Vad är det magnetiska fältet?

Vad är det magnetiska fältet? För att besvara denna fråga, låt oss påminna om grunderna för elektro. Såsom är känt, på en stationär bärare laddning q, varierar i ett elektriskt fält område visas förspännande verkan med en kraft F. Ju mer laddningsvärdet (oavsett deras egenskaper), desto större kraft. Denna spänning är - en av fältegenskaperna. Om vi betecknar det som en E, då får vi:

E = F / q

I sin tur mobila avgifter påverkar det magnetiska fältet i naturen. Emellertid, i detta fall den kraft beror inte bara på den mängd av elektrisk laddning, utan även på vektorn rörelseriktningen (eller, mer exakt, hastighet).

Hur kan vi studera konfigurationen av det magnetiska fältet? Detta problem uppklarade de välkända forskare - Ampere och Oersted. De placeras i ledaren krets med den elektriska strömintensiteten och undersökts effekter utövas. Det visade sig att påverkan på resultatet av kontur orientering i rymden, vilket indikerar närvaron av vektorriktningsmomentet. Induktion av det magnetiska fältet (mätt i Tesla) uttrycks genom förhållandet av nämnda kraftmoment på produkten av ledaren kretsområdet och flyter elektrisk ström. I själva verket beskriver det själva fältet, som i detta fall är nödvändigt. Vi uttrycker alla berättas genom en enkel formel:

B = M / (S * I);

där M - det maximala värdet av vridmomentet beror på orienteringen av slingan i ett magnetfält; S - total area hos slingan; I - strömmen i ledaren.

Eftersom det magnetiska fältet är en vektorkvantitet, är det vidare krävs att hitta dess orientering. Den mest visuell representation av det ger vanlig kompassnål som alltid pekar på Nordpolen. Induktions jordens magnetfält orienterar den enligt de magnetiska fältlinjerna. Samma sak händer när du placerar en kompass nära en ledare genom vilken ström flyter.

Beskriva kretsen bör införa begreppet magnetiska moment. Denna vektor är numeriskt lika med produkten av S till I. Dess riktning vinkelrätt mot det tänkta planet för den ledande slinga. Kan bestämmas genom den kända skruvregeln högerhänta (eller tummen som är densamma). Induktion av det magnetiska fältet i vektorrepresentationen sammanfaller med riktningen av magnetiska moment.

Således är det möjligt att härleda en formel för den kraft som verkar på slingan (alla mängder vector!):

M = B * m;

där M - total vektor kraftmoment; B - magnetisk induktion; m - värde på det magnetiska momentet.

Lika intressant magnetfält induktions solenoid. Det är en cylinder med en trådlindad längs vilken elektrisk ström flyter. Det är en av de mest använda elementen i elektroteknik. I vardagen, med solenoiderna varje person ansikten hela tiden, utan att ens veta om det. Sålunda, den alstrade strömmen magnetfältet är inuti cylindern fullständigt homogen, och dess vektor är riktad koaxiellt med cylindern. Men utanför cylinderhuset för den magnetiska induktionsvektorn frånvarande (noll). Detta är dock bara sant för en perfekt spole med oändlig längd. I praktiken är gränsen annorlunda. Först av allt, är induktionen vektorn aldrig lika med noll (fältet registreras i och runt cylindern), och den inre konfigurationen förlorar också sin homogenitet. Varför då behöver "idealmodell"? Mycket enkelt! Om mindre än längden av cylinderdiametern (vanligtvis är), i mitten av magnetinduktionsvektorn sammanfaller praktiskt taget med denna egenskap idealmodell. Med kännedom om diametern och längden av cylindern, är det möjligt att beräkna skillnaden mellan den slutliga induktionsspolen och dess ideala (oändlig) motsvarighet. Det är vanligtvis uttryckt i procent.