Mi a mágneses indukció

Ebben a cikkben megpróbáljuk megérteni, mi a mágneses indukció, hogyan kapcsolódik a mágneses mezőhöz, mi köze a mágneses indukciónak az áramhoz, és hogyan befolyásolja az áramot. Emlékezzünk vissza az indukciós vonalak irányát meghatározó alapvető szabályokra, és megjegyezzünk néhány képletet is, amelyek segítenek a magnetosztatika problémáinak megoldásában.

A tér egy kiválasztott pontjában a mágneses tér jellemző erőssége a B mágneses indukció. Ez a vektormennyiség határozza meg, hogy a mágneses tér mekkora erővel hat a benne mozgó töltött részecskére. Ha a részecske töltése q, sebessége v és a mágneses tér indukciója a tér adott pontjában B, akkor a részecskére a mágneses tér felőli pontján erő hat:

Így B egy olyan vektor, amelynek nagysága és iránya olyan, hogy a mágneses tér oldalán mozgó töltésre ható Lorentz-erő egyenlő:

Itt az alfa a sebességvektor és a mágneses indukcióvektor közötti szög. Az F Lorentz-erővektor merőleges a sebességvektorra és a mágneses indukciós vektorra.Irányát pozitív töltésű részecske egyenletes mágneses térben történő mozgása esetén határozzuk meg bal kéz szabály:

"Ha a bal kéz úgy van elhelyezve, hogy a mágneses indukció vektora bejut a tenyérbe, és négy kinyújtott ujj a pozitív töltésű részecske mozgási irányába irányul, akkor a hüvelykujj 90 fokban meghajlítva mutatja a mozgás irányát. Lorentz erő."

Mivel a vezetőben lévő áram a töltött részecskék mozgása, a mágneses indukciót úgy is meghatározhatjuk, mint az egyenletes mágneses térrel a keretre ható maximális mechanikai nyomaték és a keretben lévő áram szorzatának aránya a keret:

A mágneses indukció a mágneses tér alapvető jellemzője, hasonlóan az elektromos tér erősségéhez... Az SI rendszerben a mágneses indukciót teslában (T), a CGS rendszerben gaussban (G) mérik. 1 tesla = 10 000 gauss. 1 T egy olyan egyenletes mágneses tér indukciója, amelyben 1 N • m-nek megfelelő maximális forgó mechanikai erőnyomaték hat egy 1 m2 területű keretre, amelyen 1 A áram folyik át.

By the way, az indukció a Föld mágneses mezője 50 ° szélességi fokon átlagosan 0,00005 T, és az egyenlítőn - 0,000031 T. A mágneses indukciós vektor mindig érintőlegesen irányul a mágneses erővonalhoz.

Az egyenletes mágneses térbe helyezett hurkon áthatol a mágneses fluxus Ф, — a mágneses indukciós vektor fluxusa. Az F mágneses fluxus nagysága a mágneses indukciós vektor kontúrhoz viszonyított irányától, nagyságától és a mágneses indukció vonalai által áttört kontúr területétől függ.Ha a B vektor merőleges a hurok területére, akkor a hurkon áthatoló F mágneses fluxus maximális lesz.

Maga az indukció kifejezés a latin „indukció” szóból származik, ami „vezetést” jelent (pl. gondolatot sugallni – azaz gondolatot kelteni). Szinonimák: útmutatás, háttér, oktatás. Nem tévesztendő össze az elektromágneses indukció jelenségével.

A feszültség alatt álló vezeték van körülötte mágneses mező… Az elektromos áram mágneses terét Hans Christian Oersted dán fizikus fedezte fel 1820-ban. Az egyenes vezetéken folyó I elektromos áram B mágneses mezejének indukciós erővonalainak irányának meghatározásához használja a jobb oldali csavart vagy kardánszabályt:

"A kardánfogantyú forgásiránya a B mágneses indukció vonalainak irányát jelzi, a kardán progresszív mozgása pedig megfelel a vezetőben folyó áram irányának."

Ebben az esetben a B mágneses indukció értéke az I áramú vezetőtől R távolságra a következő képlettel határozható meg:

hol van a mágneses állandó:

Ha az E elektrosztatikus tér intenzitásvonalai a pozitív töltésekből kiindulva negatívakkal végződnek, akkor a B mágneses indukció vonalai mindig zártak. Az elektromos töltésekkel ellentétben olyan mágneses töltéseket, amelyek elektromos töltésekhez hasonló pólusokat hoznának létre, nem találtak a természetben.

Most néhány szót az állandó mágnesekről… A 19. század elején André-Marie Ampere francia kutató és természetfizikus hipotézist terjesztett elő a molekuláris áramlatokról. Ampere szerint az elektronok mozgása az atommagok körül elemi áramokat generál, amelyek viszont elemi mágneses tereket hoznak létre körülöttük.És ha egy darab ferromágnest helyezünk egy külső mágneses térbe, akkor ezek a mikroszkopikus mágnesek a külső térben orientálódnak, és a ferromágnes darabja mágnes lesz.

A nagy maradékmágnesezési értékű anyagok, például a neodímium-vas-bór ötvözet ma már lehetővé teszik erős állandó mágnesek előállítását. A neodímium mágnesek legfeljebb 1-2%-ot veszítenek mágnesezettségükből 10 év alatt. De könnyen lemágnesezhetők + 70 ° C-os vagy magasabb hőmérsékletre való melegítéssel.

Reméljük, hogy ez a cikk segített általános képet alkotni arról, hogy mi az a mágneses indukció, és honnan származik.