Magnetna indukcija je vektorska količina, ki označuje moč in smer magnetnega polja na točki v prostoru. Verjetno ste to videli na slikah fizike: turbulenca v obliki planetarnih meridianov, ki se približujejo polom rdeče in modre podkve. Prve podobe magnetnega polja so poskušali zgraditi v 17. stoletju. Očitno z uporabo kovinskih opilkov. Velikost magnetne indukcije je določena s parametri medija.
Magnetna polja
Magnetno polje in magnetizem
Magnetna indukcija opisuje polje veliko natančneje kot druge metode. Zapleteni pojmi posegajo v razumevanje. Indukcija se zamenjuje s napetostjo. Oba izraza sta vektorja, opisujeta polje. Napetost ni odvisna od značilnosti okolja, ki se razlikujejo. Magnetizem je znan že od antičnih časov. Znanstveniki so nemočni, da bi odkrili datum, ko so mornarji začeli uporabljati zemeljsko polje za navigacijo. Ni natančnih dokazov o namenu strukture. Verjamejo, da so antični ljudje z magnetizmom določali smer.
Zgodovinska dejstva se imenujejo prva sodobna civilizacija, ki se je začela ukvarjati z navigacijo z orientacijo po magnetnem polju Zemlje, Kitajske. X - XI. Stoletje. Oblikovanje je skrbno prezrto s pisnimi viri. Predvidevamo, da je kompas ponovil dosežke prevarantov:
- Konec kovinske igle je magnetiziran z železom.
- Izdelek je obešen na svileno nit, vosek deluje kot fiksirni element za pritrdilno točko.
Naprave, izdelane na ta način, gledajo proti jugu, nato pa proti severu. Glede na pogoje magnetizacije igle. Evropa se je naučila kompas nekaj stoletij kasneje. Prvi vir, ki opisuje zasnovo teh naprav, skupaj z astrolabom, je preprosto pismo( 1269 AD), ki ga je Petrus "Peregrinus"( romar) nakazal določenemu lastniku zemljišča v dneh obleganja italijanske luke. Očitno avtorjev vzdevek kaže, da je avtor dobro seznanjen s temo. Astrolab je pomagal določiti lokalni čas, v kombinaciji s kompasom pa je bilo mogoče izračunati geografske koordinate. Obe napravi poenostavita navigacijo( seveda je prednost dana potovanju po morju).
Zemljino magnetno polje so potniki dolgo uporabljali za ciljanje na površino planeta. Skupaj z eksotičnimi napravami: kristali, ki delijo sončno svetlobo in tako omogočajo določitev lokacije glavne zvezde na nebu. Astrolab je dodal stereografsko projekcijo( krogle na ravnino) vseh teles. Omogoča izračune v temi. Dovolj je izmeriti z alidado( puščico na zadnji strani astrolaba) višino zvezde nad obzorjem.
Obstajal je minus: za vsako zemljepisno širino je bilo potrebno narediti zemljevid na timpanonu( rotacijski zavihek astrolabovega primera).Jadralec je z uporabo potrebnega diska rešil problem na poljubni širini. Seveda moram vnaprej paziti, da pridem do potrebnih timpaničnih kart. V nasprotnem primeru so meritve postale netočne, napačne. Vidite, koliko potnikov je moral preživeti, vrnimo se na magnetno polje Zemlje. Ta pojav opisuje indukcijo. Govorilo se je: Tesla je uporabil znanje o velikosti magnetnega polja Zemlje in izbral parametre električnih naprav. Kljub temu pa zadaja fantazije, tujce iz zvezd, drugo svetovno vojno.
Indukcija na magnetnem polju Zemlje je prisotna, vsakdo najde elektronsko kartico, če je to potrebno. Magnetni poli se ne ujemajo z resničnim. Karta magnetne indukcije bo imela meridiane, ki se razlikujejo od prostorskih. Na srednjih zemljepisnih širinah navigatorjem ne preprečuje navigacije z uporabo kompasa.
Pojav koncepta magnetne indukcije
Ob zori razvoja elektrike so ljudje začeli raziskovati povezane pojave. Tako je Hans Oersted leta 1819 odkril: vodnik s tokom ustvarja okroglo magnetno polje okrog, André-Marie Amper je pokazal, da če se smer gibanja naborov ujema, se sosednji prevodniki med seboj privlačijo. Konec polemike je ustvaril zakon Bio-Savar( domači viri dodajo Laplasa), ki opisuje velikost, smer magnetne indukcije na točki v prostoru. Viri priznavajo klavzulo o raziskovanju, ki se izvaja z enosmernim tokom.
Povezava indukcijske in magnetne poljske moči
Integracija( glej sliko) sledi vezju s tokom. V formuli r pomeni osnovno središče trenutnega segmenta, r0 je mesto prostora, za katerega se izračuna magnetna indukcija. Upoštevajte, da se v imenovalcu ulomka množita dva vektorja. Rezultat je vrednost, katere smer je določena s pravilom svinčnika( levo ali desno).Integracija poteka preko konturnega elementa dr, r - središče majhnega reza celotne dolžine. Identične razlike v števcu in imenovalcu, ki jih zmanjšujemo, ostane na vrhu enote vektorja, ki določa smer rezultata. Formula
prikazuje, kako najti polje za konture poljubne oblike, ki vodi integracijo po točkah. Sodobne numerične metode temeljijo na delovanju računalniških aplikacij( kot je Maxwell 3D) za reševanje ustreznega problema. Enačba je skladna z zakoni Gaussa( magnetna indukcija) in Amperom( kroženje magnetnega polja).Georg Ohm je uporabil znanje kompasa, pri čemer je sklepal na znano odvisnost. Oblika linijskih linij bo pridobljena s pomočjo magnetnih puščic in sila zapuščanja smeri nespremenjena( glej opombo o Ohmovem zakonu za verigo).To bo slika magnetne indukcije v vesolju, ki eksperimentalno potrjuje zakon Bio-Savart-Laplace.
Dovoljena s strani Ampère leta 1825, da pokaže: električni tok je v nekaterih primerih analog analognega stalnega magneta. Obstajal je nov model, ki je bolj skladen z realnostjo kot Poissonova dipolna shema. Takšna abstrakcija je pojasnila odsotnost izoliranih magnetnih polov v naravi. Glede na sodobne koncepte je kos jekla magnetiziran, ker dipoli elementarnih delcev in molekul pridobijo urejenost. Iz tega izhajajo krogi razmagnetenja transformatorskih jeder, ki pred izklopom povzročijo dušene tokovne oscilacije. Posledično je učinek reda zabrisan, izrazite lastnosti izginejo.
Elektronski spin
Prisotnost magnetnega momenta je pojasnjena z obstojem vrtljajev( koncept, uveden v dvajsetih letih) - kotni moment delcev mikrosvetov. Resnične, ne abstraktne stvari, obstoj potrjujejo eksperimentalno( Stern-Gerlach).Spin je vektorska količina, ki je enaka za vse delce istega tipa( npr. Elektronov) in je opisana s posebnim kvantnim številom. V SI je merska enota j s, kot pri drugi kotni vrednosti( Planckova konstanta).Včasih se uporablja poenostavljeno brezrazsežno snemanje. Constant Planck se spusti.Število vrtljajev je preprosto označeno( s, ms).
Zaradi prisotnosti spin, elementarni delec pridobi magnetni trenutek, izračunan po formuli: v števcu je produkt spin kotnega momenta naboja delcev in g-faktorja( konstante, podane v različnih imenikih za nekatere elementarne delce);v imenovalcu - dvojna masa elementarnega delca. Kot lahko vidite, jo lahko preštejemo, maksimalno magnetizacijo materiala pod danimi pogoji lahko izračunamo vnaprej. Pravi triumf kvantne elektrodinamike je bila napoved g-faktorjev za nekatere elementarne delce.
Odkritje Michaela Faradaya iz leta 1831 o krožnem električnem polju s krožnim električnim poljem je pokazalo, da sta dva pojava tesno povezana, kar je bil predpogoj za ustvarjanje( štirih) Maxwellovih enačb, katerih poseben primer je večina formul na tem področju glede na zgoraj omenjene. Raziskave so potekale kot običajno, vendar na nekoliko drugačne načine. Integracijo je naredil Lord Kelvin, znan kot William Thompson, ki je pokazal prisotnost H( intenzivnosti) in B magnetno indukcijo, prva pa je Poissonov model, drugi - Amper.
B in H magnetna indukcija
Magnetna indukcija B se meri s Teslo( SI), T je enaka N s / Cl m. N je newton, merska enota sile;s je drugi čas;CL - obesek, električni naboj;m - razdalja metrov. GHS za isti namen uporablja gauss( G = √ g / s) cm), g - gram mase;s je drugi čas;cm - centimeter razdalja. H je magnetna indukcija, merjena z amperi na meter( SI) ali Eersteds( GHS).Literatura v ruskem jeziku se nanaša na jakost polja H.
Teslino enoto smo uvedli leta 1960 na mednarodni konferenci o utežeh in merah v čast umrlega Nikole Tesle. Dejansko od začetka SI.Kako so znanstveniki živeli pred tem? Do leta 1948 se je rodila ideja o uvedbi SI, GHS je že obstajal. Začetke slednjih je leta 1832 postavil Karl Friedrich Gauss, ki je iskal enotno podlago za veje fizike, tako da je bilo lažje povezati heterogene zakone. Znanstvenik je zahteval tri osnovne enote: milimeter, miligram, drugo.
Gauss je umrl kmalu po uvedbi koncepta magnetne indukcije in delitvi magnitude na B in H, vendar je leta 1874, James Maxwell, Lord Kelvin dopolnil seznam z novimi količinami. Magnetna indukcija je dobila ime po ustanovitelju, hkrati pa se je sistem imenoval GHS( prej imenovan Gaussov).Kar zadeva SI, je tesla lahko predstavljena na različne načine preko osnovnih ali izpeljanih enot. Weber, na kvadratni meter.
Repulzijo tuljav s tokom
V vakuumu sta preko stalnih tokov povezani dve vrsti indukcije( H in B).Za razlikovanje enega od drugega se H imenuje vektor jakosti magnetnega polja. Jasno je, da se pomen ne razlikuje veliko od B. V formuli:
- μ je magnetna prepustnost medija.
- μ0 je magnetna konstanta( vakuumska prepustnost).V sistemu je GHS enak 1, v vakuumu sta B in H enaka. SI je 1.257 mikronov na kvadratni amper. Konstante
so posebej predstavljene za povezovanje karakteristik magnetnega polja H in B.Mimogrede, obstaja veliko različic, zakaj je Lord Kelvin na ta način imenoval vektorje( črke H in B).Zainteresirane se spodbudi, da se seznanijo z naslednjimi pojmi: relativna magnetna prepustnost( razmerje absolutnega μ do konstantna μ0), magnetna susceptibilnost( relativna magnetna prepustnost se poveča za 1).Pomagala bo bolje razumeti formule literarnih virov, kjer je razmerje med B in H drugačne vrste v pregledu.
Lahko najdete veliko zakonov, formul za magnetno indukcijo, ki kažejo, kako pomemben je parameter v teoriji. Avtorjem ni znano, ali je Nikola Tesla uporabil podobne količine pri razvoju večfaznega asinhronega motorja, vendar ni bilo brez razloga, da so dali ime velikemu znanstveniku!
