Основы магнитостатики

1. Магнитное поле и его свойства
2. Действие магнитостатики на заряженную частицу
3. Виды магнетиков

Ключевые формулы магнитостатики для магнитных полей, которые созданы постоянными потоками зарядов, описанные в дифференциальном виде, обладают следующим видом:

\(divB = 0\),    \(rotB = μ_0j\)

Первая формула отмечает, что дивергенция вектора B приравнивается 0. При его сравнении с подобной формулой для электрического поля \(div E = ρ/ε_0\), то возможно получить вывод, что магнитный аналог электрического заряда отсутствует. Не существует зарядов, из которых выходят линии вектора магнитной индукции B.

На протяжении продолжительного срока времени магнетизм являлся полностью самостоятельной научной деятельностью от электричества. Но большое количество важных и уникальных изобретений XIX и XX века французского физика и математика Андре-Мари Ампера и английского физика-экспериментатора Майкла Фарадея, а также иных учёных подтвердили прямую взаимосвязь электрических и магнитных явлений. Это предоставило возможность рассматривать это направление ключевым разделом науки об электричестве.

Магнитное поле и его свойства

Рисунок 1. Характеристики магнитного поля.

Первой попыткой рассмотреть магнитные явления тщательным образом считаются научные труды британского физика и врача Уильяма Гильберта. Это научный труд «О магните, магнитных свойствах и о большом магните – Земле». В то время было принято считать, что магнетизм и электричество совершенно разные вещи, не имеющие ничего общего между собой.

Только в XIX столетия датский учёный, физик, исследователь явлений электромагнетизма Ханс Кристиан Эрстед предположил, что магнитостатика является одной из потенциальных и довольно значительных форм электричества. И это было подтверждено в 1820 году благодаря проделанным опытам.

Данные эксперименты невольно потянули за собой массу новейших значительных изобретений, которые имеют огромнейшее значение даже в нынешней научной деятельности. Большое количество опытов и трудов XIX столетия выявили, что абсолютно все проводники с током и постоянным магнитом оказывают силовое воздействие чрез пространство на иные предметы с током либо магнитом. Данное осуществляется после того как вокруг проводникового материала с током и магнитом возникает поле, в последствии названное в науке магнитным полем.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Для изучения воздействия магнитного поля применяют маленькую магнитную стрелку, подвешенную на нити либо уравновешенную на острие. В любой физической точке изучаемого объекта обустроенная случайным образом стрелка начнёт обращаться в определённом направлении. Данное осуществляется по причине, что на стрелку воздействует вращательный неуправляемый момент. Он пытается развернуть её вектор вдоль всего магнитного поля. Осью стрелки является участок, соединяющий её окончания. Исследуем некоторое количество опытов, поспособствовавших учёным определить основные свойства магнитного поля:

1. Когда заряженный шар из диэлектрического материала повесить на нитке возле магнитной стрелки, шар и стрелка будут неподвижны. Таким образом, постоянный магнит не воздействует на недвижимые заряды, в итоге магнитное поле не в состоянии возникать.
2. Когда магнитную поместить пол прямолинейным проводниковым материалом с электричеством, тогда стрелки начнёт повороты. И будет пытаться принять расположение под прямым углом к проводниковому материалу. Изменение ориентира действия тока обязательно создаст перенаправление стрелки на 180 градусов.
3. Пучок перемещающихся электронов влияет на магнитную стрелку аналогично объекту с током.
4. Конвекционные постоянные токи, которые образуются передвигающимися заряженными частицами, по собственному воздействию на магнитную стрелку аналогичны токам проводимости света.

Тем самым магнитное поле в целом имеет отличия от электрического поля, которое создаётся, как не перемещаемыми, так и перемещаемыми зарядами. Ключевой характеристикой магнитного поля считается ось магнитной индукции. За ориентир данного параметра в определённой месте поля воспринимают такой ориентир, с помощью которого производится расположение вектора магнитной стрелки.

На графиках магнитные поля постоянно отражаются силовыми линиями магнитной внутренней индукции, т.е. кривыми, все касающиеся к которым в любой точке обязаны сочетаться с ориентиром главного вектора.

Действие магнитостатики на заряженную частицу

Сравнив формулы магнитостатики \(divB = 0\), \(rotB = μ_0j\), с формулами электростатики \(rotE = 0\), \(divE = ρ/ε_0\), возможно сделать вывод, что электрическое поле всегда является потенциальным, а его источниками считаются электрические заряды. Как отмечалось ранее, важным свойством магнитного поля считается то, что данное поле может влиять исключительно на перемещающиеся электрические заряды.

В результате множества проведённых экспериментов доказано, что каждая положительно заряженная частица, перемещающаяся в магнитном поле, ощущает определённое воздействие силы, непосредственно пропорциональной показателю магнитного поля в этом месте. Ориентир данной силы будет постоянно находиться под прямым углом скорости перемещения элементов, а также находится в зависимости от угла меж данными ориентирами. Данный величина в физике именуется силой Лоренца.

В ситуации, если скорость заряда находится под прямым углом к оси магнитной индукции, ориентация внутренней энергии в магнитостатики устанавливается согласно правилу левой руки: когда ладонь левой руки расположить так, чтоб вектор проходил сквозь ладонь, а пальцы располагались вдоль, тогда отведённый большой палец покажет ориентир силы Лоренца.

Таким образом, магнитное поле не воздействует на перемещающиеся в нём заряженные элементы и его кинетическая энергия при данном перемещении остаётся неизменной. На данном процессе основывается деятельность каждого ускорителя заряженных элементов. Это аппаратура, в которой под действием магнитных и электрических полей образуются и ускоряются пучки высоко энергетических элементов.

Воздействие магнитного поля Земли вблизи её поверхности меняет изначальную траекторию перемещения элементов, испускаемыми звёздами и Солнцем. Данным процессом возможно объяснить так называемый широтный эффект, состоящий в том, что интенсивность активных лучей из космоса, подходящих к поверхности нашей планеты, поблизости экватора постоянно меньше, нежели в больших широтах.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Виды магнетиков

Для определения типов магнетиков, требуется исследовать эксперимент с мощным магнитным полем, которое создаётся соленоидом. Соленоид в состоянии вызвать в себе очень большое магнитное поле, которое в сотни тысяч раз превышает существующее магнитное поле нашей планеты. Когда разместить в аналогичном магнитном поле различные материальные вещества и производить наблюдения, каким образом воздействует на них сила магнитного поля, то важные итоги данных экспериментов можно получить достаточно многообразными:

• В первую категорию входят элементы, очень слабо отталкивающиеся магнитным полем Земли. К данным элементам возможно отнести медь, свинец, вода, сера, кварциты, графиты и ещё множество материальных веществ. Данные элементы именуются в магнитостатике диамагнетиками. Диамагнетиками возможно считать большое количество неорганических и фактически все органические соединения. Диамагнетизм является уникальной характеристикой всех молекулярных и атомных соединений. Однако, периодически над диамагнетизмом превышают другие, наиболее сильные процессы.
• Во вторую категорию входят элементы, всегда втягивающиеся в соленоид. К данным элементам возможно отнести алюминий, натрий, жидкий кислород. Данные вещества преподносят себя в экспериментах довольно впечатляюще. Происходит их втягивание в катушку с силой, превышающей их массу ориентировочно в восемь раз. Данные элементы именуются в физике парамагнетиками. Для определённых веществ парамагнитный эффект выражается в более сильной форме, а для определённых в менее слабой форме.
• К третьей категории веществ возможно отнести кобальт, железо, никель, разные сплавы, содержащие железо. Втягивание данных веществ в область действия магнитного поля осуществляется со значительной силой. Данные вещества именуются ферромагнетиками.

Следовательно, все ключевые формулы магнитостатики постоянно линейны. Таким образом, это предусматривает важнейший фактор принципа суперпозиции в данной ориентации. Принцип суперпозиции для магнитостатики возможно изложить таким образом: Магнитное поле, создаваемое одновременно некоторым количеством токов, является векторной суммой полей, сформированных по отдельно всеми из данных токов.