Магнитни полета и индукция на магнитно поле

Магнетизмът е познат на хората от древни времена. Първото писмено споменаване за него е датирано I век пр. Хр. например, но учените смятат, че познанията за това явление се появяват много по-рано. Той е глобален и животът без него на нашата планета е невъзможен. Затова изследователите по всяко време се опитват да проучат тази сила и да я ограничат за напредъка на човечеството.

Магнитно поле

Живеейки на Земята, без да го забелязваме, ние постоянно сме под влиянието на различни сили. Магнитното поле не е изключение от това правило. Въпреки че, за да бъдем точни, той се определя като специален вид материя, а не като сила. Източникът на неговото възникване е заредени електрически частици или магнити. Ако вземем пространствената характеристика на тази материя, тя е комбинация от сили, способни да действат върху тела, които са намагнитени. Тази способност възниква от движението на изхвърляния между молекулите на даден обект. Основното условие за появата на такова поле е постоянното движение. електрически заряди. Взаимодействието на магнитните и електрическите полета е довело до факта, че те не могат да съществуват отделно. Това явление се нарича електромагнитно поле. Всички елементи на тази материя са неразривно свързани и действат така, че техните свойства да се променят.

Свойства на магнетизма

Магнитното поле, както всяко друго физическо явление на Земята, има свои собствени характеристики:

1. Произходът е движение на електрически заряди.
2. Индукцията на магнитно поле е неговата основна сила, която съществува във всяка отделна точка и е насочена.
3. Неговото влияние е ограничено до магнити, подвижни заряди и токови проводници.
4. Той е разделен от учените на два типа: постоянен и променлив.
5. Човек без специални устройства не може да усети въздействието на магнетизма.
6. Това е електродинамичен феномен, защото неговият източник на произход се движи частици. електрически ток. И само едни и същи частици могат да бъдат засегнати от магнитното поле.
7. Траекторията на движението на заредените частици може да бъде само перпендикулярна.

Индукция в магнетизма

Индукцията на магнитното поле се определя от неговата насоченост, т.е. тя е вектор и е присъща на всяко поле, което се случва при такива условия. Тя винаги е насочена по същия начин, както и стрелата, която се върти свободно в компаса. Този вид поле се характеризира напълно с магнитна индукция. Всяка точка е носител на посоката и модула на тази сила. Ако те са еднакви за всички точки на това поле, то се нарича хомогенна. Индукцията на магнитно поле във физиката се обозначава с вектор и главна латинска буква B.

Формула за магнитна индукция

За да изчислите тази енергийна характеристика, трябва да знаете формулата за нейното изчисление:

• B = F: I x l.
  
  В тази формула:
  
  В означава индукция на магнитно поле;
  F е силата, която действа върху проводника от страната на полето;
  I - силата, с която токът преминава през проводника;
  l е действителната дължина на самия проводник.

Индукционната единица, според Международната система от единици, е Tesla (T).

Линии, преминаващи в магнитно поле

Магнитната индукция има вектор, т.е. насоченост. Ако се покаже на хартия, тя ще бъде изразена в редове. Те съвпадат с тангентите, които имат същата посока като индукционния вектор. Ако магнитното поле е хомогенно, тогава тези линии протичат успоредно. Когато не е хомогенна, посоката на тази сила ще бъде различна във всички точки на възникващото поле, а допирателните към тях ще изглеждат като кръгове.

Магнетизъм със соленоид

Магнитното поле може да бъде създадено от различни обекти, например соленоид. Соленоидът по своята същност е електромагнит, т.е. индуктивна бобина. За да се създаде соленоид, се изисква цилиндрична повърхност (сърцевина) и изолиран жив проводник (тел), който се навива върху сърцевината. Токът, преминаващ през проводника, създава този вид материя около соленоида. В този момент тя се превръща в магнит. Ако изключите електричеството, всички специални свойства на соленоида изчезват и когато го включите отново, те се възобновяват отново. Колкото по-голяма е причината да се навие около ядрото и колкото повече се подава ток, толкова по-силна ще бъде привлекателността на соленоида.

Магнитно-индукционен соленоид

Много интересно е да се разгледа соленоидът, чиято дължина е много по-голяма от диаметъра му. Индукцията на магнитното поле на соленоида в този случай навсякъде има една насоченост, която е успоредна на сърцевината на намотката, което означава, че всяка линия на полето е успоредна една на друга. Ако проводникът се навива равномерно, тогава не само посоката е една и съща, но и цифровата стойност ще бъде същата. Поради факта, че соленоидът има много проста структура, неговото поле е признато като полевия стандарт.

Магнитосферата на Земята

На нашата планета има милиони магнити с различна големина и произход, но най-голямата от тях, към която постоянно се докосваме, е самата Земя. За първи път за Земята като подобна тема беше казано през 1600 година. Тази година бе белязана от появата на книгата на английския физик Уилям Хилберт, в която той тясно свързва Земята и този въпрос. Освен това той казва, че оста на земното магнитно поле и оста, по която се върти планетата, не са идентични, а напротив, имат само една точка на контакт. Ако направите графичен чертеж на това явление около нашата синя топка, то веднага става очевидно, че е много подобно на обичайното постоянен магнит. Първите карти, показващи нашата планета от тази посока, са изготвени от Е. Халей през 1702 година. Как земята регенерира своите специални свойства? Много е просто. Както е известно, в дълбините на нашата планета има ядро. Това е огромна топка от горещо желязо, която е отличен проводник на ток, т.е. заредена сърцевина и дава мощни потоци от частици. Поради това явление Земята е заобиколена от магнитосферата, която я предпазва от негативните влияния от дълбините на пространството и дори от собственото ни Слънце. Индукцията на магнитното поле на Земята е 0,5 · 10 ^{- 4} T.

Промени в магнитосферата на Земята

След откриването на магнитното поле на Земята много физици решиха да се справят с този проблем. През 1635 г. Г. Хелибранд установява, че този слой на земното кълбо се променя постоянно. Тези промени са разделени на два типа: постоянни и краткосрочни. Постоянното настъпване се дължи на отлаганията на рудни минерали, които предизвикват изкривяване поради собствените си силни енергийни потоци. Виновникът в краткосрочните промени е т.нар. „Слънчев вятър“. Това е поток от електрически частици, които изригват от повърхността на слънцето. Взаимодействието на тези две явления води до "магнитни бури". Ако такава буря е силна, тя може дори да доведе до загуба на радиокомуникация или несигурност на иглата на компаса. Един от най-красивите ефекти на такива бури е Северното сияние, тъй като полюсите са особено податливи на тяхното влияние.

Така магнетизмът присъства в живота на всеки човек. Това ни засяга, въпреки че не го усещаме. Поради този феномен нашата планета не е изложена на негативни влияния отвън и имаме възможност да наблюдаваме цветните цветове на Аврора.