Indukcja magnetyczna

Indukcja magnetyczna jest wielkością wektora charakteryzującą siłę i kierunek pola magnetycznego w punkcie w przestrzeni. Prawdopodobnie widzieliście to na zdjęciach z lekcji fizyki: turbulencje w postaci planetarnych meridianów zbiegających się na biegunach czerwonej i niebieskiej podkowy. Pierwsze obrazy pola magnetycznego próbowano zbudować w XVII wieku. Najwyraźniej za pomocą opiłków metalu. Wielkość indukcji magnetycznej zależy od parametrów ośrodka.

Pole magnetyczne i magnetyzm

Indukcja magnetyczna opisuje pole znacznie dokładniej niż inne metody. Uwikłane terminy przeszkadzają w zrozumieniu. Indukcja jest mylona z napięciem. Oba terminy są wektorowe, opisują pole. Naprężenie nie zależy od właściwości środowiska, różnią się tym. Magnetyzm jest znany od czasów starożytnych. Naukowcy są bezsilni, aby wskazać datę, kiedy pole Ziemi zaczęło być używane do żeglugi przez żeglarzy, historycy ujawnili następujące ciekawe fakty:

1. Olmek( starożytne plemię indiańskie) użyło namagnesowanych igieł w 1500 rpneNie ma dokładnych dowodów dotyczących celu konstrukcji. Uważa się, że używając magnetyzmu, starożytni ludzie określili kierunek.
   instagram viewer
2. W Chinach pierwsze pisemne zapisy odnoszą się do II wpne. Igły magnetyczne zostały wykorzystane do przewidywania charakteru terenu na powierzchni Ziemi, w celu rozmieszczenia mieszkań zgodnie z technikami Feng Shui.

Fakty historyczne nazywane są pierwszą współczesną cywilizacją, która zaczęła praktykować nawigację z orientacją przez pole magnetyczne Ziemi, Chin. X - XI wiek AD.Projekt jest starannie ignorowany przez źródła pisane. Ryzykujemy, aby przyjąć, że kompas powtórzył osiągnięcia wróżbitów:

• Koniec metalowej igły jest namagnesowany żelazem.
• Produkt jest zawieszony na jedwabnej nici, wosk działa jak utrwalacz do punktu mocowania.

Urządzenia wykonane w ten sposób wyglądają na południe, a następnie na północ. W zależności od warunków namagnesowania igły. Europa poznała kompas kilka wieków później. Pierwszym źródłem opisującym konstrukcję takich urządzeń wraz z astrolabium jest prosta litera( 1269 AD), naszkicowana przez Petra "Peregrinusa"( Pielgrzyma) pewnemu właścicielowi ziemskiemu w czasach oblężenia włoskiej Lucery. Najwyraźniej pseudonim autora wskazuje, że autor dobrze zna ten temat. Astrolabium pomogło określić czas lokalny, w połączeniu z kompasem stało się możliwe obliczenie współrzędnych geograficznych. Oba urządzenia upraszczają nawigację( oczywiście pierwszeństwo mają podróże morskie).

Ziemskie pole magnetyczne jest od dawna używane przez podróżników do celowania w powierzchnię planety. Wraz z egzotycznymi urządzeniami: kryształami, rozszczepiającymi światło słoneczne, a tym samym pozwalającym określić położenie głównej gwiazdy na niebie. Astrolabium dodało stereograficzny rzut( sfery na płaszczyznę) wszystkich ciał.Umożliwienie wykonywania obliczeń w ciemności. Wystarczy zmierzyć z alidade( strzałą z odwrotnej strony astrolabium) elewacji gwiazdy nad horyzontem.

Wystąpił minus: dla każdej szerokości geograficznej konieczne było wykonanie mapy na tympanonie( obracająca się klapka w przypadku astrolabium).Marynarz, używając potrzebnego dysku, rozwiązał problem na dowolnej szerokości geograficznej. Oczywiście muszę z wyprzedzeniem zadbać o to, aby zdobyć niezbędne karty tego kanonu. W przeciwnym razie pomiary stały się niedokładne, nieprawidłowe. Widzisz ile trudów musieli znosić wędrowcy, wróćmy do pola magnetycznego Ziemi. Zjawisko to opisuje indukcję.Podobno Tesla wykorzystał wiedzę o wielkości pola magnetycznego Ziemi, dobierając parametry urządzeń elektrycznych. Jednak smack fantazje, kosmici z gwiazd, II wojny światowej.

Obecność indukcji w polu magnetycznym Ziemi jest obecna, każdy znajdzie elektroniczną kartę, jeśli zajdzie taka potrzeba. Bieguny magnetyczne nie pokrywają się z prawdą.Mapa indukcji magnetycznej będzie miała meridiany różniące się od przestrzennych. Na średnich szerokościach geograficznych nie przeszkadza nawigatorom w nawigowaniu za pomocą kompasu.

Pojawienie się koncepcji indukcji magnetycznej

U zarania epoki rozwoju elektryczności ludzie zaczęli badać powiązane zjawiska. Tak więc, Hans Oersted odkrył w 1819 roku: przewodnik z prądem tworzy okrągłe pole magnetyczne wokół, André-Marie Amper pokazał, że jeśli kierunek ruchu ładunków pokrywa się, sąsiednie przewodniki przyciągają się nawzajem. Koniec kontrowersji postawił stworzenie prawa Bio-Savarda( domowe źródła dodają Laplace'a), opisując wielkość, kierunek indukcji magnetycznej w punkcie w przestrzeni.Źródła przyznają klauzulę dotyczącą badań prowadzonych przez prąd stały.

Integracja( patrz rysunek) następuje po obwodzie z prądem. We wzorze, r oznacza elementarny punkt środkowy bieżącego segmentu, r0 jest miejscem przestrzeni, dla której obliczana jest indukcja magnetyczna. Zauważ, że w mianowniku ułamka dla całkowych dwóch wektorów jest mnożona. Wynikiem jest wartość, której kierunek jest określony przez regułę świdra( lewa lub prawa ręka).Integracja odbywa się nad elementem konturu dr, r - punktem środkowym małego cięcia na całej długości. Identyczne różnice w liczniku i mianowniku, które redukujemy, pozostają na szczycie wektora jednostkowego, który określa kierunek wyniku. Formuła

pokazuje, jak znaleźć pole dla konturów o dowolnym kształcie, prowadząc integrację za punkty. Nowoczesne metody numeryczne leżą u podstaw działania aplikacji komputerowych( takich jak Maxwell 3D), aby rozwiązać odpowiedni problem. Równanie jest zgodne z prawami Gaussa( indukcja magnetyczna) i Ampere( cyrkulacja pola magnetycznego).Georg Ohm wykorzystał znajomość kompasu, wywodząc znaną zależność.Kształt linii pola zostanie uzyskany za pomocą strzałek magnetycznych i siły pozostawiania kierunku bez zmian( patrz uwaga o prawie Ohma dla łańcucha).Będzie to obraz indukcji magnetycznej w kosmosie, eksperymentalnie potwierdzający prawo Bio-Savart-Laplace.

Dozwolone przez Ampère w 1825 roku, aby pokazać: prąd elektryczny w niektórych przypadkach jest analogiem magnesu stałego. Był nowy model, który był bardziej zgodny z rzeczywistością niż schemat dipolowy Poissona. Taka abstrakcja wyjaśniła brak izolowanych biegunów magnetycznych w przyrodzie. Zgodnie z nowoczesnymi koncepcjami, kawałek stali jest namagnesowany, ponieważ dipole cząstek elementarnych i cząsteczek nabierają uporządkowania. Na tej podstawie opierają się obwody demagnetyzacji rdzeni transformatora, które przed wyłączeniem mocy powodują oscylacje prądu tłumionego. W efekcie efekt zamówienia zostaje zamazany, wyraźne właściwości znikają.

Obecność momentu magnetycznego tłumaczy się istnieniem spinów( koncepcja wprowadzona w 1920 roku) - moment pędu cząstek mikroświata. Rzeczywiste, nie abstrakcyjne, potwierdzają eksperymentalnie istnienie( Stern-Gerlach).Wirowanie jest wielkością wektora, która jest taka sama dla wszystkich cząstek tego samego typu( na przykład elektronów) i jest opisana specjalną liczbą kwantową.W SI jednostką miary jest js, tak jak w przypadku innego momentu pędu( stała Plancka).Czasami używa się uproszczonego zapisu bezwymiarowego. Stały Planck jest obniżany. Numer spinu jest po prostu wskazany( s, ms).

Z powodu obecności spinu cząstka elementarna otrzymuje moment magnetyczny obliczony za pomocą wzoru: w liczniku, iloczyn spinowego momentu pędu ładunku cząstek i współczynnika g( stałe podane w różnych katalogach dla pewnych cząstek elementarnych);w mianowniku - podwaja masę cząstki elementarnej. Jak widać, można policzyć, maksymalne namagnesowanie materiału w danych warunkach można z góry obliczyć.Prawdziwym triumfem elektrodynamiki kwantowej było przewidywanie współczynników g dla niektórych cząstek elementarnych.

Odkrycie przez Michaela Faradaya w 1831 r. Generowania kołowego pola elektrycznego za pomocą okrągłego pola elektrycznego wykazało, że dwa zjawiska są blisko spokrewnione, co było warunkiem wstępnym do stworzenia( czterech) równań Maxwella, którego szczególny przypadek stanowi większość formuł w tej dziedzinie, biorąc pod uwagę te wspomniane powyżej. Badania trwały jak zwykle, ale w nieco inny sposób. Integracji dokonał Lord Kelvin, znany jako William Thompson, który wykazał obecność indukcji magnetycznej H( natężenie) i B, pierwszy charakteryzuje model Poissona, drugi - Ampere.

indukcja magnetyczna B i H

Indukcja magnetyczna B jest mierzona za pomocą Tesli( SI), T jest równoważna N s / Cl m. N to newton, jednostka miary siły;s jest sekundą czasu;CL - wisiorek, ładunek elektryczny;m - odległość licznika. GHS w tym samym celu stosuje gauss( G = √ g / s √ cm), g - gram masy;s jest sekundą czasu;cm - odległość centymetra. H to indukcja magnetyczna mierzona amperami na metr( SI) lub Oersteds( GHS).Literatura rosyjskojęzyczna odnosi się do siły pola H.

Jednostka Tesla została wprowadzona w 1960 roku przez Międzynarodową Konferencję Miar i Wag na cześć zmarłego Nikoli Tesli. W rzeczywistości od początku SI.Jak naukowcy żyli wcześniej? W 1948 r. Narodził się pomysł wprowadzenia SI, GHS już istniało. Początki tego ostatniego zostały złożone w 1832 roku przez Karla Friedricha Gaussa, który szukał jednej podstawy dla gałęzi fizyki, aby łatwiej było powiązać heterogeniczne prawa. Naukowiec zapytał trzy podstawowe jednostki: milimetr, miligram, sekunda.

Gauss zmarł krótko po wprowadzeniu koncepcji indukcji magnetycznej i podzieleniu wielkości na B i H. Jednak w 1874 r. James Maxwell, Lord Kelvin uzupełnił listę o nowe ilości. Indukcja magnetyczna została nazwana na cześć założyciela, w tym samym czasie system nazwano GHS( wcześniej nazywany Gaussian).Jeśli chodzi o SI, tesla może być reprezentowana na różne sposoby przez jednostki podstawowe lub pochodne. Weber, za metr kwadratowy.

W próżni dwa typy indukcji( H i B) są połączone prądami stałymi. Aby odróżnić jeden od drugiego, H nazywa się wektorem natężenia pola magnetycznego. Oczywiste jest, że znaczenie nie różni się zbytnio od B. We wzorze:

1. μ jest przepuszczalnością magnetyczną ośrodka.
2. μ0 jest stałą magnetyczną( przepuszczalność podciśnienia).W systemie GHS wynosi 1, w próżni B i H są takie same. SI wynosi 1,277 mikronitonu na kwadratowy amper. Stałe

zostały specjalnie wprowadzone w odniesieniu do H i B - charakterystyki pola magnetycznego. Nawiasem mówiąc, istnieje wiele wersji, dla których lord Kelvin nazywał wektory w ten sposób( litery H i B).Zainteresowanych zachęca się do zapoznania się z następującymi pojęciami: względna przenikalność magnetyczna( stosunek bezwzględnych μ do stałych μ0), podatność magnetyczna( względna przenikalność magnetyczna zwiększona o 1).Pomoże to lepiej zrozumieć formuły źródeł literackich, gdzie relacja między B i H jest innego rodzaju podana w recenzji.

Można znaleźć wiele praw, formuł dotyczących indukcji magnetycznej, pokazujących, jak ważny jest parametr w teorii. Autorzy nie wiedzą, czy Nikola Tesla używał podobnych ilości przy opracowywaniu wielofazowego silnika asynchronicznego, ale nie bez powodu nazwali go wielkim naukowcem!