Što je magnetska indukcija

U ovom članku pokušat ćemo razumjeti što je magnetska indukcija, kako je povezana s magnetskim poljem, kakve veze ima magnetska indukcija sa strujom i kako utječe na struju. Prisjetimo se osnovnih pravila koja određuju smjer indukcijskih linija, a zabilježit ćemo i neke formule koje će pomoći u rješavanju problema magnetostatike.

Karakteristična jakost magnetskog polja u odabranoj točki prostora je magnetska indukcija B. Ta vektorska veličina određuje silu kojom magnetsko polje djeluje na nabijenu česticu koja se u njemu giba. Ako je naboj čestice q, njezina brzina v i indukcija magnetskog polja u određenoj točki prostora B, tada na česticu u toj točki djeluje sila sa strane magnetskog polja:

Dakle, B je vektor čija su veličina i smjer takvi da je Lorentzova sila koja djeluje na pokretni naboj na strani magnetskog polja jednaka:

Ovdje je alfa kut između vektora brzine i vektora magnetske indukcije. Vektor Lorentzove sile F okomit je na vektor brzine i vektor magnetske indukcije.Njegov smjer je određen za slučaj gibanja pozitivno nabijene čestice u jednoličnom magnetskom polju pravilo lijeve ruke:

«Ako je lijeva ruka postavljena tako da vektor magnetske indukcije ulazi u dlan, a četiri ispružena prsta su usmjerena u smjeru gibanja pozitivno nabijene čestice, tada će palac savijen pod 90 stupnjeva pokazivati ​​smjer Lorentzova sila.»

Budući da je struja u vodiču kretanje nabijenih čestica, magnetska se indukcija također može definirati kao omjer maksimalnog mehaničkog momenta koji djeluje na okvir s jednolikim magnetskim poljem i umnoška struje u okviru s površinom okvir:

Magnetska indukcija je osnovna karakteristika magnetskog polja, slična jakosti električnog polja... U SI sustavu magnetska indukcija se mjeri u tesla (T), u CGS sustavu u gaussu (G). 1 tesla = 10 000 gausa. 1 T je indukcija takvog jednolikog magnetskog polja u kojem najveći rotacijski mehanički moment sila jednak 1 N • m djeluje na okvir površine 1 m2 kroz koji teče struja od 1 A.

Usput, indukcija Zemljinog magnetskog polja na geografskoj širini od 50 ° je u prosjeku 0,00005 T, a na ekvatoru - 0,000031 T. Vektor magnetske indukcije uvijek je usmjeren tangencijalno na liniju magnetskog polja.

Petlju postavljenu u jednoliko magnetsko polje prožima magnetski tok F, — tok vektora magnetske indukcije. Veličina magnetskog toka F ovisi o smjeru vektora magnetske indukcije u odnosu na konturu, njegovoj veličini i površini konture probijene linijama magnetske indukcije.Ako je vektor B okomit na područje petlje, tada će magnetski tok F koji prodire u petlju biti maksimalan.

Sam pojam indukcija dolazi od latinske riječi "induction", što znači "vođenje" (npr. sugerirati misao — odnosno izazvati misao). Sinonimi: smjernice, pozadina, obrazovanje. Ne smije se brkati s fenomenom elektromagnetske indukcije.

Žica pod naponom ima oko sebe magnetsko polje… Magnetsko polje električne struje otkrio je 1820. danski fizičar Hans Christian Oersted. Za određivanje smjera linija sile indukcije magnetskog polja B električne struje I koja teče duž ravne žice, upotrijebite pravilo desnog vijka ili kardana:

«Smjer rotacije ručke kardana označava smjer linija magnetske indukcije B, a progresivno kretanje kardana odgovara smjeru struje u vodiču.»

U ovom slučaju, vrijednost magnetske indukcije B na udaljenosti R od vodiča sa strujom I može se pronaći formulom:

gdje je magnetska konstanta:

Ako linije intenziteta elektrostatskog polja E, počevši od pozitivnih naboja, završavaju negativnim, tada su linije magnetske indukcije B uvijek zatvorene. Za razliku od električnih naboja, magnetski naboji koji bi stvarali polove poput električnih naboja nisu pronađeni u prirodi.

Sada nekoliko riječi o permanentnim magnetima… Početkom 19. stoljeća francuski istraživač i prirodni fizičar André-Marie Ampere predložio je hipotezu o molekularnim strujama. Prema Ampereu, kretanje elektrona oko atomskih jezgri stvara elementarne struje, koje zauzvrat stvaraju elementarna magnetska polja oko njih.A ako se komad feromagneta stavi u vanjsko magnetsko polje, tada će se ti mikroskopski magneti orijentirati u vanjskom polju i komad feromagneta će postati magnet.

Tvari s visokom vrijednošću rezidualne magnetizacije, kao što je legura neodim-željezo-bor, danas omogućuju dobivanje snažnih trajnih magneta. Neodimijski magneti ne gube više od 1-2% svoje magnetizacije u 10 godina. Ali mogu se lako demagnetizirati zagrijavanjem na temperaturu od + 70 ° C ili više.

Nadamo se da vam je ovaj članak pomogao da steknete opću ideju o tome što je magnetska indukcija i odakle dolazi.