Магнитное поле физика: Магнитное поле – FIZI4KA

Магнитное поле — урок. Физика, 8 класс.

Одним из свойств электрического тока является магнитное поле, оно возникает при протекании тока по проводнику.

Пример:

При прохождении тока по двум параллельно расположенным проводникам между проводниками возникают силы взаимодействия, которые называются магнитными силами. Действие этих сил может привести к деформации проводников (см. рисунок).

Для изучения магнитного действия тока используют магнитную стрелку.

Обрати внимание!

У магнитной стрелки есть два полюса — северный (обозначается буквой \(N\), окрашен в синий цвет) и южный (обозначается буквой \(S\), окрашен в красный цвет).

Линию, соединяющую полюсы магнитной стрелки, называют её осью.

Магнитную стрелку ставят на острие, чтобы она могла свободно поворачиваться.

Рассмотрим опыт, который показывает взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки. Такое взаимодействие впервые обнаружил в \(1820\) г. датский учёный Ханс Кристиан Эрстед.

 Эрстед Ханс Кристиан

Расположим проводник, включённый в цепь источника тока, над магнитной стрелкой параллельно её оси.

При замыкании цепи магнитная стрелка отклоняется от своего первоначального положения. При размыкании цепи магнитная стрелка возвращается в своё начальное положение. Это означает, что проводник с током и магнитная стрелка взаимодействуют друг с другом.

Опыт Эрстеда подтверждает существование вокруг проводника с электрическим током магнитного поля, которое и действует на магнитную стрелку, отклоняя её.

Обрати внимание!

Магнитное поле существует вокруг любого проводника с током, т.е. вокруг движущихся электрических зарядов. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.

Опыт Эрстеда устанавливает связь между электрическими и магнитными явлениями. О существовании такой связи догадывались ещё первые исследователи, которых поражала аналогия электрических и магнитных явлений, например, притягивание и отталкивание: в электричестве — разноимённых и одноимённых зарядов, а в магнетизме — разноимённых и одноимённых полюсов.

Таким образом, вокруг неподвижных электрических зарядов существует только электрическое поле. Вокруг движущихся зарядов, то есть электрического тока, существует и электрическое, и магнитное поле. Магнитное поле появляется вокруг проводника, когда в последнем возникает ток, поэтому ток можно рассматривать как источник магнитного поля. В этом смысле надо понимать выражения «магнитное поле тока» или «магнитное поле, созданное током».

Физика (11 класс)/Магнитное поле. Магнитная индукция — Викиверситет

Магнитное поле[править]

В отличие от заряда покоящегося, который создает вокруг себя электрическое поле, заряд движущийся создает вокруг себя также магнитное поле .

Экспериментально установлено, что: Магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами). Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряды).

Магнитное поле создается постоянными магнитами или проводниками, по которым течет постоянный ток. Вектор магнитной индукции B является важнейшей характеристикой магнитного поля. Линии магнитной индукции — это линии, касательные к которым направлены так же, как и вектор В в данной точке. В отличие от силовых линий электростатического поля, линии магнитной индукции замкнуты. Магнитное поле является вихревым. В нем работа при перемещении по замкнутой траектории не равна нулю, а зависит от формы траектории (в отличии от электростатического поля или поля тяжести Земли).

Для магнитных полей справедлив принцип суперпозиции, дадим его определение.

Определение. Принцип суперпозиции. В любой точке поля вектор магнитной индукции результирующего поля равен сумме векторов полей, создаваемых каждой точкой в отдельности: B=B1+B2+…+Bn{\displaystyle B=B_{1}+B_{2}+…+B_{n}}.

Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера.

                                                 Fa=BIL sin α. 

Где α это угол между вектором магнитной индукции и проводником.

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки.

правило левой руки:

Если расположить левую руку так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре пальца были направлены по току, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Ампера. Как видно из формулы, сила Ампера максимальна при α=90° и минимальна при α=0° (т.е. когда линии
магнитной индукции параллельны проводнику).

Как было сказано выше, магнитное поле действует не только на проводник с током, но и на движущийся заряд.

Сила Лоренца-это сила с которой магнитное поле действует на движущийся заряд.
Fл=|q|υBsinα

где q- величина заряда, υ-его скорость, B- индукция магнитного поля, α-угол между магнитной индукцией и направлением скорости.
Направление СИЛЫ ЛОРЕНЦА можно определить по

ПРАВИЛУ ЛЕВОЙ РУКИ: если расположить ладонь левой руки так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре 
пальца были направленны по направлению движения положительного заряда (если дан отрицательный заряд, то берем соответственно
в противоположную сторону) то отогнутый на 90° большой палец покажет направление действия силы Лоренца.

Магнитный поток[править]

Магнитным потоком(потоком магнитной индукции) Φ через плоскую поверхность площадью S, помещенную в однородное магнитное поле, называется величина:

                                             Φ=BScosα

где B-модуль вектора магнитной индукции, α- угол между вектором B и вектором перпендикулярным к поверхности площадью S.
На магнитный поток, как и на магнитное поле распространяется принцип суперпозиции

Φ=Φ1+Φ2+...Φn

Закон электромагнитной индукции[править]

Суть явления электромагнитной индукции состоит в том, что при любом изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, возникает индукционный ток, который существует до тех пор, пока изменяется магнитный поток.

Определить направление индукционного тока можно по правилу Ленца:индукционный ток всегда противодействует причине, вызвавшей его.
Закон электромагнитной индукции утверждает, что при изменении магнитного потока в контуре возникает электродвижущая сила индукции , равная скорости изменения магнитного потока через поверхность:

ε=-ΔΦ/Δt

Теория по теме «Магнитное поле» 11 класс

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

— это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.

1. Опыт Эрстеда

2. Свойства магнитного поля

1. Магнитное поле создается движущимися заряженными частицами и телами, проводниками с током, постоянными магнитами.

2. Магнитное поле действует на движущиеся заряженные частицы и тела, на проводники с током, на постоянные магниты, на рамку с током.

3. Силовая характеристика магнитного поля

Магнитная индукция

Вектор магнитной индукции направлен всегда так, как сориентирована свободно вращающаяся магнитная стрелка в магнитном поле.

Единица измерения магнитной индукции в системе СИ:

4. Линии магнитной индукции

— это линии, касательными к которой в любой её точке является вектор магнитной индукции.

• Первое правило правой руки: если обхватить проводник правой рукой, направив отставленный большой палец вдоль тока, то остальные пальцы этой руки укажут направление силовых линий магнитного поля данного тока.

• Второе правило правой руки :если обхватить соленоид ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены вдоль тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.

5. Опыт Ампера — взаимодействие параллельных токов

6. Сила Ампера

— это сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

Модуль силы Ампера равен произведению силы тока в проводнике на модуль вектора магнитной индуции, длину проводника и синус угла между вектором магнитной индукции и направлением тока в проводнике.

Сила Ампера максимальна, если вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику.

Если вектор магнитной индукции параллелен проводнику, то магнитное поле не оказывает никакого действия на проводник с током, т.е. сила Ампера равна нулю.

7. Направление силы Ампера

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки:

Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная проводнику составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а 4 вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы, действующий на проводник с током.

8. Сила Лоренца

сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся электрически заряженную частицу.

9. Направление силы Лоренца

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки:

10. Если поставить левую руку так, чтобы перпендикулярная скорости составляющая вектора индукции входила в ладонь, а четыре пальца были бы расположены по направлению скорости движения положительного заряда (или против направления скорости отрицательного заряда), то отогнутый большой палец укажет направление силы Лоренца
    Движение заряженной частицы в магнитном поле

В этом случае сила Лоренца на частицу не действует, и поэтому частица будет продолжать двигаться равномерно и прямолинейно с той скоростью, которая у нее была

В этом случае сила Лоренца заставит двигаться частицу по окружности радиуса

В этом случае движение будет происходить по винтовой линии

Магнитное поле, его свойства

Цели урока:

— повторение, углубление и систематизация имеющихся у учащихся сведений о магнитных явлениях и магнитном поле;

— формирование научного мировоззрения учащихся, акцентируя внимание о материальности магнитного поля на основе рассмотрения действия магнитного поля на заряды и токи;

— воспитывать сознательное отношение к учебе и заинтересованность в изучении физики.

Методы:

словесный — беседа;

наглядный — видеоурок, записи на доске;

контролирующий — решение задач)

Связи:

внутрипредметные: физика 9 класс «Магнитное поле», физика 8, 10 класс «Электрический заряд».

Ход урока:

1. Организационный этап.

Приветственное слово учителя. Поздравление с началом учебного года. Отмечание отсутствующих.

2. Объяснение нового материала.

Скачать видеоурок «Магнитное поле, его свойства»

Скачать «Магнитное поле, его свойства» с яндекс-диска

Сегодня на уроке мы с вами поговорим о магнитном поле и его свойствах.

В качестве эпиграфа к нашему уроку, возьмем слова Джеймса Клерка Максвелла «Исследования Ампера… принадлежат к числу самых блестящих работ, которые проведены когда-либо в науке».

Но прежде, чем приступить к изучению нового материала, давайте вспомним, что такое магнит и какими свойствами он обладает.

Магнитные явления известны людям с глубокой древности. Еще древние греки знали, что существует особый минерал, способный притягивать железные предметы. Это был один из минералов железной руды, который сейчас известен как магнетит. Его залежи находились возле города Магнесии на севере Турции. Слово «магнит» в переводе с греческого означает «камень из Магнесии».

Впервые свойства магнитных материалов использовали в Китае. Именно там в третьем веке до нашей эры был сконструирован первый компас, и только к XII веку он стал известен в Европе.

А первой крупной работой, посвящённой исследованию магнитных явлений, является книга Вильяма Гильберта «О магните», вышедшая в 1600 году.

Известные с древних времен явления притяжения разноименных и отталкивания одноименных полюсов магнита напоминают явление взаимодействия разноименных и одноименных электрических зарядов.

Мы с вами уже знаем, что между неподвижными электрическими зарядами действуют силы, определяемые законом Кулона. Согласно теории близкодействия это взаимодействие осуществляется так: каждый из зарядов создает электрическое поле, которое действует на другой заряд.

Однако долгое время оставался неразрешимым вопрос о том, могут ли между электрическими зарядами существовать силы иной природы? Для ответа на этот вопрос давайте рассмотрим опыт, проведенный французским физиком Андре-Мари Ампером в 1820 году.

Ампер взял два гибких провода и укрепил их вертикально, а затем присоединил нижние концы проводов к полюсам источника тока. При таком подключении с проводниками не обнаруживалось никаких изменений. Проводники заряжались от источника тока, но заряды проводников при разности потенциалов между ними в несколько вольт ничтожно малы. Поэтому кулоновские силы никак не проявляются.

Затем Ампер замкнул другие концы проводников неб

Магнитное поле. Формулы ЕГЭ — Репетитор по физике (Краснодар)

Все формулы взяты в строгом соответствии с Федеральным институтом педагогических измерений (ФИПИ)

3.3 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

3.3.1 Механическое взаимодействие магнитов

Около электрического заряда образуется своеобразная форма материи — электрическое поле. Вокруг магнита существует подобная форма материи, но имеет другую природу происхождения (ведь руда электрически нейтральна), ее называют магнитным полем. Для изучения магнитного поля используют прямой или подковообразный магниты. Определенные места магнита обладают наибольшим притягивающим действием, их называют полюсами (северный и южный). Разноименные магнитные полюса притягиваются, а одноименные — отталкиваются.

Магнитное поле. Вектор магнитной индукции

Для силовой характеристики магнитного поля используют вектор индукции магнитного поля B. Магнитное поле графически изображают при помощи силовых линий (линии магнитной индукции). Линии являются замкнутыми, не имеют ни начала, ни конца. Место, из которого выходят магнитные линии — северный полюс (North), входят магнитные линии в южный полюс (South).

Магнитная индукция B  [Тл] — векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля.

Принцип суперпозиции магнитных полей — если магнитное поле в данной точке пространства создается несколькими источниками поля, то магнитная индукция — векторная сумма индукций каждого из полей в отдельности:

Линии магнитного поля. Картина линий поля полосового и подковообразного постоянных магнитов

3.3.2 Опыт Эрстеда. Магнитное поле проводника с током. Картина линий поля длинного прямого проводника и замкнутого кольцевого проводника, катушки с током

Магнитное поле существует не только вокруг магнита, но и любого проводника с током. Опыт Эрстеда демонстрирует действие электрического тока на магнит. Если прямой проводник, по которому идёт ток, пропустить через отверстие в листе картона, на котором рассыпаны мелкие железные или стальные опилки, то они образуют концентрические окружности, центр которых располагается на оси проводника. Эти окружности представляют собой силовые линии магнитного поля проводника с током.

3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина:

Сила Ампера — сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная составляющая вектора магнитной индукции В входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы, действующей на отрезок проводника с током, то есть силы Ампера. 

где  I — сила тока в проводнике;

B — модуль вектора индукции магнитного поля;

L — длина проводника, находящегося в магнитном поле;

α — угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике.

3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина:

Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение зарядов, то действие магнитного поля на проводник с током есть результат его действия на отдельные движущиеся заряды. Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца. Сила Лоренца определяется соотношением:

где q — величина движущегося заряда;

V — модуль его скорости;

B — модуль вектора индукции магнитного поля;

α — угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

Обратите внимание, что сила Лоренца перпендикулярна скорости и поэтому она не совершает работы, не изменяет модуль скорости заряда и его кинетической энергии. Но направление скорости изменяется непрерывно.

Сила Лоренца перпендикулярна векторам В и v , и её направление определяется с помощью того же правила левой руки, что и направление силы Ампера: если левую руку расположить так, чтобы составляющая магнитной индукции В, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре пальца были направлены по движению положительного заряда (против движения отрицательного, например электрона), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на заряд силы Лоренца Fл.

Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле

При движении заряженной частицы в магнитном поле сила Лоренца работы не совершает. Поэтому модуль вектора скорости при движении частицы не изменяется. Если заряженная частица движется в однородном магнитном поле под действием силы Лоренца, а ее скорость  лежит в плоскости, перпендикулярной вектору  то частица будет двигаться по окружности радиуса R:

R=mv/qB

Магнитное поле прямого тока — урок. Физика, 8 класс.

Существование магнитного поля вокруг проводника с электрическим током можно обнаружить различными способами. Один из таких способов заключается в использовании мелких железных опилок.

В магнитном поле опилки — маленькие кусочки железа — намагничиваются и становятся магнитными стрелочками. Ось каждой стрелочки в магнитном поле устанавливается вдоль направления действия сил магнитного поля.

Линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок, называют магнитными линиями магнитного поля.

С помощью магнитных линий удобно изображать магнитные поля графически. Так как магнитное поле существует во всех точках пространства, окружающего проводник с током, то через любую точку можно провести магнитную линию. Магнитные линии магнитного поля тока представляют собой замкнутые кривые, охватывающие проводник.

Обрати внимание!

Направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки в каждой точке поля, принято за направление магнитной линии магнитного поля.

Цепочки, которые образуют в магнитном поле железные опилки, показывают форму магнитных линий магнитного поля (рис. 1).

Рис. 1

Если прямой проводник пропустить сквозь лист картона, на который насыпан тонкий слой железных опилок, включить ток и опилки слегка встряхнуть, то под действием магнитного поля тока железные опилки расположатся вокруг проводника не беспорядочно, а по концентрическим окружностям (рис. 2).

Рис. 2

На рисунке показано расположение магнитных стрелок вокруг проводника с током, расположенного перпендикулярно плоскости чертежа, ток в нём направлен от нас, что условно обозначено кружком с крестиком. Оси этих стрелок устанавливаются вдоль магнитных линий магнитного поля прямого тока (рис. 3, а).

При изменении направления тока в проводнике на противоположное (к нам), что условно обозначено кружком с точкой, все магнитные стрелки поворачиваются на \(180\)° (рис. 3, б).

Рис. 3

Направление магнитных линий магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике.

Направление линий магнитного поля можно определить с помощью правила правой руки:

если обхватить проводник с током ладонью правой руки так, чтобы отставленный большой палец был сонаправлен с током (рис. 4), то согнутые четыре пальца укажут направление линий магнитного поля.

Рис. 4

Конспект «Магнитное поле постоянного магнита»

«Магнитное поле постоянного магнита.
Взаимодействие постоянных магнитов»

Тела, длительное время сохраняющие магнитные свойства, или намагниченность, называют постоянными магнитами. Поднося магнит к железным опилкам, можно заметить, что они притягиваются к концам магнита и практически не притягиваются к его середине. Те места магнита, которые производят наиболее сильное магнитное действие, называются полюсами магнита. Магнит имеет два полюса: северный — N и южный — S. Принято северный полюс магнита окрашивать синим цветом, а южный — красным. Если полосовой магнит разделить на две части, то каждая из них окажется магнитом с двумя полюсами.

Линии магнитной индукции постоянных магнитов замкнуты, все они выходят из северного полюса и входят в южный, замыкаясь внутри магнита.  Магнитные стрелки и магниты взаимодействуют между собой. Разноимённые магнитные полюсы притягиваются друг к другу, а одноимённые — отталкиваются. Взаимодействие магнитов объясняется тем, что магнитное поле одного магнита действует на другой магнит и, наоборот, магнитное поле 2-го магнита действует на 1-й.

Причиной наличия у веществ магнитных свойств является движение электронов, существующих в каждом атоме. При своём движении вокруг атома электроны создают магнитные поля. Если эти поля имеют одинаковую ориентацию, то вещество, например железо или сталь, намагничены достаточно сильно.

Постоянный магнит

Конспект урока «Магнитное поле постоянного магнита».

Следующая тема: «Действие магнитного поля на проводник с током».

Магнитное поле — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Магнитное поле — это область вокруг магнита, в которой действует магнитная сила. Движущиеся электрические заряды могут создавать магнитные поля. Магнитные поля можно проиллюстрировать линиями магнитного потока. Всегда направление магнитного поля показано направлением линий магнитного потока. Сила магнита связана с промежутками между линиями магнитного потока. Чем ближе магнитные линии друг к другу, тем сильнее магнит.Чем дальше они находятся, тем слабее. Линии потока можно увидеть, поместив железные опилки над магнитом. Железные опилки перемещаются и складываются в линии. Магнитные поля придают энергию другим частицам, которые касаются магнитного поля.

В физике магнитное поле — это поле, которое проходит через пространство и заставляет магнитную силу перемещать электрические заряды и магнитные диполи. Магнитные поля возникают вокруг электрических токов, магнитных диполей и изменяющихся электрических полей.

При помещении в магнитное поле магнитные диполи находятся на одной линии, а их оси параллельны силовым линиям, что можно увидеть, когда железные опилки находятся в присутствии магнита.Магнитные поля также обладают собственной энергией и импульсом с плотностью энергии, пропорциональной квадрату напряженности поля. Магнитное поле измеряется в единицах тесла (единицы СИ) или гаусс (единицы сгс).

Есть несколько известных видов магнитного поля. Для физики магнитных материалов см магнетизм и магнит, а точнее диамагнетизм. Для магнитных полей, созданных изменением электрических полей, см электромагнетизм.

Электрическое поле и магнитное поле являются составляющими электромагнитного поля.

Закон электромагнетизма был основан Майклом Фарадеем.

Модель магнитного полюса : два противоположных полюса, северный (+) и южный (-), разделенные расстоянием d, образуют поле H (линии).

Физики могут сказать, что сила и крутящие моменты между двумя магнитами вызваны отталкиванием или притяжением магнитных полюсов. Это похоже на то, что кулоновская сила отталкивает одни и те же электрические заряды или притягивает противоположные электрические заряды. В этой модели H-поле создается магнитными зарядами , которые «размазаны» вокруг каждого полюса.Итак, H-поле похоже на электрическое поле E , которое начинается с положительного электрического заряда и заканчивается отрицательным электрическим зарядом. Рядом с северным полюсом все линии H-поля направлены в сторону от северного полюса (внутри магнита или снаружи), а около южного полюса (внутри магнита или снаружи) все линии H-поля направлены к южному полюсу. Таким образом, северный полюс чувствует силу в направлении H-поля, тогда как сила на южном полюсе противоположна H-полю.

В модели магнитного полюса элементарный магнитный диполь м образован двумя противоположными магнитными полюсами с силой полюса q _м , разделенными очень малым расстоянием d, так что m = q _м d .

К сожалению, магнитные полюса не могут существовать отдельно друг от друга. Все магниты имеют пары север / юг, которые нельзя разделить, не создавая двух магнитов, каждый из которых имеет пару север / юг. Кроме того, магнитные полюса не учитывают ни магнетизм, создаваемый электрическими токами, ни силу, которую магнитное поле прилагает к движущимся электрическим зарядам.

Поле H определяется как:

H ≡ Bμ0 − M, {\ displaystyle \ mathbf {H} \ \ Equiv \ {\ frac {\ mathbf {B}} {\ mu _ {0}}} — \ mathbf {M},} (определение H в единицах СИ)

При таком определении закон Ампера принимает следующий вид:

∮⁡H⋅dℓ = ∮⁡ (Bμ0 − M) ⋅dℓ = Itot − Ib = Если {\ displaystyle \ oint \ mathbf {H} \ cdot d {\ boldsymbol {\ ell}} = \ oint \ left ( {\ frac {\ mathbf {B}} {\ mu _ {0}}} — \ mathbf {M} \ right) \ cdot d {\ boldsymbol {\ ell}} = I _ {\ mathrm {tot}} -I_ {\ mathrm {b}} = I _ {\ mathrm {f}}}

где I _f представляет собой «свободный ток», заключенный в контур, так что линейный интеграл H вообще не зависит от связанные токи. ^[1] Дифференциальный эквивалент этого уравнения см. В уравнениях Максвелла. Закон Ампера приводит к граничному условию:

h2, ∥ − h3, ∥ = Kf, {\ displaystyle H_ {1, \ parallel} -H_ {2, \ parallel} = \ mathbf {K} _ {\ text {f}},}

где K _f — поверхностная плотность свободного тока. ^[2]

Точно так же поверхностный интеграл H по любой замкнутой поверхности не зависит от свободных токов и выделяет «магнитные заряды» внутри этой замкнутой поверхности:

∮S⁡μ0H⋅dA = ∮S⁡ (B − μ0M) ⋅dA = (0 — (- qM)) = qM, {\ displaystyle \ oint _ {S} \ mu _ {0} \ mathbf {H } \ cdot \ mathrm {d} \ mathbf {A} = \ oint _ {S} (\ mathbf {B} — \ mu _ {0} \ mathbf {M}) \ cdot \ mathrm {d} \ mathbf {A } = (0 — (- q_ {M})) = q_ {M},}

, который не зависит от свободных токов.

Таким образом, поле H можно разделить на две ^[3] независимых части:

H = H0 + Hd, {\ displaystyle \ mathbf {H} = \ mathbf {H} _ {0} + \ mathbf {H} _ {d}, \,}

где H ₀ — приложенное магнитное поле, обусловленное только свободными токами, а H _d — размагничивающее поле, обусловленное только связанными токами.

Магнитное поле H , следовательно, повторно факторно влияет на связанный ток на «магнитные заряды».Силовые линии H петляют только вокруг «свободного тока» и, в отличие от магнитного поля B , также начинаются и заканчиваются вблизи магнитных полюсов.

1. ↑ Джон Кларк Слейтер, Натаниэль Герман Франк (1969). Электромагнетизм (впервые опубликовано в 1947 г.). Courier Dover Publications. п. 69. ISBN 0486622630 .
2. ↑ Дэвид Гриффитс. Введение в электродинамику (3-е изд. 1999 г.). п. 332.
3. ↑ Третий член необходим для изменения электрических полей и токов поляризации; этот член тока смещения покрывается уравнениями Максвелла.

.

Магнитные поля — Видео по физике от Brightstorm

Магнитные поля — это векторные поля, связанные с магнитными силами. Магнитные поля создаются жесткими ферромагнетиками. В отличие от электрических полей, магнитные поля всегда образуют замкнутые контуры и никогда не создаются и не разрушаются. Хотя силовые линии магнитного поля выходят из северных полюсов и заканчиваются на южных полюсах, внутри магнита они образуют замкнутую петлю. Чем ближе друг к другу силовые линии, тем сильнее поле.Когда противоположные концы двух магнитов взаимодействуют, их силовые линии соединяют северный полюс одного с южным полюсом другого, и эти два притягиваются. Когда одни и те же концы двух магнитов взаимодействуют, они отталкиваются, потому что линии не могут пересекаться и сжимаются друг другом.

Итак, давайте поговорим о магнитных полях, что такое магнитное поле? Что ж, магнитное поле — это векторное поле, что делает эту концепцию Мэти, которая в основном просто говорит, что у вас есть вектор в каждой точке, и это векторное поле связано с силами, как и электрическое.Помните, что электрическое поле всегда указывает в том направлении, в котором будет указывать сила положительного заряда, если вы поместите этот положительный заряд куда-нибудь.

Магнитные поля немного отличаются, они немного сложнее в том, что касается их отношения к реальной силе, но вы все равно можете думать о магнитных полях как о связанных с силой, которую они не направляют в одном направлении, но они связаны с силой. Хорошие магнитные поля создаются постоянными магнитами, которые также называются твердыми ферромагнитными материалами.Слово Ferro похоже на слово Ferrous, которое связано с железом, поэтому ферромагниты связаны с железом, хотя само железо не является твердым ферромагнетиком, вы не можете сделать магнит только из железа, по крайней мере, не при обычных температурах, но есть другие твердые ферромагнитные материалы, которые действительно создают магнитные поля.

Теперь у магнитных материалов два полюса. Это что-то вроде электрических зарядов, но это не одно и то же, так же, как силовые линии электрического поля выходят из положительных зарядов и заканчиваются отрицательными зарядами, силовые линии магнитного поля выходят из северных полюсов и переходят в южные полюса.Тем не менее, очень, очень, очень важное различие, вероятно, самое важное различие между магнитными полями и электрическими полями, электрические поля создаются при положительном заряде и разрушаются при отрицательном заряде, это не так с магнитными полями, магнитные поля никогда не возникают или останавливаться где угодно, они всегда образуют замкнутые контуры, всегда всегда всегда всегда, поэтому давайте посмотрим, что это означает в диаграмме силовых линий магнитного поля, связанной с простым постоянным магнитом. Хорошо, у нас есть северный полюс, у нас есть южный полюс, у нас есть силовые линии магнитного поля, выходящие из северного полюса, так что они выходят, а затем они входят в южный полюс. мне соединить эти линии? Что ж, эти линии северного полюса собираются сойтись, и, как и в случае с электрическими полями, они собираются распространяться, когда для этого есть место и когда они находятся близко друг к другу, что представляет собой более сильное магнитное поле, так что у нас это идет вот так, и вот так оно у нас, вот и наше магнитное поле.Обратите внимание, что магнитное поле сильнее всего на полюсах, а здесь внизу оно не такое сильное. Но что теперь происходит внутри магнита? Вот где разница между электрическими полями и магнитными полями. Внутри магнита магнитные поля продолжаются на всем пути, так что в некотором смысле постоянный магнит похож на сжатие вместе всех силовых линий магнитного поля, которые выглядят далеко друг от друга вне магнита, но внутри магнита это как будто они все были сжаты вместе, так что именно здесь магнитное поле будет самым сильным, и это будет связано с чем-то, что называется проницаемостью магнита, потому что насколько хорошо магнитное поле может проникать в этот жесткий ферромагнитный материал.

Хорошо, теперь давайте посмотрим, что делают силовые линии магнитного поля, когда мы берем два магнита и помещаем их рядом друг с другом. Хорошо, давайте сначала рассмотрим это, так что у нас есть северный полюс, что означает, что у нас выходят силовые линии, у нас есть силовые линии южного полюса, которые проходят хорошо, черт возьми, это легко, мы идем правильно? Значит, все будет так же, хорошо? А что здесь? Выходят силовые линии северного полюса, здесь выходят силовые линии южного полюса, так что мы снова подключимся, вот так, вот так.Теперь обратите внимание, что если я сдвину это ближе друг к другу, эти силовые линии станут красивыми и сильными, и на самом деле это похоже на то, что происходит внутри магнита, поэтому это представляет притяжение, северный полюс магнита притягивает южный полюс другого магнита, и если я положу их вместе они просто становятся одним большим магнитом, верно? Я попытаюсь развести их, и им это не понравится, поэтому эти силовые линии начнут становиться все больше, больше и больше, пока они все не соединятся здесь, и два магнита просто не разделятся.

Хорошо, а что будет, если я возьму два одинаковых шеста и поставлю их рядом? Хорошо, давай посмотрим сюда, так что теперь у нас есть северный полюс, северный полюс, снова наружу, наружу, в чем разница? Вы знаете, это точно так же, как я делал раньше, ну проблема в том, что теперь я не могу их соединить, потому что все эти парни уходят, так что эти собираются подойти и вот так, вот эти придут и вот так . Теперь, как и все силовые линии, они не могут пересекать, потому что магнитное поле, которое каждое отдельное место должно быть в определенном направлении, вы не можете знать, что это шизофреник, как эта, часть его указывает в эту сторону, а часть нет, хорошо, у него есть не пересекаться, поэтому этим линиям поля не разрешается пересекаться, и это вызывает много проблем, потому что они вроде как вынуждены ходить вот так, вот так, и вот так вниз и вот так, а затем эти парни делают То же самое, поэтому здесь вы можете видеть, что эта ситуация усугубляется, если я попытался подтолкнуть два северных полюса ближе друг к другу, потому что этим силовым линиям не разрешено пересекаться, и они просто прижимаются друг к другу, это создает то, что мы можем назвать магнитным давление поля и что происходит, когда у вас есть два одинаковых полюса, и вы пытаетесь их соединить, вы чувствуете это давление магнитного поля, которое хочет раздвинуть их, у них должно быть место, чтобы существовать сами по себе, и если вы попытаетесь их тоже толкнуть закрыто Вместе у них нет этой комнаты, поэтому они будут жаловаться, так что это магнитные поля.

.

Physics4Kids.com: Электричество и магнетизм: магнитные поля

Магнитные поля отличаются от электрических полей. Хотя оба типа полей взаимосвязаны, они выполняют разные функции. Идея линий магнитного поля и магнитных полей была впервые исследована Майклом Фарадеем , а затем Джеймсом Клерком Максвеллом . Оба этих английских ученых сделали великие открытия в области электромагнетизма .

Магнитные поля — это области, на которые объект оказывает магнитное влияние.Поля воздействуют на соседние объекты вдоль линий магнитного поля. Магнитный объект может притягивать или отталкивать другой магнитный объект. Вы также должны помнить, что магнитные силы НЕ связаны с гравитацией. Величина силы тяжести зависит от массы объекта, а сила магнитного поля зависит от материала, из которого сделан объект.

Если вы поместите объект в магнитное поле, это повлияет на него, и эффект будет происходить вдоль силовых линий. Во многих экспериментах в классе наблюдают, как маленькие кусочки железа (Fe) выстраиваются вокруг магнитов вдоль силовых линий. Магнитные полюса — это точки, в которых силовые линии магнитного поля начинаются и заканчиваются. Линии поля сходятся или сходятся на полюсах. Вы, наверное, слышали о полюсах Земли. Эти полюса — места, где сходятся силовые линии наших планет. Мы называем эти полюса северным и южным, потому что именно там они расположены на Земле. Все магнитные объекты имеют силовые линии и полюса. Он может быть размером с атом или размером со звезду.

Вы знаете о заряженных частицах. Есть положительные и отрицательные заряды.Вы также знаете, что положительные заряды притягиваются к отрицательным. Французский ученый Андре-Мари Ампер изучал взаимосвязь между электричеством и магнетизмом. Он обнаружил, что магнитные поля создаются движущимися зарядами (током). На движущиеся заряды действуют магниты. С другой стороны, стационарные заряды не создают магнитных полей и на них не действуют магниты. Два провода, по которым течет ток, при размещении рядом друг с другом могут притягиваться или отталкиваться, как два магнита.Все это связано с движущимися зарядами.

Магниты — простые примеры естественных магнитных полей. Но знаете что? У Земли огромное магнитное поле. Поскольку ядро ​​нашей планеты заполнено расплавленным железом (Fe), существует большое поле, которое защищает Землю от космической радиации и таких частиц, как солнечный ветер . Когда вы смотрите на крошечные магниты, они работают аналогичным образом. Вокруг магнита есть поле.

Как отмечалось ранее, ток в проводах вызывает магнитный эффект.Вы можете увеличить силу этого магнитного поля, увеличивая ток через провод. Мы можем использовать этот принцип для создания искусственных регулируемых магнитов, называемых электромагнитами , , путем создания катушек из проволоки, а затем пропускания тока через катушки.

Или выполните поиск на сайтах по определенной теме.

.

магнитное поле | Определение и факты

Выявите форму магнитного поля и изучите взаимодействие между магнитными полюсами с помощью железных опилок Это видео объясняет, как магнитные полюса взаимодействуют друг с другом. Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

Магнитное поле , векторное поле вблизи магнита, электрический ток или изменяющееся электрическое поле, в котором наблюдаются магнитные силы. Магнитные поля, такие как у Земли, заставляют стрелки магнитного компаса и другие постоянные магниты выстраиваться в линию в направлении поля.Магнитные поля заставляют электрически заряженные частицы двигаться по круговой или винтовой траектории. Эта сила, действующая на электрические токи в проводах в магнитном поле, лежит в основе работы электродвигателей. (Для получения дополнительной информации о магнитных полях, см. магнетизм.

Подробнее по теме

Магнетизм: основы

В основе магнетизма лежат магнитные поля и их влияние на материю, как, например, отклонение движущихся зарядов и крутящих моментов друг от друга…

Магнитное поле вокруг постоянного магнита или провода, по которому протекает постоянный электрический ток в одном направлении, является стационарным и называется магнитостатическим полем. В любой момент его величина и направление остаются неизменными. Магнитное поле вокруг переменного или постоянного тока постоянно меняет свою величину и направление.

Магнитные поля могут быть представлены непрерывными силовыми линиями или магнитным потоком, которые выходят из северных магнитных полюсов и входят в южные магнитные полюса.Плотность линий указывает величину магнитного поля. Например, на полюсах магнита, где сильное магнитное поле, силовые линии сжимаются или становятся более плотными. Дальше, где магнитное поле слабое, они разветвляются, становясь менее плотными. Однородное магнитное поле представлено параллельными прямыми, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга. Направление потока — это направление, в котором указывает северный полюс небольшого магнита. Линии потока непрерывны, образуя замкнутые контуры.В случае стержневого магнита они выходят из северного полюса, расходятся веером, входят в магнит на южном полюсе и проходят через магнит к северному полюсу, где снова появляются. Единицей измерения магнитного потока в системе СИ является вебер. Число веберов — это мера общего количества линий поля, пересекающих данную область.

Магнитные поля могут быть представлены математически величинами, называемыми векторами, которые имеют направление, а также величину. Два разных вектора используются для представления магнитного поля: один, называемый плотностью магнитного потока или магнитной индукцией, символизируется B ; другой, называемый напряженностью магнитного поля или напряженностью магнитного поля, обозначается как H .Магнитное поле H можно рассматривать как магнитное поле, создаваемое протеканием тока в проводах, а магнитное поле B — как полное магнитное поле, включая также вклад, вносимый магнитными свойствами материалов в поле. Когда ток течет по проволоке, намотанной на цилиндр из мягкого железа, намагничивающее поле H довольно слабое, но фактическое среднее магнитное поле ( B ) внутри утюга может быть в тысячи раз сильнее, поскольку B значительно усилен за счет ориентации мириад крошечных природных атомных магнитов железа в направлении поля. См. Также магнитную проницаемость .

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.
Подпишитесь сегодня
.