Magnetická indukcia

Magnetická indukcia je vektorové množstvo charakterizujúce pevnosť a smer magnetického poľa v bode v priestore. Pravdepodobne ste to videli na obrázkoch na lekciách fyziky: turbulencie v podobe planetárnych poludníkov, ktoré konvergujú k pólom červenej a modrej podkovy. Prvé obrazy magnetického poľa sa pokúšali vybudovať v 17. storočí.Zrejme pomocou kovových pilín. Veľkosť magnetickej indukcie je určená parametrami média.

Magnetické pole a magnetizmus

Magnetická indukcia popisuje pole oveľa presnejšie ako iné metódy. Zapuzdané pojmy narúšajú pochopenie. Indukcia je zmätená s napätím. Obidva výrazy sú vektorové, opisujú pole. Napätie nezávisí od charakteristík prostredia, ktoré sa líšia. Magnetizmus je známy už dávno. Vedci sú bezmocní na to, aby určili dátum, kedy sa pole zeme začalo používať na navigáciu námorníkmi, historici odhalili nasledujúce zvedavé fakty:

1. Olmec( staroveký indický kmeň) použil magnetizované ihly v roku 1500 pred naším letopočtom. Neexistujú presné dôkazy týkajúce sa účelu štruktúry. Predpokladá sa, že pomocou magnetizmu určili starí ľudia smer.
   instagram viewer
2. V Číne sa prvé písomné záznamy vzťahujú na II. Storočie pred nl. Magnetické ihly sa použili na predpovede o povahe terénu zemského povrchu za účelom usporiadania bytov podľa techník Feng Shui.

Historické fakty sa nazývajú prvá moderná civilizácia, ktorá začala praktizovať navigáciu s orientáciou magnetickým poľom Zeme, Čínou. X - XI storočia nl. Návrh je starostlivo ignorovaný písomnými zdrojmi. Riskujeme, že predpokladáme, že kompas zopakoval úspechy zubárov:

• Koniec kovovej ihly je magnetizovaný železom.
• Výrobok je zavesený na hodvábnej nite, vosk pôsobí ako fixátor pre upevňovací bod.

Takto vytvorené zariadenia vyzerajú na juh, potom na sever. V závislosti od podmienok magnetizácie ihly. Európa sa učila kompas o pár storočí neskôr. Prvým zdrojom popisujúcim návrh takýchto zariadení spolu s astrolábom je jednoduchý list( 1269 nl), ktorý načrtol Petrus "Peregrinus"( Pilgrim) určitému majiteľovi pôdy v dobách obliehania talianskej Lucery. Zrejme, autorov prezývka naznačuje, že autor je s touto témou dobre oboznámený.Astroláb pomohol určiť miestny čas, v kombinácii s kompasom sa dalo vypočítať zemepisné súradnice. Obidve zariadenia zjednodušujú navigáciu( samozrejme je prioritou plavba po mori).

Zemské magnetické pole dlho používajú cestujúci na zacielenie na povrch planéty. Spolu s exotickými zariadeniami: kryštály, rozdelenie slnečného svetla a tým umožňujú určiť polohu hlavnej hviezdy na oblohe. Astroláb pridal stereografickú projekciu( gule na rovinu) všetkých telies. Umožňuje výpočty v tme. Stačí stačiť s alidádou( šípka na zadnej strane astrolaby) výšku hviezdy nad horizontom.

Bolo to mínus: pre každú zemepisnú šírku bolo potrebné vytvoriť mapu na tympan( rotačná zátka astrolabeho puzdra).Námorník s použitím potrebného disku vyriešil problém na akejkoľvek zemepisnej šírke. Samozrejme, musím sa vopred postarať o získanie potrebných tympanických kariet. V opačnom prípade sa merania stali nepresnými, nesprávnymi. Vidíte, koľko ťažkostí museli trpieť, vráťme sa k magnetickému poli na Zemi. Fenomén popisuje indukciu. Hovorilo sa, že Tesla využil znalosti o veľkosti magnetického poľa Zeme, pričom si vybral parametre elektrických zariadení.Avšak, to fanduje fantázie, mimozemšťania z hviezd, druhá svetová vojna.

Indukcia na magnetickom poli Zeme je prítomná, každý nájde elektronickú kartu, ak je to potrebné.Magnetické póly sa nezhodujú so skutočnými. Magnetická indukčná mapa bude mať meridiány, ktoré sa líšia od priestorových. V stredných šírkach to nebráni navigátorom navigovať pomocou kompasu.

Vznik koncepcie magnetickej indukcie

Na začiatku éry vývoja elektrickej energie ľudia začali skúmať súvisiace javy. Takže Hans Oersted objavil v roku 1819: vodič s prúdom vytvoril kruhové magnetické pole okolo, André-Marie Amper ukázal, že ak sa smer pohybu nábojov zhoduje, priľahlé vodiče sa navzájom priťahujú.Koniec diskusie vytvoril zákon Bio-Savar( domáce zdroje dodáva Laplace), opisujúc magnitúdu, smer magnetickej indukcie v bode vo vesmíre. Zdroje pripúšťajú doložku týkajúcu sa výskumu uskutočňovaného jednosmerným prúdom.

Integrácia( pozri obrázok) sleduje obvod s prúdom. Vo vzorci r znamená elementárny stredný bod aktuálneho segmentu, r0 je miesto priestoru, pre ktorý je vypočítaná magnetická indukcia. Všimnite si, že v menovateli zlomku pre integrálne dva vektory sa násobí.Výsledkom je hodnota, ktorej smer je určený pravidlom gimlet( ľavá alebo pravá ruka).Integrácia sa uskutočňuje cez obrysový prvok dr, r - stredný bod malého rezu celej dĺžky. Rovnaké rozdiely v čitateľovi a menovateľovi, ktoré redukujeme, zostávajú v hornej časti vektora jednotky, ktorý určuje smer výsledku. Formula

ukazuje, ako nájsť pole pre kontúry ľubovoľného tvaru, ktoré vedú integráciu bodmi. Moderné numerické metódy sú základom činnosti počítačových aplikácií( ako je Maxwell 3D) na vyriešenie príslušného problému. Rovnica je v súlade so zákonmi Gauss( magnetická indukcia) a Ampere( cirkulácia magnetického poľa).Georg Ohm využil vedomosti o kompasu a odvodil známu závislosť.Tvar polárnych línií sa získa pomocou magnetických šípok a silou opustenia smeru nezmeneného( pozri poznámku o Ohmovom zákone pre reťazovú časť).Bude to obraz magnetickej indukcie vo vesmíre, experimentálne potvrdzujúci zákon Bio-Savart-Laplace.

Umožnený spoločnosťou Ampère v roku 1825, aby ukázal, že elektrický prúd je v niektorých prípadoch analógom permanentného magnetu. Bol tu nový model, ktorý bol viac konzistentný s realitou než systém poissonovho dipólu. Takáto abstrakcia vysvetľovala absenciu izolovaných magnetických pólov v prírode. Podľa moderných koncepcií je kúsok ocele magnetizovaný, pretože dipóly elementárnych častíc a molekúl nadobúdajú poriadok. Demagnetizačné obvody transformátorových jadier sú založené na tom, ktoré pred vypnutím napájania spôsobujú oscilácie tlmených prúdov. V dôsledku toho je účinok poradia rozmazaný, výrazné vlastnosti zmiznú.

Prítomnosť magnetického momentu sa vysvetľuje existenciou spinov( koncepcia zavedená v dvadsiatych rokoch 20. storočia) - momentová hybnosť častíc mikrosvety. Skutočné, nie abstraktné veci, existencia je potvrdená experimentálne( Stern-Gerlach).Spin je vektorové množstvo, ktoré je rovnaké pre všetky častice toho istého typu( napríklad elektróny) a je opísané špeciálnym kvantovým číslom. V SI je jednotka merania J s, ako pre druhý uhlový moment( Planckova konštanta).Niekedy sa používa zjednodušené bezrozmerné nahrávanie. Konštantný Planck je znížený.Zobrazí sa len číslo kvantovej rotácie( s, ms).

Z dôvodu prítomnosti spinu získa elementárna častica magnetický moment vypočítaný podľa vzorca: v čitateľovi, produkt spinového momentu momentu náboja častice a g-faktoru( konštanty uvedené v rôznych adresároch pre určité elementárne častice);v menovateli - zdvojnásobuje hmotnosť elementárnych častíc. Ako vidíte, môže sa počítať, maximálna magnetizácia materiálu za daných podmienok sa dá vypočítať vopred. Skutočným triumfom kvantovej elektrodynamiky bola predpoveď g-faktorov pre niektoré elementárne častice.

Výskum generácie kruhového elektrického poľa od Michaela Faradaya v roku 1831 ukázal, že dva javy sú úzko spojené, čo je predpokladom pre vytvorenie( max.) Maxwellových rovníc, ktorých zvláštnym prípadom je väčšina vzorcov v tejto oblasti vzhľadom na vyššie uvedené.Výskum pokračoval ako obvykle, ale trochu inak. Integráciu urobil lord Kelvin, známy ako William Thompson, ktorý preukázal prítomnosť H( intenzity) a B magnetickej indukcie, prvý charakterizuje Poissonov model, druhý - Ampér.

B a H magnetická indukcia

Magnetická indukcia B sa meria pomocou Tesla( SI), T je ekvivalentná Ns / Cl m. N je newton, jednotka merania sily;s je druhý čas;CL - prívesok, elektrický náboj;vzdialenosť m - metra. GHS pre ten istý účel platí gauss( G = √ g / s √ cm), g - gram hmoty;s je druhý čas;cm - centimetra vzdialenosť.H magnetická indukcia sa meria ampérmi na meter( SI) alebo Oersteds( GHS).Jazyková literatúra v ruskom jazyku označuje silu H oblasti.

Jednotka Tesla bola predstavená v roku 1960 na Medzinárodnej konferencii o vážnosti a čestných opatreniach zosnulého Nikola Tesla. V skutočnosti od začiatku SI.Ako predtým žili vedci? V roku 1948 sa narodila myšlienka zavádzania SI, GHS už existovala. Jeho pôvod vznikol v roku 1832 Karlom Friedrichom Gaussom, ktorý hľadal jediný základ pre oblasti fyziky, aby bolo jednoduchšie spájať heterogénne zákony. Vedec požiadal tri základné jednotky: milimeter, miligram, druhý.

Gauss zomrel krátko po zavedení konceptu magnetickej indukcie a rozdelenia magnitúdy do B a H, avšak v roku 1874 James Maxwell doplnil zoznam s novými množstvami. Magnetická indukcia bola pomenovaná po zakladateľovi, súčasne sa systém nazýval GHS( predtým nazývaný Gaussian).Pokiaľ ide o SI, Tesla môže byť zastúpená rôznymi spôsobmi prostredníctvom základných alebo odvodených jednotiek. Weber, na meter štvorcový.

Vo vákuu sú dva typy indukcie( H a B) spojené konštantnými prúdmi. Aby sme sa rozlíšili jeden od druhého, H sa nazýva vektor intenzity magnetického poľa. Je zrejmé, že význam nie je veľmi odlišný od B. Vo vzorci:

1. μ je magnetická permeabilita média.
2. μ0 je magnetická konštanta( vákuová permeabilita).V systéme GHS sa rovná 1, vo vákuu sú B a H rovnaké.SI je 1,257 mikrónov za štvorcový ampér. Konštanty

sú špecificky zavedené na to, aby sa vzťahovali na H a B - charakteristiky magnetického poľa. Mimochodom, existuje veľa verzií, prečo lord Kelvin volať takto( písmená H a B).Záujemcovia sa vyzývajú, aby sa oboznámili s nasledujúcimi konceptmi: relatívna magnetická permeabilita( pomer absolútnej μ k konštantnej μ0), magnetická citlivosť( relatívna magnetická permeabilita sa zvýšila o 1).Pomôže lepšie pochopiť vzorce literárnych zdrojov, kde vzťah medzi B a H je iného druhu, ktorý je uvedený v prehľade.

Nájdete veľa zákonov, vzorcov týkajúcich sa magnetickej indukcie, ktoré ukazujú, aký dôležitý je teoretický parameter. Autorom nie je známe, či Nikola Tesla používal pri vývoji viacfázového asynchrónneho motora podobné množstvá, ale nebolo to bez dôvodu, že dali meno veľkému vedcovi!