Ce este inducția magnetică

În acest articol, vom încerca să înțelegem ce este inducția magnetică, cum este legată de un câmp magnetic, ce legătură are inducția magnetică cu curentul și cum afectează aceasta curentul. Să ne amintim regulile de bază care determină direcția liniilor de inducție și, de asemenea, vom nota câteva formule care vor ajuta la rezolvarea problemelor magnetostaticei.

Puterea caracteristică a câmpului magnetic într-un punct selectat din spațiu este inducția magnetică B. Această mărime vectorială determină forța cu care acționează câmpul magnetic asupra unei particule încărcate care se mișcă în ea. Dacă sarcina particulei este q, viteza acesteia este v și inducerea câmpului magnetic într-un punct dat din spațiu este B, atunci o forță acționează asupra particulei în acel punct din partea câmpului magnetic:

Astfel, B este un vector a cărui mărime și direcție sunt astfel încât forța Lorentz care acționează asupra unei sarcini în mișcare pe partea câmpului magnetic este egală cu:

Aici, alfa este unghiul dintre vectorul viteză și vectorul de inducție magnetică. Vectorul forță Lorentz F este perpendicular pe vectorul viteză și pe vectorul inducției magnetice.Direcția sa este determinată pentru cazul mișcării unei particule încărcate pozitiv într-un câmp magnetic uniform regula mana stanga:

„Dacă mâna stângă este poziționată astfel încât vectorul inducției magnetice să intre în palmă și patru degete întinse sunt îndreptate în direcția de mișcare a particulei încărcate pozitiv, atunci degetul mare, îndoit la 90 de grade, va arăta direcția Forța Lorentz.»

Deoarece curentul din conductor este mișcarea particulelor încărcate, inducția magnetică poate fi definită și ca raportul dintre momentul mecanic maxim care acționează asupra cadrului cu un câmp magnetic uniform și produsul curentului din cadru cu aria de cadrul:

Inducția magnetică este o caracteristică de bază a unui câmp magnetic, similară cu puterea unui câmp electric... În sistemul SI, inducția magnetică se măsoară în tesla (T), în sistemul CGS în gauss (G). 1 tesla = 10.000 gauss. 1 T este inducerea unui astfel de câmp magnetic uniform în care un moment mecanic de rotaţie maxim al forţelor egal cu 1 N • m acţionează asupra unui cadru cu suprafaţa de 1 m2 prin care circulă un curent de 1 A.

Apropo, inducerea câmpului magnetic al Pământului la o latitudine de 50 ° este în medie de 0,00005 T, iar la ecuator - 0,000031 T. Vectorul de inducție magnetică este întotdeauna direcționat tangențial la linia câmpului magnetic.

Bucla plasată într-un câmp magnetic uniform este pătrunsă de fluxul magnetic Ф, — fluxul vectorului de inducție magnetică. Mărimea fluxului magnetic F depinde de direcția vectorului de inducție magnetică față de contur, de mărimea acestuia și de aria conturului străpuns de liniile de inducție magnetică.Dacă vectorul B este perpendicular pe aria buclei, atunci fluxul magnetic F care pătrunde în buclă va fi maxim.

Termenul de inducție în sine provine din latinescul „inducție”, care înseamnă „îndrumare” (de exemplu, a sugera un gând – adică a provoca un gând). Sinonime: îndrumare, pregătire, educație. A nu se confunda cu fenomenul de inducție electromagnetică.

Firul sub tensiune are în jur camp magnetic… Câmpul magnetic al unui curent electric a fost descoperit în 1820 de fizicianul danez Hans Christian Oersted. Pentru a determina direcția liniilor de forță de inducție a câmpului magnetic B a curentului electric I care curge de-a lungul unui fir drept, utilizați regula șurubului din dreapta sau a cardanului:

„Direcția de rotație a mânerului cardanului indică direcția liniilor de inducție magnetică B, iar mișcarea progresivă a cardanului corespunde direcției curentului în conductor.”

În acest caz, valoarea inducției magnetice B la distanța R de un conductor cu curent I poate fi găsită prin formula:

unde este constanta magnetica:

Dacă liniile de intensitate ale câmpului electrostatic E, pornind de la sarcini pozitive, se termină cu cele negative, atunci liniile de inducție magnetică B sunt întotdeauna închise. Spre deosebire de sarcinile electrice, sarcinile magnetice care ar crea poli precum sarcinile electrice nu au fost găsite în natură.

Acum câteva cuvinte despre magneții permanenți… La începutul secolului al XIX-lea, cercetătorul francez și fizicianul natural André-Marie Ampere a propus o ipoteză despre curenții moleculari. Potrivit lui Ampere, mișcarea electronilor în jurul nucleelor ​​atomice generează curenți elementari, care la rândul lor creează câmpuri magnetice elementare în jurul lor.Și dacă o bucată de feromagnet este plasată într-un câmp magnetic extern, atunci acești magneți microscopici se vor orienta în câmpul exterior și bucata de feromagnet va deveni un magnet.

Substanțele cu o valoare reziduală mare de magnetizare, cum ar fi aliajul neodim-fier-bor, fac astăzi posibilă obținerea de magneți permanenți puternici. Magneții de neodim nu pierd mai mult de 1-2% din magnetizare în 10 ani. Dar pot fi ușor demagnetizate prin încălzire la o temperatură de + 70 ° C sau mai mult.

Sperăm că acest articol v-a ajutat să vă faceți o idee generală despre ce este inducția magnetică și de unde provine.