mágneses mező

Fizikai

2022

Elmagyarázzuk, mi a mágneses tér, hogyan jön létre és milyen jellemzői vannak. A Föld mágneses mezejéről is mesélünk.

A mágneses mezők dipólusok, északi és déli pólusuk van.

Mi az a mágneses tér?

A mágneses tér a mágneses erők eloszlásának módja matematikai ábrázolása tér amely körülvesz egy mágneses forrást. Ez a forrás lehet a mágnes, egy terhelés mozgalom vagy egy elektromos áram (sok teher mozgásban van). Amikor ezen elemek bármelyike ​​létezik, mágneses mező lesz körülötte, azaz mágneses erők mezője. Ezen a mezőn kívül nincsenek mágneses hatások.

A mágneses mezők alapvető jellemzője, hogy dipólusok: van északi és déli pólusuk, amelyeket pozitív és negatív pólusoknak is neveznek. ellentétben a elektromos mezők amelyeket elektromos töltések generálhatnak (mint pl elektron), nincsenek „mágneses töltések”, amelyek mágneses teret generálnak. A mágneses terekhez mindig két pólus tartozik. Ennek következtében a mágneses erővonalak mindig zártak, mint a mágnes esetében: elhagyják az északi pólust és a déli pólusra érkeznek.

A mágneses mező eredete

A mágneses tér létezéséhez mágneses energiaforrásnak (például mágnesnek), mozgó töltésnek vagy elektromos áramnak kell lennie.Csak ezek az elemek képesek mágneses mező létrehozására, és az egyetlenek, amelyekre ez hatással lehet.

Az elektromos töltés (mint az űrben mozgó elektron) mágneses teret hoz létre maga körül, amely erőt fejt ki egy másik mozgó töltésre. Ugyanez történik az elektromos áramokkal is.

A mágnesek esete azért különleges, mert nincsenek mozgó töltések, hanem ezek az anyagok bizonyos bonyolultságú mikroszkopikus jelenségek hatására mágneses teret hoznak létre.

Amint azt Ampère törvénye és Maxwell egyenlete leírja, a mágneses mezők és az elektromos mezők gyakran együtt léteznek természet. A mágneses tér idejének bizonyos változásai elektromos mezőket hoznak létre. E két mező együttélésére jó példa az elektromágneses sugárzás, mint pl fény.

A mágneses mezők jelenléte a magnetométerként ismert eszközzel ellenőrizhető.

A mágneses mező típusai

Az elektromágnes az elektromos áram töltéseinek elmozdulásával jön létre.

A mágneses mezőket a keletkezésük forrása szerint osztályozhatjuk:

  • Mágnesből származó mágneses mezők. A mágnesek olyan anyagok, amelyek sajátossága, hogy állandó mágneses mezővel rendelkeznek, amit a benne lévő anyagok hoznak létre fizikai néven ismert spin elektronok (érthető úgy, hogy önmagukon való spinnek tekintjük). Másrészt van fémek amelyek mágnesekké válhatnak külső mágneses tér hatására.
  • Mágneses mezők áramból. Minden mozgásban lévő töltés mágneses teret hoz létre. Ezért az elektromos áram is mágneses teret hoz létre. Például: az elektromágnesek (mint a fenti ábrán is) olyan eszközök, amelyekben a akkumulátor az áramot fémre tekercselt huzalon keringetik. Ez az áram mágneses mezőt hoz létre körülötte, amely megmágnesezi a fémet, és egy másik mágneses mezőt generál. Így az elektromágneseket változó mágneses mezők generálására használják, mivel az áram megváltoztatásával a mágneses tér megváltozik.

A mágneses tér iránya

A mágneses erővonalak jelzik az irányt.

Acím egy mágneses mezőt vonalak vagy vonalak segítségével írhatjuk le vektor, amelynek feladata, hogy megmutassa azt az irányt, amely felé a mágneses erők mutatnak. A fenti ábrán jól láthatóak a mágnes által keltett mágneses tér vonalai, amelyek jelzik annak az erőnek az irányát, amellyel a mágnes kölcsönhatásba lép a fémrészecskékkel.

Az a tény, hogy a mágneses térnek van iránya, azt jelenti, hogy vektor. Bármi Kényszerítés vektormennyiség, azaz olyan mennyiséget jelöl, amelynek van iránya és értelme, például sebesség. Mivel a mágneses tér arányos a mágneses erővel, akkor ez is vektormennyiség. Valójában érdekes megjegyezni, hogy a mágneses térbe merített mozgó részecske által érzett mágneses erő mindig merőleges a mező irányára és saját sebességére.

A Föld mágneses tere

A Föld mágneses tere eltéríti a Nap sugárzását.

Bolygónk természetes mágneses mezővel rendelkezik, amelyet geomágneses mezőnek is neveznek. A közepén föld van öntöttvas (a magashoz hőmérsékletek). A Föld forgása miatt ez a fémes folyadék állandó mozgásban van, elektromos áramot képezve (a fém mozgása során az őt alkotó elektronok mozognak). Ez az áram hozza létre a Föld mágneses terét, amely olyan erős, hogy kiszökik a Föld felszínéről.

A Föld mágneses tere nagyon fontos szerepet játszik, mivel eltereli az élőlényekre veszélyes sugárzást a földről. Nap. A Föld mágneses tere nélkül a légkör kozmikus sugarak pusztítanák el. A navigációhoz használt iránytűk kölcsönhatásba lépnek ezzel a mezővel: mágnesezett tűje mindig a Föld mágneses mezőjéhez igazodik, északot jelezve. Ezen túlmenően sok vándorló állat a bolygó mágneses mezőjét használja arra, hogy mindig tájékozódjon, és az év bizonyos időszakaiban ugyanabban az irányban mozogjon.

!-- GDPR -->