Vetitë fizike të fushës magnetike. Çfarë është një fushë magnetike? Fusha magnetike, vetitë dhe karakteristikat e saj

Fusha magnetike është një formë e veçantë e materies që krijohet nga magnet, përcjellës me rrymë (grimca të ngarkuara lëvizëse) dhe që mund të zbulohet nga bashkëveprimi i magneteve, përcjellësve me rrymën (grimcat e ngarkuara lëvizëse).

Përvoja e Oersted

Eksperimentet e para (të kryera në vitin 1820) që treguan se ekziston një lidhje e thellë midis dukurive elektrike dhe magnetike ishin eksperimentet e fizikanit danez H. Oersted.

Një gjilpërë magnetike e vendosur pranë një përcjellësi rrotullohet përmes një këndi të caktuar kur rryma në përcjellës është e ndezur. Kur qarku hapet, shigjeta kthehet në pozicionin e saj origjinal.

Nga përvoja e G. Oersted rezulton se ka një fushë magnetike rreth këtij përcjellësi.

Përvoja e Amperit
Dy përçues paralelë nëpër të cilët rrjedh rryma elektrike ndërveprojnë me njëri-tjetrin: ata tërhiqen nëse rrymat janë në të njëjtin drejtim dhe zmbrapsen nëse rrymat janë në drejtim të kundërt. Kjo ndodh për shkak të ndërveprimit të fushave magnetike që lindin rreth përcjellësve.

Vetitë e fushës magnetike

1. Materialisht, d.m.th. ekziston në mënyrë të pavarur nga ne dhe njohuritë tona për të.

2. Krijuar nga magnet, përcjellës me rrymë (grimca të ngarkuara lëvizëse)

3. Zbulohet nga ndërveprimi i magneteve, përcjellësve me rrymën (grimcat e ngarkuara në lëvizje)

4. Vepron në magnet, përcjellës me rrymë (grimca të ngarkuara lëvizëse) me njëfarë force

5. Nuk ka ngarkesa magnetike në natyrë. Nuk mund të ndash polet e veriut dhe të jugut dhe të marrësh një trup me një pol.

6. Arsyeja pse trupat kanë veti magnetike u gjet nga shkencëtari francez Ampere. Amperi nxori përfundimin se vetitë magnetike të çdo trupi përcaktohen nga rrymat elektrike të mbyllura brenda tij.

Këto rryma përfaqësojnë lëvizjen e elektroneve rreth orbitave në një atom.

Nëse rrafshet në të cilat qarkullojnë këto rryma ndodhen në mënyrë të rastësishme në raport me njëri-tjetrin për shkak të lëvizjes termike të molekulave që përbëjnë trupin, atëherë ndërveprimet e tyre kompensohen reciprokisht dhe trupi nuk shfaq asnjë veti magnetike.

Dhe anasjelltas: nëse planet në të cilat rrotullohen elektronet janë paralele me njëri-tjetrin dhe drejtimet e normaleve në këto plane përputhen, atëherë substanca të tilla rrisin fushën magnetike të jashtme.

7. Forcat magnetike veprojnë në një fushë magnetike në drejtime të caktuara, të cilat quhen vija magnetike të forcës. Me ndihmën e tyre, ju mund të tregoni lehtësisht dhe qartë fushën magnetike në një rast të veçantë.

Për të përshkruar më saktë fushën magnetike, u ra dakord që në ato vende ku fusha është më e fortë, linjat e fushës duhet të tregohen më të dendura, d.m.th. më afër njëri-tjetrit. Dhe anasjelltas, në vendet ku fusha është më e dobët, tregohen më pak vija të fushës, d.m.th. më rrallë të vendosura.

8. Fusha magnetike karakterizohet nga vektori i induksionit magnetik.

Vektori i induksionit magnetik është një sasi vektoriale që karakterizon fushën magnetike.

Drejtimi i vektorit të induksionit magnetik përkon me drejtimin e polit verior të gjilpërës magnetike të lirë në një pikë të caktuar.

Drejtimi i vektorit të induksionit të fushës dhe forca e rrymës I lidhen me "rregullin e vidës së djathtë (gimlet)":

nëse vidhosni një gjilpërë në drejtim të rrymës në përcjellës, atëherë drejtimi i shpejtësisë së lëvizjes së skajit të dorezës së tij në një pikë të caktuar do të përkojë me drejtimin e vektorit të induksionit magnetik në atë pikë.

Një fushë magnetike- ky është mediumi material përmes të cilit ndodh ndërveprimi ndërmjet përcjellësve me ngarkesa aktuale ose lëvizëse.

Vetitë e fushës magnetike:

Karakteristikat e fushës magnetike:

Për të studiuar fushën magnetike, përdoret një qark testues me rrymë. Ka përmasa të vogla, dhe rryma në të është shumë më e vogël se rryma në përcjellësin që krijon fushën magnetike. Në anët e kundërta të qarkut të rrymës, veprojnë forca nga fusha magnetike të barabarta në madhësi, por të drejtuara në drejtime të kundërta, pasi drejtimi i forcës varet nga drejtimi i rrymës. Pikat e zbatimit të këtyre forcave nuk shtrihen në të njëjtën vijë të drejtë. Forca të tilla quhen nja dy forca. Si rezultat i veprimit të një çifti forcash, qarku nuk mund të lëvizë në mënyrë përkthimore, ai rrotullohet rreth boshtit të tij. Veprimi rrotullues karakterizohet çift rrotullues.

, Ku l–levave dy forcash(distanca ndërmjet pikave të zbatimit të forcave).

Ndërsa rritet rryma në qarkun e provës ose zona e qarkut, çift rrotullimi i çiftit të forcave do të rritet proporcionalisht. Raporti i momentit maksimal të forcës që vepron në qark me rrymë me madhësinë e rrymës në qark dhe zonën e qarkut është një vlerë konstante për një pikë të caktuar në fushë. Quhet induksioni magnetik.

, Ku
-moment magnetik qark me rrymë.

Njësia induksion magnetik - Tesla [T].

Momenti magnetik i qarkut– sasi vektoriale, drejtimi i së cilës varet nga drejtimi i rrymës në qark dhe përcaktohet nga rregulli i vidës së djathtë: shtrëngoni dorën e djathtë në grusht, drejtoni katër gishtat në drejtim të rrymës në qark, pastaj gishti i madh do të tregojë drejtimin e vektorit të momentit magnetik. Vektori i momentit magnetik është gjithmonë pingul me rrafshin e konturit.

Mbrapa drejtimi i vektorit të induksionit magnetik marrim drejtimin e vektorit të momentit magnetik të qarkut, të orientuar në fushën magnetike.

Linja e induksionit magnetik– një vijë tangjenta e së cilës në çdo pikë përkon me drejtimin e vektorit të induksionit magnetik. Linjat e induksionit magnetik janë gjithmonë të mbyllura dhe nuk kryqëzohen kurrë. Linjat e induksionit magnetik të një përcjellësi të drejtë me rrymë kanë formën e rrathëve të vendosur në një rrafsh pingul me përcjellësin. Drejtimi i linjave të induksionit magnetik përcaktohet nga rregulli i vidës së djathtë. Linjat e induksionit magnetik të rrymës rrethore(kthehet me rrymë) kanë edhe formën e rretheve. Çdo element spirale ka gjatësi
mund të imagjinohet si një përcjellës i drejtë që krijon fushën e vet magnetike. Për fushat magnetike, zbatohet parimi i mbivendosjes (shtimi i pavarur). Vektori total i induksionit magnetik të rrymës rrethore përcaktohet si rezultat i shtimit të këtyre fushave në qendër të kthesës sipas rregullit të vidës së djathtë.

Nëse madhësia dhe drejtimi i vektorit të induksionit magnetik janë të njëjta në çdo pikë të hapësirës, atëherë fusha magnetike quhet homogjene. Nëse madhësia dhe drejtimi i vektorit të induksionit magnetik në secilën pikë nuk ndryshojnë me kalimin e kohës, atëherë një fushë e tillë quhet të përhershme.

Madhësia induksioni magnetik në çdo pikë të fushës është drejtpërdrejt proporcionale me forcën e rrymës në përcjellësin që krijon fushën, në përpjesëtim të zhdrejtë me distancën nga përcjellësi në një pikë të caktuar në fushë, varet nga vetitë e mediumit dhe forma e përçuesit që krijon fusha.

, Ku
NË 2; Gn/m – konstanta magnetike e vakumit,

-përshkueshmëria relative magnetike e mediumit,

-përshkueshmëria absolute magnetike e mediumit.

Në varësi të vlerës së përshkueshmërisë magnetike, të gjitha substancat ndahen në tre klasa:

Me rritjen e përshkueshmërisë absolute të mediumit, rritet edhe induksioni magnetik në një pikë të caktuar të fushës. Raporti i induksionit magnetik ndaj përshkueshmërisë magnetike absolute të mediumit është një vlerë konstante për një pikë të caktuar policore, e quhet tensioni.

Vektorët e tensionit dhe induksionit magnetik përkojnë në drejtim. Forca e fushës magnetike nuk varet nga vetitë e mediumit.

Fuqia e amperit– forca me të cilën fusha magnetike vepron në një përcjellës që mbart rrymë.

Ku l- gjatësia e përcjellësit, - këndi ndërmjet vektorit të induksionit magnetik dhe drejtimit të rrymës.

Drejtimi i forcës së Amperit përcaktohet nga rregulli i dorës së majtë: dora e majtë është e pozicionuar në mënyrë që përbërësi i vektorit të induksionit magnetik, pingul me përcjellësin, të hyjë në pëllëmbë, katër gishta të zgjatur drejtohen përgjatë rrymës, atëherë gishti i madh i përkulur me 90 0 do të tregojë drejtimin e forcës së Amperit.

Rezultati i forcës së Amperit është lëvizja e përcjellësit në një drejtim të caktuar.

E nëse = 90 0, atëherë F=max, nëse = 0 0, pastaj F = 0.

Forca e Lorencit– forca e fushës magnetike mbi një ngarkesë në lëvizje.

, ku q është ngarkesa, v është shpejtësia e lëvizjes së saj, - këndi ndërmjet vektorëve të tensionit dhe shpejtësisë.

Forca e Lorencit është gjithmonë pingul me vektorët e induksionit magnetik dhe të shpejtësisë. Drejtimi përcaktohet nga rregulli i dorës së majtë(gishtat ndjekin lëvizjen e ngarkesës pozitive). Nëse drejtimi i shpejtësisë së grimcave është pingul me linjat e induksionit magnetik të një fushe magnetike uniforme, atëherë grimca lëviz në një rreth pa ndryshuar energjinë e saj kinetike.

Meqenëse drejtimi i forcës së Lorencit varet nga shenja e ngarkesës, përdoret për të ndarë ngarkesat.

Fluksi magnetik– një vlerë e barabartë me numrin e linjave të induksionit magnetik që kalojnë nëpër çdo zonë të vendosur pingul me linjat e induksionit magnetik.

, Ku - këndi ndërmjet induksionit magnetik dhe normales (pingulës) me zonën S.

Njësia– Weber [Wb].

Metodat e matjes së fluksit magnetik:

Ndryshimi i orientimit të vendit në një fushë magnetike (ndryshimi i këndit)

Ndryshimi i zonës së një qarku të vendosur në një fushë magnetike

Ndryshimi në fuqinë aktuale duke krijuar një fushë magnetike

Ndryshimi i distancës së qarkut nga burimi i fushës magnetike

Ndryshimet në vetitë magnetike të mediumit.

F Araday regjistroi një rrymë elektrike në një qark që nuk përmbante një burim, por ndodhej pranë një qarku tjetër që përmbante një burim. Për më tepër, rryma në qarkun e parë u ngrit në rastet e mëposhtme: me çdo ndryshim të rrymës në qarkun A, me lëvizjen relative të qarqeve, me futjen e një shufre hekuri në qarkun A, me lëvizjen e një magneti të përhershëm relativ. në qarkun B. Lëvizja e drejtuar e ngarkesave të lira (rryma) ndodh vetëm në një fushë elektrike. Kjo do të thotë se një fushë magnetike në ndryshim gjeneron një fushë elektrike, e cila vë në lëvizje ngarkesat e lira të përcjellësit. Kjo fushë elektrike quhet të nxitura ose vorbull.

Dallimet midis një fushe elektrike vorbull dhe një elektrostatike:

Burimi i fushës së vorbullës është një fushë magnetike në ndryshim.

Linjat e fuqisë së fushës së vorbullës janë të mbyllura.

Puna e bërë nga kjo fushë për të lëvizur një ngarkesë përgjatë një qarku të mbyllur nuk është zero.

Karakteristika e energjisë e një fushe vorbulle nuk është potenciali, por emf i induktuar- një vlerë e barabartë me punën e forcave të jashtme (forcat me origjinë joelektrostatike) për të lëvizur një njësi ngarkese përgjatë një qarku të mbyllur.

.Matur në volt[NË].

Një fushë elektrike vorbull ndodh me çdo ndryshim në fushën magnetike, pavarësisht nëse ka një qark të mbyllur përçues apo jo. Qarku lejon vetëm zbulimin e fushës elektrike të vorbullës.

Induksioni elektromagnetik- kjo është shfaqja e emf të induktuar në një qark të mbyllur me çdo ndryshim në fluksin magnetik nëpër sipërfaqen e tij.

Emf i induktuar në një qark të mbyllur gjeneron një rrymë të induktuar.

Drejtimi i rrymës së induksionit percaktuar nga Rregulli i Lenz-it: rryma e induktuar është në një drejtim të tillë që fusha magnetike e krijuar prej saj kundërvepron çdo ndryshim të fluksit magnetik që gjeneroi këtë rrymë.

Ligji i Faradeit për induksionin elektromagnetik: Emf i induktuar në një unazë të mbyllur është drejtpërdrejt proporcionale me shpejtësinë e ndryshimit të fluksit magnetik nëpër sipërfaqen e kufizuar nga laku.

T oki fuko– rrymat e induksionit vorbull që lindin në përçues të mëdhenj të vendosur në një fushë magnetike në ndryshim. Rezistenca e një përcjellësi të tillë është e ulët, pasi ka një seksion të madh S, kështu që rrymat e Foucault mund të jenë të mëdha në vlerë, si rezultat i të cilave përcjellësi nxehet.

Vetë-induksioni- kjo është shfaqja e emf të induktuar në një përcjellës kur fuqia aktuale në të ndryshon.

Një përcjellës që mban rrymë krijon një fushë magnetike. Induksioni magnetik varet nga forca e rrymës, prandaj edhe fluksi magnetik i brendshëm varet nga forca e rrymës.

, ku L është koeficienti i proporcionalitetit, induktiviteti.

Njësia induktiviteti – Henri [H].

Induktiviteti përcjellësi varet nga madhësia, forma dhe përshkueshmëria magnetike e mediumit.

Induktiviteti rritet me rritjen e gjatësisë së përcjellësit, induktiviteti i një kthese është më i madh se induktiviteti i një përcjellësi të drejtë me të njëjtën gjatësi, induktiviteti i një spirale (një përcjellës me një numër të madh kthesash) është më i madh se induktiviteti i një rrotullimi , induktiviteti i një spirale rritet nëse një shufër hekuri futet në të.

Ligji i Faradeit për vetë-induksion:
.

Emf i vetë-induktuarështë drejtpërdrejt proporcionale me shpejtësinë e ndryshimit të rrymës.

Emf i vetë-induktuar gjeneron një rrymë vetë-induksioni, e cila gjithmonë parandalon çdo ndryshim të rrymës në qark, domethënë, nëse rryma rritet, rryma e vetë-induksionit drejtohet në drejtim të kundërt kur rryma në qark zvogëlohet; rryma e induksionit drejtohet në të njëjtin drejtim. Sa më i madh të jetë induktiviteti i spirales, aq më i madh është emf vetë-induktiv që ndodh në të.

Energjia e fushës magnetikeështë e barabartë me punën që bën rryma për të kapërcyer EMF-në e vetë-induktuar gjatë kohës kur rryma rritet nga zero në vlerën maksimale.

Dridhjet elektromagnetike- këto janë ndryshime periodike në ngarkesë, fuqia e rrymës dhe të gjitha karakteristikat e fushave elektrike dhe magnetike.

Sistemi oscilues elektrik(qarku oscilues) përbëhet nga një kondensator dhe një induktor.

Kushtet për shfaqjen e lëkundjeve:

Sistemi duhet të dalë nga ekuilibri për ta bërë këtë, ngarkoni kondensatorin. Energjia e fushës elektrike e një kondensatori të ngarkuar:

Sistemi duhet të kthehet në një gjendje ekuilibri. Nën ndikimin e një fushe elektrike, ngarkesa kalon nga një pllakë e kondensatorit në tjetrën, domethënë, në qark shfaqet një rrymë elektrike, e cila rrjedh nëpër spirale. Ndërsa rryma rritet në induktor, lind një emf vetë-induksioni, rryma e vetë-induksionit drejtohet në drejtim të kundërt. Kur rryma në spirale zvogëlohet, rryma e vetë-induksionit drejtohet në të njëjtin drejtim. Kështu, rryma e vetë-induksionit tenton ta kthejë sistemin në një gjendje ekuilibri.

Rezistenca elektrike e qarkut duhet të jetë e ulët.

Qarku oscilues ideal nuk ka rezistencë. Dridhjet në të quhen falas.

Për çdo qark elektrik, plotësohet ligji i Ohm-it, sipas të cilit emf që vepron në qark është i barabartë me shumën e tensioneve në të gjitha seksionet e qarkut. Nuk ka asnjë burim rryme në qarkun oscilues, por në induktor shfaqet një emf vetë-induktiv, i cili është i barabartë me tensionin në të gjithë kondensatorin.

Përfundim: ngarkesa e kondensatorit ndryshon sipas një ligji harmonik.

Tensioni i kondensatorit:
.

Forca e rrymës në qark:
.

Madhësia
- amplituda aktuale.

Dallimi nga tarifa në
.

Periudha e lëkundjeve të lira në qark:

Energjia e fushës elektrike të një kondensatori:

Energjia e fushës magnetike të spirales:

Energjitë e fushave elektrike dhe magnetike ndryshojnë sipas një ligji harmonik, por fazat e lëkundjeve të tyre janë të ndryshme: kur energjia e fushës elektrike është maksimale, energjia e fushës magnetike është zero.

Energjia totale e sistemit oscilues:
.

NË kontur ideal energjia totale nuk ndryshon.

Gjatë procesit të lëkundjes, energjia e fushës elektrike shndërrohet plotësisht në energji të fushës magnetike dhe anasjelltas. Kjo do të thotë që energjia në çdo moment në kohë është e barabartë ose me energjinë maksimale të fushës elektrike ose me energjinë maksimale të fushës magnetike.

Qarku real oscilues përmban rezistencë. Dridhjet në të quhen venitje.

Ligji i Ohmit do të marrë formën:

Me kusht që amortizimi të jetë i vogël (katrori i frekuencës natyrore të lëkundjeve është shumë më i madh se katrori i koeficientit të amortizimit), zvogëlimi logaritmik i amortizimit është:

Me amortizimin e fortë (katrori i frekuencës natyrore të lëkundjes është më i vogël se katrori i koeficientit të lëkundjes):

Ky ekuacion përshkruan procesin e shkarkimit të një kondensatori në një rezistencë. Në mungesë të induktivitetit, lëkundjet nuk do të ndodhin. Sipas këtij ligji ndryshon edhe tensioni në pllakat e kondensatorëve.

Energjia totale në një qark real zvogëlohet, pasi nxehtësia lëshohet në rezistencën R gjatë kalimit të rrymës.

Procesi i tranzicionit– një proces që ndodh në qarqet elektrike gjatë kalimit nga një mënyrë funksionimi në tjetrën. E vlerësuar me kohë ( ), gjatë së cilës parametri që karakterizon procesin e tranzicionit do të ndryshojë me e herë.

Për qark me kondensator dhe rezistencë:
.

Teoria e Maxwell-it për fushën elektromagnetike:

1 pozicion:

Çdo fushë elektrike alternative gjeneron një fushë magnetike vorbull. Një fushë elektrike alternative u quajt një rrymë zhvendosëse nga Maxwell, pasi ajo, si një rrymë e zakonshme, shkakton një fushë magnetike.

Për të zbuluar rrymën e zhvendosjes, merrni parasysh kalimin e rrymës përmes një sistemi në të cilin është lidhur një kondensator me një dielektrik.

Dendësia e rrymës së paragjykimit:
. Dendësia e rrymës drejtohet në drejtim të ndryshimit të tensionit.

Ekuacioni i parë i Maksuellit:
- fusha magnetike e vorbullës krijohet si nga rrymat e përcjelljes (ngarkesat elektrike lëvizëse) dhe nga rrymat e zhvendosjes (fusha elektrike alternative E).

2 pozicion:

Çdo fushë magnetike e alternuar gjeneron një fushë elektrike vorbull - ligji bazë i induksionit elektromagnetik.

Ekuacioni i dytë i Maksuellit:
- lidh shpejtësinë e ndryshimit të fluksit magnetik nëpër çdo sipërfaqe dhe qarkullimin e vektorit të forcës së fushës elektrike që lind në të njëjtën kohë.

Çdo përcjellës që mban rrymë krijon një fushë magnetike në hapësirë. Nëse rryma është konstante (nuk ndryshon me kalimin e kohës), atëherë fusha magnetike e lidhur me të është gjithashtu konstante. Një rrymë në ndryshim krijon një fushë magnetike në ndryshim. Ekziston një fushë elektrike brenda një përcjellësi që mban rrymë. Prandaj, një fushë elektrike në ndryshim krijon një fushë magnetike në ndryshim.

Fusha magnetike është vorbull, pasi linjat e induksionit magnetik janë gjithmonë të mbyllura. Madhësia e fuqisë së fushës magnetike H është proporcionale me shpejtësinë e ndryshimit të fuqisë së fushës elektrike . Drejtimi i vektorit të forcës së fushës magnetike lidhur me ndryshimet në fuqinë e fushës elektrike Rregulli i vidës së djathtë: shtrëngoni dorën e djathtë në grusht, drejtojeni gishtin e madh në drejtim të ndryshimit të forcës së fushës elektrike, atëherë 4 gishtat e përkulur do të tregojnë drejtimin e vijave të forcës së fushës magnetike.

Çdo fushë magnetike e ndryshueshme krijon një fushë elektrike vorbull, vijat e tensionit të të cilave janë të mbyllura dhe të vendosura në një rrafsh pingul me forcën e fushës magnetike.

Madhësia e intensitetit E të fushës elektrike të vorbullës varet nga shpejtësia e ndryshimit të fushës magnetike . Drejtimi i vektorit E lidhet me drejtimin e ndryshimit në fushën magnetike H sipas rregullit të vidës së majtë: shtrëngoni dorën e majtë në grusht, drejtojeni gishtin e madh në drejtim të ndryshimit të fushës magnetike, katër gishtat e përkulur do të tregojnë drejtimi i vijave të intensitetit të fushës elektrike të vorbullës.

Tërësia e fushave elektrike dhe magnetike të vorbullave të ndërlidhura përfaqëson fushë elektromagnetike. Fusha elektromagnetike nuk qëndron në pikën e origjinës, por përhapet në hapësirë në formën e një valë elektromagnetike tërthore.

Vala elektromagnetike– ky është përhapja në hapësirë e vorbullës së fushave elektrike dhe magnetike të lidhura me njëra-tjetrën.

Kushti për shfaqjen e një vale elektromagnetike– lëvizja e ngarkesës me nxitim.

Ekuacioni i valëve elektromagnetike:

- frekuenca ciklike e lëkundjeve elektromagnetike

t – koha nga fillimi i lëkundjeve

l – distanca nga burimi i valës në një pikë të caktuar në hapësirë

- shpejtësia e përhapjes së valës

Koha që i duhet një valë për të udhëtuar nga burimi i saj në një pikë të caktuar.

Vektorët E dhe H në një valë elektromagnetike janë pingul me njëri-tjetrin dhe me shpejtësinë e përhapjes së valës.

Burimi i valëve elektromagnetike– përcjellës nëpër të cilët rrjedhin rryma të alternuara me shpejtësi (makroemetuesit), si dhe atomet dhe molekulat e ngacmuara (mikroemetuesit). Sa më e lartë të jetë frekuenca e lëkundjeve, aq më të mira emetohen valë elektromagnetike në hapësirë.

Karakteristikat e valëve elektromagnetike:

Të gjitha valët elektromagnetike janë tërthore

Në një mjedis homogjen, valët elektromagnetike përhapen me shpejtësi konstante, e cila varet nga vetitë e mjedisit:

- konstanta relative dielektrike e mediumit

- konstanta dielektrike e vakumit,
F/m, Cl 2 /nm 2

- përshkueshmëria relative magnetike e mediumit

- konstanta magnetike e vakumit,
NË 2; Gn/m

Valët elektromagnetike reflektuar nga pengesat, zhytur, shpërndarë, përthyer, polarizuar, difraktuar, ndërhyrë.

Dendësia vëllimore e energjisë Fusha elektromagnetike përbëhet nga densiteti i energjisë vëllimore të fushave elektrike dhe magnetike:

Dendësia e fluksit të energjisë së valës - intensiteti i valës:

-Vektori Umov-Poynting.

Të gjitha valët elektromagnetike janë të rregulluara në një sërë frekuencash ose gjatësi vale (
). Ky rresht është shkalla e valëve elektromagnetike.

Dridhje me frekuencë të ulët. 0 – 10 4 Hz. Marrë nga gjeneratorët. Ata rrezatojnë dobët

Valët e radios. 10 4 – 10 13 Hz. Ato emetohen nga përcjellës të ngurtë që mbajnë rryma të alternuara me shpejtësi.

Rrezatimi infra të kuqe– valët e emetuara nga të gjithë trupat në temperatura mbi 0 K, për shkak të proceseve intra-atomike dhe intra-molekulare.

Dritë e dukshme– valë që veprojnë në sy, duke shkaktuar ndjesi vizuale. 380-760 nm

Rrezatimi ultravjollcë. 10 – 380 nm. Drita e dukshme dhe UV lindin kur lëvizja e elektroneve në shtresën e jashtme të një atomi ndryshon.

Rrezatimi me rreze X. 80 – 10 -5 nm. Ndodh kur lëvizja e elektroneve në shtresën e brendshme të një atomi ndryshon.

Rrezatimi gama. Ndodh gjatë zbërthimit të bërthamave atomike.

Përcaktimi i fushës magnetike. Burimet e tij

Përkufizimi

Një fushë magnetike është një nga format e një fushe elektromagnetike që vepron vetëm mbi trupat në lëvizje që kanë ngarkesë elektrike ose trupa të magnetizuar, pavarësisht nga lëvizja e tyre.

Burimet e kësaj fushe janë rrymat elektrike konstante, ngarkesat elektrike lëvizëse (trupat dhe grimcat), trupat e magnetizuar, fushat elektrike të alternuara. Burimet e fushës magnetike konstante janë rrymat e drejtpërdrejta.

Vetitë e fushës magnetike

Në një kohë kur studimi i fenomeneve magnetike sapo kishte filluar, studiuesit i kushtuan vëmendje të veçantë faktit që ka pole në shufra të magnetizuar. Në to, vetitë magnetike u shfaqën veçanërisht qartë. Në të njëjtën kohë, ishte qartë e dukshme se polet e magnetit ishin të ndryshëm. Polet e kundërta tërhiqeshin dhe si shtylla zmbrapseshin. Gilbert propozoi idenë e ekzistencës së "ngarkesave magnetike". Këto ide u mbështetën dhe u zhvilluan nga Coulomb. Bazuar në eksperimentet e Kulombit, forca karakteristike e një fushe magnetike u bë forca me të cilën fusha magnetike vepron në një ngarkesë magnetike të barabartë me unitetin. Kulombi tërhoqi vëmendjen për dallimet domethënëse midis fenomeneve të elektricitetit dhe magnetizmit. Dallimi është tashmë i dukshëm në faktin se ngarkesat elektrike mund të ndahen dhe të marrin trupa me një tepricë të ngarkesës pozitive ose negative, ndërsa është e pamundur të ndash polet veriore dhe jugore të një magneti dhe të marrësh një trup me vetëm një pol. Nga pamundësia e ndarjes së një magneti në ekskluzivisht "verior" ose "jugor", Coulomb vendosi që këto dy lloje ngarkesash janë të pandashme në secilën grimcë elementare të substancës magnetizuese. Kështu, u kuptua se çdo grimcë e materies - një atom, një molekulë ose një grup prej tyre - është diçka si një mikro magnet me dy pole. Në këtë rast, magnetizimi i një trupi është procesi i orientimit të magneteve të tij elementare nën ndikimin e një fushe magnetike të jashtme (analoge me polarizimin e dielektrikëve).

Ndërveprimi i rrymave realizohet nëpërmjet fushave magnetike. Oersted zbuloi se fusha magnetike ngacmohet nga rryma dhe ka një efekt orientues në gjilpërën magnetike. Oersted kishte një përcjellës me rrymë të vendosur mbi një gjilpërë magnetike, i cili mund të rrotullohej. Kur rryma rrjedh në përcjellës, shigjeta u kthye pingul me telin. Një ndryshim në drejtimin e rrymës shkaktoi një riorientim të gjilpërës. Nga eksperimenti i Oersted-it doli se fusha magnetike ka një drejtim dhe duhet të karakterizohet nga një sasi vektoriale. Kjo sasi quhej induksion magnetik dhe shënohej: $\overrightarrow(B).$ $\overrightarrow(B)$ është i ngjashëm me vektorin e forcës për fushën elektrike ($\overrightarrow(E)$). Analogu i vektorit të zhvendosjes $\overrightarrow(D)\ $për fushën magnetike është bërë vektori $\overrightarrow(H)$ - i quajtur vektori i fuqisë së fushës magnetike.

Një fushë magnetike ndikon vetëm në një ngarkesë elektrike lëvizëse. Një fushë magnetike krijohet nga lëvizja e ngarkesave elektrike.

Fusha magnetike e një ngarkese në lëvizje. Fusha magnetike e një spirale me rrymë. Parimi i mbivendosjes

Fusha magnetike e një ngarkese elektrike që lëviz me një shpejtësi konstante ka formën:

\[\overrightarrow(B)=\frac((\mu)_0)(4\pi )\frac(q\left[\overrightarrow(v)\overrightarrow(r)\djathtas])(r^3)\majtas (1\djathtas),\]

ku $(\mu )_0=4\pi \cdot (10)^(-7)\frac(H)(m)(in\SI)$ është konstanta magnetike, $\overrightarrow(v)$ është shpejtësia lëvizja e ngarkesës, $\overrightarrow(r)$ është vektori i rrezes që përcakton vendndodhjen e ngarkesës, q është madhësia e ngarkesës, $\left[\overrightarrow(v)\overrightarrow(r)\right]$ është prodhim vektorial.

Induksioni magnetik i një elementi me rrymë në sistemin SI:

ku $\ \overrightarrow(r)$ është vektori i rrezes i tërhequr nga elementi aktual në pikën në shqyrtim, $\overrightarrow(dl)$ është elementi i përcjellësit me rrymë (drejtimi i rrymës është specifikuar), $ \vartheta$ është këndi ndërmjet $ \overrightarrow(dl)$ dhe $\overrightarrow(r)$. Drejtimi i vektorit $\overrightarrow(dB)$ është pingul me rrafshin në të cilin shtrihen $\overrightarrow(dl)$ dhe $\overrightarrow(r)$. Përcaktohet nga rregulli i vidës së duhur.

Për një fushë magnetike, parimi i mbivendosjes vlen:

\[\overrightarrow(B)=\sum ((\overrightarrow(B))_i\left(3\djathtas),)\]

ku $(\overrightarrow(B))_i$ janë fusha individuale që krijohen nga ngarkesat lëvizëse, $\overrightarrow(B)$ është induksioni total i fushës magnetike.

Shembulli 1

Detyrë: Gjeni raportin e forcave të bashkëveprimit magnetik dhe të Kulonit të dy elektroneve që lëvizin me të njëjtat shpejtësi $v$ paralelisht. Distanca midis grimcave është konstante.

\[\overrightarrow(F_m)=q\left[\overrightarrow(v)\overrightarrow(B)\djathtas]\majtas(1.1\djathtas).\]

Fusha që krijon elektronin e dytë lëvizës është e barabartë me:

\[\overrightarrow(B)=\frac((\mu)_0)(4\pi )\frac(q\left[\overrightarrow(v)\overrightarrow(r)\djathtas])(r^3)\majtas (1.2\djathtas).\]

Le të jetë distanca ndërmjet elektroneve të barabartë me $a=r\ (konstante)$. Ne përdorim vetinë algjebrike të produktit vektor (identiteti i Lagranzhit ($\left[\overrightarrow(a)\left[\overrightarrow(b)\overrightarrow(c)\right]\right]=\overrightarrow(b)\left( \overrightarrow(a)\overrightarrow(c)\right)-\overrightarrow(c)\left(\overrightarrow(a)\overrightarrow(b)\djathtas)$))

\[(\overrightarrow(F))_m=\frac((\mu )_0)(4\pi )\frac(q^2)(a^3)\left[\overrightarrow(v)\left[\overrightarrow (v)\overrightarrow(a)\djathtas]\right]=\majtas(\overrightarrow(v)\left(\overrightarrow(v)\overrightarrow(a)\djathtas)-\overrightarrow(a)\left(\overrightarrow (v)\overrightarrow(v)\right)\right)=-\frac((\mu)_0)(4\pi )\frac(q^2\overrightarrow(a)v^2)(a^3) \ ,\]

$\overrightarrow(v)\left(\overrightarrow(v)\overrightarrow(a)\right)=0$, pasi $\overrightarrow(v\bot )\overrightarrow(a)$.

Moduli i forcës $F_m=\frac((\mu)_0)(4\pi )\frac(q^2v^2)(a^2),\ $ku $q=q_e=1.6\cdot 10^( -19 )Kl$.

Moduli i forcës së Kulombit, i cili vepron në një elektron, në fushë është i barabartë me:

Le të gjejmë raportin e forcës $\frac(F_m)(F_q)$:

\[\frac(F_m)(F_q)=\frac((\mu)_0)(4\pi)\frac(q^2v^2)(a^2):\frac(q^2)((4 \pi (\varepsilon )_0a)^2)=(\mu)_0((\varepsilon)_0v)^2.\]

Përgjigje: $\frac(F_m)(F_q)=(\mu)_0((\varepsilon)_0v)^2.$

Shembulli 2

Detyrë: Një rrymë e drejtpërdrejtë me forcë I qarkullon përgjatë një bobine me rrymë në formën e një rrethi me rreze R. Gjeni induksionin magnetik në qendër të rrethit.

Le të zgjedhim një seksion elementar në përcjellësin me rrymë (Fig. 1 si bazë për zgjidhjen e problemit, ne përdorim formulën e induksionit për një element spirale me rrymë);

ku $\ \overrightarrow(r)$ është vektori i rrezes i tërhequr nga elementi aktual në pikën në shqyrtim, $\overrightarrow(dl)$ është elementi i përcjellësit me rrymë (drejtimi i rrymës është specifikuar), $ \vartheta$ është këndi ndërmjet $ \overrightarrow(dl)$ dhe $\overrightarrow(r)$. Bazuar në Fig. 1 $\vartheta=90()^\circ $, prandaj (2.1) do të thjeshtohet, përveç kësaj, distanca nga qendra e rrethit (pika ku kërkojmë fushën magnetike) të elementit përcjellës me rrymë. është konstante dhe e barabartë me rrezen e kthesës (R), prandaj kemi:

Të gjithë elementët aktualë do të gjenerojnë fusha magnetike që drejtohen përgjatë boshtit x. Kjo do të thotë se vektori i induksionit të fushës magnetike që rezulton mund të gjendet si shuma e projeksioneve të vektorëve individualë$\ \ \mbidrejtë shigjete(dB).$ Pastaj, sipas parimit të mbivendosjes, induksioni total i fushës magnetike mund të merret duke kaluar tek integrali:

Duke zëvendësuar (2.2) në (2.3), marrim:

Përgjigje: $B$=$\frac((\mu )_0)(2)\frac(I)(R).$

Një fushë magnetike- ky është mediumi material përmes të cilit ndodh ndërveprimi ndërmjet përcjellësve me ngarkesa aktuale ose lëvizëse.

Vetitë e fushës magnetike:

Karakteristikat e fushës magnetike:

, Ku l–levave dy forcash(distanca ndërmjet pikave të zbatimit të forcave).

, Ku
-moment magnetik qark me rrymë.

Njësia induksion magnetik - Tesla [T].

Mbrapa drejtimi i vektorit të induksionit magnetik marrim drejtimin e vektorit të momentit magnetik të qarkut, të orientuar në fushën magnetike.

, Ku
NË 2; Gn/m – konstanta magnetike e vakumit,

-përshkueshmëria relative magnetike e mediumit,

-përshkueshmëria absolute magnetike e mediumit.

Në varësi të vlerës së përshkueshmërisë magnetike, të gjitha substancat ndahen në tre klasa:

Vektorët e tensionit dhe induksionit magnetik përkojnë në drejtim. Forca e fushës magnetike nuk varet nga vetitë e mediumit.

Fuqia e amperit– forca me të cilën fusha magnetike vepron në një përcjellës që mbart rrymë.

Ku l- gjatësia e përcjellësit, - këndi ndërmjet vektorit të induksionit magnetik dhe drejtimit të rrymës.

Rezultati i forcës së Amperit është lëvizja e përcjellësit në një drejtim të caktuar.

E nëse = 90 0, atëherë F=max, nëse = 0 0, pastaj F = 0.

Forca e Lorencit– forca e fushës magnetike mbi një ngarkesë në lëvizje.

, ku q është ngarkesa, v është shpejtësia e lëvizjes së saj, - këndi ndërmjet vektorëve të tensionit dhe shpejtësisë.

Meqenëse drejtimi i forcës së Lorencit varet nga shenja e ngarkesës, përdoret për të ndarë ngarkesat.

Fluksi magnetik– një vlerë e barabartë me numrin e linjave të induksionit magnetik që kalojnë nëpër çdo zonë të vendosur pingul me linjat e induksionit magnetik.

, Ku - këndi ndërmjet induksionit magnetik dhe normales (pingulës) me zonën S.

Njësia– Weber [Wb].

Metodat e matjes së fluksit magnetik:

Ndryshimi i orientimit të vendit në një fushë magnetike (ndryshimi i këndit)

Ndryshimi i zonës së një qarku të vendosur në një fushë magnetike

Ndryshimi në fuqinë aktuale duke krijuar një fushë magnetike

Ndryshimi i distancës së qarkut nga burimi i fushës magnetike

Ndryshimet në vetitë magnetike të mediumit.

Dallimet midis një fushe elektrike vorbull dhe një elektrostatike:

Burimi i fushës së vorbullës është një fushë magnetike në ndryshim.

Linjat e fuqisë së fushës së vorbullës janë të mbyllura.

Puna e bërë nga kjo fushë për të lëvizur një ngarkesë përgjatë një qarku të mbyllur nuk është zero.

.Matur në volt[NË].

Induksioni elektromagnetik- kjo është shfaqja e emf të induktuar në një qark të mbyllur me çdo ndryshim në fluksin magnetik nëpër sipërfaqen e tij.

Emf i induktuar në një qark të mbyllur gjeneron një rrymë të induktuar.

Vetë-induksioni- kjo është shfaqja e emf të induktuar në një përcjellës kur fuqia aktuale në të ndryshon.

Një përcjellës që mban rrymë krijon një fushë magnetike. Induksioni magnetik varet nga forca e rrymës, prandaj edhe fluksi magnetik i brendshëm varet nga forca e rrymës.

, ku L është koeficienti i proporcionalitetit, induktiviteti.

Njësia induktiviteti – Henri [H].

Induktiviteti përcjellësi varet nga madhësia, forma dhe përshkueshmëria magnetike e mediumit.

Ligji i Faradeit për vetë-induksion:
.

Emf i vetë-induktuarështë drejtpërdrejt proporcionale me shpejtësinë e ndryshimit të rrymës.

Energjia e fushës magnetikeështë e barabartë me punën që bën rryma për të kapërcyer EMF-në e vetë-induktuar gjatë kohës kur rryma rritet nga zero në vlerën maksimale.

Dridhjet elektromagnetike- këto janë ndryshime periodike në ngarkesë, fuqia e rrymës dhe të gjitha karakteristikat e fushave elektrike dhe magnetike.

Sistemi oscilues elektrik(qarku oscilues) përbëhet nga një kondensator dhe një induktor.

Kushtet për shfaqjen e lëkundjeve:

Sistemi duhet të dalë nga ekuilibri për ta bërë këtë, ngarkoni kondensatorin. Energjia e fushës elektrike e një kondensatori të ngarkuar:

Rezistenca elektrike e qarkut duhet të jetë e ulët.

Qarku oscilues ideal nuk ka rezistencë. Dridhjet në të quhen falas.

Përfundim: ngarkesa e kondensatorit ndryshon sipas një ligji harmonik.

Tensioni i kondensatorit:
.

Forca e rrymës në qark:
.

Madhësia
- amplituda aktuale.

Dallimi nga tarifa në
.

Periudha e lëkundjeve të lira në qark:

Energjia e fushës elektrike të një kondensatori:

Energjia e fushës magnetike të spirales:

Energjia totale e sistemit oscilues:
.

NË kontur ideal energjia totale nuk ndryshon.

Qarku real oscilues përmban rezistencë. Dridhjet në të quhen venitje.

Ligji i Ohmit do të marrë formën:

Me amortizimin e fortë (katrori i frekuencës natyrore të lëkundjes është më i vogël se katrori i koeficientit të lëkundjes):

Energjia totale në një qark real zvogëlohet, pasi nxehtësia lëshohet në rezistencën R gjatë kalimit të rrymës.

Për qark me kondensator dhe rezistencë:
.

Teoria e Maxwell-it për fushën elektromagnetike:

1 pozicion:

Për të zbuluar rrymën e zhvendosjes, merrni parasysh kalimin e rrymës përmes një sistemi në të cilin është lidhur një kondensator me një dielektrik.

Dendësia e rrymës së paragjykimit:
. Dendësia e rrymës drejtohet në drejtim të ndryshimit të tensionit.

Ekuacioni i parë i Maksuellit:
- fusha magnetike e vorbullës krijohet si nga rrymat e përcjelljes (ngarkesat elektrike lëvizëse) dhe nga rrymat e zhvendosjes (fusha elektrike alternative E).

2 pozicion:

Çdo fushë magnetike e alternuar gjeneron një fushë elektrike vorbull - ligji bazë i induksionit elektromagnetik.

Vala elektromagnetike– ky është përhapja në hapësirë e vorbullës së fushave elektrike dhe magnetike të lidhura me njëra-tjetrën.

Kushti për shfaqjen e një vale elektromagnetike– lëvizja e ngarkesës me nxitim.

Ekuacioni i valëve elektromagnetike:

- frekuenca ciklike e lëkundjeve elektromagnetike

t – koha nga fillimi i lëkundjeve

l – distanca nga burimi i valës në një pikë të caktuar në hapësirë

- shpejtësia e përhapjes së valës

Koha që i duhet një valë për të udhëtuar nga burimi i saj në një pikë të caktuar.

Vektorët E dhe H në një valë elektromagnetike janë pingul me njëri-tjetrin dhe me shpejtësinë e përhapjes së valës.

Karakteristikat e valëve elektromagnetike:

Të gjitha valët elektromagnetike janë tërthore

Në një mjedis homogjen, valët elektromagnetike përhapen me shpejtësi konstante, e cila varet nga vetitë e mjedisit:

- konstanta relative dielektrike e mediumit

- konstanta dielektrike e vakumit,
F/m, Cl 2 /nm 2

- përshkueshmëria relative magnetike e mediumit

- konstanta magnetike e vakumit,
NË 2; Gn/m

Valët elektromagnetike reflektuar nga pengesat, zhytur, shpërndarë, përthyer, polarizuar, difraktuar, ndërhyrë.

Dendësia vëllimore e energjisë Fusha elektromagnetike përbëhet nga densiteti i energjisë vëllimore të fushave elektrike dhe magnetike:

Dendësia e fluksit të energjisë së valës - intensiteti i valës:

-Vektori Umov-Poynting.

Të gjitha valët elektromagnetike janë të rregulluara në një sërë frekuencash ose gjatësi vale (
). Ky rresht është shkalla e valëve elektromagnetike.

Dridhje me frekuencë të ulët. 0 – 10 4 Hz. Marrë nga gjeneratorët. Ata rrezatojnë dobët

Valët e radios. 10 4 – 10 13 Hz. Ato emetohen nga përcjellës të ngurtë që mbajnë rryma të alternuara me shpejtësi.

Rrezatimi infra të kuqe– valët e emetuara nga të gjithë trupat në temperatura mbi 0 K, për shkak të proceseve intra-atomike dhe intra-molekulare.

Dritë e dukshme– valë që veprojnë në sy, duke shkaktuar ndjesi vizuale. 380-760 nm

Rrezatimi ultravjollcë. 10 – 380 nm. Drita e dukshme dhe UV lindin kur lëvizja e elektroneve në shtresën e jashtme të një atomi ndryshon.

Rrezatimi me rreze X. 80 – 10 -5 nm. Ndodh kur lëvizja e elektroneve në shtresën e brendshme të një atomi ndryshon.

Rrezatimi gama. Ndodh gjatë zbërthimit të bërthamave atomike.

Termi "fushë magnetike" zakonisht nënkupton një hapësirë të caktuar energjetike në të cilën manifestohen forcat e ndërveprimit magnetik. Ato ndikojnë:

substanca individuale: ferrimagnet (metale - kryesisht gize, hekur dhe lidhjet e tyre) dhe klasa e tyre e ferriteve, pavarësisht nga gjendja;

ngarkesat lëvizëse të energjisë elektrike.

Trupat fizikë që kanë një moment total magnetik të elektroneve ose grimcave të tjera quhen magnet të përhershëm. Ndërveprimi i tyre tregohet në foto linjat e energjisë magnetike.

Ato u formuan pasi sollën një magnet të përhershëm në pjesën e prapme të një fletë kartoni me një shtresë të barabartë tallash hekuri. Fotografia tregon shenja të qarta të poleve veriore (N) dhe jugore (S) me drejtimin e vijave të fushës në lidhje me orientimin e tyre: dalje nga poli verior dhe hyrja në jug.

Si krijohet një fushë magnetike?

Burimet e fushës magnetike janë:

magnet të përhershëm;

ngarkesat lëvizëse;

fushë elektrike që ndryshon në kohë.

Çdo fëmijë i kopshtit është i njohur me veprimin e magnetëve të përhershëm. Në fund të fundit, ai tashmë duhej të skalitte foto magnetesh në frigorifer, të marra nga pako me lloj-lloj delikatesë.

Ngarkesat elektrike në lëvizje zakonisht kanë energji të fushës magnetike dukshëm më të madhe se . Përcaktohet gjithashtu nga linjat e forcës. Le të shohim rregullat për vizatimin e tyre për një përcjellës të drejtë me rrymë I.

Vija e fushës magnetike vizatohet në një rrafsh pingul me lëvizjen e rrymës në mënyrë që në çdo pikë forca që vepron në polin verior të gjilpërës magnetike të drejtohet tangjencialisht në këtë vijë. Kjo krijon rrathë koncentrikë rreth ngarkesës në lëvizje.

Drejtimi i këtyre forcave përcaktohet nga rregulli i mirënjohur i një vidhosje me dredha-dredha fileto në të djathtë.

Rregulli i Gimlet

Është e nevojshme të pozicionohet gimlet në mënyrë koaksiale me vektorin aktual dhe të rrotullohet doreza në mënyrë që lëvizja përkthimore e gimletit të përkojë me drejtimin e saj. Pastaj orientimi i vijave të fushës magnetike do të tregohet duke rrotulluar dorezën.

Në një përcjellës unazor, lëvizja rrotulluese e dorezës përkon me drejtimin e rrymës, dhe lëvizja përkthimore tregon orientimin e induksionit.

Linjat magnetike të forcës dalin gjithmonë nga poli i veriut dhe hyjnë në polin jugor. Ato vazhdojnë brenda magnetit dhe nuk hapen kurrë.

Rregullat për bashkëveprimin e fushave magnetike

Fushat magnetike nga burime të ndryshme shtohen me njëra-tjetrën për të formuar një fushë që rezulton.

Në këtë rast, magnetët me pole të kundërta (N - S) tërheqin njëri-tjetrin, dhe me pole të ngjashëm (N - N, S - S) ata zmbrapsen. Forcat e ndërveprimit ndërmjet poleve varen nga distanca ndërmjet tyre. Sa më afër të zhvendosen polet, aq më e madhe është forca e krijuar.

Karakteristikat themelore të fushës magnetike

Kjo perfshin:

vektor i induksionit magnetik (B);

fluksi magnetik (F);

lidhja e fluksit (Ψ).

Intensiteti ose forca e ndikimit në terren vlerësohet nga vlera vektor i induksionit magnetik. Përcaktohet nga vlera e forcës "F" të krijuar nga rryma kaluese "I" përmes një përcjellësi me gjatësi "l". В =F/(I∙l)

Njësia e matjes së induksionit magnetik në sistemin SI është Tesla (në kujtim të fizikantit që studioi këto fenomene dhe i përshkroi ato duke përdorur metoda matematikore). Në literaturën teknike ruse është caktuar "Tl", dhe në dokumentacionin ndërkombëtar simboli "T" është miratuar.

1 T është induksioni i një fluksi magnetik të tillë uniform, i cili vepron me një forcë prej 1 njuton për çdo metër gjatësi të një përcjellësi të drejtë pingul me drejtimin e fushës, kur një rrymë prej 1 amper kalon nëpër këtë përcjellës.

1T=1∙N/(A∙m)

Drejtimi i vektorit B përcaktohet nga rregulli i dorës së majtë.

Nëse vendosni pëllëmbën e dorës tuaj të majtë në një fushë magnetike në mënyrë që linjat e forcës nga poli verior të hyjnë në pëllëmbë në një kënd të drejtë dhe vendosni katër gishta në drejtim të rrymës në përcjellës, atëherë gishti i madh i dalë do të tregoni drejtimin e forcës në këtë përcjellës.

Në rastin kur përcjellësi me rrymë elektrike nuk ndodhet në kënde të drejta me linjat magnetike të forcës, forca që vepron në të do të jetë proporcionale me madhësinë e rrymës rrjedhëse dhe komponentin e projeksionit të gjatësisë së përcjellësit me rrymë në një rrafsh të vendosur në drejtim pingul.

Forca që vepron në një rrymë elektrike nuk varet nga materialet nga të cilat është bërë përcjellësi dhe nga zona e tij e prerjes tërthore. Edhe nëse ky përcjellës nuk ekziston fare, dhe ngarkesat lëvizëse fillojnë të lëvizin në një medium tjetër midis poleve magnetike, atëherë kjo forcë nuk do të ndryshojë në asnjë mënyrë.

Nëse brenda një fushe magnetike në të gjitha pikat vektori B ka të njëjtin drejtim dhe madhësi, atëherë një fushë e tillë konsiderohet uniforme.

Çdo mjedis që ka , ndikon në vlerën e vektorit të induksionit B .

Fluksi magnetik (F)

Nëse marrim parasysh kalimin e induksionit magnetik nëpër një zonë të caktuar S, atëherë induksioni i kufizuar nga kufijtë e tij do të quhet fluks magnetik.

Kur zona është e prirur në një kënd α në drejtim të induksionit magnetik, fluksi magnetik zvogëlohet me sasinë e kosinusit të këndit të pjerrësisë së zonës. Vlera maksimale e saj krijohet kur zona është pingul me induksionin e saj depërtues. Ф=В·S

Njësia e matjes për fluksin magnetik është 1 weber, e përcaktuar nga kalimi i induksionit të 1 tesla në një sipërfaqe prej 1 metër katror.

Lidhja e fluksit

Ky term përdoret për të marrë sasinë totale të fluksit magnetik të krijuar nga një numër i caktuar përcjellësish që mbartin rrymë të vendosur midis poleve të një magneti.

Për rastin kur e njëjta rrymë I kalon nëpër mbështjelljen e një mbështjelljeje me një numër rrotullimesh n, atëherë fluksi magnetik total (i lidhur) nga të gjitha kthesat quhet lidhje fluksi Ψ.

Ψ=n·Ф . Njësia e lidhjes së fluksit është 1 weber.

Si formohet një fushë magnetike nga një elektricitet i alternuar

Fusha elektromagnetike, që ndërvepron me ngarkesat elektrike dhe trupat me momente magnetike, është një kombinim i dy fushave:

elektrike;

magnetike.

Ato janë të ndërlidhura, përfaqësojnë një kombinim të njëri-tjetrit dhe kur njëri ndryshon me kalimin e kohës, ndodhin devijime të caktuara në tjetrin. Për shembull, kur krijohet një fushë elektrike sinusoidale e alternuar në një gjenerator trefazor, në të njëjtën kohë formohet e njëjta fushë magnetike me karakteristikat e harmonikave të ngjashme alternative.

Vetitë magnetike të substancave

Në lidhje me ndërveprimin me një fushë magnetike të jashtme, substancat ndahen në:

antiferromagnetët me momente magnetike të balancuara, për shkak të të cilave krijohet një shkallë shumë e ulët e magnetizimit të trupit;

Diamagnet me vetinë e magnetizimit të një fushe të brendshme kundrejt veprimit të një fushe të jashtme. Kur nuk ka fushë të jashtme, vetitë e tyre magnetike nuk shfaqen;

materiale paramagnetike me veti magnetizuese të fushës së brendshme në drejtim të fushës së jashtme, të cilat kanë shkallë të ulët;

feromagnetët, të cilët kanë veti magnetike pa një fushë të jashtme të aplikuar në temperatura nën pikën Curie;

ferrimagnet me momente magnetike të pabalancuara në madhësi dhe drejtim.

Të gjitha këto veti të substancave kanë gjetur aplikime të ndryshme në teknologjinë moderne.

Qarqet magnetike

Mbi këtë bazë funksionojnë të gjithë transformatorët, induktorët, makinat elektrike dhe shumë pajisje të tjera.

Për shembull, në një elektromagnet që funksionon, fluksi magnetik kalon përmes një bërthame magnetike të bërë nga çeliku ferromagnetik dhe ajri me veti të theksuara jo-ferromagnetike. Kombinimi i këtyre elementeve përbën një qark magnetik.

Shumica e pajisjeve elektrike kanë qarqe magnetike në dizajnin e tyre. Lexoni më shumë rreth kësaj në këtë artikull -