios savybės išnyksta.

Magnetinio momento buvimas paaiškinamas sukimų( 1920 m. Įvestos koncepcijos) buvimu - mikrorajono dalelių kampinis momentas. Nekilnojamasis, o ne abstraktus dalykas, egzistencija patvirtinama eksperimentiškai( Stern-Gerlach).Sukimas yra vektorinis kiekis, kuris yra vienodas visoms tos pačios rūšies dalelėms( pvz., Elektronams) ir yra aprašytas specialiu kvantiniu skaičiumi. SI matavimo vienetas yra j s, kaip ir kitam kampiniam momentui( Planck konstanta).Kartais naudojamas supaprastintas be matmens įrašymas. Nuolatinis Plankas yra nuleistas. Sukimo numeris tiesiog nurodomas( s, ms).

Dėl gręžimo buvimo, elementinė dalelė įgyja magnetinį momentą, apskaičiuotą pagal formulę: skaitiklyje - dalelių krūvio sukimo kampo momento ir g-faktoriaus( konstantų, pateiktų įvairiuose kataloguose tam tikroms elementariosioms dalelėms) rezultatas;vardiklis - dvigubai elementariosios dalelės masė.Kaip matote, jį galima suskaičiuoti, maksimalus medžiagos magnetizavimas tam tikromis sąlygomis gali būti apskaičiuotas iš anksto. Tikrasis kvantinės elektrodinamikos triumfas buvo kai kurių elementariųjų dalelių g faktorių prognozavimas.

1831 m. Michael Faraday atradimas apskrito elektrinio lauko apykaitos elektrinio lauko generavimu parodė, kad du reiškiniai yra glaudžiai susiję, o tai buvo būtina( keturių) Maxwello lygčių kūrimo sąlyga, kurios ypatingas atvejis yra dauguma šios srities formulių, atsižvelgiant į pirmiau minėtas. Tyrimai vyko kaip įprasta, bet šiek tiek kitaip. Integraciją atliko Viešpats Kelvinas, žinomas kaip William Thompson, kuris parodė H( intensyvumo) ir B magnetinio indukcijos buvimą, pirmasis apibūdina Poisson modelį, antrasis - Ampere.

B ir H magnetinė indukcija

Magnetinė indukcija B matuojama Tesla( SI), T yra lygi N s / Cl m. N yra newtonas, jėgos matavimo vienetas;s yra antras laikas;CL - pakabukas, elektrinis įkrovimas;m - metro atstumas. Tuo pačiu tikslu GHS taikomas gauss( G = √ g / s √ cm), g - gramas masės;s yra antras laikas;cm - centimetro atstumas. H magnetinė indukcija matuojama amperais per metrą( SI) arba Oersteds( GHS).Rusų literatūroje kalbama apie H lauko stiprumą.

„Tesla“ padalinį 1960 m. Pristatė Tarptautinė svorių ir matavimų konferencija garbei mirusio Nikolos Teslos. Iš tiesų, nuo SI pradžios. Kaip mokslininkai gyveno prieš tai? Iki 1948 m. Gimė idėja įvesti SI, GHS jau egzistavo. Pastarųjų kilmę 1832 m. Sukūrė Karl Friedrich Gauss, kuris ieško vieno pagrindo fizikos šakoms, kad būtų lengviau susieti heterogeninius įstatymus. Mokslininkas paklausė tris pagrindinius vienetus: milimetrą, miligramą, antrą.

Gauss mirė netrukus po to, kai įvedė magnetinės indukcijos sąvoką ir dalijant dydį į B ir H, tačiau 1874 m. Jamesas Maxvelas, Lordas Kelvinas, papildė sąrašą naujais kiekiais. Magnetinė indukcija buvo pavadinta įkūrėjo, tuo pačiu metu sistema buvo vadinama GHS( anksčiau vadinama Gaussian).Kalbant apie SI, tesla gali būti atstovaujama įvairiais būdais per pagrindinius arba išvestinius vienetus. Weber, už kvadratinį metrą.

Vakuumoje dvi nuolatinės srovės( H ir B) yra sujungtos pastoviomis srovėmis. Norėdami atskirti vieną nuo kito, H vadinamas magnetinio lauko intensyvumo vektoriumi. Akivaizdu, kad reikšmė nėra labai skirtinga nuo B. Formulėje:

1. μ yra terpės magnetinis pralaidumas.
2. μ0 yra magnetinė konstanta( vakuumo pralaidumas).Sistemoje GHS yra lygi 1, vakuume B ir H yra vienodi. SI yra 1,257 mikronų vienam kvadratiniam ampriui.

konstantai yra specialiai suprojektuoti, kad susietų H ir B - magnetinio lauko charakteristikas. Beje, yra daug versijų, kodėl Viešpats Kelvinas taip vadino vektorius( raidės H ir B).Susidomėję asmenys skatinami susipažinti su šiomis sąvokomis: santykinis magnetinis pralaidumas( absoliutinio μ santykis su pastoviu μ0), magnetinis jautrumas( santykinis magnetinis pralaidumas padidėjo 1).Tai padės geriau suprasti literatūros šaltinių formules, kuriose santykis tarp B ir H yra kito pobūdžio.

Jūs galite rasti daug įstatymų, formulių, susijusių su magnetine indukcija, rodančiu, kaip svarbus yra teorijos parametras. Autoriams nežinoma, ar Nikola Tesla, kurdama daugiafazį asinchroninį variklį, naudojo panašius kiekius, tačiau tai buvo be priežasties, kad jie suteikė vardą didžiajam mokslininkui!