Magnetiline induktsioon

Magnetiline induktsioon on vektori kogus, mis iseloomustab magnetvälja tugevust ja suunda kosmoses. Tõenäoliselt nägite seda füüsika õppetundide piltidel: turbulents planeedi meridiaanide kujul, mis lähenevad punase ja sinise hobuseraua postidele. Magnetvälja esimesed pildid üritati ehitada 17. sajandil. Ilmselt, kasutades metallist viilud. Magnetilise induktsiooni suuruse määravad söötme parameetrid.

Magnetvälja ja magnetism

Magnetiline induktsioon kirjeldab põldu palju täpsemini kui teised meetodid. Süütud mõisted segavad mõistmist. Induktsioon seguneb pingega. Mõlemad terminid on vektor, kirjeldavad välja. Pinged ei sõltu keskkonna omadustest, mis erinevad selles. Magnetism on tuntud juba ammu. Teadlased on võimelised täpselt kindlaks määrama kuupäeva, millal Maa-ala hakati meremeeste navigeerimiseks kasutama, ajaloolased on avastanud järgmised uudishimulikud faktid:

1. Olmec( iidne India hõim) kasutas magnetiseeritud nõelu 1500 eKr. Puuduvad täpsed tõendid struktuuri eesmärgi kohta. Arvatakse, et kasutades magnetismi, määrasid iidsed inimesed suuna.
   instagram viewer
2. Hiinas viitavad esimesed kirjalikud dokumendid II sajandile eKr. Maapinna maastiku iseloomu prognoosimiseks kasutati magnetvardaid, et korraldada eluruume Feng Shui tehnikate kohaselt.

Ajaloolisi fakte nimetatakse esimeseks modernseks tsivilisatsiooniks, mis hakkas praktiseerima navigatsiooni Maa orientatsiooni magnetilise välja abil. X - XI sajand AD.Kirjutatud allikatest ignoreeritakse disaini hoolikalt. Me võtame ohtu eeldada, et kompass kordas testijate saavutusi:

• Metallist nõela ots on magnetiseeritud magnetiga.
• Toode riputatakse siidniidile, vaha toimib kinnituspunkti kinnituspunkti jaoks.

Sel viisil valmistatud seadmed vaatavad lõuna, siis põhja poole. Sõltuvalt nõela magnetiseerimise tingimustest. Euroopa õppis kompassi paar sajandit hiljem. Esimene allikas, mis kirjeldab selliste seadmete disaini koos astrolabega, on lihtne kiri( 1269 AD), mille Petrus "Peregrinus"( Pilgrim) visandas teatud maaomanikule Itaalia Lucera piiramispäeval. Ilmselt näitab autori hüüdnimi, et autor on teemaga hästi kursis. Astrolabe aitas määrata kohaliku aja, koos kompassiga oli võimalik arvutada geograafilised koordinaadid. Mõlemad seadmed lihtsustasid navigatsiooni( loomulikult eelistatakse merereise).

Maapinna magnetvälja on juba ammu kasutanud planeedi pinnale suunamiseks. Koos eksootiliste seadmetega: kristallid, päikesevalguse lõhenemine ja seega peamise tähe asukoha kindlaksmääramine taevas. Astrolabe lisas kõigi kehade stereograafilise projektsiooni( sfääri lennukile).Lubades teha pimedas arvutusi. Piisab, kui mõõdetakse alidade( astrolabe tagakülje nool) horisontaaltähe kõrgust.

Seal oli miinus: iga laiuskraadi jaoks oli vaja tümpanil luua kaart( astrolabe juhtumi pöörlev sakk).Meremehel, kes kasutas vajalikku ketast, lahendas probleemi igal laiuskraadil. Muidugi pean hoolitsema eelnevalt vajalike tümpankaartide saamiseks. Vastasel juhul muutusid mõõtmised ebatäpseks, valed. Näete, kui palju raskusi reisijatel pidi taluma, pöörduge tagasi Maa magnetvälja juurde. See nähtus kirjeldab induktsiooni. See oli kuulujutt: Tesla kasutas teadmisi Maa magnetvälja suurusest, valides elektriseadmete parameetrid. Kuid see lööb fantaasiaid, tähtede välismaalasi, II maailmasõda.

Induktsioon Maa magnetväljal on olemas, igaüks leiab vajaduse korral elektroonilise kaardi. Magnetpoldid ei lange kokku tõega. Magnetilise induktsiooni kaardil on meridiaanid, mis erinevad ruumilistest. Kesetel laiuskraadidel ei takista see navigeerijatel kompassi abil navigeerimist.

Magnetilise induktsiooni

mõiste

Elektri arendamise ajastu alguses hakkasid inimesed sellega seotud nähtusi uurima. Niisiis, Hans Oersted avastas 1819. aastal: voolujuht tekitab ringikujulise magnetvälja, Andre-Marie Ampere näitas, et kui laengute liikumise suund langeb kokku, siis külgnevad juhid üksteist meelitavad. Vastuolu lõpetamine pani Bio-Savari seaduse( kodumaised allikad lisavad Laplace'i) loomise, kirjeldades magnetilise induktsiooni suurust, suunda kosmoses. Allikad tunnistavad, et teadustegevus toimub alalisvoolul.

Integratsioon( vt joonist) järgib vooluahelat. Valemis tähendab r jooksva segmendi elementaarset keskpunkti, r0 on selle ruumi koht, mille jaoks magnetvälja induktsioon arvutatakse. Pange tähele, et integraali kahe osa nimetajast korrutatakse. Tulemuseks on väärtus, mille suunda määrab vööri reegel( vasak või parem).Integreerimine viiakse läbi kontuurielemendi dr, r - täispikkuse väikese lõike keskpunkti. Samasugused erinevused lugejas ja nimetuses, mida me vähendame, jäävad üksuse vektori ülaosale, mis määrab tulemuse suuna.

valem näitab, kuidas leida välja igasuguse kujuga kontuuride jaoks, mis viivad integratsiooni punktide kaupa. Kaasaegsed arvutusmeetodid on aluseks arvuti rakendustele( nagu Maxwell 3D) vastava probleemi lahendamiseks. Võrrand on kooskõlas Gauss( magnetinduktsioon) ja Ampere( magnetvälja ringlus) seadustega. Georg Ohm kasutas kompassi tundmist, järeldades teadaolevat sõltuvust. Põlluliinide kuju saadakse magnetiliste noolte abil ja suund jätta suund muutmata( vt märkust ahmi seaduse kohta ahelasektsiooni kohta).See on pilt magnetilisest induktsioonist ruumis, mis kinnitab eksperimentaalselt Bio-Savart-Laplace'i seadust.

, mille Ampère lubas 1825. aastal näidata: elektrivool on mõnel juhul püsimagneti analoog. Seal oli uus mudel, mis oli paremini kooskõlas reaalsusega kui Poissoni dipoolskeem. Selline abstraktsioon selgitas isoleeritud magnetpooluste puudumist looduses. Kaasaegsete kontseptsioonide kohaselt magnetiseeritakse terasest tükk, sest elementaarosakeste ja molekulide dipoolid omandavad korrektsuse. Selle aluseks on trafo südamike demagnetiseerimise ahelad, mis enne toite väljalülitamist põhjustavad sumbunud voolu võnkumisi. Selle tulemusena on järjekorra efekt hägune, väljendunud omadused kaovad.

Magnetmomendi olemasolu selgitab keerdude olemasolu( 1920. aastatel kasutusele võetud kontseptsioon) - mikroraja osakeste nurk. Tõelised, mitte abstraktsed asjad, olemasolu kinnitatakse eksperimentaalselt( Stern-Gerlach).Spin on vektorikogus, mis on sama kõigi sama tüüpi osakeste( näiteks elektronide) jaoks ja mida kirjeldab spetsiaalne kvantarv. SI-s on mõõtühik J s, nagu ka teiste nurkade puhul( Plancki konstant).Mõnikord kasutatakse lihtsustatud mõõduseta salvestust. Constant Planck langetatakse. Spin number on lihtsalt näidatud( s, ms).

Tsentrifuugi tõttu omandab elementaarosakeste magnetvälja, mis on arvutatud valemiga: lugejas, osakeste laengu pöördenurga ja g-teguri( konstandid, mis on antud erinevatel kataloogidel teatud elementaarosakestele) tulemus;nimetaja - kahekordne elementaarosakese mass. Nagu näete, on võimalik arvestada, et materjali maksimaalne magnetiseerimine antud tingimustel võib olla eelnevalt arvutatud. Kvantelektroodünaamika tegelik triumf oli g-tegurite prognoosimine mõnede elementaarosakeste jaoks.

Michael Faraday avastamine ringikujulise elektrivälja tekitamisel 1831. aastal näitas, et kaks nähtust on omavahel tihedalt seotud, mis oli eeltingimuseks( nelja) Maxwelli võrrandi loomisele, mille eriline juhtum on enamik selles valdkonnas esitatud valemeid, arvestades eespool mainitud. Teadusuuringud toimusid nagu tavaliselt, kuid veidi erinevalt. Integratsiooni tegi Lord Kelvin, tuntud kui William Thompson, kes näitas H( intensiivsuse) ja B magnetilise induktsiooni olemasolu, esimene iseloomustab Poissoni mudelit, teine ​​- Ampere.

B ja H magnetiline induktsioon

Magnetiline induktsioon B mõõdetakse Tesla( SI) abil, T on võrdne N s / Cl m. N on Newton, jõu mõõtühik;s on teine ​​aeg;CL - ripats, elektrilaeng;m - meetri kaugus. GHS sama eesmärgi jaoks kehtib gauss( G = √ g / s √ cm), g - grammi massist;s on teine ​​aeg;cm - sentimeetri kaugus. H on magnetiline induktsioon, mida mõõdetakse ampride meetri kohta( SI) või Oerstedsi( GHS) järgi. Vene keele kirjandus viitab H-i tugevusele.

Tesla üksus võeti kasutusele 1960. aastal surnud Nikola Tesla auks kinnitatud rahvusvahelise kaalu- ja mõõtekonverentsil. Tegelikult, alates SI algusest. Kuidas teadlased enne seda elasid?1948. aastaks sündis idee SI kasutuselevõtuks, GHS oli juba olemas. Viimaste päritolu pani 1832. aastal Karl Friedrich Gauss, kes otsis ühte alust füüsikaharudele, et heterogeensete seaduste seostamine oleks lihtsam. Teadlane küsis kolm põhiühikut: millimeeter, milligramm, teine.

Gauss suri peagi pärast magnetilise induktsiooni kontseptsiooni tutvustamist ja suuruse jagamist B ja H-ks, kuid 1874. aastal täiendas James Maxwell, Lord Kelvin uut nimekirja. Magnetiline induktsioon nimetati asutaja nime all, samal ajal nimetati süsteemi GHS-ks( varem nimetatakse Gaussiks).SI puhul võib tesla olla esindatud erinevatel viisidel põhi- või tuletatud üksuste kaudu. Weber, ruutmeetri kohta.

Vaakumis on konstantsete voolude kaudu ühendatud kaks tüüpi induktsiooni( H ja B).Ühe teise eristamiseks nimetatakse H magnetvälja intensiivsusvektoriks. On selge, et tähendus ei erine B.-st. Valemis:

1. μ on keskmise magnetiline läbilaskvus.
2. μ0 on magnetkonstant( vaakumi läbilaskvus).Süsteemis on GHS 1, vaakumis B ja H on samad. SI on 1,257 mikronitonn ühe ruutmeetri kohta.

Konstantid on spetsiaalselt lisatud H ja B - magnetvälja omaduste seostamiseks. Muide, on palju versioone, miks Lord Kelvin sel viisil vektoreid nimetas( tähed H ja B).Huvitatud isikuid julgustatakse tutvuma järgmiste mõistetega: suhteline magnetiline läbilaskvus( absoluutse μ suhe konstantse μ0-ga), magnetiline vastuvõtlikkus( suhteline magnetiline läbilaskvus suurenenud 1-ga).See aitab paremini mõista kirjandusallikate valemeid, kus B ja H vaheline suhe on läbivaatamisel teisiti.

Leiad palju seadusi, valemid magnetinduktsiooni kohta, näidates, kui oluline on parameeter teoreetiliselt. Autoritele ei ole teada, kas Nikola Tesla kasutas mitmefaasilise asünkroonmootori väljatöötamisel sarnaseid koguseid, kuid see ei olnud põhjuseta, et nad andsid suure teadlase nime.