Какво представляват линиите на магнитното поле. Магнитно поле: постоянни и променливи магнити
Когато свържете два паралелни проводника към електрически ток, те ще се привличат или отблъскват в зависимост от посоката (полярността) на свързания ток. Това се обяснява с феномена на появата на специален вид материя около тези проводници. Тази материя се нарича магнитно поле (MF). Магнитната сила е силата, с която проводниците действат един върху друг.
Теорията за магнетизма възниква в древни времена, в древната цивилизация на Азия. В планините на Магнезия те открили специална скала, парчета от която можели да се привличат една към друга. Въз основа на името на мястото тази скала е наречена "магнитна". Пръчковият магнит съдържа два полюса. Неговите магнитни свойства са особено изразени на полюсите.
Магнит, окачен на конец, ще покаже страните на хоризонта с полюсите си. Полюсите му ще бъдат обърнати на север и юг. Компасът работи на този принцип. Противоположните полюси на два магнита се привличат, а еднаквите полюси се отблъскват.
Учените са открили, че намагнетизирана игла, разположена близо до проводник, се отклонява, когато през нея преминава електрически ток. Това показва, че около него се формира MP.
Магнитното поле влияе на:
Движещи се електрически заряди.
Вещества, наречени феромагнетици: желязо, чугун, техните сплави.
Постоянните магнити са тела, които имат общ магнитен момент на заредени частици (електрони).
1 - Южен полюс на магнита
2 - Северен полюс на магнита
3 - MP с помощта на примера на метални стружки
4 - Посока на магнитното поле
Линиите на полето се появяват, когато се приближите постоянен магниткъм хартиен лист, върху който е изсипан слой железни стружки. Фигурата ясно показва местоположението на полюсите с ориентирани силови линии.
Източници на магнитно поле
- Електрическото поле се променя с времето.
- Мобилни такси.
- Постоянни магнити.
Ние сме запознати с постоянните магнити от детството. Използвани са като играчки, които привличат различни метални части. Бяха прикрепени към хладилника, вграждаха се в различни играчки.
Електрическите заряди, които са в движение, най-често имат повече магнитна енергия в сравнение с постоянните магнити.
Имоти
- Основен отличителен белега свойството на магнитното поле е относителност. Ако оставите заредено тяло неподвижно в определена референтна система и поставите магнитна стрелка наблизо, тогава тя ще сочи на север и в същото време няма да „усеща“ чуждо поле, с изключение на полето на земята . И ако започнете да движите заредено тяло близо до стрелката, тогава около тялото ще се появи MP. В резултат на това става ясно, че MF се образува само когато се движи определен заряд.
- Магнитното поле може да влияе и влияе електричество. Може да се открие чрез наблюдение на движението на заредени електрони. В магнитно поле частиците със заряд ще се отклонят, проводниците с течащ ток ще се движат. Рамката с свързаното захранване ще започне да се върти и магнетизираните материали ще се преместят на определено разстояние. Стрелката на компаса най-често е цветна Син цвят. Това е лента от магнетизирана стомана. Компасът винаги сочи на север, тъй като Земята има магнитно поле. Цялата планета е като голям магнит със собствени полюси.
Магнитното поле не се възприема от човешките органи и може да бъде засечено само от специални устройства и сензори. Предлага се в променливи и постоянни видове. Променливото поле обикновено се създава от специални индуктори, които работят с променлив ток. Постоянно поле се образува непроменено електрическо поле.
правила
Нека разгледаме основните правила за изобразяване на магнитното поле за различни проводници.
Правило на Gimlet
Силовата линия е изобразена в равнина, която е разположена под ъгъл 90 0 спрямо пътя на тока, така че във всяка точка силата е насочена тангенциално към линията.
За да определите посоката на магнитните сили, трябва да запомните правилото на гимлет с дясна резба.
Гимлетът трябва да бъде позициониран по една и съща ос с текущия вектор, дръжката трябва да се завърти така, че гимлетът да се движи в посоката на своята посока. В този случай ориентацията на линиите се определя чрез завъртане на дръжката на гимлета.
Правило за пръстен
Постъпателното движение на гилта в проводник, направен под формата на пръстен, показва как е ориентирана индукцията; въртенето съвпада с потока на тока.
Силовите линии имат своето продължение вътре в магнита и не могат да бъдат отворени.
Магнитно поле различни източницисе сумират един с друг. По този начин те създават общо поле.
Магнитите с еднакви полюси се отблъскват, а магнитите с различни полюси се привличат. Стойността на силата на взаимодействие зависи от разстоянието между тях. С приближаването на полюсите силата нараства.
Параметри на магнитното поле
- Съединител на потока ( Ψ ).
- Вектор на магнитна индукция ( IN).
- Магнитен поток (Е).
Интензитетът на магнитното поле се изчислява от размера на вектора на магнитната индукция, който зависи от силата F и се образува от тока I по протежение на проводник с дължина l: B = F / (I * l).
Магнитната индукция се измерва в тесла (T) в чест на учения, който е изучавал явленията на магнетизма и е работил върху техните методи за изчисление. 1 T е равно на силата на индукция на магнитния поток 1 Нна дължина 1мправ проводник под ъгъл 90 0 спрямо посоката на полето, с протичащ ток от един ампер:
1 T = 1 x H / (A x m).
Правило на лявата ръка
Правилото намира посоката на вектора на магнитната индукция.
Ако дланта на лявата ръка се постави в полето, така че линиите на магнитното поле да влизат в дланта от северния полюс на 90 0, и 4 пръста се поставят по протежение на тока, палецще покаже посоката на магнитната сила.
Ако проводникът е под различен ъгъл, тогава силата ще зависи пряко от тока и проекцията на проводника върху равнината под прав ъгъл.
Силата не зависи от вида на материала на проводника и неговото напречно сечение. Ако няма проводник и зарядите се движат в различна среда, тогава силата няма да се промени.
Когато векторът на магнитното поле е насочен в една посока с една величина, полето се нарича равномерно. Различните среди влияят върху размера на индукционния вектор.
Магнитен поток
Магнитната индукция, преминаваща през определена област S и ограничена от тази област, е магнитен поток.
Ако зоната е наклонена под определен ъгъл α спрямо линията на индукция, магнитният поток се намалява с размера на косинуса на този ъгъл. Най-голямата му стойност се формира, когато областта е под прав ъгъл спрямо магнитната индукция:
F = B * S.
Магнитният поток се измерва в единица като "уебър", което е равно на потока на индукция с магнитуд 1 тпо площ в 1 м2.
Свързване на потока
Тази концепция се използва за създаване общо значениемагнитен поток, който се създава от определен брой проводници, разположени между магнитните полюси.
В случай, че същият ток азпротича през намотка с брой навивки n, общият магнитен поток, образуван от всички навивки, е връзката на потока.
Свързване на потока Ψ измерено във Webers и е равно на: Ψ = n * Ф.
Магнитни свойства
Магнитната проницаемост определя колко магнитното поле в дадена среда е по-ниско или по-високо от индукцията на полето във вакуум. Едно вещество се нарича намагнетизирано, ако произвежда собствено магнитно поле. Когато дадено вещество се постави в магнитно поле, то се магнетизира.
Учените са установили причината, поради която телата придобиват магнитни свойства. Според хипотезата на учените вътре в веществата има микроскопични електрически токове. Електронът има свой собствен магнитен момент, който е от квантов характер и се движи по определена орбита в атомите. Именно тези малки токове определят магнитните свойства.
Ако токовете се движат произволно, тогава предизвиканите от тях магнитни полета се самокомпенсират. Външното поле прави токовете подредени, така че се образува магнитно поле. Това е намагнитването на веществото.
Различните вещества могат да бъдат разделени според свойствата на тяхното взаимодействие с магнитните полета.
Те са разделени на групи:
Парамагнетици– вещества, които имат свойства на намагнитване в посока външно поле, имащи нисък потенциал за магнетизъм. Имат положителна напрегнатост на полето. Такива вещества включват железен хлорид, манган, платина и др.
Феримагнетици– вещества с неуравновесени по посока и стойност магнитни моменти. Те се характеризират с наличието на некомпенсиран антиферомагнетизъм. Силата на полето и температурата влияят върху тяхната магнитна чувствителност (различни оксиди).
Феромагнетици– вещества с повишена положителна чувствителност, в зависимост от напрежението и температурата (кристали на кобалт, никел и др.).
Диамагнети– имат свойството да се намагнитват в посока, обратна на външното поле, т.е. отрицателна стойност на магнитната чувствителност, независимо от интензитета. При липса на поле това вещество няма да има магнитни свойства. Тези вещества включват: сребро, бисмут, азот, цинк, водород и други вещества.
Антиферомагнетици
– имат балансиран магнитен момент, което води до ниска степен на намагнитване на веществото. При нагряване настъпва фазов преход на веществото, по време на който се проявяват парамагнитни свойства. Когато температурата падне под определена граница, такива свойства няма да се проявят (хром, манган).
Разглежданите магнити също се класифицират в още две категории:
Меки магнитни материали
. Имат ниска коерцитивност. В магнитни полета с ниска мощност те могат да се наситят. По време на процеса на обръщане на намагнитването те изпитват незначителни загуби. В резултат на това такива материали се използват за производството на ядра електрически устройства, работещ на променливо напрежение (, генератор,).
Твърд магнитенматериали. Имат повишена коерцитивна сила. За повторното им намагнитване е необходимо силно магнитно поле. Такива материали се използват при производството на постоянни магнити.
Магнитните свойства на различни вещества намират своето приложение в инженерни проекти и изобретения.
Магнитни вериги
Комбинация от няколко магнитни вещества се нарича магнитна верига. Те са подобни и се определят от подобни закони на математиката.
На основата магнитни веригиакт електрически устройства, индуктивност, . Във функциониращ електромагнит потокът протича през магнитна верига, направена от феромагнитен материал и въздух, който не е феромагнитен. Комбинацията от тези компоненти е магнитна верига. Много електрически устройства съдържат магнитни вериги в своя дизайн.
Нека разберем заедно какво е магнитно поле. В крайна сметка много хора живеят в тази област през целия си живот и дори не мислят за това. Време е да го поправим!
Магнитно поле
Магнитно поле- особен вид материя. Проявява се в действието върху движещи се електрически заряди и тела, които имат собствен магнитен момент (постоянни магнити).
Важно: магнитното поле не влияе на стационарните заряди! Магнитното поле също се създава от движещи се електрически заряди, или от променящо се във времето електрическо поле, или от магнитните моменти на електроните в атомите. Тоест, всяка жица, през която тече ток, също се превръща в магнит!
Тяло, което има собствено магнитно поле.
Магнитът има полюси, наречени северен и южен. Обозначенията "север" и "юг" са дадени само за удобство (като "плюс" и "минус" в електричеството).
Магнитното поле е представено от магнитни електропроводи. Силовите линии са непрекъснати и затворени, като посоката им винаги съвпада с посоката на действие на силите на полето. Ако металните стърготини са разпръснати около постоянен магнит, металните частици ще покажат ясна картина на линиите на магнитното поле, излизащи от северния полюс и навлизащи в южния полюс. Графична характеристика на магнитно поле - силови линии.
Характеристики на магнитното поле
Основните характеристики на магнитното поле са магнитна индукция, магнитен потокИ магнитна пропускливост. Но нека поговорим за всичко по ред.
Нека веднага да отбележим, че всички мерни единици са дадени в системата SI.
Магнитна индукция Б – векторна физична величина, която е основната силова характеристика на магнитното поле. Означава се с буквата Б . Единица за измерване на магнитна индукция – Тесла (Т).
Магнитната индукция показва колко силно е полето, като определя силата, която упражнява върху заряда. Тази властНаречен Сила на Лоренц.
Тук р - зареждане, v - неговата скорост в магнитно поле, Б - индукция, Е - Сила на Лоренц, с която полето действа върху заряда.
Е- физическо количество, равно на произведениетомагнитна индукция върху зоната на контура и косинуса между вектора на индукция и нормалата към равнината на контура, през която преминава потокът. Магнитният поток е скаларна характеристика на магнитното поле.
Можем да кажем, че магнитният поток характеризира броя на линиите на магнитна индукция, проникващи в единица площ. Магнитният поток се измерва в Веберах (Wb).
Магнитна пропускливост– коефициент, който определя магнитните свойства на средата. Един от параметрите, от които зависи магнитната индукция на полето, е магнитната проницаемост.
Нашата планета е огромен магнит от няколко милиарда години. Индукцията на магнитното поле на Земята варира в зависимост от координатите. На екватора е приблизително 3,1 по 10 на минус пета степен на Тесла. Освен това има магнитни аномалии, при които стойността и посоката на полето се различават значително от съседните области. Някои от най-големите магнитни аномалии на планетата - КурскИ Бразилски магнитни аномалии.
Произходът на магнитното поле на Земята все още остава загадка за учените. Предполага се, че източникът на полето е течното метално ядро на Земята. Ядрото се движи, което означава, че разтопената желязо-никелова сплав се движи, а движението на заредените частици е електрическият ток, който генерира магнитното поле. Проблемът е, че тази теория ( геодинамо) не обяснява как полето се поддържа стабилно.
Земята е огромен магнитен дипол.Магнитните полюси не съвпадат с географските, въпреки че са в непосредствена близост. Освен това магнитните полюси на Земята се движат. Разместването им е регистрирано от 1885 г. Например през последните сто години магнитният полюс в южното полукълбо се е изместил с почти 900 километра и сега се намира в Южния океан. Полюсът на арктическото полукълбо се движи през Северния ледовит океан към източносибирската магнитна аномалия; скоростта му на движение (по данни от 2004 г.) е около 60 километра годишно. Сега има ускорение на движението на полюсите - средно скоростта нараства с 3 километра годишно.
Какво е значението на магнитното поле на Земята за нас?На първо място, магнитното поле на Земята предпазва планетата от космическите лъчи и слънчевия вятър. Заредените частици от дълбокия космос не падат директно на земята, а се отклоняват от гигантски магнит и се движат по силовите му линии. Така всички живи същества са защитени от вредното лъчение.
Няколко събития са се случили в хода на историята на Земята. инверсии(промени) на магнитните полюси. Инверсия на полюсите- това е, когато сменят местата си. Последният път, когато това явление се е случило преди около 800 хиляди години, като общо в историята на Земята е имало повече от 400 геомагнитни инверсии, някои учени смятат, че предвид наблюдаваното ускорение на движението на магнитните полюси, следващият полюс инверсия трябва да се очаква през следващите няколко хиляди години.
За щастие, смяна на полюсите все още не се очаква през нашия век. Това означава, че можете да мислите за приятни неща и да се наслаждавате на живота в доброто старо постоянно поле на Земята, като разгледате основните свойства и характеристики на магнитното поле. И за да можете да направите това, тук са нашите автори, на които смело можете да поверите някои от учебните неволи с увереност! и други видове работа можете да поръчате чрез връзката.
1. Описанието на свойствата на магнитното поле, както и на електрическото поле, често се улеснява значително чрез въвеждането под внимание на така наречените полеви линии на това поле. По дефиниция магнитните силови линии са линии, чиято допирателна посока във всяка точка на полето съвпада с посоката на силата на полето в същата точка. Диференциалното уравнение на тези линии очевидно ще има формата на уравнение (10.3)]
Линиите на магнитното поле, подобно на електрическите линии, обикновено се изчертават по такъв начин, че във всеки участък от полето броят на линиите, пресичащи площта на една повърхност, перпендикулярна на тях, да е, ако е възможно, пропорционален на силата на полето върху това ■ площ; обаче, както ще видим по-долу, това изискване не винаги е осъществимо.
2 Въз основа на уравнение (3.6)
В § 10 стигнахме до следното заключение: електрическите силови линии могат да започват или завършват само в тези точки на полето, където се намират електрически заряди. Прилагайки теоремата на Гаус (17 към потока на магнитния вектор, ние, въз основа на уравнение (47.1), получаваме
По този начин, за разлика от потока на електрическия вектор, потокът на магнитния вектор през произволна затворена повърхност е винаги равен на нула. Тази позиция е математически израз на факта, че магнитни заряди, подобни на електрическите, не съществуват: магнитното поле се възбужда не от магнитни заряди, а от движението на електрически заряди (т.е. от токове). Въз основа на тази позиция и на сравнение на уравнение (53.2) с уравнение (3.6), лесно е да се провери чрез разсъждението, дадено в § 10, че линиите на магнитното поле не могат нито да започват, нито да завършват в която и да е точка от полето
3. От това обстоятелство обикновено се заключава, че магнитните силови линии, за разлика от електрическите линии, трябва да бъдат затворени линии или да вървят от безкрайност към безкрайност.
Всъщност и двата случая са възможни. Според резултатите от решаването на задача 25 в § 42, силовите линии в полето на безкраен праволинеен ток са окръжности, перпендикулярни на тока с център върху оста на тока. От друга страна (виж задача 26), посоката на магнитния вектор в полето на кръгов ток във всички точки, лежащи на оста на тока, съвпада с посоката на тази ос. По този начин оста на кръговия ток съвпада със силовата линия, минаваща от безкрайност до безкрайност; чертеж, показан на фиг. 53, е разрез на кръгово течение с меридионална равнина (т.е. равнина
перпендикулярна на равнината на тока и минаваща през неговия център), на която силовите линии на този ток са показани с пунктирани линии
Възможен е обаче и трети случай, на който не винаги се обръща внимание, а именно: една силова линия може да няма нито начало, нито край и в същото време да не е затворена и да не върви от безкрайност към безкрайност. Този случай възниква, ако силовата линия запълва определена повърхност и освен това, използвайки математически термин, я запълва плътно навсякъде. Най-лесно това може да се обясни с конкретен пример.
4. Разгледайте полето на два тока - кръгов плосък ток и безкраен праволинеен ток, протичащ по оста на тока (фиг. 54). Ако имаше само един ток, тогава линиите на полето на този ток биха лежали в меридионалните равнини и биха имали вида, показан на предишната фигура. Нека разгледаме една от тези линии, показана на фиг. 54 пунктирана линия. Съвкупността от всички подобни на нея линии, които могат да се получат чрез въртене на меридионалната равнина около ос, образува повърхността на определен пръстен или тор (фиг. 55).
Силовите линии на праволинейния ток са концентрични окръжности. Следователно във всяка точка повърхността е едновременно допирателна към тази повърхност; следователно векторът на резултантната напрегнатост на полето също е допирателна към него. Това означава, че всяка полева линия, минаваща през една точка на повърхността, трябва да лежи на тази повърхност с всичките си точки. Тази линия очевидно ще бъде спирална линия
повърхността на тора ще зависи от съотношението на силите на тока и от позицията и формата на повърхността, само при някакъв специфичен избор на тези условия тази спирала ще се затвори; най-общо казано, докато линията продължава, нейните нови завои ще лежат между предишните завои. С неограничено продължаване на линията, той ще се приближи колкото желае до всяка точка, която е минал, но никога повече няма да се върне към нея. И това означава, че оставайки незатворена, тази линия ще запълни плътно повърхността на тора навсякъде.
5. За да докажем строго възможността за съществуването на отворени силови линии, въвеждаме върху повърхността на тора ортогонални криволинейни координати y (азимут на меридионалната равнина) и (полярен ъгъл в меридионалната равнина с върха, разположен на пресечната точка на тази равнина с оста на пръстена - фиг. 54).
Силата на полето върху повърхността на торуса е функция само на един ъгъл, като векторът е насочен в посока на увеличаване (или намаляване) на този ъгъл, а векторът в посока на увеличаване (или намаляване) на ъгъла. Нека е разстоянието на дадена точка на повърхността от централна линиятор, неговото разстояние от вертикалната ос на тока Както е лесно да се види, елементът от дължината на правата, лежаща върху, се изразява с формулата
Съответно диференциалното уравнение на линиите на силите [вж. уравнение (53.1)] на повърхността ще приеме формата
Като вземем предвид, че те са пропорционални на текущите сили и интегрирайки, получаваме
където има някаква функция на ъгъла, независима от .
За да се затвори една линия, т.е. да се върне в началната точка, е необходимо определено цяло число завъртания на линията около тора да съответства на цяло число завъртания около вертикалната ос. С други думи, необходимо е да е възможно да се намерят две цели числа, така че увеличаването на ъгъла на да съответства на увеличаване на ъгъла на
Нека сега вземем предвид какво представлява интегралът на периодична функция на ъгъл с период. Както е известно, интегралът
на периодична функция в общия случай е сумата от периодична функция и линейна функция. означава,
където K е някаква константа, е функция с период.
Въвеждайки това в предишното уравнение, получаваме условието за затвореността на силовите линии на повърхността на тора
Тук K е величина, която не зависи от. Очевидно две цели числа пети, отговарящи на това условие, могат да бъдат намерени само ако количеството - K е рационално число (цяло число или дроб); това ще се случи само при определено съотношение между текущите сили. Най-общо казано, K ще бъде ирационална величина и следователно силовите линии на повърхността на разглеждания тор ще бъдат отворени. Въпреки това, дори и в този случай, винаги е възможно да изберете цяло число, така че да се различава толкова малко, колкото желаете, от някое цяло число. Това означава, че отворена линия на сила, след достатъчен брой завъртания, ще се доближи колкото желаете всяка точка в полето, премината веднъж. По подобен начин може да се покаже, че тази линия, след достатъчен брой завъртания, ще се доближи колкото желаете до всяка дадена точкаповърхност и това означава, по дефиниция, че тя плътно запълва тази повърхност навсякъде.
6. Наличието на отворени магнитни силови линии, навсякъде плътно запълващи определена повърхност, очевидно прави невъзможно точното графично изображениеполета, използващи тези редове. По-специално, далеч не винаги е възможно да се удовлетвори изискването броят на линиите, пресичащи единица площ, перпендикулярна на тях, да бъде пропорционален на напрегнатостта на полето върху тази площ. Така, например, в току-що разгледания случай, същата отворена линия ще пресича всяка крайна област, пресичаща повърхността на пръстена безкраен брой пъти
Въпреки това, с необходимото внимание, използването на концепцията за силови линии е, макар и приблизително, все пак удобен и визуален начин за описване на магнитното поле.
7. Съгласно уравнение (47.5), циркулацията на вектора на силата на магнитното поле по крива, която не обхваща токове, е равна на нула, докато циркулацията по крива, която обхваща токове, е равна на умножена по сумата от силите на обхванатите течения (взети със съответните знаци). Циркулацията на вектора по линията на полето не може да бъде равна на нула (поради успоредността на елемента от дължината на линията на полето и вектора, стойността е значително положителна). Следователно всяка затворена линия на магнитното поле трябва да покрива поне един от проводниците с ток. Освен това отворените силови линии, които плътно запълват определена повърхност (освен ако не вървят от безкрайност към безкрайност), също трябва да се увиват около токове. Всъщност векторният интеграл върху почти затворен завой на такава линия е по същество положителен. Следователно циркулацията по затворен контур, получена от този завой чрез добавяне на произволно малък сегмент, който го затваря, е различна от нула. Следователно тази верига трябва да бъде проникната от ток.
Линии на магнитното поле
Магнитните полета, както и електрическите, могат да бъдат представени графично чрез силови линии. Линия на магнитно поле или линия на индукция на магнитно поле е линия, чиято допирателна във всяка точка съвпада с посоката на вектора на индукция на магнитното поле.
 |  |
|
| А) | b) | V) |
Ориз. 1.2. Линии на постоянен ток на магнитното поле (a),
кръгов ток (b), соленоид (c)
Магнитните силови линии, подобно на електрическите линии, не се пресичат. Те са начертани с такава плътност, че броят на линиите, пресичащи единична повърхност, перпендикулярна на тях, е равен на (или пропорционален на) големината на магнитната индукция на магнитното поле в дадено местоположение.
На фиг. 1.2, АПоказани са силовите линии на постоянен ток, които представляват концентрични кръгове, чийто център е разположен върху оста на тока, а посоката се определя по правилото на десния винт (токът в проводника е насочен към четеца).
Магнитните индукционни линии могат да бъдат „разкрити“ с помощта на железни стружки, които се магнетизират в изследваното поле и се държат като малки магнитни игли. На фиг. 1.2, bпоказани са линиите на магнитното поле на кръговия ток. Магнитното поле на соленоида е показано на фиг. 1.2, V.
Линиите на магнитното поле са затворени. Полета със затворени силови линии се наричат вихрови полета. Очевидно е, че магнитното поле е вихрово поле. Това е съществената разлика между магнитното поле и електростатичното.
В електростатично поле силовите линии са винаги отворени: те започват и завършват при електрически заряди. Магнитните силови линии нямат нито начало, нито край. Това съответства на факта, че в природата няма магнитни заряди.
1.4. Закон на Био-Савар-Лаплас
Френските физици J. Biot и F. Savard провеждат изследване през 1820 г. на магнитни полета, създадени от токове, протичащи през тънки жици различни форми. Лаплас анализира експерименталните данни, получени от Био и Савар, и установи връзка, наречена закон на Био-Савар-Лаплас.
Съгласно този закон индукцията на магнитното поле на всеки ток може да се изчисли като векторна сума (суперпозиция) на индукциите на магнитното поле, създадени от отделни елементарни секции на тока. За индукция на магнитно поле, създаден от елементатекуща дължина , Лаплас получава формулата:
, (1.3)
където е вектор, по модул равен на дължината на проводниковия елемент и съвпадащ по посока с тока (фиг. 1.3); – радиус вектор, изчертан от елемента до точката, в която е определен; – модул на радиус вектора.
Преди около две хиляди и половина години хората открили, че някои естествени камъниимат способността да привличат желязо. Това свойство се обяснява с наличието на жива душа в тези камъни и известна „любов“ към желязото.
Днес вече знаем, че тези камъни са естествени магнити и магнитното поле, а не специалното местоположение към желязото, създава тези ефекти. Магнитното поле е специален вид материя, която е различна от материята и съществува около намагнитизирани тела.
Постоянни магнити
Естествените магнити или магнетитите не са много силни магнитни свойства. Но човекът се е научил да създава изкуствени магнити със значително по-голяма сила на магнитното поле. Изработени са от специални сплави и се магнетизират от външно магнитно поле. И след това те могат да се използват самостоятелно.
Линии на магнитното поле
Всеки магнит има два полюса, те се наричат север и южните полюси. На полюсите концентрацията на магнитното поле е максимална. Но между полюсите магнитното поле също не е разположено произволно, а под формата на ивици или линии. Те се наричат линии на магнитното поле. Откриването им е съвсем просто - просто поставете разпръснати железни стружки в магнитно поле и леко ги разклатете. Те няма да бъдат разположени по никакъв начин, а образуват един вид модел от линии, започващи на единия полюс и завършващи на другия. Тези линии сякаш излизат от единия полюс и влизат в другия.
Железните стърготини в полето на магнита сами се намагнетизират и се разполагат по протежение на магнитните силови линии. Точно така функционира компасът. Нашата планета е голям магнит. Иглата на компаса улавя магнитното поле на Земята и, завъртайки се, се намира по протежение на силовите линии, като единият край сочи към северния магнитен полюс, а другият към юга. Магнитните полюси на Земята са леко разместени спрямо географските, но когато се отдалечавате от полюсите, това няма значение от голямо значение, и те могат да се считат за идентични.
Променливи магнити
Обхватът на приложение на магнитите в наше време е изключително широк. Те могат да бъдат намерени в електрически двигатели, телефони, високоговорители и радио устройства. Дори в медицината, например, когато човек глътне игла или др железен предмет, може да се отстрани без операция с помощта на магнитна сонда.
