Elektromagnetický tok. Tok magnetického poľa. Príklady problémov s riešeniami

DEFINÍCIA

Vektorový tok magnetickej indukcie(alebo magnetický tok) (dФ) vo všeobecnom prípade sa cez elementárnu oblasť nazýva skalárna fyzikálna veličina, ktorá sa rovná:

kde je uhol medzi smerom vektora magnetickej indukcie () a smerom normálového vektora () k ploche dS ().

Na základe vzorca (1) sa magnetický tok cez ľubovoľný povrch S vypočíta (vo všeobecnom prípade) ako:

Magnetický tok rovnomerného magnetického poľa cez plochý povrch možno nájsť ako:

Pre rovnomerné pole, plochý povrch umiestnený kolmo na vektor magnetickej indukcie, sa magnetický tok rovná:

Tok vektora magnetickej indukcie môže byť negatívny a pozitívny. Je to spôsobené výberom pozitívneho smeru. Veľmi často je tok vektora magnetickej indukcie spojený s obvodom, ktorým preteká prúd. V tomto prípade kladný smer normály k obrysu súvisí so smerom toku prúdu podľa pravého gimletovho pravidla. Potom je magnetický tok, ktorý vytvára obvod s prúdom cez povrch ohraničený týmto obvodom, vždy väčší ako nula.

Jednotkou magnetického toku v Medzinárodnej sústave jednotiek (SI) je Weber (Wb). Na určenie jednotky merania magnetického toku možno použiť vzorec (4). One Weber je magnetický tok, ktorý prechádza plochým povrchom s plochou 1 meter štvorcový, umiestnený kolmo na siločiary rovnomerného magnetického poľa:

Gaussova veta pre magnetické pole

Gaussova veta pre tok magnetického poľa odráža skutočnosť, že neexistujú žiadne magnetické náboje, a preto sú magnetické indukčné čiary vždy uzavreté alebo idú do nekonečna, nemajú začiatok ani koniec.

Gaussova veta pre magnetický tok je formulovaná nasledovne: Magnetický tok cez akúkoľvek uzavretú plochu (S) je rovný nule. V matematickej forme je táto veta napísaná takto:

Ukazuje sa, že Gaussove vety pre toky vektora magnetickej indukcie () a intenzitu elektrostatického poľa () cez uzavretý povrch sa zásadne líšia.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

Cvičenie	Vypočítajte tok vektora magnetickej indukcie cez solenoid, ktorý má N závitov, dĺžku jadra l, plochu prierezu S, magnetickú permeabilitu jadra. Prúd pretekajúci solenoidom sa rovná I.
Riešenie	Vo vnútri solenoidu možno magnetické pole považovať za rovnomerné. Magnetickú indukciu možno ľahko nájsť pomocou vety o cirkulácii magnetického poľa a zvolením pravouhlého obrysu ako uzavretej slučky (obeh vektora, pozdĺž ktorého budeme uvažovať (L)) (pokryje všetkých N závitov). Potom napíšeme (berieme do úvahy, že mimo solenoidu je magnetické pole nulové, navyše, kde obrys L je kolmý na čiary magnetickej indukcie B = 0): V tomto prípade sa magnetický tok cez jednu otáčku solenoidu rovná (): Celkový tok magnetickej indukcie, ktorý prechádza všetkými otáčkami:
Odpoveď

PRÍKLAD 2

Pomocou siločiar môžete nielen ukázať smer magnetického poľa, ale aj charakterizovať veľkosť jeho indukcie.

Dohodli sme sa, že siločiary nakreslíme tak, že cez 1 cm² plochy, kolmej na indukčný vektor v určitom bode, bude v tomto bode prechádzať počet čiar rovných indukcii poľa.

V mieste, kde je indukcia poľa väčšia, budú siločiary hustejšie. A naopak, kde je indukcia poľa menšia, siločiary sú menej časté.

Magnetické pole s rovnakou indukciou vo všetkých bodoch sa nazýva rovnomerné pole. Graficky je rovnomerné magnetické pole znázornené siločiarami, ktoré sú od seba rovnako vzdialené

Príkladom rovnomerného poľa je pole vo vnútri dlhého solenoidu, ako aj pole medzi tesne umiestnenými paralelnými plochými pólovými nástavcami elektromagnetu.

Produkt indukcie magnetického poľa prenikajúceho do daného obvodu oblasťou obvodu sa nazýva magnetický tok, magnetická indukcia alebo jednoducho magnetický tok.

Anglický fyzik Faraday mu dal definíciu a študoval jeho vlastnosti. Zistil, že tento koncept umožňuje hlbšie uvažovanie o jednotnej povahe magnetických a elektrických javov.

Označením magnetického toku písmenom Ф, oblasťou obrysu S a uhlom medzi smerom vektora indukcie B a normálou n k oblasti obrysu α môžeme napísať nasledujúcu rovnosť:

Ф = В S cos α.

Magnetický tok je skalárna veličina.

Pretože hustota siločiar ľubovoľného magnetického poľa sa rovná jeho indukcii, magnetický tok sa rovná celému počtu siločiar, ktoré prenikajú daným obvodom.

Pri zmene poľa sa mení aj magnetický tok, ktorý prestupuje obvod: keď pole zosilnie, zväčší sa, a keď zoslabne, zníži sa.

Za jednotku magnetického toku sa považuje tok, ktorý preniká oblasťou 1 m², nachádza sa v rovnomernom magnetickom poli s indukciou 1 Wb/m² a je umiestnený kolmo na vektor indukcie. Takáto jednotka sa nazýva weber:

1 Wb = 1 Wb/m² ˖ 1 m².

Meniaci sa magnetický tok vytvára elektrické pole s uzavretými siločiarami (vírové elektrické pole). Takéto pole sa prejavuje vo vodiči ako pôsobenie vonkajších síl. Tento jav sa nazýva elektromagnetická indukcia a elektromotorická sila vznikajúca v tomto prípade sa nazýva indukované emf.

Okrem toho je potrebné poznamenať, že magnetický tok umožňuje charakterizovať celý magnet (alebo akékoľvek iné zdroje magnetického poľa) ako celok. V dôsledku toho, ak to umožňuje charakterizovať jeho pôsobenie v akomkoľvek jednotlivom bode, potom je magnetický tok úplný. To znamená, že môžeme povedať, že toto je druhé najdôležitejšie.To znamená, že ak magnetická indukcia pôsobí ako silová charakteristika magnetického poľa, potom magnetický tok je jeho energetická charakteristika.

Ak sa vrátime k experimentom, môžeme tiež povedať, že každé otočenie cievky si možno predstaviť ako samostatný uzavretý závit. Rovnaký obvod, ktorým bude prechádzať magnetický tok vektora magnetickej indukcie. V tomto prípade bude pozorovaný indukčný elektrický prúd. Pod vplyvom magnetického toku sa teda v uzavretom vodiči vytvorí elektrické pole. A potom toto elektrické pole vytvorí elektrický prúd.

Prevodník dĺžky a vzdialenosti Prevodník hmotnosti Prevodník objemových mier sypkých produktov a potravinárskych produktov Plošný prevodník Prevodník objemu a merných jednotiek v kulinárskych receptoch Prevodník teploty Prevodník tlaku, mechanického namáhania, Youngovho modulu Prevodník energie a práce Prevodník výkonu Prevodník sily Prevodník času Lineárny menič otáčok Plochý uhol Prevodník tepelnej účinnosti a spotreby paliva Prevodník čísel v rôznych číselných sústavách Prevodník jednotiek merania množstva informácií Kurzy mien Dámske veľkosti oblečenia a obuvi Veľkosti pánskeho oblečenia a obuvi Menič uhlovej rýchlosti a frekvencie otáčania Menič zrýchlenia Menič uhlového zrýchlenia Menič hustoty Menič merného objemu Moment meniča zotrvačnosti Moment meniča sily Menič krútiaceho momentu Merné teplo spaľovacieho meniča (hmotnostne) Hustota energie a merné teplo spaľovacieho meniča (objemovo) Menič rozdielu teplôt Koeficient meniča tepelnej rozťažnosti Menič tepelného odporu Konvertor tepelnej vodivosti Konvertor mernej tepelnej kapacity Konvertor energie a tepelného žiarenia Konvertor hustoty tepelného toku Konvertor koeficientu prestupu tepla Konvertor objemového prietoku Konvertor hmotnostného prietoku Konvertor molárneho prietoku Konvertor hmotnostného prietoku Konvertor molárnej koncentrácie Koncentrácia hmoty v konvertore roztoku Dynamické (absolútne) konvertor viskozity Kinematický konvertor viskozity Konvertor povrchového napätia Konvertor paropriepustnosti Konvertor hustoty prietoku vodnej pary Konvertor úrovne zvuku Konvertor citlivosti mikrofónu Konvertor hladiny akustického tlaku (SPL) Konvertor hladiny akustického tlaku s voliteľným referenčným tlakom Prevodník jasu Prevodník svetelnej intenzity Prevodník osvetlenia Počítačová grafika Rozlíšenie a rozlíšenie Prevodník vlnovej dĺžky Dioptrický výkon a ohnisková vzdialenosť Výkon a zväčšenie šošovky (×) Prevodník elektrického náboja Konvertor hustoty lineárneho náboja Konvertor hustoty povrchového náboja Konvertor hustoty objemového náboja Konvertor elektrického prúdu Konvertor hustoty lineárneho prúdu Konvertor hustoty povrchového prúdu Prevodník intenzity elektrického poľa Prevodník elektrostatického potenciálu a napätia Elektrický odporový konvertor Elektrický odporový konvertor Prevodník elektrickej vodivosti Prevodník elektrickej vodivosti Prevodník elektrickej kapacity Indukčnosť Konvertor amerického drôtového meradla Úrovne v dBm (dBm alebo dBm), dBV (dBV), wattoch atď. jednotky Magnetomotorický menič sily Menič sily magnetického poľa Menič magnetického toku Magnetoindukčný menič Žiar. Konvertor dávkového príkonu absorbovaného ionizujúceho žiarenia Rádioaktivita. Rádioaktívny rozpadový konvertor Žiarenie. Prevodník dávok expozície Žiarenie. Prevodník absorbovanej dávky Prevodník desiatkovej predpony Prenos údajov Prevodník jednotiek na typografiu a spracovanie obrazu Prevodník jednotiek objemu dreva Výpočet molárnej hmotnosti Periodická tabuľka chemických prvkov od D. I. Mendelejeva

weber

Weber (Wb)

milliweber

Miliveber (mWb)
1 Wb = 1 V s = 1 T m² = 1 J/A = 108 μs (Maxwellov).

microweber

Microweber (mWb)- odvodená jednotka merania magnetického toku v sústave SI, ktorá je vo vzťahu k Weberovi podnásobkom. Podľa definície zmena magnetického toku cez uzavretú slučku rýchlosťou jeden weber za sekundu indukuje elektromotorickú silu (EMF) rovnajúcu sa jednému voltu v tejto slučke. V iných jednotkách SI sa Weber vyjadruje takto: tesla na meter štvorcový (T m²) alebo volt-sekunda (V s) alebo joule na ampér (J/A).
1 Wb = 1 V s = 1 T m² = 1 J/A = 108 μs (Maxwellov).

volt-sekunda

Volt-sekunda (V s)- odvodená jednotka merania magnetického toku v sústave SI. Podľa definície zmena magnetického toku cez uzavretú slučku rýchlosťou jeden weber za sekundu indukuje elektromotorickú silu (EMF) rovnajúcu sa jednému voltu v tejto slučke. V iných jednotkách SI sa Weber vyjadruje takto: tesla na meter štvorcový (T m²) alebo volt-sekunda (V s) alebo joule na ampér (J/A).
1 Wb = 1 V s = 1 T m² = 1 J/A = 108 μs (Maxwellov).

jediný magnetický pól

Jediný magnetický pól(angl. jednotka magnetický pól) - jednotka na meranie sily vzájomného pôsobenia dvoch magnetov vo vákuu, ktorá sa rovná sile, ktorou jeden magnetický pól odpudzuje druhý magnetický pól rovnakého mena vo vzdialenosti jedného centimetra silou jeden dyne. V jednotkách SI možno jednotku magnetického toku definovať ako pól, ktorý keď je umiestnený vo vákuu vo vzdialenosti jeden meter od rovnakého a rovnakého pólu, odpudzuje ho silou ¼πμ₀ newtonov, kde μ₀ je absolútna hodnota. magnetická permeabilita vákua alebo vzduchu 4π · 10⁻⁷ Gn/m. V MKS (systém meter-kilogram-sekunda) a SI bol tento koncept nahradený prúdom pretekajúcim vinutím, teda ampérzávitmi a neskôr aj ampérmi.

megalínia

Megaline

kiloline

kiloline- jednotka merania magnetického toku, násobok čiary - starý názov Maxwell (Mks), čo je odvodená jednotka merania magnetického toku v systéme CGS. V rovnomernom magnetickom poli s indukciou jedného Gaussa prechádza magnetický tok jedného Maxwella cez plochý obrys s plochou jedného štvorcového centimetra umiestnený kolmo na vektor indukcie: 1 μs = 1 G cm² = 10⁻⁸ Wb

riadok

Linka- starý názov pre Maxwell (Mks) - odvodená jednotka merania magnetického toku v systéme CGS. V rovnomernom magnetickom poli s indukciou jedného Gaussa prechádza magnetický tok jedného Maxwella cez plochý obrys s plochou jedného štvorcového centimetra umiestnený kolmo na vektor indukcie: 1 μs = 1 G cm² = 10⁻⁸ Wb

Maxwell

Maxwell (Mks)- odvodená jednotka merania magnetického toku v systéme GHS. V rovnomernom magnetickom poli s indukciou jedného Gaussa prechádza magnetický tok jedného Maxwella cez plochý obrys s plochou jedného štvorcového centimetra, ktorý je kolmý na vektor indukcie: 1 μs = 1 G cm² = 10⁻⁸ Wb. Maxwell sa predtým nazýval línia.

tesla meter²

Tesla meter štvorcový (T m²)- jednotka merania magnetického toku rovná Weberovi (Wb). Podľa definície zmena magnetického toku cez uzavretú slučku rýchlosťou jeden weber za sekundu indukuje elektromotorickú silu (EMF) rovnajúcu sa jednému voltu v tejto slučke. V iných jednotkách SI sa Weber vyjadruje takto: tesla na meter štvorcový (T m²) alebo volt-sekunda (V s) alebo joule na ampér (J/A).
1 Wb = 1 V s = 1 T m² = 1 J/A = 108 μs (Maxwellov).

tesla-centimeter²

Tesla centimeter štvorcový (T cm²)- jednotka merania magnetického toku, násobok Weber (Wb). Podľa definície zmena magnetického toku cez uzavretú slučku rýchlosťou jeden weber za sekundu indukuje elektromotorickú silu (EMF) rovnajúcu sa jednému voltu v tejto slučke. V iných jednotkách SI sa Weber vyjadruje takto: tesla na meter štvorcový (T m²) alebo volt-sekunda (V s) alebo joule na ampér (J/A).
1 Wb = 1 V s = 1 T m² = 1 J/A = 108 μs (Maxwellov).

Zdá sa vám ťažké preložiť merné jednotky z jedného jazyka do druhého? Kolegovia sú pripravení vám pomôcť. Uverejnite otázku v TCTerms a do niekoľkých minút dostanete odpoveď.

Čo je magnetický tok?

Aby bolo možné podať presnú kvantitatívnu formuláciu Faradayovho zákona elektromagnetickej indukcie, je potrebné zaviesť novú veličinu – vektorový tok magnetickej indukcie.

Vektor magnetickej indukcie charakterizuje magnetické pole v každom bode priestoru. Môžete zaviesť ďalšie množstvo, ktoré závisí od hodnôt vektora nie v jednom bode, ale vo všetkých bodoch povrchu ohraničeného plochým uzavretým obrysom.

Za týmto účelom uvažujme plochý uzavretý vodič (obvod) ohraničujúci povrch plochy S a umiestnený v rovnomernom magnetickom poli (obr. 2.4). Normála (vektor, ktorého modul sa rovná jednotke) k rovine vodiča zviera uhol so smerom vektora magnetickej indukcie. Magnetický tok Ф (tok vektora magnetickej indukcie) povrchom plochy S je hodnota rovnajúca sa súčinu veľkosti vektora magnetickej indukcie plochou S a kosínusu uhla medzi vektormi a:

Súčinom je projekcia vektora magnetickej indukcie na normálu roviny obrysu. Preto

Čím väčšia je hodnota B n a S, tým väčší je magnetický tok Hodnota F sa nazýva „magnetický tok“ analogicky s prietokom vody, ktorý je tým väčší, čím väčšia je rýchlosť toku vody a plocha prierezu. potrubia.

Magnetický tok možno graficky interpretovať ako hodnotu úmernú počtu magnetických indukčných čiar prenikajúcich povrchom plochy S.

Jednotkou magnetického toku je Weber. 1 weber (1 Wb) je vytvorený rovnomerným magnetickým poľom s indukciou 1 T cez plochu s plochou 1 m 2 umiestnenú kolmo na vektor magnetickej indukcie.

Magnetický tok závisí od orientácie povrchu, ktorým magnetické pole preniká.

Všeobecné informácie o magnetickom toku

Dnešná hodina fyziky je venovaná téme magnetického toku. Aby sme dali presnú kvantitatívnu formuláciu Faradayovho zákona elektromagnetickej indukcie, budeme musieť zaviesť novú veličinu, ktorá sa v skutočnosti nazýva magnetický tok alebo tok vektora magnetickej indukcie.

Z predchádzajúcich hodín už viete, že magnetické pole je opísané vektorom magnetickej indukcie B. Na základe konceptu vektora indukcie B môžeme nájsť magnetický tok. Na tento účel budeme uvažovať uzavretý vodič alebo obvod s plochou S. Predpokladajme, že ním prechádza rovnomerné magnetické pole s indukciou B. Potom je magnetický tok F, vektor magnetickej indukcie cez plochu s plochou S hodnota súčinu modulu vektora magnetickej indukcie B plochou obvodu S a cos uhla medzi vektorom B a normálnym cos alfa:

Vo všeobecnosti sme dospeli k záveru, že ak umiestnite obvod s prúdom do magnetického poľa, potom obvodom prejdú všetky indukčné čiary tohto magnetického poľa. To znamená, že môžeme bezpečne povedať, že magnetická indukčná čiara je práve táto magnetická indukcia, ktorá sa nachádza v každom bode tejto čiary. Alebo môžeme povedať, že magnetické indukčné čiary sú tok indukčného vektora pozdĺž priestoru obmedzeného a opísaného týmito čiarami, t.j. magnetický tok.

Teraz si spomeňme, čomu sa rovná jednotka magnetického toku:

Smer a množstvo magnetického toku

Ale tiež musíte vedieť, že každý magnetický tok má svoj vlastný smer a kvantitatívnu hodnotu. V tomto prípade môžeme povedať, že obvod preniká určitým magnetickým tokom. A tiež je potrebné poznamenať, že veľkosť magnetického toku závisí od veľkosti obvodu, to znamená, že čím väčšia je veľkosť obvodu, tým väčší magnetický tok ním prejde.

Tu môžeme zhrnúť a povedať, že magnetický tok závisí od oblasti priestoru, cez ktorý prechádza. Ak napríklad vezmeme pevný rám určitej veľkosti, ktorý je preniknutý konštantným magnetickým poľom, potom v tomto prípade bude magnetický tok, ktorý prechádza týmto rámom, konštantný.

S rastúcou silou magnetického poľa sa prirodzene zvýši aj magnetická indukcia. Okrem toho sa veľkosť magnetického toku bude úmerne zvyšovať v závislosti od zvýšenej veľkosti indukcie.

Praktická úloha

1. Pozrite sa pozorne na tento obrázok a odpovedzte na otázku: Ako sa môže zmeniť magnetický tok, ak sa obvod otáča okolo osi OO?

2. Čo si myslíte, ako sa môže zmeniť magnetický tok, ak vezmeme uzavretú slučku, ktorá je umiestnená v určitom uhle k čiaram magnetickej indukcie a jej plocha sa zmenší na polovicu a vektorový modul sa zväčší štyrikrát?
3. Pozrite sa na možnosti odpovede a povedzte mi, ako by mal byť rám orientovaný v rovnomernom magnetickom poli, aby tok cez tento rám bol nulový? Ktorá odpoveď je správna?

4. Pozorne si prezrite nákres znázornených obvodov I a II a odpovedzte, ako sa môže meniť magnetický tok, keď sa otáčajú?

5. Čo podľa vás určuje smer indukčného prúdu?
6. Aký je rozdiel medzi magnetickou indukciou a magnetickým tokom? Pomenujte tieto rozdiely.
7. Pomenujte vzorec pre magnetický tok a veličiny zahrnuté v tomto vzorci.
8. Aké metódy merania magnetického toku poznáte?

Je zaujímavé vedieť

Vedeli ste, že zvýšená slnečná aktivita ovplyvňuje magnetické pole Zeme a približne každých jedenásť a pol roka sa zvýši natoľko, že môže narušiť rádiovú komunikáciu, spôsobiť poruchu kompasu a negatívne ovplyvniť pohodu človeka. Takéto procesy sa nazývajú magnetické búrky.

Myakishev G. Ya., Fyzika. 11. ročník: vzdelávací. pre všeobecné vzdelanie inštitúcie: základné a profilové. úrovne / G. Ya. Myakishev, B. V. Bukhovtsev, V. M. Charugin; upravil V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. - 17. vyd., prepracované. a dodatočné - M.: Vzdelávanie, 2008. - 399 s.: chor.

Magnetické materiály sú tie, ktoré sú vystavené vplyvu špeciálnych silových polí, naopak nemagnetické materiály nie sú vystavené alebo len slabo vystavené silám magnetického poľa, ktoré je zvyčajne reprezentované siločiarami (magnetickým tokom) s určitým vlastnosti. Okrem toho, že vždy tvoria uzavreté slučky, správajú sa, ako keby boli elastické, to znamená, že počas deformácie sa snažia vrátiť do svojej predchádzajúcej vzdialenosti a do svojho prirodzeného tvaru.

Neviditeľná sila

Magnety majú tendenciu priťahovať určité kovy, najmä železo a oceľ, ako aj zliatiny niklu, niklu, chrómu a kobaltu. Materiály, ktoré vytvárajú príťažlivé sily, sú magnety. Sú ich rôzne druhy. Materiály, ktoré sa dajú ľahko zmagnetizovať, sa nazývajú feromagnetické. Môžu byť tvrdé alebo mäkké. Mäkké feromagnetické materiály, ako je železo, rýchlo strácajú svoje vlastnosti. Magnety vyrobené z týchto materiálov sa nazývajú dočasné. Tvrdé materiály, ako je oceľ, si zachovávajú svoje vlastnosti oveľa dlhšie a používajú sa trvalo.

Magnetický tok: definícia a charakteristika

Okolo magnetu je určité silové pole a to vytvára možnosť energie. Magnetický tok sa rovná súčinu priemerných silových polí kolmých na povrch, do ktorého preniká. Je reprezentovaný symbolom "Φ" a meria sa v jednotkách nazývaných Webers (WB). Množstvo toku prechádzajúceho cez danú oblasť sa bude líšiť od jedného bodu k druhému okolo objektu. Magnetický tok je teda takzvaná miera sily magnetického poľa alebo elektrického prúdu na základe celkového počtu nabitých siločiar prechádzajúcich určitou oblasťou.

Rozlúštenie záhady magnetického toku

Všetky magnety, bez ohľadu na ich tvar, majú dve oblasti nazývané póly, ktoré sú schopné vytvoriť určitý reťazec organizovaného a vyváženého systému neviditeľných siločiar. Tieto čiary z toku tvoria zvláštne pole, ktorého tvar sa v niektorých častiach javí v porovnaní s inými intenzívnejšie. Regióny s najväčšou príťažlivosťou sa nazývajú póly. Vektorové siločiary nie je možné rozpoznať voľným okom. Vizuálne sa vždy javia ako siločiary s jednoznačnými pólmi na každom konci materiálu, kde sú čiary hustejšie a koncentrovanejšie. Magnetický tok sú čiary, ktoré vytvárajú vibrácie príťažlivosti alebo odpudzovania, ukazujúce ich smer a intenzitu.

Čiary magnetického toku

Magnetické siločiary sú definované ako krivky, ktoré sa pohybujú po určitej dráhe v magnetickom poli. Tangenta k týmto krivkám v ktoromkoľvek bode ukazuje smer magnetického poľa v tomto bode. Charakteristika:

Každá prietoková linka tvorí uzavretú slučku.

Tieto indukčné čiary sa nikdy nepretínajú, ale majú tendenciu sa skracovať alebo naťahovať a meniť ich rozmery v jednom alebo druhom smere.

Siločiary majú spravidla začiatok a koniec na povrchu.

Existuje aj špecifický smer zo severu na juh.

Siločiary, ktoré sú umiestnené blízko seba, tvoria silné magnetické pole.

• Keď sú susedné póly rovnaké (sever-sever alebo juh-juh), navzájom sa odpudzujú. Keď susedné póly nie sú zarovnané (sever-juh alebo juh-sever), sú k sebe priťahované. Tento efekt pripomína známy výrok, že protiklady sa priťahujú.

Magnetické molekuly a Weberova teória

Weberova teória sa opiera o skutočnosť, že všetky atómy majú magnetické vlastnosti vďaka väzbe medzi elektrónmi v atómoch. Skupiny atómov sa spájajú takým spôsobom, že polia, ktoré ich obklopujú, sa otáčajú rovnakým smerom. Tieto druhy materiálov sa skladajú zo skupín malých magnetov (pri pohľade na molekulárnej úrovni) okolo atómov, čo znamená, že feromagnetický materiál sa skladá z molekúl, ktoré majú príťažlivé sily. Tieto sú známe ako dipóly a sú zoskupené do domén. Keď sa materiál zmagnetizuje, všetky domény sa stanú jedným. Materiál stráca svoju schopnosť priťahovať a odpudzovať, ak sa jeho domény oddelia. Dipóly spolu tvoria magnet, ale jednotlivo sa každý z nich snaží odtlačiť od unipolárneho, čím priťahuje opačné póly.

Polia a póly

Sila a smer magnetického poľa sú určené čiarami magnetického toku. Oblasť príťažlivosti je silnejšia tam, kde sú čiary blízko seba. Čiary sú najbližšie k pólu základne prúta, kde je príťažlivosť najsilnejšia. Samotná planéta Zem sa nachádza v tomto silnom poli. Pôsobí tak, ako keby stredom planéty prechádzala obrovská magnetizovaná pásová platňa. Severný pól strelky kompasu smeruje k bodu nazývanému magnetický severný pól a južný pól smeruje k magnetickému juhu. Tieto smery sa však líšia od geografického severného a južného pólu.

Povaha magnetizmu

Magnetizmus hrá dôležitú úlohu v elektrotechnike a elektronike, pretože bez jeho komponentov, ako sú relé, solenoidy, induktory, tlmivky, cievky, reproduktory, elektromotory, generátory, transformátory, elektromery atď.. Magnety možno nájsť v prírodných stav vo forme magnetických rúd. Existujú dva hlavné typy, magnetit (tiež nazývaný oxid železa) a magnetická železná ruda. Molekulárna štruktúra tohto materiálu v nemagnetickom stave je prezentovaná vo forme voľného magnetického reťazca alebo jednotlivých drobných častíc, ktoré sú voľne usporiadané v náhodnom poradí. Keď sa materiál zmagnetizuje, toto náhodné usporiadanie molekúl sa zmení a drobné náhodné molekulárne častice sa zoradia takým spôsobom, že vytvárajú celý rad usporiadaní. Táto myšlienka molekulárneho usporiadania feromagnetických materiálov sa nazýva Weberova teória.

Meranie a praktická aplikácia

Najbežnejšie generátory využívajú na výrobu elektriny magnetický tok. Jeho výkon je široko používaný v elektrických generátoroch. Prístroj používaný na meranie tohto zaujímavého javu sa nazýva fluxmeter, ktorý pozostáva z cievky a elektronického zariadenia, ktoré meria zmenu napätia na cievke. Vo fyzike je tok ukazovateľom počtu siločiar prechádzajúcich určitou oblasťou. Magnetický tok je mierou počtu magnetických siločiar.

Niekedy dokonca aj nemagnetický materiál môže mať diamagnetické a paramagnetické vlastnosti. Zaujímavým faktom je, že príťažlivé sily môžu byť zničené zahrievaním alebo úderom kladivom z rovnakého materiálu, ale nemožno ich zničiť alebo izolovať jednoduchým rozbitím veľkého exempláru na dve časti. Každý zlomený kus bude mať svoj vlastný severný a južný pól, bez ohľadu na to, aké malé kúsky sú.