Какво е магнитна индукция

В тази статия ще се опитаме да разберем какво е магнитна индукция, как тя е свързана с магнитно поле, какво общо има магнитната индукция с тока и как влияе върху тока. Нека припомним основните правила, които определят посоката на индукционните линии, а също така ще отбележим някои формули, които ще помогнат при решаването на проблемите на магнитостатиката.

Характерната сила на магнитното поле в избрана точка от пространството е магнитната индукция В. Тази векторна величина определя силата, с която магнитното поле действа върху заредена частица, движеща се в него. Ако зарядът на частицата е q, нейната скорост е v и индукцията на магнитното поле в дадена точка от пространството е B, тогава върху частицата в тази точка от страна на магнитното поле действа сила:

По този начин В е вектор, чиято величина и посока са такива, че силата на Лоренц, действаща върху движещ се заряд от страната на магнитното поле, е равна на:

Тук алфа е ъгълът между вектора на скоростта и вектора на магнитната индукция. Векторът на силата на Лоренц F е перпендикулярен на вектора на скоростта и вектора на магнитната индукция. Определя се неговата посока за случая на движение на положително заредена частица в еднородно магнитно поле правило на лявата ръка:

«Ако лявата ръка е разположена така, че векторът на магнитната индукция да влезе в дланта, а четири протегнати пръста са насочени по посока на движението на положително заредената частица, тогава палецът, огънат на 90 градуса, ще покаже посоката на силата на Лоренц.»

Тъй като токът в проводника е движението на заредени частици, магнитната индукция може да се определи и като съотношението на максималния механичен момент, действащ от еднородно магнитно поле върху рамката с ток към произведението на тока в рамката от площ на рамката:

Магнитната индукция е основна характеристика на магнитното поле, подобно на силата на електрическо поле… В системата SI магнитната индукция се измерва в тесла (T), в системата CGS — в гаус (G). 1 тесла = 10 000 гаус. 1 T е индукцията на такова еднородно магнитно поле, при което максимален въртящ се механичен момент на сили, равен на 1 N • m, действа върху рамка с площ 1 m2, през която протича ток от 1 A.

Между другото, индукцията на магнитното поле на Земята на географска ширина 50 ° е средно 0,00005 T, а на екватора — 0,000031 T. Векторът на магнитната индукция винаги е насочен тангенциално към линията на магнитното поле.

Контурът, поставен в еднородно магнитно поле, се прониква от магнитния поток Ф, — потокът на вектора на магнитната индукция. Величината на магнитния поток Ф зависи от посоката на вектора на магнитната индукция спрямо контура, от неговата величина и от площта на контура, пробит от линиите на магнитната индукция. Ако векторът В е перпендикулярен на площта на контура, тогава магнитният поток F, проникващ в контура, ще бъде максимален.

Самият термин индукция идва от латинското „индукция“, което означава „напътствие“ (например да внушава мисъл — тоест да предизвиква мисъл). Синоними: ръководство, произход, образование. Да не се бърка с явлението електромагнитна индукция.

Проводникът с ток има около него магнитно поле… Магнитното поле на електрически ток е открито през 1820 г. от датския физик Ханс Кристиан Ерстед. За да определите посоката на силовите линии на индукцията на магнитното поле B на електрическия ток I, протичащ по прав проводник, използвайте правилото на десния винт или кардана:

«Посоката на въртене на дръжката на кардана показва посоката на линиите на магнитната индукция В, а постъпателното движение на кардана съответства на посоката на тока в проводника.»

В този случай стойността на магнитната индукция В на разстояние R от проводник с ток I може да се намери по формулата:

къде е магнитната константа:

Ако линиите на интензивност на електростатичното поле E, започвайки от положителни заряди, завършват с отрицателни, тогава линиите на магнитната индукция B винаги са затворени. За разлика от електрическите заряди, магнитни заряди, които биха създали полюси като електрически заряди, не са открити в природата.

Сега няколко думи относно постоянните магнити… В началото на 19 век френският изследовател и естествен физик Андре-Мари Ампер изложи хипотеза за молекулярните течения. Според Ампер движението на електрони около атомните ядра генерира елементарни токове, които от своя страна създават елементарни магнитни полета около тях. И ако парче феромагнетик бъде поставено във външно магнитно поле, тогава тези микроскопични магнити ще се ориентират във външното поле и парче феромагнит ще стане магнит.

Вещества с висока стойност на остатъчно намагнитване, като сплавта неодим-желязо-бор, днес правят възможно получаването на мощни постоянни магнити. Неодимовите магнити губят не повече от 1-2% от намагнитването си за 10 години. Но те могат лесно да бъдат размагничени чрез нагряване до температура от + 70 ° C или повече.

Надяваме се, че тази статия ви е помогнала да получите обща представа за това какво представлява магнитната индукция и откъде идва.