Magnetinis laukas jau seniai kėlė žmonėms daug klausimų, tačiau net ir dabar tebėra mažai žinomas reiškinys. Daugelis mokslininkų bandė ištirti jo ypatybes ir savybes, nes lauko naudojimo nauda ir potencialas buvo neginčijami faktai.
Pažiūrėkime į viską iš eilės. Taigi, kaip veikia ir formuojasi bet koks magnetinis laukas? Teisingai, nuo elektros srovė. O srovė, anot fizikos vadovėlių, yra kryptingas įkrautų dalelių srautas, ar ne? Taigi, kai srovė praeina per bet kurį laidininką, aplink jį pradeda veikti tam tikros rūšies medžiaga - magnetinis laukas. Magnetinį lauką gali sukurti įkrautų dalelių srovė arba elektronų magnetiniai momentai atomuose. Dabar šis laukas ir materija turi energiją, matome ją elektromagnetinėse jėgose, kurios gali paveikti srovę ir jos krūvius. Magnetinis laukas pradeda veikti įkrautų dalelių srautą, ir jos keičiasi pradžios kryptis judesiai statmenai pačiam laukui.
Magnetinį lauką dar galima pavadinti elektrodinaminiu, nes jis susidaro šalia judančių dalelių ir veikia tik judančias daleles. Na, jis yra dinamiškas dėl to, kad jis turi ypatingą struktūrą besisukančiuose bionuose erdvės regione. Įprastas judantis elektros krūvis gali priversti juos suktis ir judėti. Bionai perduoda bet kokią galimą sąveiką šioje erdvės srityje. Todėl judantis krūvis pritraukia vieną visų bionų polių ir priverčia juos suktis. Tik jis gali juos išvesti iš ramybės būsenos, nieko daugiau, nes kitos jėgos negalės jų paveikti.
Elektriniame lauke yra įkrautų dalelių, kurios juda labai greitai ir gali nuvažiuoti 300 000 km vos per sekundę. Šviesa turi tą patį greitį. Magnetinis laukas negali egzistuoti be elektros krūvio. Tai reiškia, kad dalelės yra neįtikėtinai glaudžiai susijusios viena su kita ir egzistuoja bendrame elektromagnetiniame lauke. Tai yra, jei yra kokių nors magnetinio lauko pokyčių, tai bus ir elektriniame. Šis įstatymas taip pat yra atvirkštinis.
Mes čia daug kalbame apie magnetinį lauką, bet kaip galime jį įsivaizduoti? Žmogaus plika akimi to nematome. Be to, dėl neįtikėtinai greito lauko plitimo neturime laiko jį aptikti įvairiais įrenginiais. Tačiau norint ką nors studijuoti, reikia bent šiek tiek apie tai turėti supratimo. Taip pat dažnai diagramose reikia pavaizduoti magnetinį lauką. Kad būtų lengviau suprasti, atliekame sąlyginį elektros linijos laukus. Iš kur jie juos gavo? Jie buvo sugalvoti dėl priežasties.
Pabandykime pamatyti magnetinį lauką naudodami mažas metalines drožles ir įprastą magnetą. Supilkime šias pjuvenas ant lygaus paviršiaus ir paveskime jas į magnetinį lauką. Tada pamatysime, kad jie judės, suksis ir išsirikiuos pagal raštą ar raštą. Gautas vaizdas parodys apytikslį jėgų poveikį magnetiniame lauke. Visos jėgos ir atitinkamai jėgos linijos šioje vietoje yra ištisinės ir uždaros.
Magnetinė adata turi panašiomis savybėmis ir savybes su kompasu, ir jis naudojamas jėgos linijų krypčiai nustatyti. Jei jis patenka į magnetinio lauko veikimo zoną, galime matyti jėgų veikimo kryptį iš jo šiaurinio ašigalio. Tada pabrėžkime keletą išvadų: paprasto nuolatinio magneto viršus, iš kurio kyla jėgos linijos, yra pažymėtas magneto šiauriniu poliumi. Tuo tarpu pietinis ašigalis žymi tašką, kuriame jėgos yra uždarytos. Na, magneto viduje esančios jėgos linijos diagramoje nėra paryškintos.
Magnetinis laukas, jo savybės ir charakteristikos turi gana platų pritaikymą, nes daugelyje problemų į jį reikia atsižvelgti ir jį ištirti. Tai svarbiausias reiškinys fizikos moksle. Sudėtingesni dalykai, tokie kaip magnetinis pralaidumas ir indukcija, yra neatsiejamai susiję su juo. Norėdami paaiškinti visas magnetinio lauko atsiradimo priežastis, turime pasikliauti tikromis mokslinius faktus ir patvirtinimai. Kitu atveju daugiau sudėtingos užduotys neteisingas požiūris gali sugriauti teorijos vientisumą.
Dabar pateikime pavyzdžių. Visi žinome savo planetą. Sakysite, kad jis neturi magnetinio lauko? Galbūt esate teisus, bet mokslininkai teigia, kad procesai ir sąveika Žemės šerdyje sukuria didžiulį magnetinį lauką, besitęsiantį tūkstančius kilometrų. Bet bet kuriame magnetiniame lauke turi būti jo poliai. Ir jie egzistuoja, tik šiek tiek toliau nuo geografinis polius. Kaip mes tai jaučiame? Pavyzdžiui, paukščiai išsiugdė navigacijos gebėjimus ir ypač naviguoja pagal magnetinį lauką. Taigi, jo padedamos, žąsys saugiai atvyksta į Laplandiją. Specialūs navigacijos įrenginiai taip pat naudoja šį reiškinį.
Instrukcijos
Srovės magnetinio lauko sukūrimas Paimkite laidininką ir prijunkite jį prie srovės šaltinio, įsitikindami, kad laidininkas neperkaista. Prie jo pridėkite ploną magnetinę adatą, kuri gali laisvai suktis. Įdiegę jį skirtingus taškus vietos aplink laidininką, įsitikinkite, kad jis nukreiptas išilgai magnetinio lauko linijų.
Magnetinis lauke nuolatinis magnetasPaimkite nuolatinį magnetą ir laikykite jį šalia objekto, kuriame yra didelis skaičius. Iš karto atsiras magnetinė jėga, pritraukusi magnetą ir geležinį kūną – tai pagrindinis magnetinio lauko įrodymas. Ant popieriaus lapo uždėkite nuolatinį magnetą ir pabarstykite jį smulkiomis geležies drožlėmis. Po kurio laiko ant popieriaus lapo pasirodys simbolis, iliustruojantis magnetinio lauko linijų buvimą. Jos vadinamos magnetinės indukcijos linijomis.
Elektromagneto magnetinio lauko sukūrimas Prijunkite ritę su izoliuotu laidu prie elektros srovės šaltinio. Norėdami išvengti laido perdegimo, nustatykite reostatą į didžiausią varžą. Į ritę įdėkite magnetinę grandinę. Tai gali būti minkštos geležies gabalas arba. Jei ketinate įsigyti magnetinį lauke, geležinė šerdis (magnetinė šerdis) turi būti surinkta iš plokščių, izoliuotų viena nuo kitos, kad būtų išvengta Foucault srovių, kurios trukdys generuoti magnetinį lauką. Prijungę grandinę prie srovės šaltinio, pradėkite lėtai judinti reostato slankiklį, įsitikindami, kad ritės apvija neperkaista. Tokiu atveju magnetinė grandinė pavirs galingu magnetu, pritraukiančiu ir laikančiu masyvius geležinius objektus.
Sukuria galingą elektros energiją magnetai– Tai sudėtinga techninė užduotis. Pramonėje, taip pat kasdienybė Reikalingi didelės galios magnetai. Daugelyje šalių jau veikia magnetinės levitacijos traukiniai. Greitai mūsų šalyje dideliais kiekiais pasirodys automobiliai su elektromagnetiniu varikliu su prekės ženklu Yo-mobile. Bet kaip sukuriami didelės galios magnetai?
Instrukcijos
Pramonėje visur naudojami galingi elektromagnetai. Jų dizainas yra daug sudėtingesnis nei nuolatinio magnetai. Kurti galingas elektromagnetas ritė, susidedanti iš apvijos varinė viela, taip pat geležinė šerdis. Stiprybės viduje šiuo atveju priklauso tik nuo srovės, praeinančios per rites, stiprumo, taip pat nuo laido apsisukimų skaičiaus ant apvijos. Verta paminėti, kad esant tam tikram srovės stiprumui, geležies šerdies įmagnetinimas yra prisotintas. Todėl galingiausi pramoniniai magnetai gaminami be jo. Vietoj to pridedama dar šiek tiek vielos. Daugumoje galingų pramoninių magnetų su geležimi vielos apsisukimų skaičius retai viršija dešimtį metre, o naudojama srovė yra du amperai.
Magnetinis laukas gali būti sukurtas judant įkrautoms dalelėms, pakaitomis elektrinis laukas arba dalelių magnetiniai momentai (nuolatiniuose magnetuose). Magnetiniai ir elektriniai laukai yra vienos apraiškos bendras laukas– elektromagnetinis.
Tvarkingas įkrautų dalelių judėjimas
Tvarkingas įkrautų dalelių judėjimas laidininkuose vadinamas elektros srove. Norėdami jį gauti, turite sukurti elektrinį lauką, naudodami srovės šaltinius, kurie atskiria krūvius - teigiamus ir neigiamus. Mechaninė, vidinė ar bet kokia kita energija šaltinyje paverčiama elektros energija.
Pagal kokius reiškinius galima spręsti apie srovės buvimą grandinėje?
Įkrautų dalelių judėjimo laidininke nematyti. Tačiau apie srovės buvimą grandinėje galima spręsti pagal netiesioginius požymius. Tokie reiškiniai apima, pavyzdžiui, terminius, cheminius ir magnetinis veiksmas srovė, o pastaroji stebima bet kuriuose laidininkuose – kietuose, skystuose ir dujiniuose.
Kaip atsiranda magnetinis laukas?
Aplink bet kurį laidininką, nešantį srovę, yra magnetinis laukas. Jį sukuria judantys daiktai. Jei krūviai yra nejudantys, jie aplink save sukuria tik elektrinį lauką, tačiau vos tik atsiranda srovė, atsiranda ir srovės magnetinis laukas.
Kaip galite nustatyti magnetinio lauko egzistavimą?
Galima aptikti magnetinio lauko buvimą įvairiais būdais. Pavyzdžiui, šiam tikslui galite naudoti mažas geležies drožles. Magnetiniame lauke jie įmagnetinami ir virsta magnetinėmis rodyklėmis (kaip kompasas). Kiekvienos tokios rodyklės ašis nustatoma magnetinio lauko jėgų veikimo kryptimi.
Pati patirtis atrodo taip. Padėkite ant kartono plonu sluoksniu geležies drožlių, praleiskite tiesiu laidininku ir įjunkite srovę. Pamatysite, kaip, veikiant srovės magnetiniam laukui, pjuvenos išsidės aplink laidininką koncentriniais apskritimais. Šios linijos, išilgai kurių yra magnetinės adatos, vadinamos magnetinio magnetinio lauko linijomis. Rodyklės „Šiaurės ašigalis“ kiekviename lauko taške yra laikomas kryptimi.
Kas yra srovės sukuriamo magnetinio lauko magnetinės linijos?
Srovės magnetinio lauko magnetinės linijos yra uždaros kreivės, juosiančios laidininką. Su jų pagalba patogu pavaizduoti magnetinius laukus. Ir kadangi magnetinis laukas yra visuose erdvės taškuose aplink laidininką, magnetinė linija gali būti nubrėžta per bet kurį šios erdvės tašką. Kryptis magnetinės linijos priklauso nuo srovės krypties laidininke.
Magnetinis laukas yra ypatinga forma medžiaga, kurią sukuria magnetai, laidininkai su srove (judančios įkrautos dalelės) ir kurią galima aptikti sąveikaujant magnetams, laidininkai su srove (judančios įkrautos dalelės).
Oerstedo patirtis
Pirmieji eksperimentai (atlikti 1820 m.) parodė, kad tarp elektros ir magnetiniai reiškiniai Yra gilus ryšys, buvo danų fiziko H. Oerstedo eksperimentai.
Magnetinė adata, esanti šalia laidininko, sukasi tam tikru kampu, kai įjungiama laidininko srovė. Kai grandinė atidaroma, rodyklė grįžta į pradinę padėtį.
Iš G. Oerstedo patirties matyti, kad aplink šį laidininką yra magnetinis laukas.
Ampero patirtis
Du lygiagrečiai laidininkai, kuriuo teka elektros srovė, sąveikauja tarpusavyje: traukia, jei srovės yra tos pačios krypties, ir atstumia, jei srovės priešinga. Tai atsiranda dėl magnetinių laukų, atsirandančių aplink laidininkus, sąveikos.
Magnetinio lauko savybės
1. Materialiai, t.y. egzistuoja nepriklausomai nuo mūsų ir mūsų žinių apie tai.
2. Sukurtas magnetų, laidininkų su srove (judančių įkrautų dalelių)
3. Aptinkamas magnetų, laidininkų sąveikos su srove (judančios įkrautos dalelės)
4. Tam tikra jėga veikia magnetus, srovės laidininkus (judinančias įkrautas daleles)
5. Nėra magnetiniai krūviai gamtoje neegzistuoja. Neįmanoma atskirti šiaurinės ir pietų ašigaliai ir gauti kūną su vienu poliu.
6. Priežastį, kodėl kūnai turi magnetinių savybių, nustatė prancūzų mokslininkas Ampere'as. Amperas padarė išvadą, kad bet kurio kūno magnetines savybes lemia uždaros jo viduje esančios elektros srovės.
Šios srovės rodo elektronų judėjimą aplink orbitas atome.
Jei plokštumos, kuriose šios srovės cirkuliuoja, yra atsitiktinai viena kitos atžvilgiu dėl kūną sudarančių molekulių šiluminio judėjimo, tada jų sąveika yra abipusiai kompensuojama ir nėra magnetines savybes kūnas neaptinkamas.
Ir atvirkščiai: jei plokštumos, kuriose sukasi elektronai, yra lygiagrečios viena kitai ir normalių kryptys į šias plokštumas sutampa, tai tokios medžiagos sustiprina išorinį magnetinį lauką.
7. Magnetinės jėgos veikia magnetiniame lauke tam tikromis kryptimis, kurios vadinamos magnetinėmis jėgos linijomis. Jų pagalba galite patogiai ir aiškiai parodyti magnetinį lauką konkrečiu atveju.
Norint tiksliau pavaizduoti magnetinį lauką, sutarta, kad tose vietose, kur laukas stipresnis, lauko linijos turi būti rodomos tankiau, t.y. arčiau vienas kito. Ir atvirkščiai, vietose, kur laukas silpnesnis, rodoma mažiau lauko linijų, t.y. rečiau esantys.
8. Magnetiniam laukui būdingas magnetinės indukcijos vektorius.
Magnetinės indukcijos vektorius - vektorinis kiekis, apibūdinantis magnetinį lauką.
Magnetinės indukcijos vektoriaus kryptis sutampa su kryptimi šiaurės ašigalį laisva magnetinė adata tam tikrame taške.
Lauko indukcijos vektoriaus kryptis ir srovės stipris I yra susieti pagal „dešiniojo varžto (sraigto) taisyklę“:
jei įsukite įvorę srovės kryptimi laidininke, tada jo rankenos galo judėjimo greičio kryptis tam tikrame taške sutaps su magnetinės indukcijos vektoriaus kryptimi tame taške.
Tai jėgos laukas, veikiantis elektros krūvius ir judančius ir turinčius kūnus magnetinis momentas, nepriklausomai nuo jų judėjimo būklės. Magnetinis laukas yra dalis elektromagnetinis laukas.
Įkrautų dalelių srovė arba elektronų magnetiniai momentai atomuose sukuria magnetinį lauką. Taip pat magnetinis laukas atsiranda dėl tam tikrų laikinų elektrinio lauko pokyčių.
Magnetinio lauko indukcijos vektorius B reiškia pagrindinį galios charakteristika magnetinis laukas. Matematikoje B = B (X,Y,Z) apibrėžiamas kaip vektorinis laukas. Ši sąvoka skirta apibrėžti ir nurodyti fizinį magnetinį lauką. Moksle magnetinės indukcijos vektorius dažnai paprastai vadinamas magnetiniu lauku. Akivaizdu, kad tokia programa leidžia laisvai interpretuoti šią sąvoką.
Kita srovės magnetinio lauko charakteristika yra vektorinis potencialas.
IN mokslinė literatūra dažnai galite pastebėti, kad kaip a pagrindinės savybės magnetinis laukas, nesant magnetinės aplinkos (vakuumo), atsižvelgiama į magnetinio lauko stiprumo vektorių. Formaliai ši situacija yra gana priimtina, nes vakuume magnetinio lauko stiprumo vektorius H ir magnetinės indukcijos vektorius B sutampa. Tuo pačiu metu magnetinio lauko stiprumo vektorius magnetinėje aplinkoje nėra užpildytas tuo pačiu fizinę reikšmę, ir yra antrinis dydis. Remiantis tuo, formaliai lyginant šiuos vakuumo metodus, sisteminis požiūris svarsto magnetinės indukcijos vektorius yra pagrindinė srovės magnetinio lauko charakteristika.
Magnetinis laukas, žinoma, yra ypatinga materijos rūšis. Šios medžiagos pagalba vyksta sąveika tarp turinčių magnetinį momentą ir judančių įkrautų dalelių ar kūnų.
Specialioji reliatyvumo teorija mano, kad magnetiniai laukai yra pačių elektrinių laukų egzistavimo pasekmė.
Kartu magnetiniai ir elektriniai laukai sudaro elektromagnetinį lauką. Elektromagnetinio lauko apraiškos yra šviesa ir elektromagnetinės bangos.
Kvantinio magnetinio lauko teorija mano magnetinė sąveika kaip atskira byla elektromagnetinė sąveika. Jį neša bemasis bozonas. Bozonas yra fotonas, dalelė, kurią galima įsivaizduoti kaip elektromagnetinio lauko kvantinį sužadinimą.
Magnetinį lauką sukuria įkrautų dalelių srovė arba elektrinis laukas, transformuojantis laiko erdvėje, arba pačių dalelių magnetiniai momentai. Kad suvokimas būtų vienodas, dalelių magnetiniai momentai formaliai redukuojami į elektros sroves.
Magnetinio lauko vertės apskaičiavimas.
Paprasti atvejai leidžia apskaičiuoti srovės laidininko magnetinio lauko vertes naudojant Biot-Savart-Laplace dėsnį arba cirkuliacijos teoremą. Taip pat magnetinio lauko vertę galima rasti srovei, savavališkai paskirstytai tūryje arba erdvėje. Akivaizdu, kad šie dėsniai taikomi pastoviems arba santykinai lėtai besikeičiantiems magnetiniams ir elektriniams laukams. Tai yra magnetostatikos atvejais. Daugiau sudėtingų atvejų reikalauti vertės apskaičiavimo magnetinio lauko srovė pagal Maksvelo lygtis.
Magnetinio lauko buvimo pasireiškimas.
Pagrindinis magnetinio lauko pasireiškimas yra įtaka dalelių ir kūnų magnetiniams momentams, judančioms įkrautoms dalelėms. Lorentzo jėga yra jėga, kuri veikia magnetiniame lauke judančią elektra įkrautą dalelę. Ši jėga turi nuolat išreikštą statmeną kryptį vektoriams v ir B. Ji taip pat turi proporcingą reikšmę dalelės q krūviui, greičio komponentei v, statmenai magnetinio lauko vektoriaus B krypčiai, ir reikšmė, išreiškianti magnetinio lauko indukciją B. Lorenco jėga pagal Tarptautinė sistema vienetai turi tokią išraišką: F = q, sistemoje GHS vienetai: F=q/c
Kryžminis produktas rodomas laužtiniuose skliaustuose.
Dėl Lorenco jėgos įtakos įkrautoms dalelėms, judančioms išilgai laidininko, magnetinis laukas gali veikti srovę nešantį laidininką. Ampero jėga yra jėga, veikianti srovės laidininką. Šios jėgos komponentais laikomos jėgos, veikiančios atskirus krūvius, judančius laidininko viduje.
Dviejų magnetų sąveikos reiškinys.
Magnetinio lauko reiškinys, su kuriuo galime susidurti kasdieniame gyvenime, vadinamas dviejų magnetų sąveika. Jis išreiškiamas panašių polių atstūmimu vienas nuo kito ir priešingų polių pritraukimu. Formaliu požiūriu dviejų magnetų sąveiką apibūdinti kaip dviejų monopolių sąveiką yra gana naudinga, įgyvendinama ir patogi idėja. tuo pat metu išsamią analizę rodo, kad iš tikrųjų tai nėra visiškai teisingas reiškinio apibūdinimas. Pagrindinis klausimas, kuris lieka neatsakytas tokiame modelyje, yra tai, kodėl negalima atskirti monopolių. Tiesą sakant, eksperimentiškai įrodyta, kad bet kuri izoliuotas kūnas neturi magnetinio krūvio. Be to, šis modelis negali būti pritaikytas magnetiniam laukui, kurį sukuria makroskopinė srovė.
Mūsų požiūriu, teisinga manyti, kad jėga, veikianti nehomogeniniame lauke esantį magnetinį dipolį, linkusi jį sukti taip, kad dipolio magnetinis momentas būtų tokios pačios krypties kaip ir magnetinio lauko. Tačiau nėra magnetų, kuriuos veiktų visa jėga vienoda magnetinio lauko srovė. Jėga, kuri veikia magnetinį dipolį su magnetiniu momentu m išreiškiamas tokia formule:
.
Jėga, veikianti magnetą iš netolygaus magnetinio lauko, išreiškiama visų jėgų, nustatytų pagal šią formulę ir veikiančių elementariuosius dipolius, sudarančius magnetą, suma.
Elektromagnetinė indukcija.
Jei magnetinės indukcijos vektoriaus srautas uždaroje grandinėje laikui bėgant kinta, šioje grandinėje susidaro emf elektromagnetinė indukcija. Jei grandinė yra stacionari, ją sukuria sūkurinis elektrinis laukas, atsirandantis dėl magnetinio lauko pasikeitimo laikui bėgant. Kai magnetinis laukas laikui bėgant nekinta, o srautas nesikeičia dėl laidininko kilpos judėjimo, EML sukuriama Lorenco jėga.
Kiekvienas žmogus, esantis modernus pasaulis apsuptas daugybės nematomų bangų ir elementų: magnetinių laukų, ultravioletinių ir rentgeno spinduliai, stoties signalai mobiliojo ryšio. Tačiau šie „subjektai“ yra nematomi, nors daro įtaką žmogaus kūnas, tačiau juos atpažinti galima tik specialių prietaisų pagalba.
Tačiau japonų mokslininkai žengė žingsnį į priekį, kad žmogaus akiai nematomos bangos būtų matomos. Tyrėjai atliko eksperimentą su eksperimentinėmis žiurkėmis ir išmokė šiuos gyvūnus atpažinti magnetinius laukus naudojant skaitmeninį kompasą, kuris buvo prijungtas prie smegenų. Žiurkės informaciją skaitė naudodamos elektrodus, o kompasas siųsdavo impulsus, kai gyvūno galva buvo pasukta viena ar kita kryptimi. Eksperimento metu gyvūnai negalėjo naudotis savo regėjimo organais, kurie buvo sandariai uždengti audiniu.
Mokslininkai labai nustebo, kai pastebėjo, kad graužikai išmoko atpažinti visiškai naują informacijos šaltinį. „Mokymosi“ laikotarpis pasirodė gana trumpas - tik dvi ar trys dienos. Žiurkės pradėjo gana sėkmingai naršyti erdvėje ir naršyti labirintus ieškodamos maisto, ir tai darė ne mažiau efektyviai nei paprasti gyvūnai, galintys naršyti savo akimis.
Mokslininkai mano, kad naudojant tokią technologiją labai praverstų išmokyti žmogų „matyti“ magnetinius laukus, ultravioletinę šviesą ar rentgeno spindulius.
M magnetinis laukas- elektromagnetinio lauko komponentas, kurio pagalba vyksta judančių elektriškai įkrautų dalelių sąveika.
Magnetinis laukas sukelia judančius elektros krūvius. Fiksuoti elektriniai krūviai nesąveikauja su magnetiniu lauku, tačiau elementarios dalelės su nuliniu sukiniu, turinčios savo magnetinį momentą, yra magnetinio lauko šaltinis ir magnetinis laukas sukelia jėgą, net jei jos yra ramybės būsenoje. .
Magnetinis laukas susidaro, pavyzdžiui, erdvėje aplink laidininką, kuriuo teka srovė, arba aplink nuolatinį magnetą.
Magnetinio lauko generavimas
Skirtingai nuo elektros krūvių, nėra magnetinių krūvių, kurie panašiai sukurtų magnetinį lauką. Teoriškai tokie mokesčiai, kurie vadinami magnetiniai monopoliai, galėtų egzistuoti. Tokiu atveju elektrinis ir magnetinis laukai būtų visiškai simetriški.
Taigi mažiausias vienetas, galintis sukurti magnetinį lauką, yra magnetinis dipolis. Magnetinis dipolis skiriasi tuo, kad visada turi du polius, kuriuose lauko linijos prasideda ir baigiasi. Mikroskopiniai magnetiniai dipoliai yra susiję su elementariųjų dalelių sukiniais. Tiek įkrautos elementarios dalelės, kaip elektronai, tiek neutralios, pavyzdžiui, neutronai, turi magnetinį dipolį. Elementariosios dalelės su nuliniu sukimu gali būti laikomi mažais magnetais. Paprastai dalelės su priešingos reikšmės sukimosi pora, dėl kurios kompensuojami jų sukuriami magnetiniai laukai, bet į kai kuriais atvejais daugelio dalelių sukiniai gali išsilyginti ta pačia kryptimi, todėl susidaro nuolatiniai magnetai.
Magnetinis laukas - taip pat sukuriama judant elektros krūviams, tai yra elektros srovei.
Kūrimas elektros krūvis laukas priklauso nuo atskaitos sistemos. Stebėtojo, judančio tokiu pat greičiu kaip ir krūvis, atžvilgiu, krūvis yra stacionarus, ir toks stebėtojas fiksuos Tilkės sukurtą elektrinį lauką. Kitas stebėtojas, judantis skirtingu greičiu, fiksuos ir elektrinį, ir magnetinį lauką. Taigi elektriniai ir magnetiniai laukai yra tarpusavyje susiję ir yra komponentai bendras elektromagnetinis laukas.
Elektros srovei tekant laidininku, ji lieka elektriškai neutrali, tačiau jame esantys krūvininkai juda, todėl aplink laidininką atsiranda tik magnetinis laukas. Šio lauko dydis nustatomas pagal Biot-Savarto dėsnį, o kryptį galima nustatyti naudojant Ampero taisyklę arba taisyklę dešine ranka. Toks laukas yra sūkurys, t.y. jo jėgos linijos uždaros.
Magnetinį lauką taip pat sukuria kintamasis elektrinis laukas. Pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį kintamasis magnetinis laukas sukuria kintamąjį elektrinį lauką, kuris kartu yra ir sūkurys. Abipusis elektrinių ir magnetinių laukų kūrimas kintant magnetiniams ir elektriniams laukams lemia elektromagnetinių bangų sklidimo erdvėje galimybę.
Magnetinio lauko poveikis
Magnetinio lauko poveikį judantiems krūviams lemia Lorenco jėga.
Jėga, veikianti srovę nešantį laidininką magnetiniame lauke, vadinama Ampero jėga. Sąveikos tarp laidininkų ir srovės jėgos nustatomos pagal Ampero dėsnį.
Neutralios medžiagos be elektros gali būti įtrauktos į magnetinį lauką (paramagnetinis) arba išstumtos iš jo (diamagnetinis). Diamagnetinių medžiagų išstūmimas iš magnetinio lauko gali būti naudojamas levitacijai.
Feromagnetai įmagnetinami magnetiniame lauke ir išlaiko magnetinį momentą, kai pašalinamas veikiamas laukas.
Vienetai
Magnetinė indukcija B matuojama dailidėje SI, o Gauso indukcija GHS sistema. Magnetinio lauko stipris H CI sistemoje matuojamas A/m, o CGS sistemoje – Oersted.
Matavimas
Magnetinis laukas matuojamas magnetometrais. Mechaniniai magnetometrai lauko stiprumą nustato pagal srovę nešančios ritės įlinkį. Silpni magnetiniai laukai matuojami magnetometrais, remiantis Josephsono efektu – SQUID. Magnetinį lauką galima išmatuoti remiantis branduoliniu efektu magnetinis rezonansas, Hall efektas ir kiti metodai.
Kūrimas
Magnetiniai laukai plačiai naudojami technologijose ir mokslo tikslais. Norėdami jį sukurti, naudojame nuolatiniai magnetai ir elektromagnetai. Vienodą magnetinį lauką galima gauti naudojant Helmholtz rites. Sukurti galingus magnetinius laukus, reikalingus greitintuvų veikimui arba plazmos izoliavimui įrenginiuose branduolių sintezė, naudojami superlaidininkų pagrindu pagaminti elektromagnetai.
