Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: Магнитное поле
Автор: Неволина Ульяна Романовна
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: Магнитное поле
Автор: Неволина Ульяна Романовна
Магнитное полеМагнитное поле — одно из фундаментальных понятий физики. Оно окружает нас повсюду: от работы компаса до функционирования электродвигателей. Разберёмся, что это такое, как оно возникает и какие у него свойства.Что такое магнитное поле?Магнитное поле — это особый вид материи, который возникает вокруг движущихся электрических зарядов (электрического тока) и постоянных магнитов. Оно действует на другие движущиеся заряды и магниты.В отличие от электрического поля, которое действует и на неподвижные заряды, магнитное поле «чувствуют» только движущиеся заряженные частицы.Источники магнитного поляОсновные источники магнитного поля:Постоянные магниты — тела, длительное время сохраняющие намагниченность. У каждого магнита есть два полюса: северный (N) и южный (S). Проводники с током — магнитное поле возникает вокруг любого проводника, по которому течёт электрический ток. Движущиеся заряженные частицы — например, электроны в атомах создают микроскопические магнитные поля. Земное магнитное поле — наша планета ведёт себя как огромный магнит с полюсами вблизи географических полюсов. Основные свойства магнитного поляПорождается движущимися электрическими зарядами. Обнаруживается по действию на другие движущиеся заряды или магниты. Распространяется в пространстве с конечной скоростью (равной скорости света). Может намагничивать некоторые вещества. Имеет направление — его можно определить с помощью магнитной стрелки. Линии магнитного поляДля наглядного изображения магнитного поля используют линии магнитной индукции (или магнитные линии):это воображаемые линии, вдоль которых располагаются оси маленьких магнитных стрелок; направление линий — от северного полюса к южному вне магнита; чем гуще линии, тем сильнее поле в данной области; линии всегда замкнуты (не имеют начала и конца) — это означает, что магнитных зарядов (подобных электрическим) в природе не существует. Примеры линий магнитного поля:у постоянного магнита — выходят из северного полюса и входят в южный; вокруг прямого проводника с током — концентрические окружности вокруг проводника; внутри соленоида (катушки) — параллельные прямые линии (поле однородно). Вектор магнитной индукцииКоличественной характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции B:показывает, с какой силой поле действует на движущийся заряд; направление вектора совпадает с направлением, которое указывает северный полюс магнитной стрелки; единица измерения — тесла (Тл): 1 Тл — очень сильное поле (для сравнения, магнитное поле Земли около 5×10−5 Тл). Правило правой руки и правило буравчикаЧтобы определить направление линий магнитного поля, используют простые правила:Правило буравчика (для прямого проводника): если вращать буравчик по направлению тока, то направление вращения его ручки покажет направление линий магнитного поля. Правило правой руки (для катушки): если обхватить катушку правой рукой так, чтобы пальцы указывали направление тока, то большой палец покажет направление магнитного поля внутри катушки (к северному полюсу). Действие магнитного поля на проводник с токомМагнитное поле действует с некоторой силой на проводник, по которому течёт ток. Эта сила называется силой Ампера:FA=I⋅L⋅B⋅sinαгде:FA — сила Ампера, Н; I — сила тока в проводнике, А; L — длина проводника, м; B — магнитная индукция, Тл; α — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции. Направление силы Ампера определяют по правилу левой руки:четыре пальца направляют по направлению тока; ладонь располагают так, чтобы линии магнитной индукции входили в неё; отогнутый большой палец покажет направление силы Ампера. Применение магнитного поляМагнитные поля используются в самых разных устройствах:Электродвигатели — преобразуют электрическую энергию в механическую благодаря взаимодействию магнитного поля и тока. Генераторы — наоборот, преобразуют механическую энергию в электрическую. Трансформаторы — изменяют напряжение переменного тока с помощью взаимоиндукции. Магнитнорезонансная томография (МРТ) — позволяет получать детальные изображения внутренних органов. Динамики и микрофоны — преобразуют электрические сигналы в звуковые и наоборот. Компас — использует земное магнитное поле для определения сторон света. Магнитные сепараторы — отделяют металлические примеси от других материалов. Земное магнитное полеЗемля обладает собственным магнитным полем, которое:защищает планету от потока заряженных частиц солнечного ветра; создаёт радиационные пояса Ван Аллена; вызывает полярные сияния при взаимодействии с атмосферой; позволяет ориентироваться с помощью компаса. Магнитные полюса Земли не совпадают с географическими и со временем смещаются.ЗаключениеМагнитное поле — невидимая, но очень важная часть окружающего нас мира. Оно возникает вокруг токов и магнитов, имеет свои особые свойства и линии индукции. Мы научились использовать магнитные поля в технике — от простых компасов до сложных медицинских приборов. Понимание природы магнитного поля помогает нам создавать новые технологии и лучше понимать устройство Вселенной.Хотите, я раскрою какойлибо аспект подробнее или добавлю дополнительные примеры и задачи для закрепления материала?
