Acasă | Despre noi | feedback-ul
În 1820, fizicianul danez Oersted a descoperit că un conductor cu un curent provoacă apariția forțelor care acționează pe un ac magnetic. Dacă înlocuim tubul de sticlă sârmă de metal umplut cu orice soluție conductoare, cum ar fi o soluție de acid sulfuric în apă, și de a atașa soluție pilon conductor cu fire metalice coborâte în ea, la polii unei surse de curent, acul magnetic și deviază. Abaterea săgeții este de asemenea observată dacă în locul unui fir este folosit un tub de evacuare a gazului alimentat cu un curent direct. Acțiunea magnetică a curentului este observată în toate cazurile indiferent de natura conductorului și este semnul cel mai comun al curentului. Există și fenomenul opus: magneții acționează asupra curenților. Și în 1820, Ampere a descoperit interacțiunea curenților.
Experimentele arată că interacțiunea cu contururi curente similare cu efectul curenților asupra magneților și efectul magnet asupra curenților, prin urmare, interacțiunea cu conductoare de curent numite curenți de interacțiune magnetică. Motivul producerii forțelor de interacțiune magnetică este apariția unui câmp magnetic în jurul conductorilor. Proprietatea principală a câmpului magnetic este aceea că forțele acționează asupra conductorilor cu curent într-un câmp magnetic.
Deoarece curentul electric este o mișcare ordonată a sarcinilor electrice, rezultă că câmpul magnetic este creat prin încărcări în mișcare.
În experimentul Oersted, firul prin care curentul curgea a fost întins pe un ac magnetic acționat pe ac. Când curentul a fost pornit, acul a fost poziționat perpendicular pe fir. Modificarea direcției curentului a determinat acul să se rotească în direcția opusă. Din aceste exemple rezultă că câmpul magnetic are un caracter direcțional și poate fi caracterizat de o anumită cantitate de vector, care este notată și numită inducție magnetică.
Câmpul electric acționează atât pe încărcăturile statice cât și pe cele electrice care se deplasează în el. Cea mai importantă caracteristică a câmpului magnetic este faptul că acționează numai asupra încărcăturilor electrice care se deplasează în acest câmp.
Experiența arată că pentru câmpul magnetic, precum și pentru câmpul electric, principiul suprapunerii este valabil; inducția câmpului magnetic rezultat al mai multor curenți este egală cu suma vectorială a inducțiilor magnetice ale câmpurilor curenților individuali:
La fel ca și în studiile câmpurilor electrostatice folosite sarcini punctiforme, în studiul câmpului magnetic este utilizat cu un curent închis plat buclă (cadru curent), ale cărei dimensiuni sunt mici în comparație cu distanța față de câmpul magnetic curent de formare. Orientarea conturului în spațiu se caracterizează prin direcția normalului spre contur. Ca o direcție pozitivă a direcției acceptate, asociată cu regula actuală cu șurub dreptaci, adică. E. pozitiv direcția în direcția normală de deplasare înainte a șurubului, al cărui cap este rotit în direcția curentului care circulă în cadru (Figura 27).
Experimentele arată că câmpul magnetic exercită o acțiune de orientare asupra cadrului curent, transformându-l într-un anumit mod. Acest rezultat este asociat cu o anumită direcție a câmpului magnetic. Direcția câmpului magnetic la un anumit punct este luată de-a lungul pozitivului normal al cadrului (Figura 28). Direcția de inducție a câmpului magnetic este, de asemenea, considerată direcția care coincide cu direcția forței care acționează asupra polului nordic al acului magnetic plasat la un anumit punct (Figura 28). Dacă conturul este rotit astfel încât direcțiile normale și câmpurile să nu coincidă, apare un cuplu care tinde să readuce circuitul la poziția de echilibru. Modulul momentului depinde de unghiul a între direcția normală și direcția câmpului, ajungând la o valoare maximă de Mmax pentru a = p / 2 (în acest caz ^); pentru a = 0 avem -. iar momentul este zero, ca în cazul în figura 28.
Comportamentul conturului planului cu curentul într-un câmp magnetic este convenabil caracterizat prin vectorul momentului magnetic al cadrului cu curentul:
unde eu este curentul în circuit, S este zona lui, este normal pozitiv la contur.
Unitatea momentului magnetic este amperul de ori pe metrul pătrat (A × m 2).
Dacă în acest moment câmpul magnetic pentru a plasa cadru cu diferite momente magnetice, atunci ele sunt diferite cupluri de, însă raportul Mmax / Pm la un fix pentru toate circuitele este aceeași. Prin urmare, raportul Mmax / pm poate servi ca o caracteristică a câmpului magnetic, numit inducție magnetică:
Astfel, inducția magnetică este o cantitate vectorică a cărei modul este determinată de expresia (21.3), iar direcția este dată de poziția de echilibru a poziției normale față de circuit cu curentul. Unitate de inducție magnetică - tesla (T) este egală cu inducția magnetică a câmpurilor omogene, în care în circuitul plat cu un curent având un moment magnetic m 1 x 2. Un cuplu maxim acționează N x 1 m.
Cutia curentă poate fi de asemenea utilizată pentru cuantificarea câmpului magnetic. Din moment ce cadrul actual tratează acțiunea de orientare a câmpului, o pereche de forțe acționează asupra acestuia într-un câmp magnetic. Cuplul de cuplu depinde atât de proprietățile câmpului la un moment dat, cât și de proprietățile cadrului:
unde vectorul inducției magnetice, care este o caracteristică cantitativă a câmpului magnetic, este vectorul momentului magnetic al cadrului cu curentul.
Pentru reprezentarea grafică a unui câmp magnetic, se utilizează adesea conceptul de linii de forță. Linii tangente la care în fiecare punct coincid cu direcția vectorului. se numesc linii magnetice de inducție (linii de inducție magnetică). Mărimea inducției magnetice este proporțională cu numărul de linii de forță care traversează zona unității.
Liniile de inducție magnetică sunt întotdeauna închise și acoperă conductorii cu curent, prin urmare câmpul magnetic se numește câmp vortex. Aceasta este diferită de liniile de rezistență ale câmpului electrostatic, care sunt deschise (încep cu sarcini pozitive și se termină cu încărcături negative sau merg către infinit).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: