Как создать магнитное поле. Какие существуют источники магнитного поля. Каковы основные принципы формирования магнитных полей. Какие факторы влияют на силу магнитного поля. Как усилить магнитное поле.
Источники магнитного поля
Существует несколько основных источников магнитного поля:
- Движущиеся электрические заряды (электрический ток)
- Постоянные магниты
- Переменное электрическое поле
- Спины элементарных частиц
Наиболее распространенным и легко управляемым источником магнитного поля является электрический ток. При протекании тока по проводнику вокруг него образуется круговое магнитное поле. Чем сильнее ток, тем мощнее создаваемое им магнитное поле.
Способы создания магнитного поля
Существует несколько основных способов создания искусственного магнитного поля:
- Пропускание электрического тока через проводник
- Использование постоянных магнитов
- Создание переменного электрического поля
- Применение электромагнитов
- Использование сверхпроводящих магнитов
Рассмотрим каждый из этих способов подробнее.
Создание магнитного поля с помощью электрического тока
Это наиболее простой и распространенный способ получения управляемого магнитного поля. При протекании тока по прямому проводнику вокруг него образуются концентрические окружности магнитного поля. Направление линий магнитного поля определяется по правилу буравчика — если вкручивать буравчик по направлению тока, то направление вращения его рукоятки покажет направление линий магнитного поля.
Использование постоянных магнитов
Постоянные магниты создают вокруг себя статическое магнитное поле. Силовые линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный. Постоянные магниты широко применяются, но их поле нельзя оперативно регулировать.
Создание переменного электрического поля
Согласно уравнениям Максвелла, изменяющееся во времени электрическое поле порождает вихревое магнитное поле. Этот эффект используется, например, в антеннах для создания электромагнитного излучения.
Факторы, влияющие на силу магнитного поля
На силу создаваемого магнитного поля влияют следующие основные факторы:
- Сила электрического тока — чем больше ток, тем сильнее поле
- Количество витков в катушке — с увеличением числа витков поле усиливается
- Плотность намотки — чем плотнее намотана катушка, тем сильнее поле
- Наличие магнитного сердечника — ферромагнитный сердечник усиливает поле
- Расстояние от источника — с увеличением расстояния поле ослабевает
Усиление магнитного поля
Существует несколько способов усиления создаваемого магнитного поля:
- Увеличение силы тока в проводнике
- Увеличение числа витков в катушке
- Применение ферромагнитного сердечника
- Использование сверхпроводящих материалов
Наиболее эффективным является комбинирование этих методов. Например, катушка с большим числом витков, плотной намоткой и ферромагнитным сердечником позволяет получить очень сильное магнитное поле при умеренной силе тока.
Применение искусственных магнитных полей
Искусственно созданные магнитные поля нашли широкое применение в различных областях науки и техники:
- Электродвигатели и генераторы
- Электромагнитные реле и пускатели
- Магнитная левитация в транспорте
- Магнитно-резонансная томография
- Ускорители заряженных частиц
- Магнитные сепараторы
- Системы магнитной записи информации
Возможность создавать сильные управляемые магнитные поля открыла широкие перспективы для развития современных технологий.
Создание сверхсильных магнитных полей
Для получения сверхсильных магнитных полей используются следующие технологии:
- Сверхпроводящие магниты — позволяют создавать поля до 20-30 Тесла
- Импульсные магниты — кратковременно генерируют поля до 100 Тесла
- Взрывные магнитные генераторы — способны создать поле до 1000 Тесла на доли секунды
Такие сверхсильные поля применяются в фундаментальных исследованиях для изучения свойств материи в экстремальных условиях.
Особенности создания магнитного поля в космосе
Создание искусственного магнитного поля в космическом пространстве связано с рядом сложностей:
- Отсутствие атмосферы и естественного магнитного поля планеты
- Ограниченность энергетических ресурсов космических аппаратов
- Необходимость защиты от космической радиации
- Влияние на работу бортовых систем
Тем не менее, ученые разрабатывают проекты по созданию искусственного магнитного поля для защиты космических кораблей и обитаемых баз на других планетах.
Перспективные направления исследований
Современные исследования в области создания и применения магнитных полей ведутся по следующим перспективным направлениям:
- Разработка более эффективных сверхпроводящих материалов
- Создание компактных источников сильных магнитных полей
- Применение магнитных полей для управляемого термоядерного синтеза
- Использование магнитных полей для защиты от космической радиации
- Развитие методов дистанционного формирования магнитных полей
Прогресс в этих областях открывает новые возможности для развития науки и технологий.
Каким образом можно создать магнитное поле
Статьи › Магнит › Как сделать Магнит
Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами других частиц, что обычно проявляется в существенно меньшей степени) (постоянные магниты). Кроме этого, оно возникает в результате изменения во времени электрического поля.
- Что может быть источником магнитного поля
- Чем создается магнитное поле и как его можно обнаружить
- Как создать магнитное поле в пространстве
- Где есть магнитное поле
- Как делать магнит
- Что создает магнитное поле Земли
- Что такое магнитное поле своими словами
- Какие источники магнитного поля вам известны
- Чем создается электрическое поле
- Как можно создать однородное магнитное поле
- Каким способом можно увеличить магнитное поле
- Какие тела создают магнитное поле в системе отсчета
- Какие виды магнитного поля
- Для чего магнитное поле
- Для чего нужно магнитное поле
- Что является единственным источником магнитного поля
- Что является первичным источником магнитного поля
- Что будет если не будет магнитного поля
- Что является одним из источников магнитного поля
- Что является источником переменного магнитного поля
Что может быть источником магнитного поля
Поскольку магнетизм тесно взаимосвязан с электричеством, то любое электрическое устройство может быть источником магнитного поля.
Например, ЛЭП (линия электропередач), телефон, телевизор, микроволновая печь и другие устройства. Источником магнитного поля являются и некоторые минералы.
Чем создается магнитное поле и как его можно обнаружить
Магнитное поле обнаруживается по его воздействию на проводник с током. Движение проводника вызвано действием на него магнитного поля со стороны дугового магнита. Если поменять местами полюсы магнита, проводник меняет направление движения на противоположное.
Как создать магнитное поле в пространстве
Как создать в пространстве электромагнитное поле? Движущимся постоянным магнитом, изменяющимся во времени магнитным полем. Вокруг зарядов, движущихся с постоянной скоростью (например, вокруг проводника с постоянным током) создается постоянное магнитное поле.
Где есть магнитное поле
Магнитное поле существует вокруг любого проводника с током, т. е. вокруг движущихся электрических зарядов. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.
Как делать магнит
Магнит — это тело, имеющее собственное магнитное поле. Оно создаётся движущимися электрическими зарядами, проявляется на них же и является невидимым для человека. В естественной среде предмет встречается в виде камня — магнетита, иное название — магнитный железняк.
Что создает магнитное поле Земли
Магнитное поле Земли зарождается в ее внешнем ядре, состоящем из жидкого железа. В процессе остывания ядра в этой жидкости происходит тепловое перемешивание, причем на потоки железа накладывается вращение планеты.
Что такое магнитное поле своими словами
Магнитное поле — это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным моментом. Это одна из пяти известных нам сил, управляющих Вселенной от микромасштабов до масштабов межгалактических.
Какие источники магнитного поля вам известны
- Промышленные магниты
- Электроприводы вращательного типа
- Линейные электроприводы
- Инверторы и частотные преобразователи
- Магнитомягкие порошковые сердечники
- Магнитомягкие ферритовые сердечники
- Магнитная реклама
- Источники магнитного поля на постоянных магнитах
Чем создается электрическое поле
Электрические поля возникают за счет разницы напряжений: чем больше электрическое напряжение, тем более сильным будет возникающее поле.
Как можно создать однородное магнитное поле
Однородное магнитное поле может быть создано с помощью катушек Гельмгольца, постоянных магнитов и соленоидов в том числе и сверхпроводящих соленоидов. С помощью постоянных магнитов однородное поле создается в зазоре между их полюсами.
Каким способом можно увеличить магнитное поле
Магнитное действие катушки с током можно усилить, усилив ток, увеличив количество витков в катушке и введя внутрь катушки железный сердечник.
Какие тела создают магнитное поле в системе отсчета
Считается, что магнитное поле создается только движущимися зарядами, так называемым молекулярным током и движущимися заряженными телами.
Какие виды магнитного поля
Магнитное поле с несовпадающим действием силы — как по модулю, так и по направлению — на магнитную стрелку в различных его точках является неоднородным. Магнитное поле с одним и тем же действием силы на магнитную стрелку в любых его точках называется однородным.
Для чего магнитное поле
Геомагнитное поле вследствие специфической конфигурации линий индукции создает для заряженных частиц — протонов и электронов — магнитную ловушку. Оно захватывает и удерживает огромное их количество, так что магнитосфера является своеобразным резервуаром заряженных частиц.
Для чего нужно магнитное поле
Магнитное поле защищает поверхность Земли от солнечного ветра и вредного космического излучения. Оно работает как своеобразный щит — без его существования атмосфера была бы разрушена.
Что является единственным источником магнитного поля
Известно, что источником магнитного поля может служить постоянный магнит или проводник с током. Там, где требуется неизменное магнитное поле небольшой величины, вполне подходит постоянный магнит.
Что является первичным источником магнитного поля
Природа этих источников едина: М. п. возникает в результате движения заряженных микрочастиц (электронов, протонов, ионов), а также благодаря наличию у микрочастиц собственного (спинового) магнитного момента (см.
Магнетизм).
Что будет если не будет магнитного поля
Если исчезнет магнитное поле, то эти частицы будут ионизировать всё вещество на поверхности Земли, в том числе и живые клетки, что приведёт к их гибели, атмосфера постепенно будет терять вещество. Радиация убьёт все виды живых существ, за исключением разве что бактерий и примитивных форм.
Что является одним из источников магнитного поля
Источниками магнитного поля являются движущиеся электрические заряды, электрические токи. Движение электронов и протонов создают орбитальные микротоки в атомах и ядрах. Микрочастицы наряду с собственным механическим моментом — спином, обладают собственным магнитным моментом.
Что является источником переменного магнитного поля
Источники переменного магнитного поля
Изменяющиеся электрические токи являются источником переменного магнитного поля. Это поле в свою очередь становится источником переменного электрического поля. Вновь созданное переменное электрическое поле порождает новое переменное магнитное поле.
Физики придумали способ создать магнитное поле вокруг Марса — Газета.Ru
Физики придумали способ создать магнитное поле вокруг Марса — Газета.Ru | Новости
close
100%
Физики предложили способ создать искусственное магнитное поле Марса. Статья с описанием идеи была принята к публикации в журнале Acta Astronautica.
Землю окружает мощное магнитное поле, которое защищает жизнь на поверхности от потоков заряженных частиц. Без него жизнь на поверхности была бы крайне затруднена, а солнечный ветер постепенно бы сдувал земную атмосферу. У Марса нет геомагнитного динамо, служащего источником магнитного поля Земли, и потому его атмосфера так тонка.
Ученые под руководством Рут Бэмфорд из Лаборатории Резерфорда – Эплтона (Великобритания) рассмотрели несколько способов создания искусственного магнитного поля Марса, и выбрали оптимальный, на их взгляд, вариант.
Восстановление конвективных потоков в ядре планеты потребует циклопических затрат энергии (миллиардов ядерных взрывов) и может привести к тектонической нестабильности, а схемы с использованием магнитных катушек требуют много материала и будут стоить очень дорого.
Поэтому оптимальным вариантом исследователи посчитали создание тора из заряженных частиц вокруг планеты, источником которых послужит Фобос, спутник Марса. Он вращается вокруг планеты на подходящем расстоянии (9 тыс. км), и на него можно установить ядерный реактор, энергия которого позволит постепенно испарять поверхность спутника и превращать ее материал в заряженные частицы.
Эти заряженные частицы будут дополнительно ускоряться на специальных орбитальных станциях и перелетать между ними вокруг планеты. Это, свою очередь, создаст плазменную структуру, по которой будут течь кольцевые токи, отчего возникнет искусственное магнитное поле.
Эта работа лишь излагает концепцию, а не описывает конкретные инженерные решения, поскольку человечество не будет обладать подобными технологиями в ближайшие пару десятилетий.
Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Новости
Дзен
Telegram
Дмитрий Воденников
Единственно прекрасная точка
О невыносимой легкости бытия
«Дай Откусить»
Глоток воды
О том, почему запить ужин в ресторане стоит неоправданных денег
Владимир Трегубов
Торговая война между США и Китаем
О том, кому выгодно такое противостояние
Мария Дегтерева
Большой брат
О том, как технологии начинают сводить с ума
Марина Ярдаева
Релокация вместо туризма
О том, какие форматы путешествий остаются беднеющему русскому человеку
Физики могут сделать «невозможное»: создавать и уничтожать магнитные поля издалека
При покупке по ссылкам на нашем сайте мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.
(Изображение предоставлено Shutterstock)Ученые нашли способ создавать и гасить магнитные поля на расстоянии.
Метод заключается в пропускании электрического тока через специальное расположение проводов для создания магнитного поля , которое выглядит так, как будто оно исходит из другого источника. У этой иллюзии есть реальное применение: представьте себе лекарство от рака, которое можно доставить прямо в опухоль глубоко в теле с помощью капсул, сделанных из магнитных наночастиц.
Невозможно воткнуть магнит в опухоль, чтобы направить наночастицы в их путешествии, но если бы вы могли создать магнитное поле снаружи тела, сосредоточенное прямо на этой опухоли, вы могли бы доставить лекарство без инвазивной процедуры.
Напряженность магнитного поля уменьшается по мере удаления от магнита, и теорема Эрншоу, доказанная в 1842 году, гласит, что невозможно создать точку с максимальной напряженностью магнитного поля в пустом пространстве.
«Если у вас не может быть максимума магнитного поля в пустом пространстве, это означает, что вы не можете создать поле магнитного источника удаленно, не размещая реальный [магнитный] источник в целевом месте», — сказала Роза Мах-Батль, физик. в Центре биомолекулярных нанотехнологий Istituto Italiano Di Tecnologia в Италии, который руководил новым исследованием.
Связанные: 9 интересных фактов о магнитах
Создание гипотетического реального
Мах-Батль и ее коллеги, тем не менее, думали, что смогут обойти эту проблему.
Они были вдохновлены работой в области оптики, в которой используются искусственные материалы, известные как метаматериалы (разработанные так, чтобы иметь свойства, которых нет ни у одного природного материала), чтобы обойти ограничения разрешения, установленные длиной волны света. Точно так же они думали, что гипотетические магнитные материалы могут сделать невозможное в мире магнитных полей.
Исследователи представили материал с отрицательной магнитной проницаемостью 1. Магнитная проницаемость материала показывает, насколько этот материал увеличивает или уменьшает магнитное поле при воздействии этого поля. В материале с отрицательной магнитной проницаемостью 1 направление магнетизма , индуцированного в материале , будет противоположно направлению исходного магнитного поля.
Конечно, новый метод создания магнитных полей, основанный на несуществующих материалах, не был бы особенно полезен. Но хотя этого гипотетического материала с отрицательной магнитной проницаемостью не существует, физики могут создать что-то вроде временного «материала» из электрического тока, проходящего по определенной схеме проводов.
Это потому, что ток индуцирует магнетизм и наоборот, что является следствием уравнений электромагнетизма Максвелла.
Родственный: Магнитные поля размером с черную дыру могут быть созданы на Земле, говорится в исследовании
активный метаматериал», — сказал Мах-Батль в интервью Live Science.
Чтобы создать поле на расстоянии, Мах-Батль и ее команда создали полый цилиндр, состоящий примерно из 20 проволок, окружающих одну длинную внутреннюю проволоку. Когда ток проходит по этим проводам, он создает магнитное поле, которое выглядит так же, как если бы длинный внутренний провод находился снаружи устройства. Это электромагнитный эквивалент голоса чревовещателя; источник поля на самом деле не находится вне устройства, но само поле неотличимо от поля, которое возникло бы, если бы источник находился вне устройства.
«Мы создаем иллюзию того, что этот источник находится на расстоянии», — сказал Мах-Батле. Исследователи опубликовали свои выводы 23 октября в журнале Physical Review Letters
Биомедицинские приложения
Связанный контент
До сих пор остаются вопросы о том, насколько хорошо этот метод будет работать в реальных приложениях.
Одна из особенностей системы заключается в том, что между проволочным цилиндром и полем на расстоянии существует область очень сильных магнитных полей. Этот регион может помешать некоторым приложениям исследования, сказал Мах-Батле, хотя будет ли это проблематично или нет, вероятно, зависит от того, что вы пытаетесь сделать с этой областью.
Возможные применения помимо доставки лекарств включают подавление магнитных полей издалека, метод, который может быть полезен в квантовых вычислениях для уменьшения «шума» от внешних полей, которые могут мешать измерениям. Другим применением может быть улучшение транскраниальной магнитной стимуляции, в которой используются магниты для стимуляции нейронов в мозге для лечения депрессии . Возможность управлять магнитными полями на расстоянии может улучшить таргетинг транскраниальной магнитной стимуляции, чтобы врачи могли лучше сосредоточиться на определенных областях мозга.0007 человеческий мозг .
Исследователи надеются построить конфигурацию проводов, которая позволит создавать трехмерные магнитные поля издалека.
Первоначально опубликовано на Live Science.
Стефани Паппас — автор статей для журнала Live Science, освещающего самые разные темы — от геонаук до археологии, человеческого мозга и поведения. Ранее она была старшим автором журнала Live Science, но теперь работает внештатным сотрудником в Денвере, штат Колорадо, и регулярно публикует статьи в журналах Scientific American и The Monitor, ежемесячном журнале Американской психологической ассоциации. Стефани получила степень бакалавра психологии в Университете Южной Каролины и диплом о высшем образовании в области научной коммуникации в Калифорнийском университете в Санта-Круз.
Объяснение урока: Магнитные поля, создаваемые электрическими токами
В этом объяснении мы научимся описывать магнитное поле, которое производится проводом, по которому течет электрический ток.
Если по проводу протекает поток заряда, то в проводе есть ток. На приведенной ниже схеме показан длинный прямой провод, по которому течет ток.
Ток создает вокруг себя магнитное поле. Линии поля, показанные внизу сформируйте круги вокруг проволоки.
Магнитное поле, образованное током, существует повсюду вокруг провода. Вокруг него формируются круговые силовые линии, простирающиеся на любое расстояние от проволока.
Если мы изменим перспективу, чтобы посмотреть на провод с одного конца, ток может указывать прямо на нас, как показано ниже. С этой точки зрения мы говорим, текущие точки «за пределами экрана» или «за пределами экрана».
На этом рисунке показан символ, указывающий ток за пределы экрана: круг. с точкой в центре. Он также показывает, что силовые линии магнитного поля при разных расстояния от проволоки образуют концентрические окружности.
По мере увеличения расстояния от провода круги отдаляются друг от друга. Этот указывает на уменьшение напряженности магнитного поля.
Вместо того, чтобы смотреть ток, указывающий из экрана на нас, это
можно смотреть в противоположном направлении: «в экран».
Ток в
это направление обозначено кружком вокруг буквы X, как показано ниже.
Обратите внимание, что магнитное поле на этом рисунке направлено вокруг провода по часовой стрелке. а поле на рисунке с направленным током из экрана указывает против часовой стрелки.
Для определения направления магнитного поля вокруг проводящего ток проволоки, мы используем так называемое «правило правой руки». Это правило гласит, что если мы указываем большим пальцем правой руки в направлении тока в прямой провод, направление, в котором сгибаются наши пальцы (скажем, чтобы схватить что-то) является направление магнитного поля вокруг этого провода.
Этот метод применяется для проводов, по которым ток поступает на экран и выходит из него, как показано ниже.
В обоих случаях, когда мы указываем большим пальцем правой руки в направлении текущей
в проводе наши пальцы сгибаются в направлении создаваемого магнитного поля
по течению.
Пример 1: понимание магнитного поля, создаваемого проводом с током
На какой из четырех диаграмм правильно показаны силовые линии магнитного поля, создаваемого вокруг провода с током?
Ответ
Чтобы ответить на этот вопрос, воспользуемся так называемым «правым хватом». правило». Это правило гласит, что направление магнитного поля, образованного электрический ток задается направлением, в котором сгибаются наши пальцы, когда большой палец нашей правой руки указывает в том же направлении, что и ток.
Мы можем применить это правило к четырем случаям (A), (B), (C) и (D) по порядку.
Для сценария (А) мы указываем большим пальцем правой руки на экран с момента
текущие точки в этом направлении. Сгибая пальцы, мы обнаруживаем, что они двигаются
по дуге по часовой стрелке. Это идет против указанного против часовой стрелки
направление магнитного поля. Следовательно, диаграмма (А) неправильно показывает
силовые линии магнитного поля вокруг проводника с током.
В сценарии (B) ток указывает за пределы экрана. Когда большой палец наша правая рука указывает туда, наши пальцы сгибаются против часовой стрелки направление. Это идет против указанного магнитного поля по часовой стрелке. направление на схеме. Диаграмма (B) также неправильно показывает магнитное поле, создаваемое вокруг провода с током.
Сценарий (C) имеет ток, направленный на экран, и магнитный поток по часовой стрелке. направление поля. Проверяя это с помощью нашего правила хвата правой рукой, мы обнаруживаем, что действительно, наши пальцы сгибаются по часовой стрелке, когда большой палец правой руки указывает на экран. Схема (С) верна!
Рассматривая сценарий (D), мы видим, что часть магнитного поля указывает
против часовой стрелки и часть по часовой стрелке. Это физически невозможно, поэтому
мы знаем, что диаграмма (D) не является правильным изображением магнитного поля вокруг
провод с током.
Наш последний вариант — диаграмма (С).
Мы отметили, что напряженность магнитного поля, создаваемого проводник с током становится слабее по мере увеличения расстояния от провода.
Другим фактором, влияющим на напряженность поля, является величина текущее его создание. Чем сильнее течение (больше его величина), тем сильнее магнитное поле.
Пример 2: понимание магнитных полей, создаваемых электрическими токами
Для магнитного поля, создаваемого вокруг провода с током, ток, магнитное поле.
- больше, слабее
- меньше, сильнее
- больше, сильнее
Ответ
Существует прямая зависимость между величиной электрического ток, создающий магнитное поле, и величина самого поля.
Таким образом, мы можем сказать, что чем больше ток, тем сильнее поля, и чем меньше ток, тем слабее поле.
Оба этих описания правильно заполняют пробелы в
предложение, но только одно из них предлагается в качестве опции.
Вариант (С),
«больше, сильнее» приведет к предложению, которое гласит: «Для
магнитное поле, создаваемое вокруг провода с током, тем больше
ток, тем сильнее магнитное поле». Это правильно завершает
предложение, поэтому наш последний вариант — вариант (C).
Провод, по которому течет ток, может быть прямым, как мы рассматривали до сих пор, но он также может быть расположен в виде катушки, как показано на следующем рисунке.
Такая катушка проволоки называется соленоидом. Как и любая другая форма провод, когда соленоид пропускает ток, он создает магнитное поле вокруг себя.
Интересно, что магнитное поле соленоида очень похоже на магнитное поле, создаваемое стержневым магнитом.
Когда по соленоиду течет ток, магнитное поле внутри его катушек равно достаточно сильное, а внешнее поле относительно слабое.
Можно усилить магнитное поле внутри соленоида путем
поместить материал, который может намагничиваться, в сердечник соленоида.
Намагничиваемый материал – это такой материал, который при помещении в магнитное поле сам становится магнитом и создает собственное магнитное поле.
Примером такого материала является железо. Если поставить железный цилиндр внутри соленоида, как показано ниже, поле соленоида намагничивает железо, которое затем создает собственное магнитное поле, которое в очередь усиливает поле соленоида.
Пример 3: Идентификация соленоида
На каждой из следующих диаграмм изображен объект, сделанный из меди. Какой объект является соленоидом?
Ответ
Соленоид сделан из проволоки, которая может проводить ток. Важно отметить, что провод в соленоиде непрерывен, то есть заряд может течь с одного конца соленоида к другому.
Провод в соленоиде также скрученный, образуя множество витков, которые параллельно друг другу.
Варианты (A) и (B) показывают отсоединенные петли проводов.
Так как они
не непрерывный, ни один из этих вариантов не показывает соленоид.
Вариант (C) показывает петли, соединенные вместе. Петли не расположены параллельно друг другу, поэтому мы не будем выбирать вариант (C) или.
Вариант (Е) изображает полый цилиндр. Поскольку это не построено из одного отрезка провода, это не соленоид.
Зная, что соленоид сделан из непрерывной проволоки расположенные в параллельных петлях, исключают все варианты, кроме варианта (D).
Пример 4. Знание основных терминов, связанных с электромагнетизмом
Что из следующего является правильным описанием соленоида?
- Соленоид представляет собой один прямой кусок провода. Пропуская по ней электрический ток, вокруг нее создается магнитное поле.
- Соленоид представляет собой одиночный контур изолированного провода. Пропуская через него электрический ток, создается магнитное поле
похоже на стержневой магнит.
- Соленоид представляет собой длинную катушку изолированного провода. Прохождение электрического ток через него создает магнитное поле, подобное стержню магнит.
Ответ
Рассматривая эти три варианта описания, мы видим, что они различаются в первую очередь из-за формы провода, из которого состоит соленоид.
Соленоид — это не прямой кусок проволоки; состоит из ряда петель называется катушкой. Чем больше петель в катушке, тем сильнее магнитное поле. это создает.
Когда электрический заряд проходит через соленоид, он создает сильное поле подобно магнитному полю из-за стержневого магнита.
Это описание соответствует опции (C).
Пример 5: Знакомство с соленоидами
Какие два из следующих способов являются способами увеличения прочности магнитное поле, создаваемое соленоидом?
- Увеличение ширины соленоида
- Уменьшение длины соленоида
- Увеличение тока через соленоид
- Уменьшение числа витков соленоида
- Добавление железного сердечника к соленоиду
Ответ
Напомним, что соленоид представляет собой катушку провода с множеством витков.
Магнитное поле, создаваемое соленоидом, фактически является суммой магнитные поля, создаваемые каждой отдельной петлей. Чем больше там петель равны, тем больше будет эта сумма и тем сильнее будет общее поле.
Следовательно, вариант (D) «Уменьшение числа витков в соленоид», не может быть правильным. Уменьшение количества витков соленоида фактически ослабит общее магнитное поле.
Аналогично вариант (B) «Уменьшение длины соленоида» не не описывает способ усиления магнитного поля соленоида. Уменьшение длины соленоида эффективно удаляет витки из катушки, снова ослабляя общее поле.
Вариант (A) утверждает, что увеличение ширины соленоида увеличивает его напряженность магнитного поля. Однако именно количество петель, а не их диаметр, что влияет на напряженность магнитного поля в соленоид.
Что касается способов увеличения напряженности поля соленоида, один подход
который работает для токонесущих проводов любой формы, заключается в увеличении
ток в проводе.
