Rusça'da "tarla" terimi çok geniş bir alanı ifade eder. homojen bileşimörneğin buğday veya patates.
Fizik ve elektrik mühendisliğinde tanımlamak için kullanılır çeşitli türler madde, örneğin elektriksel ve manyetik bileşenlerden oluşan elektromanyetik madde.
Elektrik yükü maddenin bu formlarıyla ilişkilidir. Hareketsizken çevresinde her zaman bir elektrik alanı vardır, hareket ettiğinde de bir manyetik alan oluşur.
İnsanın elektriğin doğası hakkındaki fikri (daha fazlası kesin tanım- elektrostatik) alan, özelliklerinin deneysel olarak araştırılmasına dayanarak oluşturulmuştur, çünkü henüz başka bir çalışma yöntemi mevcut değildir. Bu yöntemle hareketli ve/veya sabit elektrik yüklerine belirli bir kuvvetle etki ettiği ortaya çıkarılmıştır. Değeri ölçülerek temel operasyonel özellikler değerlendirilir.
Elektrik alanı
Şu şekilde oluşur:
etrafında elektrik ücretleri(cisimler veya parçacıklar);
örneğin hareket sırasında meydana geldiği gibi manyetik alan değiştiğinde.
Genellikle kaynaktan çıkan kuvvet çizgileri ile tasvir edilir. pozitif yükler ve olumsuzla bitiyor. Dolayısıyla suçlamalar kaynaktır. elektrik alanı. Bunlara göre hareket ederek şunları yapabilirsiniz:
bir alanın varlığını tespit etmek;
Değerini ölçmek için kalibre edilmiş bir değer girin.
İçin pratik kullanım seçilmiş güç karakteristiği, pozitif işaretli bir birim yük üzerindeki etkiyle tahmin edilen gerilim olarak adlandırılır.
Şunlarda çalışır:
belirli bir kuvvetle hareket eden elektriksel cisimler ve yükler;
Hareket durumlarını hesaba katmadan manyetik momentler.
Manyetik alan oluşturulur:
yüklü parçacıklardan oluşan bir akımın geçişi;
atomların veya diğer parçacıkların içindeki elektronların manyetik momentlerinin toplanması;
elektrik alanında geçici bir değişiklik ile.
Aynı zamanda kuvvet çizgileri ile de tasvir edilmiştir, ancak bunlar bir kontur boyunca kapalıdır ve elektrik hatlarının aksine bir başlangıcı veya sonu yoktur.
Elektrik ve manyetik alanların etkileşimi
Elektromanyetik alan içerisinde meydana gelen süreçlerin ilk teorik ve matematiksel gerekçesi James Clerk Maxwell tarafından gerçekleştirildi. Elektromanyetik alanın elektrik yükleri ve içeriden akan akımlarla bağlantılarını gösterdiği diferansiyel ve integral formlardan oluşan bir denklem sistemi sundu. süreklilik veya vakum.
Çalışmasında aşağıdaki yasaları kullandı:
Bir iletken boyunca akımın akışını ve çevresinde manyetik indüksiyonun oluşmasını tanımlayan amper;
Faraday, alternatif bir manyetik alanın kapalı bir iletken üzerindeki etkisinden elektrik akımının oluşumunu açıklıyor.
Maxwell'in çalışması belirlendi kesin oranlar uzayda dağılan yüklere bağlı olarak elektrik ve manyetik alanların tezahürleri arasında.
Maxwell'in eserlerinin yayınlanmasının üzerinden çok zaman geçti. Bilim adamları sürekli olarak tezahürleri inceliyorlar yaşanmış gerçekler elektrik ve manyetik alanlar arasında, ancak şimdi bile bunların doğasını bulmak özellikle mümkün değil. Sonuçlar tamamen sınırlıdır pratik uygulama ele alınan fenomenler.
Bu, bilgi düzeyimizle yalnızca hipotezler oluşturabildiğimiz gerçeğiyle açıklanmaktadır, çünkü şimdilik yalnızca bir şeyi varsayabiliyoruz. Sonuçta doğa, hala kapsamlı ve uzun süre çalışılması gereken tükenmez özelliklere sahiptir.
Elektrik ve manyetik alanların karşılaştırmalı özellikleri
Eğitim kaynakları
Elektrik ve manyetizma alanları arasındaki karşılıklı ilişki anlamaya yardımcı olur apaçık gerçek: ayrı değiller, bağlantılılar, ancak tek bir bütün olarak - elektromanyetik bir alan olarak kendilerini farklı şekillerde tezahür ettirebilirler.
Uzayın bir noktasında, Dünya yüzeyine göre hareketsiz, düzgün olmayan bir elektrik yükü alanının yaratıldığını hayal edersek, o zaman hareketsiz durumdaki etrafındaki manyetik alanı belirlemek mümkün olmayacaktır.
Gözlemci bu yüke göre hareket etmeye başlarsa, o zaman alan zamanla değişmeye başlayacak ve elektriksel bileşen artık manyetik bir bileşen oluşturacak ve ısrarcı bir araştırmacı bunu ölçüm cihazlarıyla görebilecek.
Benzer şekilde, bu fenomenler, bir yüzeye sabit bir mıknatıs yerleştirildiğinde manyetik bir alan oluşturduğunda kendini gösterecektir. Gözlemci ona göre hareket etmeye başladığında bir elektrik akımının görünümünü algılayacaktır. Bu süreç fenomeni açıklar elektromanyetik indüksiyon.
Bu nedenle, uzayda incelenen noktada iki alandan yalnızca birinin olduğunu söylemek: elektrik veya manyetik, pek bir anlam ifade etmiyor. Bu soru referans sistemiyle ilgili olarak sorulmalıdır:
sabit;
mobil.
Başka bir deyişle, referans çerçevesi, manzaraların farklı tonlardaki filtreler aracılığıyla görüntülenmesiyle aynı şekilde elektrik ve manyetik alanların tezahürünü etkiler. Camın rengini değiştirmek genel resme dair algımızı etkiler ama bunu esas alsak bile doğal ışık, pasajın yarattığı güneş ışınları başından sonuna kadar hava atmosferi, bir bütün olarak gerçek resmi vermeyecek, onu çarpıtacaktır.
Bu, referans sisteminin elektromanyetik alanı incelemenin yollarından biri olduğu ve onun özelliklerini ve konfigürasyonunu değerlendirmemize olanak sağladığı anlamına gelir. Ancak mutlak bir önemi yoktur.
Elektromanyetik alan göstergeleri
Elektrik alanı
Elektrik yüklü cisimler, uzayın belirli bir yerinde bir alanın varlığını gösteren göstergeler olarak kullanılır. Elektrikli bileşeni gözlemlemek için elektrikli küçük kağıt parçaları, toplar, kılıflar ve “sultanalar” kullanabilirler.
Serbest bir süspansiyon üzerinde düz elektrikli bir dielektrikin her iki tarafına iki gösterge topunun yerleştirildiği bir örneği ele alalım. Yüzeyine eşit derecede çekilecekler ve tek bir çizgi halinde uzanacaklar.
İkinci aşamada toplardan biri ile elektrikli dielektrik arasına düz bir metal plaka yerleştiriyoruz. Göstergelere etki eden kuvvetleri değiştirmeyecektir. Topların konumu değişmeyecektir.
Deneyin üçüncü aşaması metal levhanın topraklanmasını içerir. Bu gerçekleştiğinde, elektrikli dielektrik ile topraklanmış metal arasında bulunan gösterge topu konumunu değiştirerek yönünü dikey olarak değiştirecektir. Artık plakaya çekilmeyecek ve yalnızca yerçekimi kuvvetleri yer çekimi.
Bu deneyim, topraklanmış metal kalkanların elektrik alan çizgilerinin yayılmasını engellediğini göstermektedir.
Bu durumda göstergeler şunlar olabilir:
çelik talaşları;
içinden akış geçen kapalı devre elektrik çarpması;
manyetik iğne (pusulalı örnek).
Çelik talaşının dağıtım prensibi manyetik kuvvetler ov hatları en yaygın olanıdır. Aynı zamanda, sürtünme kuvvetlerinin karşı etkisini azaltmak için keskin bir uç üzerine sabitlenen ve böylece ek dönüş özgürlüğü alan manyetik iğnenin çalışmasına da dahil edilmiştir.
Alanların yüklü cisimlerle etkileşimini açıklayan yasalar
Elektrik alanları
Elektrik alanlarında meydana gelen süreçlerin resmi şu şekilde netleştirildi: deneysel çalışma Coulomb, ince ve uzun bir kuvars ipliğine asılı nokta yüklerle gerçekleştirilir.
Yüklü bir top onlara yaklaştırıldığında, ikincisi konumlarını etkileyerek belirli bir miktarda sapmalarına neden oldu. Bu değer özel olarak tasarlanmış bir cihazın terazi kadranına kaydedildi.
Bu şekilde elektrik yükleri arasındaki karşılıklı etki kuvvetlerine denir. Onlar anlatılıyor matematiksel formüller, izin vermek ön hesaplamalar tasarlanmış cihazlar.
Manyetik alanlar
Burada, bir iletkenin manyetik alan çizgilerinin içine yerleştirilen bir akımla etkileşimine dayalı olarak iyi çalışır.
İçinden akım geçen bir iletkene etki eden kuvveti yönlendirmek için sol elin parmaklarının dizilişini kullanan bir kural kullanılır. Birbirine bağlanan dört parmak akım yönünde konumlandırılmalı ve manyetik alan çizgileri avuç içine girmelidir. Sonra şişkin baş parmak istenilen kuvvetin hareket yönünü gösterecektir.
Alanların grafik görüntüleri
Bunları çizim düzleminde belirtmek için kuvvet çizgileri kullanılır.
Elektrik alanları
Bu durumda gerilim hatlarını belirlemek için sabit yükler olduğunda potansiyel alan kullanılır. Güç hattı Pozitif yükü bırakıp negatif yüke gider.
Bir elektrik alanını modellemenin bir örneği, kinin kristallerinin yağa yerleştirilmesidir. Daha modern bir şekilde düşünülen kullanım bilgisayar programları grafik tasarımcıları.
Eşpotansiyel yüzeylerin görüntülerini oluşturmanıza ve yargılamanıza izin verirler. sayısal değer elektrik alanı, analiz çeşitli durumlar.
Manyetik alanlar
Netlik sağlamak için, karakteristik çizgileri kullanırlar. girdap alanı, tek bir konturla kapatıldıklarında. Daha önce çelik talaşlarıyla verilen örnek bu olguyu açıkça göstermektedir.
Güç özellikleri
Genellikle ifade edilirler vektör miktarları, sahip:
belirli bir hareket yönü;
uygun formül kullanılarak hesaplanan kuvvet değeri.
Elektrik alanları
Birim yükün elektrik alan kuvveti vektörü, üç boyutlu bir görüntü biçiminde temsil edilebilir.
Boyutu:
yükün merkezinden yönlendirilir;
hesaplama yöntemine bağlı olarak bir boyuta sahiptir;
temassız hareketle, yani belli bir mesafede, oran olarak belirlenir etkili kuvvetşarj etmek.
Manyetik alanlar
Bobinde oluşan gerilim aşağıdaki resimde görülmektedir.
Her dönüşten itibaren manyetik kuvvet çizgileri dıştan aynı yöne sahip olun ve ekleyin. Dönüş aralığının içinde karşı tarafa yönlendirilirler. Bundan dolayı iç alan zayıflar.
Gerilimin büyüklüğü şunlardan etkilenir:
sargıdan geçen akımın gücü;
bobinin eksenel uzunluğunu belirleyen sarım dönüşlerinin sayısı ve yoğunluğu.
Daha yüksek akımlar artar manyetomotor kuvvet. Ayrıca iki bobin halinde eşit sayı dönüyor ama farklı yoğunluklar sargıları, aynı akımın geçmesiyle, dönüşlerin daha yakın olduğu yerlerde bu kuvvet daha yüksek olacaktır.
Bu nedenle, elektrik ve manyetik alanlar tamamen kesin farklılıklara sahiptir, ancak tek bir ortak alanın (elektromanyetik) birbirine bağlı bileşenleridir.
Bölüm I. Sabit alan
Başlıkta sorulan soruya herkes olumlu cevap verebilir. Aksi takdirde demir parçası mıknatısı nasıl çeker veya pusula iğnesi nasıl kuzeye döner? (MP) deneysel olarak kapsamlı bir şekilde incelenmiş, teorik olarak kesin bir şekilde tanımlanmış ve bununla ilgili fikirlerin doğruluğunun kriteri pratiktir. MP, elektrik motorlarının rotorlarını döndürür, enerji santrallerinde güç üretir ve hizmet verir. çalışma ortamı elektromıknatıslarda, transformatörlerde, yüklü parçacık hızlandırıcılarda ve diğer birçok cihazda modern teknoloji. Bu alan çeliği sertleştirir, metal eritme sırasındaki büzülme boşluklarını ortadan kaldırır, buhar kazanları ve ısıtma borularındaki tortuyu ve ayrıca petrol boru hatlarındaki parafin birikintilerini yok eder. Patateslerin, bitki tohumlarının, otomobil yakıtının, sade suyun vb. manyetik olarak işlenmesi. açıklanamaz fantastik sonuçlara yol açar modern bilim. “Manyetik” olgular, Orta Çağ'da olduğu gibi, bir gizem sisiyle çevrelenmiş ve büyülü olanlarla bir arada var olmuştur. Sahte bilim adamları, dolandırıcılar ve şarlatanlar bundan yararlanıyor. Ortaçağ şifacıları hasarı ve nazarı bir mıknatısla tedavi ediyorsa, o zaman ülkenin önde gelen enstitülerinden bazıları, çok farklı nitelikteki yüzlerce hastalığı iyileştirdiği iddia edilen manyetoterapi cihazları satıyor. Astrologlar
"bilimsel olarak" yedeklendi
gerçek
Gezegenlerin kozmik MF'sinin etkisine dair tahminler. Çok sayıda mucit MP olmadan yapamaz sürekli hareket makineleri,
umut verici
sınırsız
bedava ve çevre dostu enerji. Bir mıknatısı döndürmek yaratır
efsanevi
burulma çubuğu
Çeşitli hastalıklara mucizevi tedaviler elde etmek için bitkisel infüzyonları işliyorlar. Mıknatıslar korumak için icat edildi
saf
yıldırım Manyetizma plakaların neden birbirine yapıştığını açıklıyor insan vücudu ve diğer birçok garip olay. Bir demir parçasını mıknatısa getirerek manyetik alanı elimizle hissederiz ve yapısını gözlerimizle görebiliriz.
ütü
talaş.
O zamandan beri
MP bize duyularda verilir, aletlerle ölçülür ve pratikte kullanılır, tanınır özel tür konu. Kütle ve enerjiyle tanınırdı. Ancak bize duyularla verilen her şey
amaç
gerçeklik
konu. Bir kişinin zengin bir hayal gücü vardır ve çoğu zaman gerçekte orada olmayanı hisseder. "Saf" ve "kirli" güçleri, goblinleri, koca ayağı, Koca Ayak'ı, Loch Ness canavarını, UFO'ları hatırlayalım. Sonuçta birileri tüm bunları gördü, duydu, elleriyle dokundu, fotoğraflara ve protokollere kaydetti ve hatta bazıları uzaylı dairelerinde uçtu. Bilim insanları sıklıkla var olmayan şeyleri de gözlemlerler.
nicemleme
Gerilim
sıcaklık, soğuk nükleer füzyon, birçok temel parçacık, burulma alanı vb. Termodinamiğe öğretisi hakim olan flojistonun hikâyesini de hatırlayalım.
Lomonosov.
Akış
Sıcak bir sobanın "ateşli maddesi", elinizi sobanın üzerine getirdiğinizde açıkça hissedilir. Flojiston teorisi doğru bir açıklama sağladı
termal
onaylandı
pratik. Buna rağmen bilimin gelişmesiyle birlikte filojistonun da yenilenmesi gerekti.
reddetmek.
anlayış
termal süreçler daha katı, derin ve basit hale geldi. Kavramını tarihten aldığımız MP de tam bir “flojiston” değil mi? Aslında, sabit bir referans çerçevesinden yük ile birlikte hareket eden bir referans çerçevesine geçiş sırasında ortadan kaybolan bu madde nasıl bir maddedir? Kendine ait malzemesi yoksa nasıl bir alan
taşıyıcılar
manyetik
tek kutuplular (hatta
temel
manyetizma
dairesel akımların neden olduğu)? Bir MF malzemesi, eğer doğrudan etkilenmezlerse, yük taşıyıcılarının bir transformatörün sekonder sargısında hareket etmesine ve demir çekirdekte lokalize kalmasına neden olabilir mi? Materyalist bir bakış açısıyla açıklamak mümkün mü?
sapma
ücretlendirildi
parçacıklar bir mıknatısın manyetik alanının dışından geçerek uçuyor mu (Aharonov-Bohm etkisi)? Aşağıda göreceğiniz gibi bu tür sorular sorulabilir.
sormak
çokluk. Klasik
Amper-Faraday-Maxwell elektrodinamiği bunlara cevap vermiyor. MF'nin varlığına dayanarak elektrodinamik
çelişiyor
doğanın temel kanunları. İÇİNDE bu iş MP'nin doğada bulunmadığı, bizim buluşumuz olduğu gösterilecek. Manyetizmaya atfedilen tüm olgular ve etkiler tamamen elektriksel doğa ve MP'siz olanlar daha kesin, basit ve açık bir şekilde anlatılmaktadır. İle
mevcut
fikirler
kendini gösterir
sabit
sabit
etkiler
etkileşim
hareketli yükler, alternatif - kapalı bir devrede EMF görünümünde. Bu etkiler sırasıyla çalışmanın birinci ve ikinci bölümlerinde ele alınacaktır. Nokta yüklerinin etkileşimi Durağan terimi, yani zaman içinde sabit, değişmeyen ve hareketsiz bir şeyin yanılsamasını yaratır.
sabit
bu önemli dinamik fenomen. BT
yaratıldı
yalnızca hareketli yüklerle ve yalnızca onlar tarafından tespit edilir. Yanımızdan uçan elektrik yüklerinde, yüklü parçacık ışınlarının ve akım taşıyan tellerin çevresinde, solenoidlerin içinde ve kalıcı mıknatısların kutuplarında sabit bir MF'nin var olduğuna inanılmaktadır. Tüm bu durumlarda
kaynak
öyle
hareketli
(ferromıknatıslardan yapılan kalıcı mıknatıslar moleküler içerir halka akımları ve süper iletkenlerden yapılmış mıknatıslarda - halka makro akımları). Eşit temel parçacıklar- elektronlar, protonlar, nötronlar MF nedeniyle dairesel bir hareketle yüklü madde. Kanıt
gerçeklik
sabit MP servisi
akım
hareketli elektrik yükleri. Uçan yüklü parçacıkların sapması, akım taşıyan tellerin çekilmesi veya itilmesiyle kaydedilir ve ölçülür.
mıknatıslar,
solenoidler,
dönüm
manyetik iğne,
mıknatıslanma
maddeler
temel parçacıkların polarizasyonu. Bütün bu durumlar, ilk olarak ele alacağımız iki hareketli yük arasındaki etkileşim kuvvetine bağlıdır. Sabit puan ücretiÇevreleyen alanda E şiddeti her yönde aynı olan ve r mesafesiyle 1/r 2 kadar azalan bir elektrik alanı yaratır. Vektör E yarıçap boyunca yönlendirilir ve eşpotansiyel yüzeyler küre şeklindedir. ortak merkezşarjlı (Şekil 1, a). İkili etkileşim sabit masraflar
q 1, q 2 Coulomb yasasıyla tanımlanır: 
nerede bir -
mesafe
suçlamalar,
mutlak geçirgenlikçevre. Bu durumda, birinci yükün yanından ikinciye etki eden F 12 ve birinci yükün yanından F 21 kuvvetleri eşit ve zıttır, yani Newton'un üçüncü yasasına göre, etki tepkiye eşittir. 
Hareketli bir yükün alanı, sabit bir yükün alanından farklıdır (Şekil 1, b). Eş potansiyel yüzeyler zaten
öyle
eşmerkezli
onların merkezleri
vardiya
hareketli
şarj. Bu
yayılır
nihai
hız,
hız
her bir sonraki
yayılan
uzayda yükün yer değiştirdiği noktalar. Hareketli ve sabit yüklerin alanları arasındaki fark nedeniyle, hareketli yükler arasındaki etkileşimin kuvveti Coulomb F k (1)'e eşit değildir, ancak ondan farklıdır: F = F k + F m (buradaki toplam vektöreldir) ). Hareket nedeniyle ortaya çıkan ek kuvvet Fm, klasik elektrodinamikte manyetik kuvvet olarak adlandırılır ve hareketli yüklerde bir manyetik alanın varlığıyla ilişkilendirilir. Ampere yasası ile belirlenir: 
Buradaki düz parantezlerin anlamı vektör çarpımı, B 1 - ikincinin bulunduğu yerde ilk yük tarafından oluşturulan, B 2 - birincinin bulunduğu yerde ikinci tarafından, v 1 ve v 2 - yüklerin hızı. Eğer
hareketli
birbirine paralel
o zaman manyetik kuvvet, Coulomb kuvveti gibi merkezidir ve her iki yüke de eşittir, yani etki reaksiyona eşittir.
paralel olmayan hareket, F 12M ve F 21M kuvvetleri birbirine eşit değildir ve aynı çizgi boyunca yönlendirilmemiştir. Ve eğer yükler birbirine dik olarak hareket ederse, o zaman manyetik kuvvet yalnızca etki eder.
karşı tepki
ikincisi (Şekil 2) Bu sonuç, etkinin tepkiye eşit olduğunu söyleyen temel doğa yasalarından biriyle çelişir. Manyetik kuvvetlere ilişkin ifadeler (2, 3) aynı zamanda doğanın bir başka temel yasası olan Galileo'nun görelilik ilkesiyle de çelişmektedir, çünkü kuvvetler birbirine bağlıdır. mutlak hızlar, ancak göreceli olarak tanımlanmalıdır. bu çelişkileri anladı ve daha fazlasını verdi karmaşık ifadeler olan kuvvetler için
daha öte
unutulmuş. İzin Vermek
klasik çelişkiler
elektrodinamik,
Einstein
Hareketli cisimler için boyut küçültmeyi, zaman genişlemesini vb. tanıtarak görelilik teorisini geliştirdi. 
Klasik elektrodinamiğe manyetik kuvvetlerin girişi
ortaya çıktı
gerekli
hareketli bir yükün elektrik alanı ile sabit bir yükün alanı ve etkileşim kuvveti arasındaki farkı hesaba katmaz
hareketli
hesaplanmış
statik olarak
Buna göre hareketli yüklerin elektrik alanı Maxwell'in statik denklemi divD = ile belirlenir.
εE - elektriksel indüksiyon,
ρ - toplu yoğunlukşarj). Oersted, Ampere, Faraday, Maxwell ve takipçileri, tasvir edilen elektrik alanlarındaki farkı hesaba katmış olsaydı
MF ve manyetik kuvvetleri uygulama ihtiyacı ortadan kalkacaktır. Bunu akımların etkileşimi örneğini kullanarak gösterelim. Akım alanı İçinden doğru elektrik akımının aktığı bir iletken elektriksel olarak yüksüzdür, çünkü
pozitif
Negatif olanların sayısı ve bir taraftan kaç tane yük girerse diğer taraftan o kadar çok yük çıkar. Ancak yüklerin dengelenmesine rağmen çevredeki alanda bir elektrik alanı oluşturur. Bunun nedeni, hareketli yüklerin (metallerdeki elektronlar) alanının mükemmel olmasıdır.
sabit
(pozitif
iyonlar). Akım E = E D - E C olan bir iletkenin alan kuvveti; burada E D, hareketli yüklerin yarattığı yoğunluk ve E C aynı yoğunluktaki statik olanlardır. Sabit yükler zincirinin elektrik alanı (yüklü
elektrostatik
Ес= τ /(2 πε r)'ye eşittir, burada
τ - doğrusal yük yoğunluğu. E C vektörü ipliğin eksenine diktir ve r yarıçapı boyunca yönlendirilir. Yük zinciri v hızıyla hareket ederse, dedikleri gibi alanları eterik rüzgar tarafından geri taşınır - nedeniyle geride kalır. son hız dağıtım c (Şekil 3). Bu nedenle gerginliği 
Yaklaşım, ışık hızı c'den çok daha düşük v hızları için geçerlidir. *) I = v τ - akım olan bir iletkenin toplam elektrik alanı,
µ ortamın mutlak manyetik geçirgenliğidir. Burada c 2 = 1/(εμ) olduğu dikkate alınmıştır. Bu alan deneysel olarak keşfedilmiş olmasına rağmen (özellikle güçlüdür)
süper iletken
solenoidler,
büyük akımların aktığı yerde), klasik elektrodinamik tarafından tanınmaz. Ancak yarattığı etkileri açıklamak için indüksiyonlu bir MF tanıtılmıştır.
açıklıyor
etkiler
(örneğin iki akımın etkileşimi) ve açıklanamaz
Örneğin,
darbe
kalıcı
(5) ile tahmin edilen sabit bir yük üzerinde. Akımların etkileşimi 1820'de Ampere iki akım olduğunu keşfetti. paralel teller akımlarla I 1 ve I 2 çeker, eğer akımlar bir arada akarsa
yön,
itmek,
a'nın teller arasındaki mesafe, l'nin uzunluğu olduğu bir kuvvetle karşı akımlar. Bu gerçeği akımların manyetik alanlarının etkileşimi ile açıklamıştır (6). Aynı zamanda Ampere, akım taşıyan tellerin (5) yakınında elektrik alanlarının varlığını bilmiyordu ve etkileşimlerinin gücünü hesaba katmıyordu. Bakalım deneysel olarak ölçülen aynı kuvvet (7) sadece dikkate alınarak elde edilemeyecek mi?
elektrik
etkileşim
teller,
manyetik olmadan. Emin olmak özgür medyaücreti dikkate alacağız pozitif parçacıklar. I 1, I 2 akımlarına sahip iki tel arasındaki etkileşim kuvveti toplanır
bileşenler: birinci telin pozitif yüklerinin ve ikinci telin pozitif yüklerinin itilmesi
cazibe
önce negatif
pozitif
ikinci F -1+2,
pozitif birinci ve negatif ikinci F +1-2'nin çekiciliği ve ayrıca negatif birinci ve negatif ikinci F -1-2'nin itilmesi (Şekil 4) - 
Son
bileşen
hareketsiz
negatif
masraflar
azimli
elektrostatikten: 
Nerede
τ 2 - tellerdeki doğrusal yük yoğunlukları. Kalan kuvvetler, (4)'e göre yük zincirlerinin birbirine göre hareketi dikkate alınarak hesaplanmalıdır. Bu durumda görelilik ilkesi uyarınca v hızının alınması gerekir. bağıl hız yani F +1-2 v 1 için, F -1+2 v 2 için ve F +1+2 (v 1 -v 2) için. Sonuç olarak, kuvvetlerin statik bileşenlerini indirgedikten sonra, burada (9)'a göre Fc değerini 2'den 1/(εμ)'ye değiştirerek, v 1 τ 1'i I 1 ve v 2 τ olarak elde ederiz. 2 ile I 2, Amper ifadesini (7) elde ederiz. Eksi işareti cazibe anlamına gelir. Eğer akımlardan biri
tersi
yol tarifi,
negatifse itici kuvvet artı işaretine sahip olacaktır. Sonuç olarak, tellerin akımla etkileşimini tanımlamak için bir ara ortam olan MP'yi tanıtmaya gerek yoktur. Ampere ve takipçilerinin yaptığı gibi akımın elektrik alanını kaybetmeden, bu etkileşimi anlamak ve hesaplamak daha basit, daha titiz ve daha görsel hale geliyor. Bu durumda görelilik ilkesi ve Newton'un üçüncü yasası ile çelişkiler sorunu ortadan kalkar. Boyunca Mıknatıslanma
tarif edildi
zorla
etkiler
sabit bir MF, maddenin mıknatıslanmasında kendini gösterir. Mıknatıslanma, bir cisim tarafından manyetik bir momentin elde edilmesidir.
p M = q M l, burada q M pozitif ve negatif manyetik yüklerdir ve l aralarındaki mesafedir (Şekil 5, a). Bir maddenin birim hacminin manyetik momenti M = p M / V, burada V vücudun hacmidir.
mıknatıslanma. Bunun MF gerilimi N ile orantılı olduğuna inanılmaktadır: bir orantılılık katsayısı
Bir maddenin manyetik duyarlılığı denir. Daha fazla
Madde ne kadar iyi mıknatıslanırsa. Gerçekte, Şekil 2'de gösterilen tipte qM manyetik yükü yoktur. 5, ancak mıknatıslanmış cisimler için mevcut değildir. Yalnızca dairesel moleküler akımların vektör toplamı olan ve Amper akımları I A olarak adlandırılan dairesel akımlar gerçektir.
(Şekil 5, b). Mıknatıslanmışın gerçek fiziksel resmini değiştirmek
efsanevi
manyetik dipol(Şekil 5, a) mümkündür çünkü yeterli uzun mesafe Bu yapıların MF gövdesi B'den hemen hemen aynısı ve bu da tam olarak gözlemlenen şeydir.
deney. Yakın MF yapılarındaki fark, yalnızca özel olarak tasarlanmış deneylerde ortaya çıkar; burada özellikle temel olarak gösterilmiştir.
sahip olmak
dairesel
Şek. 5, b, değil manyetik yüklerŞek. 5, a. 
Vücudun taban alanı S ve yüksekliği l ise, o zaman Şekil 2'ye göre. 5 ve onun manyetik moment p M = MSl ve Şekil 2'ye göre. 5, b p M = SI A. Bu değerleri eşitleyerek I A = Мl sonucunu elde ederiz. Şimdi I A akımından, cismin birim uzunluğu başına yoğunluğu J A = I A /l'ye gidersek, o zaman şu ortaya çıkar: Sonuç olarak,
mıknatıslanma
bu Ampere'nin dairesel akımının doğrusal yoğunluğundan başka bir şey değildir. (11) numaralı bağıntıda belirtildiği gibi sabit bir MF oluşturulamayacağı bilinmektedir. klasik elektrodinamik. Sadece elektrikle heyecanlanıyorum
heyecanlanmak
dairesel akım, elektrik alanın dairesel bir emk'ye sahip olması gerekir e yani bir girdap olmaktır. O zaman yalnızca dairesel iletkenlik G sıfıra eşit değilse
G o E.B diferansiyel form bu denklem şuna benzer: nerede
γ o = G o l/S - spesifik dairesel elektriksel iletkenlik
maddeler,
boyut 1/(Ohm m) veya S/m. Ortaya çıkan denklemden (13), bir maddeyi "mıknatıslamak" için ihtiyaç duyulan şeyin bir MF değil, rotoru (yani dE y / dx - dE x) olan düzgün olmayan bir girdap elektrik alanı olduğu sonucu çıkar. / dy) değil sıfıra eşit. Böyle bir alan, mıknatıslama cihazları - solenoidler, mıknatıslar tarafından yaratılır. Dairesel iletim
γ o bir maddenin yeteneğini karakterize eder
"mıknatıslamak"
mevcut
terminoloji) veya daha doğrusu dairesel bir elektrik akımı iletmek için. Diyamanyetik malzemelerde
γo küçük ve negatiftir. Bir girdap elektrik alanı tarafından yönlendirilen eşleşmemiş elektronların dairesel akımlarının olduğu paramıknatıslarda γ o pozitiftir. İÇİNDE
ferromıknatıslar
Curie, eşleşmemiş elektronların dairesel akımlarının yörüngelerinin kendiliğinden oryantasyonuna neden olur ve Amper, bağımsız olarak kendiliğinden ortaya çıkar. dış etkiler. Bu durumda γo'nun sonsuza eşit olduğu ortaya çıkar. Bu, ferromıknatısların süper iletken olduğu, ancak sonsuz doğrusal iletkenliğe sahip sıradan değil, sonsuz akıma sahip dairesel olduğu anlamına gelir. dairesel akım. Kritik sıcaklık
ferromanyetik süper iletkenler
Curie noktası. Bu nedenle ferromanyetik maddeler en yüksek sıcaklıktaki süper iletkenlerdir. Klasik (yani doğrusal) süperiletkenler de
"mıknatıslamak"
girdap
elektrik alanı ve kalması kalıcı mıknatıslar istediğin kadar. Ancak içlerinde akan dairesel akım süreklidir ve ferromıknatıslarda olduğu gibi çok sayıda moleküler dairesel akımdan oluşmaz. SONUÇ Böylece kuvvetler manyetik etkileşim doğası gereği tamamen elektrikseldir. Hareketli yüklerin elektrik alanı ile sabit yüklerin alanı arasındaki farkla ilişkilidirler. Bunları anlamak ve hesaplamak için manyetik alan uygulamaya gerek yoktur. Bir maddenin “mıknatıslaşması” da bununla ilişkili değildir.
manyetik
ve heyecanla
dairesel akımlar
girdap
elektrik
Bu nedenle ferromıknatıslar
öyle
dairesel akımlar boyunca yüksek sıcaklık süperiletkenleri.
Mıknatısların demiri ve diğer mıknatısları çektiğini deneyimlerimizden biliyoruz. Etraflarında manyetik bir alan var. Kapalı bir iletken devre bu alana girdiğinde, içinde bir elektrik akımı oluşabilir, yani bir elektrik alanı ortaya çıkabilir.
Bu olay bilinmektedir ve elektromanyetik indüksiyon olarak adlandırılmaktadır. Ancak bir takım sorular ortaya çıkıyor. Ortaya çıkan elektrik alanı sabit yüklerin alanından farklı mıdır? İletken hangi rolü oynuyor, yani elektrik alanı yalnızca mıknatısa getirilen iletkende mi ortaya çıkıyor? Yoksa bu alan manyetik alanla birlikte yabancı cisimlerden bağımsız olarak mı var?
İngiliz bilim adamı James Maxwell bu soruları elektromanyetik alan teorisini yaratarak yanıtladı. Dokuzuncu sınıfta bu konu sadece genel taslak, ancak yukarıdaki soruları yanıtlayacak kadar derin bir düzeyde.
Peki fizik elektromanyetik alan hakkında ne diyor?
Zamanla değişen bir manyetik alanın alternatif bir elektrik alanı oluşturduğu ve zamanla değişen bir elektrik alanının bir manyetik alan kaynağı görevi gördüğü teorik ve pratik olarak kanıtlanmıştır. Bu değişen alanlar birlikte ortak bir tek elektromanyetik alan oluşturur.
Elektromanyetik alanın kaynağı hızlandırılmış hareketli elektrik yükleridir. Atom çekirdeğinin etrafında dönen elektronlar buna göre ivmeyle hareket ederler, kendi etraflarında da aynı elektromanyetik alanı oluştururlar.
Elektronlar bir iletken içinde hareket ederek bir elektrik akımı oluşturduğunda, salınım yaptıkları için her zaman ivmeyle hareket ederler, yani hareketlerinin yönünü sürekli değiştirirler. Zayıf bağlantıÇekirdekli elektronların bir madde içinde serbestçe hareket edebilme yetenekleri ve iletkenlerde elektromanyetik alanın varlığını belirler.
İletken olmayanlarda elektronlar atom çekirdeğine çok daha güçlü bir şekilde bağlı olduğundan madde içinde serbestçe hareket edemezler ve elektromanyetik alanlar Onların yarattığı pozitif yüklü atom çekirdekleri tarafından telafi edilir, böylece maddeler nötr kalır ve akım iletmez.
Ancak her bir elektronun ve protonun elektromanyetik alanları hala mevcuttur ve iletkenlerdeki aynı alanlardan farklı değildir. Bu nedenle, iletken olmayan maddeler, örneğin taraktaki saçlar gibi, mıknatıslanma ve ardından elektrik akımı alma kapasitesine sahiptir. Bu, sürtünme sonucunda bazı elektronların hala atomları terk etmesi ve telafi edilmemiş yükler oluşması durumunda meydana gelir.
Artık yukarıda sorulan sorulara güvenle cevap verebiliriz. Sabit veya hareketli yüklerin elektrik alanı ile elektromanyetik indüksiyondan kaynaklanan alan birbirinden farklı değildir.
Yakınında bir iletken olup olmadığına bakılmaksızın elektrik bileşeni mevcut olan bir mıknatısın etrafında genel bir elektromanyetik alan vardır. Böyle bir alana giren iletken aslında yalnızca elektrik alanının bir göstergesidir ve iletkenin gösterge olarak okumaları, içinde ortaya çıkan elektrik akımıdır.
Temel Kavramlar: manyetik alan, Oersted deneyi, manyetik çizgiler.
Çalışmak manyetik eylem elektrik akımı için manyetik bir iğne kullanıyoruz. Manyetik iğnenin iki kutbu vardır: kuzey Ve güney. Manyetik iğnenin kutuplarını birleştiren çizgiye ne ad verilir? eksen.
Bir iletkenin akım ve manyetik bir iğne ile etkileşimini gösteren bir deneyi ele alalım. Bu etkileşim ilk kez 1820'de Danimarkalı bilim adamı Hans Christian Oersted tarafından keşfedildi (Şekil 1). Onun deneyimi büyük değer Elektromanyetik olaylar doktrininin geliştirilmesi için.
Şekil 1. Hans Christian Oersted.
Akım kaynağı devresine bağlanan iletkeni manyetik iğnenin üzerine, eksenine paralel olarak yerleştirelim (bkz. Şekil 2).
Şekil 2. Oersted'in deneyimi.
Devre kapatıldığında manyetik iğne orijinal konumundan sapar. Devre açıldığında manyetik iğne eski konumuna geri döner. başlangıç pozisyonu. Bu, akım taşıyan iletken ile manyetik iğnenin birbiriyle etkileşime girdiği anlamına gelir.
Yapılan deney, çevresinde elektrik akımı olan bir iletkenin varlığını ortaya koymaktadır. manyetik alan. Manyetik iğneye etki ederek onu saptırır.
Akım taşıyan herhangi bir iletkenin etrafında bir manyetik alan vardır; hareketli elektrik yüklerinin etrafında. Elektrik akımı ve manyetik alan birbirinden ayrılamaz.
Dolayısıyla, sabit elektrik yüklerinin çevresinde yalnızca bir elektrik alanı vardır; hareketli yüklerin çevresinde ise; elektrik akımı var elektrik, Ve manyetik alan. Bir iletkende bir akım oluştuğunda, iletkenin etrafında bir manyetik alan belirir, bu nedenle akım, manyetik alanın kaynağı olarak düşünülmelidir. “Akımın manyetik alanı” ya da “akımın yarattığı manyetik alan” ifadelerini bu anlamda anlamamız gerekir.
Elektrik akımı taşıyan bir iletkenin çevresinde manyetik alanın varlığı tespit edilebilmektedir. çeşitli şekillerde. Böyle bir yöntem, ince demir talaşlarının kullanılmasıdır.
Manyetik bir alanda, küçük demir parçaları olan talaşlar mıknatıslanır ve manyetik oklara dönüşür. Manyetik alandaki her okun ekseni, manyetik alan kuvvetlerinin etki yönü boyunca ayarlanır.
Şekil 3 manyetik alanın bir resmini göstermektedir düz iletken akım ile. Böyle bir resim elde etmek için bir karton tabakanın içinden düz bir iletken geçirilir. karton üzerine döküldü ince tabaka demir talaşlarını, akımı açın ve talaşları hafifçe sallayın. Manyetik bir akım alanının etkisi altında demir talaşıİletkenin etrafında rastgele değil, eşmerkezli daireler halinde bulunurlar.
Şekil 3. Manyetik çizgiler doğru akım.
Manyetik çizgiler, küçük manyetik iğnelerin eksenlerinin manyetik alanda bulunduğu çizgilerdir.İşaret eden yön Kuzey Kutbu Alandaki her noktadaki manyetik iğne, manyetik çizginin yönü olarak alınır.
Demir talaşlarının manyetik alanda oluşturduğu zincirler, manyetik alan çizgilerinin şeklini gösterir. Akımın manyetik alanının manyetik çizgileri kapalı, eşmerkezli dairelerdir.
Manyetik çizgiler kullanarak manyetik alanları grafiksel olarak göstermek uygundur. Akım taşıyan bir iletkeni çevreleyen uzayın her noktasında bir manyetik alan bulunduğundan, herhangi bir noktadan bir manyetik çizgi çekilebilir..
Şekil 3a, akım taşıyan bir iletken etrafındaki manyetik iğnelerin konumunu göstermektedir. (İletken çizim düzlemine dik olarak yerleştirilmiştir, içindeki akım bizden uzağa yönlendirilir, bu geleneksel olarak haçlı bir daire ile gösterilir.) Bu okların eksenleri, doğru akımın manyetik çizgileri boyunca kurulur. manyetik alan. Bir iletkendeki akımın yönü değiştiğinde her şey manyetik iğneler 180 0 döndürün (Şekil 3,b; bu durumda iletkendeki akım bize doğru yönlendirilir, bu geleneksel olarak noktalı bir daire ile gösterilir.) Bu deneyden şu sonuca varabiliriz: akımın manyetik alanının manyetik çizgilerinin yönü iletkendeki akımın yönü ile ilgilidir.
Doğru akım manyetik alanı. Manyetik çizgiler. ()
8. sınıf notlarına gidin.
Bu konuyla ilgili ödev:
AV. Peryshkin, E.M. Gutnik, Fizik 9, Bustard, 2006:§ 56, § 57.
