Magnit maydonning rasmini olish. Taqdimot - magnit maydon va uning tasviri
Grafik tasvir magnit maydon. Magnit induksiya vektor oqimi
Magnit maydon magnit induksiya chiziqlari yordamida grafik tarzda ifodalanishi mumkin. Magnit induksiya chizig'i har bir nuqtadagi tangensi magnit maydon induksiya vektorining yo'nalishiga to'g'ri keladigan chiziqdir (6-rasm).
Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, magnit induksiya chiziqlari oqimlarni o'rab turgan yopiq chiziqlardir. Magnit induksiya chiziqlarining zichligi maydonning ma'lum bir joyidagi vektorning kattaligiga proportsionaldir. To'g'ridan-to'g'ri magnit maydon holatida magnit induksiya chiziqlari oqimga perpendikulyar tekisliklarda yotadigan konsentrik doiralar shakliga ega bo'lib, markaz oqim bilan to'g'ri chiziqda joylashgan. Magnit induksiya chiziqlarining yo'nalishi, oqim shaklidan qat'i nazar, gimlet qoidasi yordamida aniqlanishi mumkin. To'g'ridan-to'g'ri magnit maydon bo'lsa, gimlet uning tarjima harakati simdagi oqim yo'nalishiga to'g'ri kelishi uchun aylantirilishi kerak, keyin gimlet tutqichining aylanish harakati magnit induksiya chiziqlari yo'nalishiga to'g'ri keladi ( 7-rasm).
Shaklda. 8 va 9 da dumaloq oqim maydoni va solenoid maydonining magnit induksiya chiziqlari rasmlari ko'rsatilgan. Solenoid - bu umumiy o'qga ega bo'lgan dumaloq oqimlar to'plami.
Solenoid ichidagi induksiya vektorining chiziqlari bir-biriga parallel, chiziqlarning zichligi bir xil, maydon bir xil (= const). Solenoidning maydoni doimiy magnitnikiga o'xshaydi. Induksiya chiziqlari chiqadigan solenoidning uchi shimoliy qutbga - N ga, solenoidning qarama-qarshi uchi janubiy qutbga - S ga o'xshaydi.
Muayyan sirtga o'tadigan magnit induksiya chiziqlari soniga bu sirt orqali magnit oqim deyiladi. Belgilash magnit oqimi F harfi (yoki F).
 ,
| (3) |
Bu erda a - vektor tomonidan hosil qilingan burchak va sirtga normal (10-rasm).
– vektorning normalga S maydoniga proyeksiyasi.
Magnit oqimi veberlarda (Wb) o'lchanadi: [F]=[B]× [S]=T× m 2 = =
Biz bilamizki, oqim o'tkazuvchi o'tkazgich o'z atrofida magnit maydon hosil qiladi. Doimiy magnit ham magnit maydon hosil qiladi. Ular yaratgan maydonlar boshqacha bo'ladimi? Shubhasiz ular bo'ladi. Agar magnit maydonlarining grafik tasvirlarini yaratsangiz, ular orasidagi farqni aniq ko'rish mumkin. Magnit maydon chiziqlari boshqacha yo'naltiriladi.
Yagona magnit maydonlar
Qachon oqim o'tkazuvchi o'tkazgich magnit chiziqlar o'tkazgich atrofida yopiq konsentrik doiralar hosil qiladi. Agar biz oqim o'tkazuvchi o'tkazgichning ko'ndalang kesimini va u yaratgan magnit maydonni ko'rib chiqsak, biz doiralar to'plamini ko'ramiz. turli diametrlar. Chapdagi rasmda faqat oqim o'tkazuvchi o'tkazgich ko'rsatilgan.
Supero'tkazuvchilarga qanchalik yaqin bo'lsangiz, magnit maydonning ta'siri shunchalik kuchli bo'ladi. Supero'tkazuvchilardan uzoqlashganda, harakat va shunga mos ravishda magnit maydonning kuchi kamayadi.
Qachon doimiy magnit bizda magnitning janubiy qutbidan chiqadigan, magnitning tanasi bo'ylab o'tib, unga kiradigan chiziqlar mavjud. Shimoliy qutb.
Bunday magnitni va u hosil qilgan magnit maydonning magnit chiziqlarini grafik tarzda chizganimizdan so'ng, magnit maydonning ta'siri magnit chiziqlar eng zich joylashgan qutblar yaqinida kuchliroq bo'lishini ko'ramiz. Chapdagi ikkita magnitli rasmda faqat doimiy magnitlarning magnit maydoni tasvirlangan.
Magnit chiziqlarning joylashuvi haqidagi shunga o'xshash rasmni elektromagnit yoki oqim bilan bobin holatida ko'ramiz. Magnit chiziqlar bobinning ikki uchida yoki uchida eng katta intensivlikka ega bo'ladi. Yuqoridagi barcha holatlarda bizda bir xil bo'lmagan magnit maydon mavjud edi. Magnit chiziqlar bor edi turli yo'nalish, va ularning zichligi boshqacha edi.
Magnit maydon bir xil bo'lishi mumkinmi?
Agar diqqat bilan qarasak grafik tasvir solenoid, biz magnit chiziqlar parallel va solenoid ichidagi faqat bir joyda bir xil zichlikka ega ekanligini ko'ramiz.
Xuddi shu rasm doimiy magnitning tanasi ichida kuzatiladi. Va agar doimiy magnit bo'lsa, biz uni buzmasdan uning tanasiga "ko'tarila olmasak", yadrosiz yoki solenoidsiz bobin bo'lsa, biz ularning ichida bir xil magnit maydonga ega bo'lamiz.
Bunday maydon bir nechta odam tomonidan talab qilinishi mumkin texnologik jarayonlar, shuning uchun ruxsat berish uchun etarli o'lchamdagi solenoidlarni qurish mumkin zarur jarayonlar ularning ichida.
Grafik jihatdan, biz magnit chiziqlarni doira yoki segment sifatida tasvirlashga odatlanganmiz, ya'ni biz ularni yon tomondan yoki bo'ylab ko'rganga o'xshaymiz. Ammo chizma shu tarzda yaratilgan bo'lsa-chi, bu chiziqlar bizga yoki biz tomon yo'naltirilgan bo'lsa teskari tomon AQSHdan? Keyin ular nuqta yoki xoch shaklida chiziladi.
Agar ular bizga yo'naltirilgan bo'lsa, ular biz tomon uchayotgan o'qning uchi kabi nuqta sifatida tasvirlangan. Qarama-qarshi holatda, ular bizdan uzoqlashganda, ular bizdan uzoqlashayotgan o'qning dumi kabi xoch shaklida chiziladi.
Magnit maydon (MF), grafik tasvir. Har xil shakldagi o'tkazgichlarning magnit induksiyasi.
1820 yilda Oersted elektr va magnitlanish o'rtasidagi bog'liqlikni topdi. Oersted tajribalarini takrorlash, Andre Mari Amper shunday xulosaga keldi: oqim o'tkazuvchi o'tkazgichning o'zi magnitga aylanadi, shuning uchun u magnit igna ustida ishlaydi va uni aylantiradi. Magnit maydon - bu haqiqatan ham mavjud bo'lgan materiyaning maxsus turi, ya'ni. bizdan qat'iy nazar, u haqidagi bilimlarimiz.
MP xususiyatlari. Harakatlanuvchi elektr zaryadlari va oqimlari tomonidan yaratilgan.
Harakatga ta'sir qiladi elektr zaryadlari, oqimlar.
Deputatning elektr uzatish liniyalari yopiq, shuning uchun deputat
girdob maydoni
Magnit maydon chiziqlarining yopiqligi tabiatda izolyatsiyalangan magnit qutblarning yo'qligining natijasidir.
Maydon chiziqlari yopiq vektor maydonlari deyiladi girdobli maydonlar.
Magnit maydon vorteksdir.
Magnit induksiya B - quvvat xarakteristikasi magnit maydon magnit maydon induksiyasini magnit maydondagi oqim o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuch bilan aniqlash mumkin. Magnit induksiya vektorining kattaligi - oqim o'tkazuvchi o'tkazgichning bir qismiga magnit maydondan ta'sir qiluvchi maksimal kuchning oqim kuchining mahsulotiga va ushbu qismning uzunligiga nisbati.
Magnit maydon chiziqlari - magnit induksiya chiziqlari shunday chiziladiki, ular maydonning har bir nuqtasida teglar maydonning yo'nalishini ko'rsatadi, bu nuqtada magnit maydonning istalgan nuqtasida erkin kichik magnit o'q joylashadi magnit induksiya vektori yo'nalishi bo'yicha. Magnit induksiya chiziqlari janubiy qutbga kiradi va shimoliy qutbdan chiqadi.
Magnit induktsiya birligi sifatida bir xil maydonning magnit induktsiyasi qabul qilinadi, bunda tok kuchi 1 A bo'lgan o'tkazgichning 1 m uzunlikdagi kesimiga maksimal kuch 1 N bo'lgan maydon ta'sir qiladi. magnit induksiya magnit maydonning kuch xarakteristikasidir. Agar fazoning ma'lum bir qismining barcha nuqtalarida magnit maydon induksiya vektori bir xil kattalik va bir xil yo'nalishga ega bo'lsa, magnit maydon bir xil deb ataladi.
Ip doimiy magnit va oqim o'tkazuvchi lasan ichidagi maydon bir xil magnit maydondir.
To'g'ridan-to'g'ri oqim magnit maydon chiziqlarining yo'nalishi o'ng qo'l. Agar siz to'g'ridan-to'g'ri o'tkazgichni o'ng qo'lingiz bilan kaftingiz bilan mahkam bog'lab qo'ysangiz Bosh barmoq oqim bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa, to'rtta barmoq oqim maydonining magnit induksiyasi chiziqlari yo'nalishini ko'rsatadi.
Dairesel oqimning magnit maydon chiziqlarining yo'nalishi. Agar o'ng qo'lning to'rt barmog'i oqim bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa, u holda cho'zilgan bosh barmog'i oqim maydonining magnit induksiyasi chiziqlari yo'nalishini ko'rsatadi.
Oqimlar va magnit maydonlarning tasviri.
O'tkazgichdagi oqimning biz tomon yo'nalishi varaqning tekisligiga perpendikulyar. - bizdan uzoqda joylashgan o'tkazgichdagi oqim yo'nalishi varaq tekisligiga perpendikulyar.
Magnit maydonning rasmini qurishda rasmni qurishdagi kabi qoidalar qo'llaniladi elektr maydoni elektrostatikada.
Magnit maydon (yoki intensivlik) chiziqlari magnit maydon chiziqlaridir. Magnit potentsial doimiy bo'lgan chiziq ekvipotensial deyiladi.
Agar ferromagnit jism magnit maydonga kiritilsa, maydon chiziqlari unga burchak ostida kiradi. 90 (ya'ni maydon buzilgan). Agar ferromagnit bo'lmagan jism kiritilsa, u holda maydon buzilmaydi.
Elektrostatik (elektr) va magnit maydonlarning analogiyasi
Ikki xil o'yin mavjud.
1) Elektrostatik maydondagi chiziqli zaryadlarning va magnit maydondagi chiziqli oqimlarning bir xil taqsimlanishi.
Bunday holda, maydon naqshlari o'xshash, lekin elektrostatik maydondagi kuch chiziqlari magnit maydonda ekvipotentsialdir va aksincha, ya'ni maydon naqshlari burchak bilan aylantiriladi , chiziqlarning ma'nosi o'zgaradi.
2) Ikkala maydondagi chegara ekvipotentsial sirtlarining bir xil shakli. Bunday holda, maydon naqshlari butunlay o'xshash.
Maydonlarning fizik tabiati har xil, elektrostatik maydonni zaryadlar, magnit maydonni oqim hosil qiladi, ya'ni magnit maydonda magnit zaryad tushunchasi yo'q ( 
, shartli kiritilgan qiymat).
Induktivlik
Magnit o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan davrlar (bobinlar) uchun 
va magnit maydon kuchiga bog'liq emas, oqim aloqasi oqimga proportsionaldir
, Qayerda
- induktivlik deb ataladigan proportsionallik koeffitsienti;
- elektr toki.
Oqimli bog'lanish:
, Qayerda
F – magnit oqimi;
w - burilishlar soni.
Yuqoridagi formulalardan quyidagicha:
Induktivlik sxemaning geometrik o'lchamlariga, burilishlar soniga va muhitning xususiyatlariga bog'liq, lekin g'altakdan o'tadigan oqim miqdoriga bog'liq emas.
Induktivlikni aniqlash usuli :
An'anaviy ravishda, biz lasandagi oqim ma'lum deb taxmin qilamiz.
Biz magnit oqimini ma'lum oqim orqali ifodalaymiz.
Biz magnit oqimni indüktans formulasiga almashtiramiz, bu erda noma'lum oqimlar bekor qilinadi.
Induktivlikni hisoblash usuli sig'imni hisoblash usuliga o'xshaydi
Misol: ichki radiusi R 1, tashqi radiusi R 2, balandligi h, burilishlar soni bo'lgan to'rtburchaklar kesimli yadroga bir xilda o'ralgan g'altakning induktivligini aniqlang. 
Umumiy oqim qonuniga ko'ra, H aniqlanadi:
Ip bo'ylab oqim 
Toʻliq oqim:
Oqimli bog'lanish:
O'z-o'zini induksiya va o'zaro induktsiyaning emf
O'z-o'zidan indüksiyon emf bu sariqdagi oqimning o'zgarish tezligiga mutanosibdir
-
O'z-o'zidan paydo bo'lgan emf.
Boshqa kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim o'zgarganda, har qanday kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktsiyalangan emf fenomeni o'zaro induksiya deb ataladi va induktsiyalangan emf o'zaro indüksiyon emf hisoblanadi.
- o'zaro induktsiya EMF,
Bu erda, M - o'zaro induktivlik.
Yagona davlat imtihonining kodifikatori mavzulari: magnitlarning o'zaro ta'siri, oqim bilan o'tkazgichning magnit maydoni.
Moddaning magnit xususiyatlari odamlarga uzoq vaqtdan beri ma'lum. Magnitlar o'z nomini qadimiy Magnesiya shahridan oldi: uning atrofida mineral (keyinchalik nomlangan magnit temir rudasi yoki magnetit), uning qismlari temir buyumlarni o'ziga tortdi.
Magnitning o'zaro ta'siri
Har bir magnitning ikki tomonida bor Shimoliy qutb Va Janubiy qutb. Ikki magnit bir-biriga qarama-qarshi qutblar tomonidan tortiladi va xuddi shunday qutblar tomonidan itariladi. Magnitlar vakuum orqali ham bir-biriga ta'sir qilishi mumkin! Biroq, bularning barchasi elektr zaryadlarining o'zaro ta'siriga o'xshaydi magnitlarning o'zaro ta'siri elektr emas. Buni quyidagi eksperimental faktlar tasdiqlaydi.
Magnit qizib ketganda magnit kuch zaiflashadi. Nuqtaviy zaryadlarning o'zaro ta'sir kuchi ularning haroratiga bog'liq emas.
Magnit silkitilsa, magnit kuch zaiflashadi. Elektr zaryadlangan jismlar bilan bunday narsa sodir bo'lmaydi.
Ijobiy elektr zaryadlarini manfiylardan ajratish mumkin (masalan, jismlarni elektrlashtirishda). Ammo magnit qutblarini ajratib bo'lmaydi: agar siz magnitni ikki qismga bo'lsangiz, u holda kesilgan joyda qutblar ham paydo bo'ladi va magnit uchlarida qarama-qarshi qutbli ikkita magnitga bo'linadi (aynan bir xil yo'naltirilgan). asl magnitning qutblari kabi).
Shunday qilib, magnitlar Har doim bipolyar, ular faqat shaklda mavjud dipollar. Izolyatsiya qilingan magnit qutblar (deb ataladi magnit monopollar- elektr zaryadining analoglari) tabiatda mavjud emas (har qanday holatda ham ular hali eksperimental ravishda kashf etilmagan). Bu, ehtimol, elektr va magnitlanish o'rtasidagi eng ajoyib assimetriyadir.
Elektr zaryadlangan jismlar singari, magnitlar ham elektr zaryadlariga ta'sir qiladi. Biroq, magnit faqat ishlaydi harakatlanuvchi zaryadlash; agar zaryad magnitga nisbatan tinch holatda bo'lsa, u holda magnit kuchning zaryadga ta'siri kuzatilmaydi. Aksincha, elektrlashtirilgan jism dam yoki harakatda bo'lishidan qat'i nazar, har qanday zaryadga ta'sir qiladi.
Qisqa masofali nazariyaning zamonaviy kontseptsiyalariga ko'ra, magnitlarning o'zaro ta'siri orqali amalga oshiriladi magnit maydon Ya'ni, magnit atrofdagi kosmosda magnit maydon hosil qiladi, bu boshqa magnitga ta'sir qiladi va bu magnitlarning ko'rinadigan tortilishi yoki itarilishiga olib keladi.
Magnitga misol magnit igna kompas. Magnit igna yordamida siz kosmosning ma'lum bir hududida magnit maydon mavjudligini, shuningdek, maydon yo'nalishini baholashingiz mumkin.
Bizning Yer sayyoramiz ulkan magnitdir. Yerning shimoliy geografik qutbidan unchalik uzoq bo'lmagan joyda janubiy magnit qutb joylashgan. Shuning uchun, janubga o'girib, kompas igna shimoliy uchi magnit qutb Yer geografik shimolni ko'rsatadi. Magnitning "shimoliy qutbi" nomi shu erdan kelib chiqqan.
Magnit maydon chiziqlari
Elektr maydoni, biz eslaymizki, kichik sinov zaryadlari yordamida, maydonning kattaligi va yo'nalishini baholash mumkin bo'lgan ta'sir orqali o'rganiladi. Magnit maydon holatida sinov zaryadining analogi kichik magnit ignadir.
Misol uchun, kosmosning turli nuqtalariga juda kichik kompas ignalarini qo'yish orqali magnit maydon haqida qandaydir geometrik tasavvurga ega bo'lishingiz mumkin. Tajriba shuni ko'rsatadiki, o'qlar ma'lum bir chiziqlar bo'ylab to'g'ri keladi - bu deyiladi magnit maydon chiziqlari. Keling, ushbu tushunchani quyidagi uchta nuqta shaklida aniqlaylik.
1. Magnit maydon chiziqlari yoki magnit kuch chiziqlari kosmosdagi yo'naltirilgan chiziqlar bo'lib, ular quyidagi xususiyatga ega: bunday chiziqning har bir nuqtasida joylashgan kichik kompas ignasi bu chiziqqa teginish yo'naltirilgan..
2. Magnit maydon chizig'ining yo'nalishi bu chiziqdagi nuqtalarda joylashgan kompas ignalarining shimoliy uchlari yo'nalishi deb hisoblanadi..
3. Chiziqlar qanchalik zichroq bo'lsa, ma'lum bir fazodagi magnit maydon shunchalik kuchli bo'ladi..
Temir qoziqlar kompas ignalari sifatida muvaffaqiyatli xizmat qilishi mumkin: magnit maydonda kichik bo'laklar magnitlanadi va xuddi magnit ignalari kabi harakat qiladi.
Shunday qilib, doimiy magnit atrofida temir parchalarini quyish orqali biz magnit maydon chiziqlarining taxminan quyidagi rasmini ko'ramiz (1-rasm).
Guruch. 1. Doimiy magnit maydoni
Magnitning shimoliy qutbi ko'k rang va harf bilan ko'rsatilgan; janubiy qutb - qizil va harf bilan. E'tibor bering, maydon chiziqlari magnitning shimoliy qutbidan chiqib, janubiy qutbga kiradi: axir, kompas ignasining shimoliy uchi magnitning janubiy qutbi tomon yo'naltiriladi.
Oersted tajribasi
Elektr va magnit hodisalari odamlarga qadim zamonlardan beri ma'lum bo'lganiga qaramay, ular o'rtasida uzoq vaqt davomida hech qanday munosabat kuzatilmagan. Bir necha asrlar davomida elektr va magnitlanish bo'yicha tadqiqotlar parallel va bir-biridan mustaqil ravishda davom etdi.
Elektr va magnit hodisalarning bir-biri bilan bog'liqligi birinchi marta 1820 yilda - Oerstedning mashhur tajribasida aniqlangan.
Oersted tajribasining diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 2 (rt.mipt.ru saytidan olingan rasm). Magnit igna ustida (va ignaning shimoliy va janubiy qutblari) oqim manbaiga ulangan metall o'tkazgich mavjud. Agar sxemani yopsangiz, o'q o'tkazgichga perpendikulyar aylanadi!
Ushbu oddiy tajriba to'g'ridan-to'g'ri elektr va magnitlanish o'rtasidagi munosabatni ko'rsatdi. Oersted tajribasidan keyingi tajribalar quyidagi naqshni qat'iy o'rnatdi: magnit maydon hosil bo'ladi elektr toklari va oqimlarga ta'sir qiladi.
Guruch. 2. Oersted tajribasi
Oqim o'tkazuvchi o'tkazgich tomonidan hosil bo'lgan magnit maydon chiziqlarining naqshlari o'tkazgichning shakliga bog'liq.
Tok o'tkazuvchi to'g'ri simning magnit maydoni
Tok o'tkazuvchi to'g'ri simning magnit maydon chiziqlari konsentrik doiralardir. Bu doiralarning markazlari sim ustida yotadi va ularning tekisliklari simga perpendikulyar (3-rasm).
Guruch. 3. Oqimli to'g'ri simning maydoni
Oldinga magnit maydon chiziqlarining yo'nalishini aniqlash uchun ikkita muqobil qoidalar mavjud.
Soat yo'nalishi bo'yicha qoida. Agar siz oqim biz tomon oqib o'tadigan qilib qarasangiz, maydon chiziqlari soat miliga teskari yo'nalishda ketadi.
Vida qoidasi(yoki gimlet qoidasi, yoki tirbandlik qoidasi- bu kimgadir yaqinroq narsa ;-)). Maydon chiziqlari vintni (oddiy o'ng ip bilan) burish kerak bo'lgan joyga boradi, shunda u oqim yo'nalishi bo'yicha ip bo'ylab harakatlanadi..
Sizga eng mos keladigan qoidadan foydalaning. Soat yo'nalishi bo'yicha qoidaga o'rganib qolganingiz ma'qul - keyinroq o'zingiz ko'rasiz, u universalroq va undan foydalanish osonroq (va keyin analitik geometriyani o'rganishning birinchi yilida buni minnatdorchilik bilan eslang).
Shaklda. 3 yangi narsa paydo bo'ldi: bu vektor deb ataladi magnit maydon induksiyasi, yoki magnit induksiya. Magnit induksiya vektori elektr maydon kuchi vektoriga o'xshash: u xizmat qiladi quvvat xususiyati magnit maydon, magnit maydon harakatlanuvchi zaryadlarga ta'sir qiladigan kuchni aniqlaydi.
Magnit maydondagi kuchlar haqida keyinroq gaplashamiz, ammo hozircha faqat magnit maydonning kattaligi va yo'nalishi magnit induksiya vektori tomonidan aniqlanishini ta'kidlaymiz. Kosmosning har bir nuqtasida vektor ma'lum bir nuqtaga qo'yilgan kompas ignasining shimoliy uchi bilan bir xil yo'nalishda yo'naltiriladi, ya'ni bu chiziq yo'nalishidagi maydon chizig'iga teginish. Magnit induksiya bilan o'lchanadi Tesla(Tl).
Elektr maydonida bo'lgani kabi, magnit maydon induksiyasi uchun ham quyidagilar qo'llaniladi: superpozitsiya printsipi. Bu haqiqatda yotadi Turli xil oqimlar tomonidan ma'lum bir nuqtada hosil bo'lgan magnit maydonlarning induksiyalari vektoriy ravishda qo'shiladi va natijada magnit induksiya vektorini beradi:.
Oqimli bobinning magnit maydoni
Bo'ylab aylanib yuradigan dumaloq lasanni ko'rib chiqing D.C.. Biz rasmda oqim hosil qiluvchi manbani ko'rsatmaymiz.
Bizning orbitamizning maydon chiziqlari rasmi taxminan quyidagicha ko'rinadi (4-rasm).
Guruch. 4. Tok kuchi bo'lgan g'altakning maydoni
Biz uchun magnit maydon qaysi yarim bo'shliqqa (lasan tekisligiga nisbatan) yo'naltirilganligini aniqlashimiz muhim bo'ladi. Yana ikkita muqobil qoidamiz bor.
Soat yo'nalishi bo'yicha qoida. Maydon chiziqlari u erga boradi va oqim soat miliga teskari aylanayotgan joydan qaraydi.
Vida qoidasi. Maydon chiziqlari oqim yo'nalishi bo'yicha aylantirilsa, vint (oddiy o'ng ip bilan) harakatlanadigan joyga boradi..
Ko'rib turganingizdek, oqim va maydon rollarni o'zgartiradi - to'g'ridan-to'g'ri oqim holati uchun ushbu qoidalarni shakllantirish bilan solishtirganda.
Joriy bobinning magnit maydoni
Bobin Agar siz simni mahkam o'rab, etarlicha uzun spiralga aylantirsangiz ishlaydi (5-rasm - en.wikipedia.org dan rasm). Bobin bir necha o'nlab, yuzlab yoki hatto minglab burilishlarga ega bo'lishi mumkin. Bobin ham deyiladi solenoid.
Guruch. 5. Bobin (solenoid)
Bir burilishning magnit maydoni, biz bilganimizdek, juda oddiy ko'rinmaydi. Maydonlar? bobinning individual burilishlari bir-birining ustiga o'rnatiladi va natijada juda chalkash rasm bo'lishi kerakdek tuyuladi. Biroq, bu shunday emas: uzun bobinning maydoni kutilmagan oddiy tuzilishga ega (6-rasm).
Guruch. 6. oqim g'altakning maydoni
Bu rasmda bobindagi oqim chap tomondan qaralganda soat miliga teskari yo'nalishda oqadi (bu 5-rasmda bobinning o'ng uchi oqim manbaining "plyus" ga, chap uchi esa "" ga ulangan bo'lsa sodir bo'ladi. minus"). Bobinning magnit maydoni ikkita xarakterli xususiyatga ega ekanligini ko'ramiz.
1. G'altakning ichida, uning chetlaridan uzoqda, magnit maydon mavjud bir hil: har bir nuqtada magnit induksiya vektori kattaligi va yo'nalishi bo'yicha bir xil bo'ladi. Maydon chiziqlari parallel to'g'ri chiziqlardir; ular tashqariga chiqqanda faqat kangalning chetlariga yaqinroq egiladilar.
2. Bobinning tashqarisida maydon nolga yaqin. Bobindagi burilishlar qancha ko'p bo'lsa, shuncha ko'p zaifroq maydon uning tashqarisida.
E'tibor bering, cheksiz uzun bobin maydonni tashqariga umuman chiqarmaydi: g'altakning tashqarisida magnit maydon yo'q. Bunday lasan ichida maydon hamma joyda bir xil bo'ladi.
Sizga hech narsani eslatmayaptimi? Bobin kondansatkichning "magnit" analogidir. Esingizda bo'lsa, kondansatör bir hil hosil qiladi elektr maydoni, ularning chiziqlari faqat plitalarning chekkalari yaqinida egilib, kondansatör tashqarisida maydon nolga yaqin; cheksiz plitalari bo'lgan kondansatör maydonni umuman tashqariga chiqarmaydi va maydon uning ichida hamma joyda bir xil bo'ladi.
Va endi - asosiy kuzatish. Iltimos, g'altakning tashqarisidagi magnit maydon chiziqlari rasmini (6-rasm) rasmdagi magnit maydon chiziqlari bilan solishtiring. 1 . Xuddi shu narsa, shunday emasmi? Va endi biz sizning ongingizda uzoq vaqtdan beri paydo bo'lgan savolga keldik: agar magnit maydon oqimlardan hosil bo'lsa va oqimlarga ta'sir qilsa, unda doimiy magnit yaqinida magnit maydon paydo bo'lishining sababi nima? Axir, bu magnit oqim bilan o'tkazgichga o'xshamaydi!
Amper gipotezasi. Elementar oqimlar
Avvaliga magnitlarning o'zaro ta'siri qutblarda to'plangan maxsus magnit zaryadlar bilan izohlanadi, deb o'ylangan. Ammo, elektrdan farqli o'laroq, hech kim magnit zaryadini ajrata olmadi; Axir, yuqorida aytib o'tganimizdek, magnitning shimoliy va janubiy qutblarini alohida olish mumkin emas edi - qutblar har doim magnitda juft bo'lib mavjud.
Magnit zaryadlar haqidagi shubhalar Oersted tajribasida, magnit maydon elektr toki tomonidan hosil bo'lishi ma'lum bo'lganda kuchaygan. Bundan tashqari, har qanday magnit uchun tegishli konfiguratsiya oqimiga ega o'tkazgichni tanlash mumkinligi ma'lum bo'ldi, shunda bu o'tkazgichning maydoni magnit maydoniga to'g'ri keladi.
Amper dadil gipotezani ilgari surdi. Magnit zaryadlar yo'q. Magnitning harakati uning ichidagi yopiq elektr toklari bilan izohlanadi.
Bu oqimlar nima? Bular elementar oqimlar atomlar va molekulalar ichida aylanish; ular atom orbitalari bo'ylab elektronlarning harakati bilan bog'liq. Har qanday jismning magnit maydoni ushbu elementar oqimlarning magnit maydonlaridan iborat.
Elementar oqimlar bir-biriga nisbatan tasodifiy joylashishi mumkin. Keyin ularning maydonlari o'zaro bekor qilinadi va tana magnit xususiyatlarini ko'rsatmaydi.
Ammo agar elementar oqimlar muvofiqlashtirilgan tarzda joylashtirilgan bo'lsa, unda ularning maydonlari qo'shilib, bir-birini mustahkamlaydi. Tana magnitga aylanadi (7-rasm; magnit maydon biz tomon yo'naltiriladi; magnitning shimoliy qutbi ham biz tomon yo'naltiriladi).
Guruch. 7. Elementar magnit oqimlari
Amperning elementar oqimlari haqidagi gipotezasi magnitlarning xususiyatlarini aniqladi, magnitni isitish va silkitish uning elementar oqimlarining tartibini buzadi va magnit xususiyatlari zaiflashtirmoq. Magnitning qutblarining ajralmasligi aniq bo'ldi: magnitni kesish nuqtasida biz uchlarida bir xil elementar oqimlarni olamiz. Tananing magnit maydonda magnitlanish qobiliyati to'g'ri "aylanayotgan" elementar oqimlarning muvofiqlashtirilgan hizalanishi bilan izohlanadi (keyingi varaqda magnit maydonda dumaloq oqimning aylanishi haqida o'qing).
Amperning gipotezasi haqiqat bo'lib chiqdi - buni fizikaning keyingi rivojlanishi ko'rsatdi. Elementar oqimlar haqidagi g'oyalar XX asrda - Amperning ajoyib taxminidan deyarli yuz yil o'tgach ishlab chiqilgan atom nazariyasining ajralmas qismiga aylandi.
