Hvad er magnetisk induktion

I denne artikel vil vi forsøge at forstå, hvad magnetisk induktion er, hvordan det er relateret til et magnetfelt, hvad magnetisk induktion har med strøm at gøre, og hvordan det påvirker strømmen. Lad os huske de grundlæggende regler, der bestemmer retningen af ​​induktionslinjerne, og vi vil også bemærke nogle formler, der hjælper med at løse problemerne med magnetostatik.

Den karakteristiske styrke af magnetfeltet på et udvalgt punkt i rummet er den magnetiske induktion B. Denne vektormængde bestemmer den kraft, hvormed magnetfeltet virker på en ladet partikel, der bevæger sig i den. Hvis partiklens ladning er q, dens hastighed er v og induktionen af ​​magnetfeltet på et givet punkt i rummet er B, så virker en kraft på partiklen i det punkt fra siden af ​​magnetfeltet:

Således er B en vektor, hvis størrelse og retning er sådan, at Lorentz-kraften, der virker på en bevægelig ladning på siden af ​​magnetfeltet, er lig med:

Her er alfa vinklen mellem hastighedsvektoren og den magnetiske induktionsvektor. Lorentz kraftvektoren F er vinkelret på hastighedsvektoren og den magnetiske induktionsvektor.Dens retning bestemmes for tilfælde af bevægelse af en positivt ladet partikel i et ensartet magnetfelt venstrehåndsreglen:

«Hvis venstre hånd er placeret således, at vektoren for magnetisk induktion kommer ind i håndfladen, og fire udstrakte fingre er rettet i bevægelsesretningen af ​​den positivt ladede partikel, så vil tommelfingeren, bøjet i 90 grader, vise retningen af Lorentz kraft.»

Da strømmen i lederen er bevægelsen af ​​ladede partikler, kan den magnetiske induktion også defineres som forholdet mellem det maksimale mekaniske moment, der virker på rammen med et ensartet magnetfelt, og produktet af strømmen i rammen med arealet af rammen:

Magnetisk induktion er en grundlæggende karakteristik af et magnetfelt, svarende til styrken af ​​et elektrisk felt... I SI-systemet måles magnetisk induktion i tesla (T), i CGS-systemet i gauss (G). 1 tesla = 10.000 gauss. 1 T er induktionen af ​​et sådant ensartet magnetfelt, hvor et maksimalt roterende mekanisk kraftmoment svarende til 1 N • m virker på en ramme på et areal på 1 m2, hvorigennem en strøm på 1 A løber.

Forresten er induktionen af ​​Jordens magnetfelt på en breddegrad på 50 ° i gennemsnit 0,00005 T, og ved ækvator - 0,000031 T. Den magnetiske induktionsvektor er altid rettet tangentielt til magnetfeltlinjen.

Sløjfen placeret i et ensartet magnetfelt gennemtrænges af den magnetiske flux Ф, — fluxen af ​​den magnetiske induktionsvektor. Størrelsen af ​​den magnetiske flux F afhænger af retningen af ​​den magnetiske induktionsvektor i forhold til konturen, dens størrelse og konturens areal gennemboret af magnetiske induktionslinjer.Hvis vektoren B er vinkelret på løkkens areal, vil den magnetiske flux F, der penetrerer løkken, være maksimal.

Selve begrebet induktion kommer fra det latinske "induktion", som betyder "vejledning" (f.eks. at foreslå en tanke — det vil sige at forårsage en tanke). Synonymer: vejledning, baggrund, uddannelse. Ikke at forveksle med fænomenet elektromagnetisk induktion.

Den strømførende ledning har omkring sig magnetfelt… Magnetfeltet i en elektrisk strøm blev opdaget i 1820 af den danske fysiker Hans Christian Ørsted. For at bestemme retningen af ​​kraftlinjerne for induktionen af ​​magnetfeltet B af den elektriske strøm I, der flyder langs en lige ledning, skal du bruge den højre skrue eller kardansk regel:

"Omdrejningsretningen af ​​kardanhåndtaget angiver retningen af ​​linjerne for magnetisk induktion B, og kardanets progressive bevægelse svarer til retningen af ​​strømmen i lederen."

I dette tilfælde kan værdien af ​​den magnetiske induktion B i en afstand R fra en leder med en strøm I findes ved formlen:

hvor er den magnetiske konstant:

Hvis intensitetslinjerne for det elektrostatiske felt E, startende fra positive ladninger, slutter med negative, er linjerne med magnetisk induktion B altid lukkede. I modsætning til elektriske ladninger er magnetiske ladninger, der ville skabe poler som elektriske ladninger, ikke fundet i naturen.

Nu et par ord om permanente magneter… I begyndelsen af ​​det 19. århundrede fremsatte den franske forsker og naturfysiker André-Marie Ampere en hypotese om molekylære strømme. Ifølge Ampere genererer elektronernes bevægelse omkring atomkerner elementære strømme, som igen skaber elementære magnetfelter omkring dem.Og hvis et stykke ferromagnet placeres i et ydre magnetfelt, så vil disse mikroskopiske magneter orientere sig i det ydre felt, og stykket af ferromagnet bliver til en magnet.

Stoffer med en høj restmagnetiseringsværdi, såsom neodym-jern-bor-legeringen, gør det i dag muligt at opnå kraftige permanente magneter. Neodymmagneter mister ikke mere end 1-2% af deres magnetisering på 10 år. Men de kan let afmagnetiseres ved opvarmning til en temperatur på + 70 ° C eller mere.

Vi håber, at denne artikel har hjulpet dig med at få en generel idé om, hvad magnetisk induktion er, og hvor det kommer fra.