магнітне поле

Ми пояснюємо, що таке магнітне поле, як воно створюється і які його характеристики. Ми також розповідаємо про магнітне поле Землі.

Магнітні поля дипольні, у них є північний полюс і південний полюси.

Що таке магнітне поле?

Магнітне поле — це математичне уявлення про те, як магнітні сили розподіляються в ньому простір що оточує магнітне джерело. Цим джерелом може бути а магніт, навантаження на рух або один електричний струм (багато вантажів у русі). Щоразу, коли існує будь-який з цих елементів, навколо нього буде магнітне поле, тобто поле магнітних сил. За межами цього поля немає ніяких магнітних ефектів.

Основною характеристикою магнітних полів є те, що вони є дипольними: у них є північний і південний полюси, які також називають позитивним і негативним полюсами. На відміну від електричні поля які можуть утворюватися електричними зарядами (наприклад, а електрон), не існує «магнітних зарядів», які створюють магнітні поля. Магнітні поля завжди мають два полюси, пов’язані з ними. Як наслідок, лінії магнітного поля завжди замкнені, як і у випадку з магнітом: вони залишають північний полюс і приходять до південного полюса.

Походження магнітного поля

Щоб існувало магнітне поле, має існувати джерело магнітної енергії (наприклад, магніт), рухомий заряд або електричний струм.Ці елементи єдині здатні створювати магнітне поле і єдині, на які воно може впливати.

Електричний заряд (як електрон, що рухається в просторі) створює навколо себе магнітне поле, яке буде діяти з силою на інший рухомий заряд. Те ж саме відбувається з електричними струмами.

Випадок з магнітами є особливим, оскільки в них немає рухомих зарядів, а ці матеріали створюють магнітне поле через певні мікроскопічні явища певної складності.

Як описано в законі Ампера та рівняннях Максвелла, магнітні та електричні поля часто існують разом у природа. Певні зміни часу дії магнітного поля породжують електричні поля. Хорошим прикладом співіснування цих двох полів є електромагнітне випромінювання, наприклад світло.

Наявність магнітних полів можна перевірити за допомогою приладу, відомого як магнітометр.

Види магнітного поля

Електромагніт утворюється шляхом зміщення зарядів від електричного струму.

Магнітні поля можна класифікувати за джерелом їх створення:

  • Магнітні поля, що виходять від магніту. Магніти - це матеріали, які мають особливість постійного магнітного поля, створеного чим в фізичний відомий як спина електрони (можна зрозуміти, подумавши про них як про обертання на собі). З іншого боку, є метали які можуть «стати» магнітами при намагнічуванні зовнішнім магнітним полем.
  • Магнітні поля від струму. Кожен заряд у русі створює магнітне поле. Тому електричний струм також створює магнітне поле. Наприклад: електромагніти (як на малюнку вище) - це пристрої, в яких за допомогою a акумулятор струм циркулює по дроту, намотаному на метал. Цей струм створює навколо себе магнітне поле, яке намагнічує метал і створює інше магнітне поле. Таким чином, електромагніти використовуються для створення змінних магнітних полів, оскільки змінюючи струм, магнітне поле змінюється.

Напрямок магнітного поля

Лінії магнітного поля вказують нам його напрямок.

Theадреса магнітного поля можна описати за допомогою ліній або вектор, відповідальний за вказівку напрямку, до якого спрямовані магнітні сили. На малюнку вище чітко видно лінії магнітного поля, створюваного магнітом, які вказують напрямок сили, з якою магніт взаємодіє з частинками металу.

Той факт, що магнітне поле має напрямок, означає, що воно є вектором. Будь-який сила є векторною величиною, тобто представляє величину, яка має напрямок і сенс, наприклад швидкість. Оскільки магнітне поле пропорційне магнітній силі, то воно також є векторною величиною. Насправді цікаво відзначити, що магнітна сила, яку відчуває рухома частинка, занурена в магнітне поле, завжди перпендикулярна напрямку цього поля та його власній швидкості.

Магнітне поле Землі

Магнітне поле Землі відхиляє випромінювання від Сонця.

Наша планета має природне магнітне поле, яке також називають геомагнітним полем. У центрі с Земля є чавун (для вищ температури). Завдяки обертанню Землі ця металева рідина перебуває в постійному русі, утворюючи електричний струм (під час руху металу рухаються електрони, які його складають). Цей струм створює магнітне поле Землі, яке є настільки інтенсивним, що виривається з поверхні Землі.

Магнітне поле Землі відіграє дуже важливу роль, оскільки воно відводить дуже небезпечне для живих істот випромінювання від сонце. Без магнітного поля Землі, атмосфера вона була б знищена космічними променями. Компаси, які ми використовуємо для навігації, взаємодіють з цим полем: його намагнічена стрілка завжди вирівняна з магнітним полем Землі, вказуючи північ. Крім того, багато мігруючих тварин використовують магнітне поле планети, щоб завжди орієнтуватися і рухатися в тих же напрямках протягом певних періодів року.

!-- GDPR -->