بناء صورة للمجال المغناطيسي. المجال المغناطيسي (MF) ، صورة بيانية. الحث المغناطيسي للموصلات من مختلف الأشكال
شريحة 1
«المجال المغناطيسي وتمثيله الرسومي. مجال مغناطيسي غير متجانس وموحد. تبعية الاتجاه خطوط مغناطيسيةمن اتجاه التيار في الموصل.
الشريحة 2
تأتي كلمة "مغناطيس" من اسم مدينة مغنيسيا (وهي الآن مدينة مانيسا في تركيا).
"حجر هرقل". "الحجر المحب" و "الحديد الحكيم" و "الحجر الملكي"
عُرفت المغناطيسية منذ القرن الخامس قبل الميلاد ، لكن دراسة جوهرها تقدمت ببطء شديد. تم وصف خصائص المغناطيس لأول مرة عام 1269. في نفس العام ، تم تقديم مفهوم القطب المغناطيسي.
الشريحة 3
كلمة MAGNET (من اليونانية المغناطيسية eitos) المعدنية وتتكون من: FeO (31٪) و Fe2O3 (69٪). في بلدنا ، يتم تعدينها في جبال الأورال ، في منطقة كورسك(شذوذ كورسك المغناطيسي) ، في كاريليا. خام الحديد المغناطيسي معدن هش ، كثافته 5000 كجم / م * 3
الشريحة 4
مغناطيسات صناعية مختلفة
مغناطيسات أرضية نادرة - متكلس ومغناطيس
الشريحة 5
المغناطيس له قوة جذب مختلفة في مناطق مختلفة ، وهذه القوة ملحوظة أكثر عند القطبين.
الشريحة 6
خصائص المغناطيس الدائم
تجتذب أو تنفر بشكل متبادل
شريحة 7
الكرة الأرضية هي مغناطيس كبير.
شريحة 8
هانز كريستيان أورستد (1777-1851)
اكتشف أستاذ الكيمياء الدنماركي وجود مجال مغناطيسي حول موصل مع تيار
شريحة 9
تجربة Oersted
إذا تدفق تيار كهربائي عبر الموصل ، فإن الإبرة المغناطيسية القريبة تغير اتجاهها في الفضاء
شريحة 10
تجربة أورستد 1820
ماذا يشير انحراف الإبرة المغناطيسية عند إغلاق الدائرة الكهربائية؟
يوجد مجال مغناطيسي حول موصل ناقل للتيار. تتفاعل معها الإبرة المغناطيسية. المجال المغناطيسي هو نوع خاص من المادة. ليس لها لون ولا طعم ولا رائحة.
الشريحة 11
شروط وجود مجال مغناطيسي
أ) الشحنات الكهربائية. ب) الحضور التيار الكهربائي
الشريحة 12
لنستخلص النتائج.
يوجد مجال مغناطيسي حول موصل مع تيار (أي حول الشحنات المتحركة). إنه يعمل على الإبرة المغناطيسية ، وينحرف عنها. التيار الكهربائي والمجال المغناطيسي لا ينفصلان عن بعضهما البعض. مصدر المجال المغناطيسي هو تيار كهربائي. .
الشريحة 13
كيف يمكن الكشف عن MP؟
أ) استخدام برادة الحديد. عند الدخول إلى MP ، تكون برادة الحديد ممغنطة وتقع على طول الخطوط المغناطيسية ، مثل الإبر المغناطيسية الصغيرة ؛ ب) من خلال العمل على الموصل مع التيار. عند الدخول إلى MP حول الموصل بالتيار ، تبدأ الإبرة المغناطيسية في التحرك ، لأن. من جانب النائب ، تعمل عليه قوة.
شريحة 14
لماذا يوجد دائمًا مجال مغناطيسي حول المغناطيس؟
طراز الكمبيوترذرة البريليوم.
يوجد داخل أي ذرة تيارات جزيئية
الشريحة 15
صورة المجال المغناطيسي
خطوط المجال المغناطيسي هي خطوط تخيلية يتم توجيه الإبر المغناطيسية على طولها.
الشريحة 16
شمال N
جنوب اس
يتم توجيه خطوط المجال المغناطيسي للموصل مع التيار على طول دوائر متحدة المركز
شريحة 17
ترتيب برادة الحديد حول قضيب مغناطيسي
شريحة 18
تمثيل رسومي للخطوط المغناطيسية حول قضيب مغناطيسي
شريحة 19
ترتيب برادة الحديد حول موصل مستقيم مع التيار
الخطوط المغناطيسية للمجال المغناطيسي للتيار عبارة عن منحنيات مغلقة تغطي الموصل ، ويتم أخذ الاتجاه الذي يشير إلى القطب الشمالي للإبرة المغناطيسية عند كل نقطة في المجال على أنه اتجاه الخطوط المغناطيسية للمجال المغناطيسي.
شريحة 20
ترتيب برادة الحديد على طول خطوط القوة المغناطيسية.
الشريحة 21
الملف اللولبي - موصل له شكل حلزوني (ملف). "مالح" - يوناني. "أنبوب"
الشريحة 22
المجال المغناطيسي للملف و المغناطيس الدائم
يحتوي الملف الذي يحتوي على تيار ، مثل الإبرة المغناطيسية ، على قطبين - شمالي وجنوبي. يكون التأثير المغناطيسي للملف أقوى ، وكلما زاد عدد الدورات فيه. مع زيادة التيار ، يزداد المجال المغناطيسي للملف.
الشريحة 23
مجال مغناطيسي
غير متجانسة.
متجانس.
الخطوط المغناطيسية منحنية ، وتختلف كثافتها من نقطة إلى أخرى.
الخطوط المغناطيسية موازية لبعضها البعض وتقع بنفس الكثافة (على سبيل المثال ، داخل مغناطيس دائم).
الشريحة 24
ماذا تريد أن تعرف عن الخطوط المغناطيسية؟
1. الخطوط المغناطيسية عبارة عن منحنيات مغلقة ، لذلك يسمى MF بالدوامة. هذا يعني أنه لا توجد شحنات مغناطيسية في الطبيعة. 2. كلما كانت الخطوط المغناطيسية أكثر كثافة ، كلما كان المجال المغناطيسي أقوى. 3. إذا كانت الخطوط المغناطيسية موازية لبعضها البعض بنفس الكثافة ، فإن هذا المجال المغناطيسي يسمى متجانس. 4. إذا كانت الخطوط المغناطيسية منحنية ، فهذا يعني أن القوة المؤثرة على الإبرة المغناطيسية في نقاط مختلفة من المجال المغناطيسي مختلفة. يسمى هذا النائب غير المتجانسة.
شريحة 25
تحديد اتجاه الخط المغناطيسي
طرق تحديد اتجاه الخط المغناطيسي
بإبرة مغناطيسية
وفقًا لقاعدة المثقاب (قاعدة اليد اليمنى الأولى)
حسب القاعدة 2 اليد اليمنى
الشريحة 26
حكم gimlet
من المعروف أن اتجاه خطوط المجال المغناطيسي للتيار يرتبط باتجاه التيار في الموصل. يمكن التعبير عن هذه العلاقة قاعدة بسيطة، والتي تسمى قاعدة gimlet. قاعدة المثقاب كالتالي: إذا كان اتجاه الحركة الانتقالية للمثقب يتزامن مع اتجاه التيار في الموصل ، فإن اتجاه دوران المقبض المخروطي يتزامن مع اتجاه خطوط المجال المغناطيسي من التيار. باستخدام قاعدة gimlet ، في اتجاه التيار ، يمكنك تحديد اتجاهات خطوط المجال المغناطيسي الذي تم إنشاؤه بواسطة هذا التيار ، وفي اتجاه خطوط المجال المغناطيسي ، اتجاه التيار الذي يخلق هذا المجال .
شريحة 27
قاعدة جيمليت (برغي)
إذا تم ثني المثقاب ذي الخيط الأيمن في اتجاه التيار ، فإن اتجاه دوران المقبض سيتزامن مع اتجاه المجال المغناطيسي.
شريحة 28
قاعدة اليد اليمنى للموصل المستقيم مع التيار
إذا وضعت اليد اليمنى بذلك إبهامتم توجيهه على طول التيار ، ثم ستظهر الأصابع الأربعة المتبقية اتجاه خط الحث المغناطيسي
شريحة 29
+
-
تحديد اتجاه خطوط المجال المغناطيسي للموصل المباشر مع التيار (قاعدة gimlet)
الشريحة 30
شريحة 31
تحديد اتجاه المجال المغناطيسي الذي يخترق الملف اللولبي (2 قاعدة اليد اليمنى)
الشريحة 32
+
-
2 قاعدة اليد اليمنى (لتحديد اتجاه المجال المغناطيسي الذي يخترق الملف اللولبي)
ضع راحة اليد اليمنى بحيث تكون أربعة أصابع في اتجاه التيار المتدفق عبر لفات الملف اللولبي ، ثم سيشير الإبهام إلى اتجاه المجال المغناطيسي الذي يخترق الملف اللولبي.
شريحة 33
ما هي العبارات الصحيحة؟
A. الشحنات الكهربائية موجودة في الطبيعة. ب- توجد شحنات مغناطيسية في الطبيعة. س: لا توجد شحنات كهربائية في الطبيعة. D. لا توجد شحنات مغناطيسية في الطبيعة. أ) أ و ب ، ب) أ و ج ، ج) أ و د ، د) ب ، ج و د.
الشريحة 34
أنهِ الجملة: "حول موصل بتيار ، يوجد ...
أ) المجال المغناطيسي. ب) المجال الكهربائي. ج) المجالات الكهربائية والمغناطيسية.
شريحة 35
ما هي الخطوط المغناطيسية؟
أنا
يشير القطب الشمالي للإبرة المغناطيسية إلى اتجاه الخطوط المغناطيسية التي يصور بها المجال المغناطيسي.
إلى ماذا يشير القطب الشمالي للإبرة المغناطيسية؟
الشريحة 36
يتزامن اتجاه الخطوط المغناطيسية مع اتجاه الإبرة المغناطيسية.
أ. الجنوب
ب. شمالي
ج. لا علاقة لها بالإبرة المغناطيسية
شريحة 37
يوضح الشكل نمطًا من الخطوط المغناطيسية الحالية المباشرة. أين المجال المغناطيسي هو الأقوى؟
ا ب ت ث)
شريحة 38
حدد اتجاه التيار الاتجاه المعروفخطوط مغناطيسية.
شريحة 39
شريحة 40
أي من الخيارات يتوافق مع ترتيب الخطوط المغناطيسية حول موصل مستطيل الشكل يحمل تيارًا متعامدًا على مستوى الصورة؟
أ ب ج د هـ)
شريحة 41
سيرانو دي برجراك
لقد اخترعت ست وسائل للصعود إلى عالم الكواكب! ... اجلس على دائرة حديدية ، وأخذ مغناطيسًا كبيرًا ، وارميه عالياً ، طالما سترى العين ؛ سوف يستدرج الحديد خلفه - ها هو العلاج الصحيح! وهو الوحيد الذي سوف يجذبك ، يمسك به ويرمه مرة أخرى ، - لذلك سيرفعه إلى ما لا نهاية! هل مثل هذا الشيء ممكن رحلة فضائية؟ لماذا؟
شريحة 45
الواجب المنزلي: §42-44. تمرين 33،34،35.
شريحة 46
تأثير المجالات المغناطيسية على جسم الإنسان والحيوان.
تولد جميع الكائنات الحية ، بما في ذلك البشر ، وتتطور في الظروف الطبيعية لكوكب الأرض ، مما يخلق حول نفسه مجالًا مغناطيسيًا ثابتًا - الغلاف المغناطيسي. يلعب هذا المجال دورًا أساسيًا للغاية في جميع العمليات الكيميائية الحيوية في الجسم. الاساسيات تأثير علاجيالمجال المغناطيسي - تحسين الدورة الدموية وحالة الأوعية الدموية.
شريحة 47
بحثت لفترة طويلة بوصلة مغناطيسيةفي الحمام الزاجل ، لكن أدمغة الطائر لم تتفاعل بأي شكل من الأشكال مع المجالات المغناطيسية. أخيرًا تم العثور على البوصلة في ... تجويف البطن! لطالما أذهلت القدرات الملاحية للحيوانات المهاجرة الناس. بعد كل شيء ، يقودهم نوع من البوصلة إلى مكان يقع على بعد آلاف الكيلومترات من مكان الولادة.
شريحة 48
كان علماء كاليفورنيا وعلماء الأحياء بالتعاون مع الفيزيائيين أول من حقق نتيجة مثيرة. تمكن عالم الهليوبولوجيا جوزي كريشوينج ومساعدوه من العثور على بلورات من خام الحديد المغناطيسي في أدمغة الإنسان. درس كريشوينغ عينات الأنسجة التي تم الحصول عليها من تشريح الجثث بعد الوفاة في المجالات المغناطيسية لفترة طويلة ، وتوصل إلى استنتاج مفاده أن كمية المادة المغناطيسية في السحايا هي بالضبط بقدر ما هو ضروري لتشغيل أبسط بوصلة بيولوجية.
شريحة 49
كل واحد منا يحمل في رأسه بوصلة حقيقية ، وبصورة أدق ، عدة بوصلات بها "أسهم" صغيرة مجهرية في وقت واحد. ومع ذلك ، كما نرى ، ليس كل شخص لديه القدرة على استخدام الشعور الخفي. يمكن القول بمسؤولية كاملة أن الشخص يجب ألا يفقد أعصابه في أي موقف صعب. بالنسبة لأولئك الذين فقدوا في الصحراء أو في المحيط أو في الجبال أو في الغابة (وهو الأمر الأكثر أهمية بالنسبة لنا) ، هناك دائمًا فرصة لإيجاد الطريق الصحيح للخلاص.
"تحديد المجال المغناطيسي" - وفقًا للبيانات التي تم الحصول عليها أثناء التجارب ، املأ الجدول. J. فيرن. عندما نحضر مغناطيسًا إلى الإبرة المغناطيسية ، فإنها تدور. التمثيل البياني للمجالات المغناطيسية. هانز كريستيان أورستد. الحقل الكهربائي. يحتوي المغناطيس على قطبين: الشمال والجنوب. مرحلة تعميم المعرفة وتنظيمها.
المجال المغناطيسي وتمثيله البياني - المجال المغناطيسي غير المنتظم. لفائف التيار. خطوط مغناطيسية. فرضية أمبير. داخل شريط المغناطيس. عكس الأقطاب المغناطيسية. الشفق القطبية. المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم. مجال مغناطيسي. المجال المغناطيسي للأرض. أقطاب مغناطيسية. البيومترية. دوائر متحدة المركز. المجال المغناطيسي المنتظم.
"طاقة المجال المغناطيسي" - القيمة العددية. حساب المحاثة. المجالات المغناطيسية الدائمة. وقت الاسترخاء. تعريف المحاثة. طاقة الملف. التيارات الخارجية في دائرة مع الحث. عمليات الانتقال. كثافة الطاقة. الديناميكا الكهربائية. الدائرة التذبذبية. المجال المغناطيسي النبضي. الاستقراء الذاتي. كثافة طاقة المجال المغناطيسي.
"خصائص المجال المغناطيسي" - خطوط الحث المغناطيسي. حكم جيمليت. تناوب على طول خطوط القوة. نموذج حاسوبي للمجال المغناطيسي للأرض. ثابت مغناطيسي. الحث المغناطيسي. عدد شركات الشحن. ثلاث طرق لضبط ناقل الحث المغناطيسي. المجال المغناطيسي للتيار الكهربائي. الفيزيائي ويليام هيلبرت.
"خصائص المجال المغناطيسي" - نوع المادة. الحث المغناطيسي للمجال المغناطيسي. الحث المغناطيسي. المغناطيس الدائم. بعض قيم الحث المغناطيسي. إبرة مغناطيسية. مكبر الصوت. معامل ناقل الحث المغناطيسي. خطوط الحث المغناطيسي مغلقة دائما. تفاعل التيارات. عزم الدوران. الخواص المغناطيسيةمواد.
"حركة الجسيمات في المجال المغناطيسي" - مطياف. مظهر من مظاهر عمل قوة لورنتز. قوة لورنتز. السيكلوترون. تحديد مقدار قوة لورنتز. أسئلة التحكم. اتجاهات قوة لورنتز. مسألة بين النجوم. مهمة التجربة. تغيير الاعدادات. مجال مغناطيسي. مطياف الكتلة. حركة الجسيمات في مجال مغناطيسي. أنبوب أشعة الكاثود.
في المجموع ، هناك 20 عرضًا تقديميًا في الموضوع
تماما مثل الراحة الشحنة الكهربائيةيعمل بتهمة أخرى من خلال الحقل الكهربائي، يعمل تيار كهربائي على تيار آخر من خلاله حقل مغناطيسي. يتم تقليل تأثير المجال المغناطيسي على المغناطيس الدائم إلى تأثيره على الشحنات التي تتحرك في ذرات المادة وتكوين تيارات دائرية مجهرية.
عقيدة الكهرومغناطيسيةبناء على افتراضين:
- يعمل المجال المغناطيسي على تحريك الشحنات والتيارات ؛
- ينشأ مجال مغناطيسي حول التيارات والشحنات المتحركة.
تفاعل المغناطيس
المغناطيس الدائم(أو إبرة مغناطيسية) موجهة على طول خط الزوال المغناطيسي للأرض. يسمى الطرف الذي يشير إلى الشمال القطب الشمالي(N) والنهاية المقابلة هي القطب الجنوبي(س). عند الاقتراب من مغناطيسين من بعضهما البعض ، نلاحظ أن أقطابهما المتشابهة تتنافر ، والأقطاب المتقابلة تجتذب ( أرز. 1 ).
إذا فصلنا القطبين عن طريق قطع المغناطيس الدائم إلى جزأين ، فسنجد أن لكل منهما أيضًا قطبين، أي سيكون مغناطيسًا دائمًا ( أرز. 2 ). كلا القطبين - الشمال والجنوب - لا ينفصلان عن بعضهما البعض ، متساويان.
يتم تصوير المجال المغناطيسي الناتج عن الأرض أو المغناطيس الدائم ، مثل المجال الكهربائي ، بواسطة خطوط القوة المغناطيسية. يمكن الحصول على صورة لخطوط المجال المغناطيسي لأي مغناطيس عن طريق وضع ورقة فوقها تُسكب عليها برادة الحديد في طبقة موحدة. عند الدخول في مجال مغناطيسي ، تكون نشارة الخشب ممغنطة - لكل منها قطب شمالي وجنوبي. تميل الأقطاب المتقابلة إلى الاقتراب من بعضها البعض ، ولكن يتم منع ذلك عن طريق احتكاك نشارة الخشب على الورق. إذا نقرت على الورقة بإصبعك ، فسوف ينخفض الاحتكاك وتنجذب البرادة إلى بعضها البعض ، وتشكل سلاسل تمثل خطوط المجال المغناطيسي.
على أرز. 3 يوضح الموقع في مجال المغناطيس المباشر لنشارة الخشب والسهام المغناطيسية الصغيرة التي تشير إلى اتجاه خطوط المجال المغناطيسي. في هذا الاتجاه ، يتم أخذ اتجاه القطب الشمالي للإبرة المغناطيسية.
تجربة Oersted. تيار المجال المغناطيسي 
في التاسع عشر في وقت مبكرالخامس. عالم دنماركي أورستداكتشافًا مهمًا من خلال الاكتشاف تأثير التيار الكهربائي على المغناطيس الدائم . وضع سلكًا طويلًا بالقرب من الإبرة المغناطيسية. عندما يمر تيار عبر السلك ، استدار السهم محاولًا أن يكون متعامدًا عليه ( أرز. 4 ). يمكن تفسير ذلك من خلال ظهور مجال مغناطيسي حول الموصل.
خطوط القوة المغناطيسية للمجال الذي تم إنشاؤه بواسطة موصل مباشر مع التيار هي دوائر متحدة المركز تقع في مستوى عمودي عليها ، مع وجود مراكز عند النقطة التي يمر خلالها التيار ( أرز. 5 ). يتم تحديد اتجاه الخطوط بواسطة قاعدة اللولب الصحيحة:
إذا تم تدوير المسمار في اتجاه خطوط المجال ، فسوف يتحرك في اتجاه التيار في الموصل .
القوة المميزة للمجال المغناطيسي هي ناقل الحث المغناطيسي ب . في كل نقطة ، يتم توجيهه بشكل عرضي إلى خط الحقل. تبدأ خطوط المجال الكهربائي من رسوم إيجابيةوتنتهي بالسالب ، وتوجه القوة المؤثرة في هذا المجال على الشحنة بشكل عرضي للخط عند كل نقطة من نقاطه. على عكس المجال الكهربائي ، فإن خطوط المجال المغناطيسي مغلقة ، ويرجع ذلك إلى عدم وجود "شحنات مغناطيسية" في الطبيعة.
لا يختلف المجال المغناطيسي للتيار بشكل أساسي عن المجال الناتج عن المغناطيس الدائم. بهذا المعنى ، فإن التناظرية للمغناطيس المسطح هي ملف لولبي طويل - ملف من الأسلاك ، طوله أكبر بكثير من قطره. رسم تخطيطي لخطوط المجال المغناطيسي الذي أنشأه ، مصورًا فيه أرز. 6 ، على غرار المغناطيس المسطح ( أرز. 3 ). تشير الدوائر إلى أقسام السلك التي تشكل لف الملف اللولبي. يشار إلى التيارات المتدفقة عبر السلك من المراقب عن طريق تقاطعات ، ويتم الإشارة إلى التيارات في الاتجاه المعاكس - نحو المراقب - بالنقاط. يتم قبول نفس التعيينات لخطوط المجال المغناطيسي عندما تكون متعامدة مع مستوى الرسم ( أرز. 7 أ ، ب).
يرتبط اتجاه التيار في ملف الملف اللولبي واتجاه خطوط المجال المغناطيسي بداخله أيضًا بقاعدة اللولب اليمنى ، والتي تتم صياغتها في هذه الحالة على النحو التالي:
إذا نظرت على طول محور الملف اللولبي ، فإن التيار المتدفق في اتجاه عقارب الساعة يخلق حقلاً مغناطيسيًا فيه ، ويتزامن اتجاهه مع اتجاه حركة المسمار الأيمن ( أرز. 8 )
بناءً على هذه القاعدة ، من السهل معرفة أن الملف اللولبي الموضح في أرز. 6 ، ونهايته اليمنى هي القطب الشمالي ، ونهايته اليسرى هي القطب الجنوبي.
المجال المغناطيسي داخل الملف اللولبي متجانس - ناقل الحث المغناطيسي له قيمة ثابتة هناك (B = const). في هذا الصدد ، يكون الملف اللولبي مشابهًا للمكثف المسطح ، حيث يتم إنشاء مجال كهربائي موحد.
القوة المؤثرة في مجال مغناطيسي على موصل مع تيار
ثبت تجريبياً أن القوة تعمل على موصل يحمل تيارًا في مجال مغناطيسي. في حقل موحد ، الموصل المستقيم الطول l ، والذي من خلاله يتدفق التيار I ، الموجود عموديًا على متجه المجال B ، يواجه القوة: F = أنا l ب .
يتم تحديد اتجاه القوة حكم اليد اليسرى:
إذا تم وضع أصابع اليد اليسرى الأربعة الممدودة في اتجاه التيار في الموصل ، وكانت راحة اليد متعامدة مع المتجه B ، فإن الإبهام المنسحب سيشير إلى اتجاه القوة المؤثرة على الموصل (أرز. 9 ).
وتجدر الإشارة إلى أن القوة المؤثرة على موصل مع تيار في مجال مغناطيسي لا يتم توجيهها عرضيًا إلى خطوط قوتها ، مثل القوة الكهربائية ، ولكنها متعامدة معها. لا يتأثر الموصل الموجود على طول خطوط القوة بالقوة المغناطيسية.
المعادلة F = IlBيسمح بإعطاء خاصية كمية لتحريض المجال المغناطيسي.
سلوك 
لا يعتمد على خصائص الموصل ويميز المجال المغناطيسي نفسه.
وحدة متجه الحث المغناطيسي B تساوي عدديًا القوة المؤثرة على موصل طول الوحدة يقع بشكل عمودي عليه ، والذي يتدفق من خلاله تيار مقداره واحد أمبير.
في نظام SI ، وحدة تحريض المجال المغناطيسي هي تسلا (T):
مجال مغناطيسي. الجداول والرسوم البيانية والصيغ
(تفاعل المغناطيس ، تجربة أورستد ، ناقل الحث المغناطيسي ، اتجاه الاتجاه ، مبدأ التراكب. تمثيل رسومي للمجالات المغناطيسية ، خطوط الحث المغناطيسي. التدفق المغناطيسي ، خصائص الطاقة للمجال. القوى المغناطيسية ، قوة الأمبير ، قوة لورنتز. حركة الجسيمات المشحونة في مجال مغناطيسي. الخصائص المغناطيسية للمادة ، فرضية أمبير)
تمثيل رسومي للمجال المغناطيسي. تدفق ناقلات الحث المغناطيسي
يمكن تمثيل المجال المغناطيسي بيانياً باستخدام خطوط الحث المغناطيسي. يسمى خط الحث المغناطيسي بالخط ، وهو المماس الذي يتطابق عند كل نقطة مع اتجاه متجه تحريض المجال المغناطيسي (الشكل 6).
أظهرت الدراسات أن خطوط الحث المغناطيسي هي خطوط مغلقة تغطي التيارات. تتناسب كثافة خطوط الحث المغناطيسي مع حجم المتجه في موقع معين في المجال. في حالة المجال المغناطيسي للتيار المباشر ، فإن خطوط الحث المغناطيسي لها شكل دوائر متحدة المركز تقع في مستويات متعامدة مع التيار ، متمركزة على خط مستقيم مع التيار. يمكن تحديد اتجاه خطوط الحث المغناطيسي ، بغض النظر عن شكل التيار ، بواسطة قاعدة gimlet. في حالة وجود مجال مغناطيسي تيار مباشر ، يجب أن يتم تدوير المثقاب بحيث تتزامن حركته الانتقالية مع اتجاه التيار في السلك ، ثم تتزامن الحركة الدورانية للمقبض مع اتجاه الحث المغناطيسي خطوط (الشكل 7).
على التين. يوضح الشكلان 8 و 9 أنماط خطوط الحث المغناطيسي لحقل التيار الدائري ومجال الملف اللولبي. الملف اللولبي عبارة عن مجموعة من التيارات الدائرية بمحور مشترك.
خطوط متجه الحث داخل الملف اللولبي موازية لبعضها البعض ، وكثافة الخطوط هي نفسها ، والمجال موحد (= ثابت). يشبه مجال الملف اللولبي مجال المغناطيس الدائم. نهاية الملف اللولبي ، التي تخرج منها خطوط الحث ، تشبه القطب الشمالي - N ، الطرف الآخر من الملف اللولبي مشابه القطب الجنوبي- س.
يسمى عدد خطوط الحث المغناطيسي التي تخترق سطحًا معينًا التدفق المغناطيسي عبر هذا السطح. عين الفيض المغناطيسيالحرف F في (أو F).
 ,
| (3) |
حيث α هي الزاوية التي شكلها المتجه والخط العمودي للسطح (الشكل 10).
هو إسقاط المتجه على الوضع الطبيعي للموقع S.
يتم قياس التدفق المغناطيسي بوحدات ويب (Wb): [F] = [B] × [S] = Tl × m 2 = =
الوصف الببليوغرافي: Nasekin K.G، Mayurov S.G الحصول على صورة للمجال المغناطيسي // عالم شاب. 2015. №1. س 75-78..04.2019).
مقدمة. المغناطيسية
مغناطيس طبيعي ، ببساطة ، قطع من خام الحديد المغناطيسي - أكسيد الحديد الأسود ( التركيب الكيميائي: 31٪ حديد و 69٪ أكسجين) لم تكن تسمى مغناطيسًا عالميًا. في دول مختلفةتم استدعاء المغناطيس بشكل مختلف ، ولكن تتم ترجمة معظم هذه الأسماء على أنها "محبة". لذلك وصفت اللغة الشعرية للقدماء خاصية قطع المغناطيس - لجذب الحديد.
"الحجر المحب" - أطلق الصينيون هذا الاسم الشعري على المغناطيس الطبيعي. قوة المغناطيس الطبيعي لا يكاد يذكر ، وبالتالي الاسم اليونانيالمغناطيس - يترجم إلى "حجر هرقل".
لا ينبغي التفكير في أن المغناطيس يعمل فقط على الحديد. هناك عدد من الأجسام الأخرى التي تعاني أيضًا من تأثير مغناطيس قوي ، وإن لم يكن بنفس درجة الحديد. المعادن: النيكل والكوبالت والمنغنيز والبلاتين والذهب والفضة والألمنيوم - تنجذب إلى درجة ضعيفة بواسطة المغناطيس. خاصية أخرى رائعة لما يسمى بالأجسام المغناطيسية ، مثل الزنك والرصاص والكبريت والبزموت: هذه الأجسام تنفر بمغناطيس قوي!
تتعرض السوائل والغازات أيضًا لجاذبية المغناطيس أو تنافره ، ولكن بدرجة ضعيفة جدًا ؛ يجب أن يكون المغناطيس قويًا جدًا من أجل ممارسة تأثيره على هذه المواد.
الجزء الرئيسي
خطوط القوى المغناطيسية
لا يمتلك الشخص عضوًا حاسيًا يدرك مجالًا مغناطيسيًا ، لذلك لا يمكنه إلا أن يخمن وجود قوى مغناطيسية تحيط بالمغناطيس. ومع ذلك ، ليس من الصعب اكتشاف أنماط توزيع هذه القوى بشكل غير مباشر. أفضل طريقة للقيام بذلك هي استخدام برادة حديدية صغيرة.
للقيام بذلك ، خذ مغناطيسًا وقم بتغطيته بلوحة زجاجية في الأعلى. ضع ورقة على اللوحة. بعد ذلك ، اسكب نشارة الخشب في طبقة رقيقة متساوية على ورقة ، وقم بهز نشارة الخشب بضربات خفيفة. تمر القوى المغناطيسية بحرية عبر الورق والزجاج ؛ وبالتالي ، فإن برادة الحديد تحت تأثير المغناطيس ستصبح ممغنطة ؛ عندما نهزهم ، ينفصلون مؤقتًا عن السجل ويمكنهم الدوران بسهولة تحت تأثير القوى المغناطيسية.
نتيجة لذلك ، يتم ترتيب نشارة الخشب في صفوف ، مما يكشف بوضوح عن توزيع الخطوط المغناطيسية غير المرئية. القوى المغناطيسية تخلق نظام معقدخطوط منحنية. يمكنك أن ترى كيف تشع من كل قطب من المغناطيس. كلما اقتربنا من القطب ، كانت خطوط نشارة الخشب أكثر سمكًا ووضوحًا ؛ على العكس من ذلك ، مع المسافة من القطب ، فإنها تصبح مخلخلة وتفقد تميزها ، مما يثبت بوضوح ضعف القوى المغناطيسية مع المسافة.
أهمية العمل
تم تخصيص العمل لتحسين الحصول على صور المجال المغناطيسي التي تظهر بوضوح الخطوط المغناطيسية. باستخدام الطرق المعروفة للحصول على أنماط مسطحة ، من الضروري تطوير طريقة للحصول على أنماط ثلاثية الأبعاد للمجال المغناطيسي.
التصوير بالمغناطيس وبرادات الحديد
للحصول على مثل هذا الرسم ، عليك أن تأخذ: مغناطيس ، زجاج صغير ، ورقة ، برادة حديدية. أولاً ، نضع المغناطيس على طاولة العمل ، ثم نغطيه بالزجاج. تم وضع ورقة على الزجاج ، وبعد ذلك تم رش برادة الحديد. للحصول على رسم جميل تحتاج:
1) لا تصب برادة الحديد من ارتفاع صغير من المغناطيس. وبسبب هذا ، تلتصق نشارة الخشب ببعضها البعض في الهواء وتسقط على الورقة في كومة.
2) من الأفضل صب برادة الحديد بالقرب من القطبين بحيث يمكن رؤية الخطوط المغناطيسية بوضوح.
تأثير المجال المغناطيسي على شاشة العرض
يعمل المجال المغناطيسي للمغناطيس أيضًا على شاشة العرض. إذا أخذت مغناطيسًا وأحضرته إلى شاشة العرض ، فستحدث العديد من الظواهر المختلفة:
1. تشويه الصورة على شاشة العرض.
2. التغيير لوحة الألوانشاشة عرض.
إذا تم إحضار المغناطيس مباشرة إلى زجاج الشاشة ، فستظهر عليه صورة غريبة وجميلة. عندما يتحرك المغناطيس بعيدًا عن الشاشة ، تصبح الصورة أقل وضوحًا. في الصور التي التقطت في هذه اللحظة ، يمكنك رؤية بعض الأنماط. إذا تم وضع مغناطيسين على شكل حلقة على شاشة العرض ، يتم تشكيل نمط يختلف عن النمط الذي يتكون من مغناطيس واحد. على حدود هذه الرسومات ، يمكنك رؤية الخطوط التي ترتبط بطريقة ما بالمجال المغناطيسي. إذا تغير عدد المغناطيسات أو تغير ترتيب أقطاب المغناطيس ، فسيكون النمط مختلفًا. إذا تم وضع مغناطيس على شكل حلقة بقوة مغناطيسية كبيرة على شاشة العرض ، فستصبح شاشة العرض مظلمة ، وداخل الحلقة ، ستتوهج الشاشة بألوان مختلفة.
يقول الكتاب أن المجال المغناطيسي يعمل على الإلكترونات. في هذا التفاعل ، لا تدخل الإلكترونات المكان الصحيحوهناك تشوهات. أجريت التجارب على شاشة قديمة.
الحصول على صور ثلاثية الابعاد للمجال المغناطيسي
أثناء العمل ، تم الحصول على صور للمجال المغناطيسي لمختلف المغناطيسات وتصويرها باستخدام برادة حديدية. عند تحليل النتائج ، لوحظ أن أنماط المجال المغناطيسي إما مسطحة أو نشارة الخشب ترتفع إلى ارتفاع صغير ، ولا تقدم معلومات كاملة عن المجال المغناطيسي. بعد كل شيء ، للحصول على صور للمجال المغناطيسي حتى لمغناطيس واحد ، تحتاج إلى إجراء عدة تجارب. للحصول على صورة للمجال المغناطيسي لأحد المغناطيس ، تحتاج إلى تجربة واحدة ، ومغناطيس آخر - التجربة الثانية. نشأ السؤال: كيف تحصل على صور للمجال المغناطيسي في الحجم؟ ما الذي يجب القيام به للحصول على صورة المجال المغناطيسي في الحجم؟ تنشأ مشكلة ، تتداخل قوة الجاذبية المؤثرة على برادة الحديد. لحل هذه المشكلة ، تحتاج إلى تقليل وزن نشارة الخشب. لا يمكن تقليل وزن الجسم في ظل الظروف العادية إلا بمساعدة السائل. في هذه الحالة ، فإن السائل "الجلسرين" مناسب. فوائد هذا السائل:
1. له كثافة أعلى من الماء = 1260 كجم / م 3
2. الجلسرين شفاف.
3. الجلسرين غير ضار بصحة الإنسان.
4. الجلسرين له لزوجة جيدة.
إذا كنت تأخذ الماء ، فإن قوة الطفو ستكون أقل. لماذا؟ كثافة الماء أقل من كثافة الجلسرين. الماء له لزوجة منخفضة.
وصف المعدات
تم أخذ سفينتين في الشكل مكعباني شبيه بالمكعبمصنوع من زجاج شبكي أبعاده 85 × 85 × 55 مم. وعاء واحد غير مغلق ، في حالة الحاجة إلى إضافة نشارة الخشب أو الجلسرين ، ولكن يتم إغلاقه بمسامير من البرونز ويصبح محكم الإغلاق. لإغلاق الوعاء ، تم تلطيخ سطح حواف الوعاء براتنج الإيبوكسي ، وتم ضغط الغطاء بإحكام على الوعاء. صُنع وعاء آخر لعرض صور المجال المغناطيسي ، لكن بقي فيه قضيبان معدنيان من الحديد. قبل إغلاق الوعاء ، من الضروري سكب الجلسرين فيه وتعبئته ببرادة حديدية. لإجراء التجارب ، تحتاج إلى خلط الجلسرين ونشارة الخشب جيدًا ، مع تدوير الوعاء بيدك.
1. تحتاج إلى أخذ وعاء بدون قضبان وخلط نشارة الخشب في الجلسرين بحركات حادة ووضعها على مغناطيس بقوة مغناطيسية كبيرة. بعد ذلك ، ستبني برادة الحديد نمطًا ثلاثي الأبعاد من الخطوط المغناطيسية ، ليس فقط في قاع الوعاء ، ولكن أيضًا على مسافة كبيرة من القاع.
2. تحتاج أن تأخذ وعاء مع قضبان وتخلط مع حركات حادة ووضعها على المغناطيس. ثم تقوم برادة الحديد ببناء نمط ثلاثي الأبعاد بالقرب من القضبان وفي قاع الوعاء.
يستغرق برادة الحديد عدة دقائق لبناء صورة ثلاثية الأبعاد للمجال المغناطيسي. ثم يمكنك إزالة الوعاء ووضع المغناطيس في مكان آخر وسيتم عرض الصورة مرة أخرى. لكن من الأفضل ترك الوعاء ليوم واحد ، حيث أن الجلسرين غائم قليلاً ، لذلك ستظهر الصورة بشكل أفضل.
باستخدام راتنجات الايبوكسي، كانت برادة الحديد في صندوق بلاستيكي صغير محاولة للحصول على صورة للمجال المغناطيسي. كانت التجربة ناجحة ، لكن يجب تكرارها.
انطباعاتي: بعد رؤية هذه الظواهر ، أذهلتني خاصية المغناطيس هذه. بالنسبة لي هو ممتع ومثير للغاية. اعتمادًا على نوع المغناطيس ، تختلف أنماط المجال المغناطيسي. صور المجال المغناطيسي دائما جميلة ويمكن أن تتغير.
مغناطيس في الهواء
عندما أجريت التجارب للحصول على صور للمجال المغناطيسي ، حدث ما يلي: عندما تحرك المغناطيس تحت الزجاج ، تحركت برادة الحديد جنبًا إلى جنب مع المغناطيس وغيرت زاوية الميل والارتفاع. نشأ السؤال: ماذا سيحدث إذا تم وضع قطع المغناطيس في مجال مغناطيسي متغير؟ إذا قمت بتوصيل ملف سلكي بنواة حديدية بمصدر حالي ، فسيظهر مجال مغناطيسي. إذا تم وضع برادة حديدية بجوار ملف سلكي ، فيمكن الحصول على صورة للمجال المغناطيسي. إذا قمت بتوصيله بالمصدر التيار المباشر(بطارية ، مجمع) ، ثم ستنشئ برادة الحديد صورة ثابتة للمجال المغناطيسي. وإذا كنت في مصدر تيار متناوب ، فيمكنك سماع صوت طنين خفيف ، مما يعني أن نشارة الخشب تهتز. يمكن استخدام هذا لإجراء التجارب. ضع في اعتبارك مسار التجربة:
1. خذ كرات الستايروفوم وضع قطع مغناطيس مكسور فيها.
3. بعد ذلك ، ضع كرات الرغوة بقطع من المغناطيس في الصندوق.
4. ضع علبة الكرات على البكرة.
5. لفائف سلك نحاسالاتصال بطاقة التيار المتردد.
نتيجة لتأثير المجال المغناطيسي على شظايا المغناطيس في كرات من تأثير التجربة ، يتم إنشاء حركة فوضوية للجزيئات في المجال المغناطيسي.
مغناطيس المنزل
في عائلتي ، يمكن رؤية الهدايا التذكارية على المغناطيس على الثلاجة. دعنا نقول أن هذه المغناطيسات مزخرفة. يأتون إلينا من الأقارب والمعارف الذين استراحوا في مكان ما ، أو نعيدهم بأنفسنا من الإجازة ، كتقليد.
لكن أهم استخدام لمغناطيس الثلاجة مخفي عن أعيننا. في الثلاجة ، يتم استخدام مغناطيس الشريط في ختم الباب. بمساعدة هذا ، ينجذب الباب إلى الجسم ويحدث الختم ، ولا تدخل الرطوبة إلى الثلاجة.
لدينا أيضًا مجموعة أدوات تحتوي على مفكات ممغنطة. هناك حاجة لمفكات البراغي هذه حتى لا تفقد أي برغي. توجد ستائر بالمنزل ، يتم تعليق المشابك المغناطيسية عليها لإعطاء الشكل المطلوب. يوجد أيضًا مغناطيس بسيط نعلق عليه مفاتيح المنزل حتى لا تضيع. في السابق ، كان يتم استخدام مركز الموسيقى في المنزل ، والذي كان به مكبرات صوت ، وتحتوي هذه السماعات على مغناطيس. في الأجهزة المنزليةغالبًا ما تستخدم المغناطيس.
هناك مثل هذه الهدايا التذكارية ، والتي يعتمد مبدأها على استخدام المجال المغناطيسي للمغناطيس. لدي مغناطيس خاص يمكنك من خلاله صنع سلسلة مختلفة. يوجد تذكار "قمة أفقية" في فصل الفيزياء. يستقر طرف الجزء العلوي على الزجاج ويتدلى فوق الحامل ويمكن فكه. يأكل لعبة السهام. تعتمد السهام الحديثة على عمل المغناطيس ، والسهام بها مغناطيس عند الطرف.
نتائج العمل
1. تم الحصول على صور للمجال المغناطيسي للمغناطيسات بأشكال مختلفة.
2. يتم الحصول على صور للمجال المغناطيسي للمغناطيس بقوى مغناطيسية مختلفة.
3. الحصول على صور تشويه لصور الشاشة على الشاشة.
4. تم الحصول على صور ثلاثية الأبعاد للمجالات المغناطيسية للمغناطيس أشكال مختلفةوقوة مغناطيسية مختلفة.
5. تم تجميع مجموعة من الصور الفوتوغرافية لصور المجالات المغناطيسية على الوسائط الرقمية.
6. تم عمل نموذج للمغناطيسات المتحركة في مجال مغناطيسي متناوب.
7. جرت محاولة للحصول على صورة "أبدية" للمجال المغناطيسي.
8. يمكن مواصلة العمل من أجل الحصول على أنماط أكثر تعقيدًا من المجالات المغناطيسية.
الاستنتاجات
1. تتنوع صور المجالات المغناطيسية.
2. مظهرها يعتمد على:
أ) - من شكل المغناطيس ؛
ب) - من القوة المغناطيسية.
ج) - من وجود أعمدة.
3. يعمل المجال المغناطيسي على الصورة المعروضة على شاشة العرض القديمة أو التلفزيون وتحدث ظواهر مختلفة
أ) - ظهور البقع على شاشة العرض ؛
ب) - تشويه الصورة على شاشة العرض ؛
ج) - تغيير لوحة الألوان لشاشة العرض ؛
د) في موقع البقع على شاشة العرض ، يتم تخمين نوع من الصورة.
4. توفر الصور الحجمية للمجال المغناطيسي مزيدًا من المعلومات حول موقع الخطوط المغناطيسية.
5. المجال المغناطيسي المتغير يجعل المغناطيس يتحرك.
الأدب:
1. Kartsev V. P. مغامرات عظيمة ، دار نشر "Knowledge" M.-1978
2. بيرلمان يا. الفيزياء المسلية، دار النشر "العلوم" م -1972
3. A. S. Enokhovich. كتيب الفيزياء والتكنولوجيا دار نشر "التنوير" م - 1983
4. A. Shileiko ، T. Shileiko Electrons ... Electrons ، دار النشر "أدب الأطفال" M. - 1983
5. L.V Tarasov الفيزياء في الطبيعة ، موسكو: Prosveshchenie ، 1998
