Что такое магнитное поле. Как оно возникает. Каковы основные свойства магнитного поля. Как описываются силовые линии магнитного поля. Какие существуют способы обнаружения и визуализации магнитного поля.
Что такое магнитное поле и как оно возникает
Магнитное поле — это особый вид материи, который возникает вокруг движущихся электрических зарядов или постоянных магнитов. Оно является одним из фундаментальных полей в природе наряду с электрическим, гравитационным и другими полями.
Как возникает магнитное поле? Существует несколько основных способов его возникновения:
- Вокруг проводника с электрическим током
- Вокруг постоянных магнитов
- Вокруг отдельных движущихся заряженных частиц
- В результате изменения электрического поля во времени
Магнитное поле невозможно увидеть напрямую, но его действие проявляется в силах, действующих на другие магниты или проводники с током, помещенные в это поле.
Основные свойства магнитного поля
Магнитное поле обладает рядом важных свойств, которые определяют его поведение и взаимодействие с другими объектами:
- Это векторное поле, то есть в каждой точке пространства оно характеризуется не только величиной, но и направлением
- Силовые линии магнитного поля замкнуты, они не имеют начала и конца
- Магнитное поле не действует на неподвижные электрические заряды
- На движущиеся заряженные частицы в магнитном поле действует сила Лоренца
- Магнитное поле способно намагничивать некоторые вещества (ферромагнетики)
Понимание этих базовых свойств крайне важно для изучения электромагнитных явлений и их практического применения.
Силовые линии магнитного поля
Для наглядного представления структуры магнитного поля используется концепция силовых линий. Что такое силовые линии магнитного поля и какими свойствами они обладают?
Силовые линии магнитного поля — это воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции. Они позволяют визуализировать структуру магнитного поля.
Основные свойства силовых линий магнитного поля:
- Являются замкнутыми кривыми
- Не пересекаются друг с другом
- Выходят из северного полюса магнита и входят в южный
- Густота линий характеризует силу поля (чем гуще, тем сильнее поле)
Силовые линии помогают легко представить структуру даже сложных магнитных полей от разных источников.
Способы обнаружения и визуализации магнитного поля
Поскольку магнитное поле невидимо для человеческого глаза, для его обнаружения и изучения используются специальные методы. Какие существуют способы «увидеть» магнитное поле?
- С помощью железных опилок, выстраивающихся вдоль силовых линий
- По отклонению магнитной стрелки компаса
- С использованием датчиков Холла
- Методом магнитооптической визуализации
- С помощью специальных магнитных пленок
Каждый из этих методов имеет свои преимущества и ограничения. Их комбинирование позволяет получить наиболее полную картину магнитного поля.
Связь магнитного поля с электрическим
Магнитное и электрическое поля тесно связаны между собой. В чем проявляется эта связь? Каковы основные законы, описывающие взаимодействие электрического и магнитного полей?
Ключевые аспекты взаимосвязи электрического и магнитного полей:
- Движущиеся электрические заряды создают магнитное поле
- Изменяющееся во времени магнитное поле порождает вихревое электрическое поле
- Изменяющееся электрическое поле создает магнитное поле
Эти взаимосвязи описываются уравнениями Максвелла — фундаментальными законами электромагнетизма. Понимание единства электрического и магнитного полей привело к созданию теории электромагнитного поля.
Магнитное поле Земли
Земля обладает собственным магнитным полем, которое играет важную роль в защите планеты и жизни на ней. Какова природа магнитного поля Земли? Какие особенности оно имеет?
Основные характеристики магнитного поля Земли:
- Имеет дипольную структуру, похожую на поле полосового магнита
- Магнитные полюса не совпадают с географическими
- Напряженность поля составляет 25-65 мкТл на поверхности
- Поле меняется со временем (магнитные полюса дрейфуют)
- Защищает Землю от космической радиации
Изучение магнитного поля Земли важно для понимания процессов в ядре планеты, прогнозирования космической погоды и других практических применений.
Практическое применение знаний о магнитном поле
Понимание свойств и закономерностей магнитного поля находит широкое применение в науке и технике. Где на практике используются знания о магнитном поле?
Основные области применения:
- Электродвигатели и генераторы
- Трансформаторы
- Электромагниты
- Магнитная левитация
- Магнитно-резонансная томография
- Системы магнитной записи информации
- Компасы и навигационные системы
Развитие технологий, основанных на использовании магнитного поля, продолжает открывать новые перспективные направления в энергетике, транспорте, медицине и других отраслях.
404 Not Found
404 Not Found
|
|
Магнитное поле, его свойства
Сегодня на уроке мы с вами поговорим о магнитном поле и его свойствах
«Исследования Ампера… принадлежат к
числу самых блестящих работ,
которые проведены когда-либо в науке»
Джеймс Клерк Максвелл
Магнитные
явления известны людям с глубокой древности.
Еще древние греки знали, что
существует особый минерал, способный притягивать железные предметы. Это был
один из минералов железной руды, который сейчас известен как магнетит.
Его залежи находились возле города Магнесии на севере Турции. Слово «магнит»
в переводе с греческого означает «камень из Магнесии».
Впервые свойства магнитных материалов использовали в Китае. Именно там в
Известные с древних времен явления притяжения разноименных и отталкивания одноименных полюсов магнита напоминают явление взаимодействия разноименных и одноименных электрических зарядов.
Известно,
что между неподвижными электрическими зарядами действуют силы, определяемые
законом Кулона.
Согласно теории близкодействия это взаимодействие
осуществляется так: каждый из зарядов создает электрическое поле, которое
действует на другой заряд.
Однако долгое время оставался неразрешимым вопрос о том, могут ли между электрическими зарядами существовать силы иной природы? Рассмотрим опыт, проведенный французским физиком Андре-Мари Ампером в 1820 году.
Ампер взял два гибких провода и укрепил их вертикально, а затем присоединил нижние концы проводов к полюсам источника тока. При таком подключении с проводниками не обнаруживалось никаких изменений. Проводники заряжались от источника тока, но заряды проводников при разности потенциалов между ними в несколько вольт ничтожно малы. Поэтому кулоновские силы никак не проявляются.
Затем
Ампер замкнул другие концы проводников небольшой проволочкой так, чтобы в
проводниках возникли токи противоположного направления. Оказалось, что
при таком подключении проводники начинают отталкиваться друг от друга.
Если же поменять направление токов так, чтобы они текли в одном направлении,
то проводники начинали притягиваться друг к другу.
Это взаимодействие не может быть вызвано электростатическим полем по следующим причинам. Во-первых, при размыкании цепи взаимодействие проводников прекращается, хотя заряды на проводниках и их электростатические поля остаются. Во-вторых, одноименные заряды (электроны в проводнике) всегда только отталкиваются.
В том же 1820 году Ханс Кристиан Эрстед провел серии опытов. Он располагал проводник над магнитной стрелкой (или под ней) параллельно ее оси. При пропускании тока по проводнику, стрелка начинала отклоняться от своего первоначального положения. При размыкании цепи — стрелка возвращалась в своё первоначальное положение.
Этот
опыт наглядно показывает, что в пространстве, окружающем проводник с током, действуют
силы, вызывающие поворот магнитной стрелки, то есть силы, подобные тем,
которые действуют на нее вблизи постоянных магнитов.
Поэтому взаимодействия между проводниками с током, т.е. взаимодействия между направленно движущимися электрическими зарядами, называют магнитными.
Силы же, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.
Действие магнитных сил было обнаружено в пространстве и вокруг отдельно движущихся заряженных частиц. Русский и советский физик Абрам Фёдорович Иоффе в 1911 году наблюдал отклонение магнитных стрелок, расположенных вблизи пучка движущихся электронов.
Схема его опыта довольно проста. Над и под трубкой, через которую пропускался поток электронов, находились две одинаковые, но противоположно направленные магнитные стрелки, укрепленные на общем кольце, подвешенном на упругой нити. При прохождении в трубке потока электронов магнитные стрелки поворачивались.
Таким
образом, многочисленные опыты привели ученых к выводу, что вокруг любого
проводника с током, т.
е. вокруг движущихся электрических зарядов, существует
магнитное поле.
Магнитное поле — это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.
Магнитное поле можно обнаружить и исследовать с помощью железных опилок, магнитной стрелки, а также небольшого контура или рамки с током, причем собственное магнитное поле контура должно быть слабым по сравнению с исследуемым.
Проводники,
подводящие ток к контуру, должны быть расположены вблизи друг друга или
сплетены между собой, тогда их магнитные поля взаимно компенсируются.
Ориентация такого контура характеризуется направлением нормали к контуру. В
качестве положительного направления нормали принимается направление,
которое связано с током правилом правого винта (или правилом буравчика):
если головку винта поворачивать по направлению тока в контуре, то поступательное
движение острия винта указывает направление положительной нормали.
Опыт показывает, что если подвесить такой контур на гибких проводниках в магнитном поле, то он повернется и установится определенным образом. Таким образом, магнитное поле оказывает на контур с током ориентирующее действие. При этом положительная нормаль будет направлена к плоскости контура вдоль продольной оси магнитной стрелки, помещенной в ту же точку магнитного поля. Поэтому за направление магнитного поля принимают направление от южного полюса к северному по оси свободно установившейся в магнитном поле стрелки.
Основные выводы:
Вокруг движущихся электрических зарядов, существует магнитное поле.
Магнитное поле — это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.
Магнитное
поле порождается электрическим током и обнаруживается по
действию на электрический ток.
Перечислите четыре свойства силовых линий магнитного поля.
- #Школа
- #CBSE 10 Класс
- #Магнитные эффекты электрического тока
- #Наука
Перечислите четыре свойства силовых линий магнитного поля.
Ответы (2)
Свойства силовых линий магнитного поля: —
(i) Силовые линии магнитного поля не пересекаются друг с другом.
(ii) Они выходят из северного полюса и сливаются/заканчиваются на южном полюсе.
(iv) Эти линии являются замкнутыми кривыми.
(v) Они сильнее возле полюсов.
Посмотреть полный ответ
Crack
JEE Main с «AI Coach»- HD видео лекции
- Неограниченные пробные тесты
- Поддержка факультета
Что такое силовые линии магнитного поля? Напишите их свойство.
Добавил
Gautam
Показать полный ответ
Похожие вопросы
- для функции, почему мы пишем f(x)?
- Кого вы меняете сахарный тростник, когда черный цвет превращается в белый
- Кто они изменит цвет сахарного тростника черный на белый
Актуальные статьи/новости
Научный анализ CBSE Class 10: учащиеся нашли вопросы «сбалансированными», схема аналогична образцу бумаги
Экзамен по естественным наукам класса 10 CBSE сегодня; Ознакомьтесь с рекомендациями, чтобы следовать
CBSE 2023 Class 10 Exam Live: анализ научной работы CBSE 10th, доступен обзор, ключ ответа, схема оценивания
Последний вопрос
- Определите пару физических величин, которые имеют разные размерности:Вариант: 1 Волновое число и постоянная РидбергаВариант: 2 Напряжение и коэффициент упругостиВариант: 3 Коэрцитивная сила и намагниченность
- Случайная величина X имеет следующее распределение вероятностей:
Уже заданные вопросы
Создать учетную запись
Номер мобильного телефона (+91)
Я согласен с Политикой конфиденциальности и Условиями использования Careers360
- я уже член
Ваш ответ
Создать учетную запись
Номер мобильного телефона (+91)
Я согласен с Политикой конфиденциальности и Условиями использования Careers360
- я уже член
Магнитное поле и линии поля
- Автор трирай
- Последнее изменение 24-01-2023
Каждый человек слышал и имеет представление о том, что такое магнит.
Магниты — это вещества, обладающие свойствами притягивать определенные металлы, такие как никель, железо, кобальт и так далее. С другой стороны, свойство притяжения называется магнетизмом, а магнетизм опосредован магнитным полем. Это простые правила, которым следуют магниты, и они составляют основную часть физики.
Учащиеся 7-го класса доски Махараштры знакомятся с концепцией магнитного поля и силовых линий, что поможет им понять концепции и заложить основу для будущих уроков физики. В этой статье дано подробное объяснение магнитного поля и силовых линий, из которого учащиеся могут правильно понять концепции и быть уверенными. Читайте дальше, чтобы узнать больше об этой теме.
Магнитное поле можно определить как область вокруг магнита, в которой можно обнаружить силу магнита.
Магнитное поле в магните создается электрическим током и магнитным диполем, который передает магнитные силы другим частицам, таким как железо, которые находятся внутри магнитного поля. Более того, у него есть векторная величина, которая имеет как величину, так и направление. Однако важно отметить одну вещь: магнитное поле двух магнитов отталкивает друг друга. Чтобы лучше понять магнитные поля, учащиеся могут проверить изображение ниже и свойства магнитных полей, приведенные в этой статье.
Свойства магнитного поля
Существуют определенные свойства, которым следуют магнитные поля, и для учащихся 7-го класса Maharashtra Board Physics важно иметь представление об этих понятиях, поскольку это поможет им освоить их. Свойства магнитного поля следующие:
- Линии магнитного поля выходят из северного полюса магнита и входят через южный полюс.
- Сила магнитного поля действует на расстоянии так же, как гравитационная и электрическая силы, и похожа на электрическое поле, окружающее заряд.
- Сила, с которой магнитные полюса притягивают или отталкивают другие магнитные полюса других магнитов, называется магнитной силой.
- Магнитное поле обозначается символом B
Что такое линии магнитного поля?
Линии магнитного поля — это воображаемые линии, которые притягивают другие магнитные полюса к магниту. Например, если магнит положить на стол, заполненный железными опилками, то железные опилки равномерно выстроятся в разные линии. Эти изогнутые линии и есть магнитные поля. Линии магнитного поля всегда начинаются с северного полюса и заканчиваются на южном полюсе магнита, а силовые линии представляют собой путь, по которому в поле двигался бы изолированный единичный северный полюс.
Свойства линий магнитного поля
Свойства, определяющие линии магнитного поля, следующие:
- Линии магнитного поля представляют собой замкнутые и непрерывные кривые линии, которые начинаются с северного полюса и заканчиваются на южном полюсе, после чего они снова возвращаются к северный полюс через внутреннюю часть магнита.
- Линии магнитного поля сближаются вблизи полюсов магнита, но расходятся в других местах магнита.
- Линии поля скучены и сильнее всего вблизи полюса, а чем дальше от полюса, тем слабее. Однако параллельные и равноудаленные силовые линии магнитного поля представляют собой однородное магнитное поле, точно такое же, как магнитное поле Земли.
- Две силовые линии магнитного поля не могут пересекаться, а если пересекаются, это будет означать, что в этой точке есть два направления магнитного поля, что невозможно.
Магнитная сила
Мы знаем, что магнитное поле создается магнитом или зарядом в движении. Магнитное поле может прикладывать некоторую силу к магнитным материалам. Интересно, что магнитное поле не может воздействовать на неподвижный заряд, но может воздействовать на движущийся заряд.
Сила, действующая на движущийся заряд, определяется зарядом, умноженным на перекрестное произведение скорости и магнитного поля. Изображение, приведенное ниже, даст учащимся правильное представление о том, как действует магнитная сила.
Как рассчитать магнитное поле?
Магнитное поле является векторной величиной, и полное магнитное поле в точке определяется векторной суммой отдельных магнитных полей в этой точке.
Bnet→=B1→+B2→+B3→+……
Для сплошных тел ,
Чистое магнитное поле определяется путем интегрирования магнитного поля, обусловленного дифференциальным элементом сплошного тела.
Bnet→=∫dB→
Магнитная сила, действующая на провод с током из-за магнитного поля, определяется выражением,
F→=i(dl→×B→)
Правило левой руки Флеминга
Направление силы в приведенном выше уравнении совпадает с направлением векторного произведения (dl→×B→). Правило левой руки Флеминга упрощает его. Согласно правилу левой руки Флеминга, если мы направим указательный палец в направлении магнитного поля, а средний палец — в направлении тока, то наш большой палец будет указывать в направлении силы, действующей на проводник с током.
