Vad är magnetisk induktion

I den här artikeln ska vi försöka förstå vad magnetisk induktion är, hur det är relaterat till ett magnetfält, vad magnetisk induktion har med ström att göra och hur det påverkar strömmen. Låt oss komma ihåg de grundläggande reglerna som bestämmer induktionslinjernas riktning, och vi kommer också att notera några formler som hjälper till att lösa problemen med magnetostatik.

Den karakteristiska styrkan för magnetfältet vid en vald punkt i rymden är den magnetiska induktionen B. Denna vektormängd bestämmer den kraft med vilken magnetfältet verkar på en laddad partikel som rör sig i den. Om partikelns laddning är q, dess hastighet är v och induktionen av magnetfältet vid en given punkt i rymden är B, då verkar en kraft på partikeln vid den punkten från sidan av magnetfältet:

Således är B en vektor vars storlek och riktning är sådana att Lorentzkraften som verkar på en rörlig laddning på sidan av magnetfältet är lika med:

Här är alfa vinkeln mellan hastighetsvektorn och den magnetiska induktionsvektorn. Lorentz kraftvektor F är vinkelrät mot hastighetsvektorn och den magnetiska induktionsvektorn.Dess riktning bestäms för fallet med rörelse av en positivt laddad partikel i ett enhetligt magnetfält vänsterhandsregel:

«Om vänster hand är placerad så att vektorn för magnetisk induktion kommer in i handflatan och fyra utsträckta fingrar är riktade i den positivt laddade partikelns rörelseriktning, kommer tummen, böjd i 90 grader, att visa riktningen för Lorentz kraft.»

Eftersom strömmen i ledaren är rörelsen av laddade partiklar, kan den magnetiska induktionen också definieras som förhållandet mellan det maximala mekaniska momentet som verkar på ramen med ett enhetligt magnetfält och produkten av strömmen i ramen med arean av ramen:

Magnetisk induktion är en grundläggande egenskap hos ett magnetfält, liknande styrkan hos ett elektriskt fält... I SI-systemet mäts magnetisk induktion i tesla (T), i CGS-systemet i gauss (G). 1 tesla = 10 000 gauss. 1 T är induktionen av ett sådant likformigt magnetfält i vilket ett maximalt roterande mekaniskt kraftmoment lika med 1 N • m verkar på en ram med arean 1 m2 genom vilken en ström på 1 A flyter.

Förresten, induktionen av jordens magnetfält på en latitud av 50 ° är i genomsnitt 0,00005 T, och vid ekvatorn - 0,000031 T. Den magnetiska induktionsvektorn är alltid riktad tangentiellt till magnetfältslinjen.

Slingan placerad i ett enhetligt magnetfält penetreras av det magnetiska flödet Ф, — flödet av den magnetiska induktionsvektorn. Storleken på det magnetiska flödet F beror på riktningen för den magnetiska induktionsvektorn i förhållande till konturen, dess storlek och konturens yta genomborrad av magnetinduktionslinjerna.Om vektorn B är vinkelrät mot slingans area, kommer det magnetiska flödet F som penetrerar slingan att vara maximalt.

Själva termen induktion kommer från latinets "induktion", som betyder "vägledning" (t.ex. att föreslå en tanke — det vill säga att orsaka en tanke). Synonymer: vägledning, bakgrund, utbildning. Ej att förväxla med fenomenet elektromagnetisk induktion.

Den strömförande kabeln har runt sig magnetiskt fält… Magnetfältet hos en elektrisk ström upptäcktes 1820 av den danske fysikern Hans Christian Oersted. För att bestämma riktningen för kraftlinjerna för induktionen av magnetfältet B för den elektriska strömmen I som flyter längs en rak tråd, använd den högra skruven eller kardanregeln:

"Rotationsriktningen för kardanhandtaget indikerar riktningen för linjerna för magnetisk induktion B, och kardans progressiva rörelse motsvarar riktningen för strömmen i ledaren."

I det här fallet kan värdet på den magnetiska induktionen B på ett avstånd R från en ledare med en ström I hittas med formeln:

var är den magnetiska konstanten:

Om intensitetslinjerna för det elektrostatiska fältet E, med början från positiva laddningar, slutar med negativa, är linjerna för magnetisk induktion B alltid stängda. Till skillnad från elektriska laddningar har magnetiska laddningar som skulle skapa poler som elektriska laddningar inte hittats i naturen.

Nu några ord om permanentmagneter… I början av 1800-talet föreslog den franske forskaren och naturfysikern André-Marie Ampere en hypotes om molekylära strömmar. Enligt Ampere genererar elektronernas rörelse runt atomkärnor elementära strömmar, som i sin tur skapar elementära magnetfält runt dem.Och om en bit ferromagnet placeras i ett externt magnetfält, kommer dessa mikroskopiska magneter att orientera sig i det yttre fältet och biten av ferromagnet kommer att bli en magnet.

Ämnen med högt restmagnetiseringsvärde, som neodym-järn-bor-legeringen, gör det idag möjligt att få kraftfulla permanentmagneter. Neodymmagneter förlorar inte mer än 1-2% av sin magnetisering på 10 år. Men de kan lätt avmagnetiseras genom uppvärmning till en temperatur på + 70 ° C eller mer.

Vi hoppas att den här artikeln har hjälpt dig att få en allmän uppfattning om vad magnetisk induktion är och var den kommer ifrån.