Marahil, walang tao na hindi bababa sa isang beses ay hindi nag-isip ng tanong kung ano ang isang magnetic field. Sa buong kasaysayan, sinubukan nilang ipaliwanag ito sa pamamagitan ng ethereal whirlwind, quirks, magnetic monopolyo, at marami pang iba.
Alam nating lahat na ang mga magnet na may katulad na mga poste na nakaharap sa isa't isa ay nagtataboy sa isa't isa, at ang magkasalungat na magnet ay umaakit. Ang kapangyarihang ito ay
Mag-iba depende sa kung gaano kalayo ang dalawang bahagi sa isa't isa. Lumalabas na ang inilarawan na bagay ay lumilikha ng magnetic halo sa paligid nito. Kasabay nito, kapag ang dalawang alternating field na may parehong frequency ay pinatong, kapag ang isa ay inilipat sa espasyo na may kaugnayan sa isa pa, isang epekto ang makukuha na karaniwang tinatawag na "rotating magnetic field".
Ang laki ng bagay na pinag-aaralan ay tinutukoy ng puwersa kung saan ang magnet ay naaakit sa isa pa o sa bakal. Alinsunod dito, mas malaki ang atraksyon, mas malaki ang field. Ang puwersa ay maaaring masukat gamit ang karaniwan, ang isang maliit na piraso ng bakal ay inilalagay sa isang gilid, at ang mga timbang ay inilalagay sa kabilang panig, na idinisenyo upang balansehin ang metal sa magnet.
Para sa mas tumpak na pag-unawa sa paksa ng paksa, dapat mong pag-aralan ang mga patlang:
Ang pagsagot sa tanong kung ano ang isang magnetic field, ito ay nagkakahalaga ng pagsasabi na ang isang tao ay mayroon din nito. Sa pagtatapos ng 1960, salamat sa masinsinang pag-unlad ng pisika, ang kagamitan sa pagsukat"SQUID". Ang pagkilos nito ay ipinaliwanag ng mga batas ng quantum phenomena. Ito ay isang sensitibong elemento ng mga magnetometer na ginagamit para sa pananaliksik magnetic field at ganoon
mga halaga, tulad ng
Ang "pusit" ay mabilis na nagsimulang gamitin upang sukatin ang mga patlang na nabuo ng mga buhay na organismo at, siyempre, ng mga tao. Nagbigay ito ng lakas sa pagbuo ng mga bagong lugar ng pananaliksik batay sa interpretasyon ng impormasyong ibinigay ng naturang instrumento. Ang direksyong ito ay tinatawag na "biomagnetism".
Bakit, mas maaga, kapag tinutukoy kung ano ang isang magnetic field, walang pananaliksik na isinagawa sa lugar na ito? Ito ay naging napakahina sa mga organismo, at ang pagsukat nito ay isang mahirap na pisikal na gawain. Ito ay dahil sa pagkakaroon ng isang malaking halaga ng magnetic noise sa nakapalibot na espasyo. Samakatuwid, hindi posible na sagutin ang tanong kung ano ang magnetic field ng tao at pag-aralan ito nang walang paggamit ng mga espesyal na hakbang sa proteksyon.
Sa paligid ng isang buhay na organismo, ang gayong "halo" ay nangyayari para sa tatlong pangunahing dahilan. Una, dahil sa mga ionic na tuldok na lumilitaw bilang resulta ng elektrikal na aktibidad ng mga lamad ng cell. Pangalawa, dahil sa pagkakaroon ng ferrimagnetic na maliliit na particle na hindi sinasadya o naipasok sa katawan. Pangatlo, kapag ang mga panlabas na magnetic field ay superimposed, mayroong isang hindi pare-parehong pagkamaramdamin ng iba't ibang mga organo, na distorts ang superimposed spheres.
Upang maunawaan kung ano ang isang katangian ng isang magnetic field, maraming phenomena ang dapat tukuyin. Kasabay nito, kailangan mong tandaan nang maaga kung paano at bakit ito lumilitaw. Alamin kung ano ang katangian ng kapangyarihan ng isang magnetic field. Mahalaga rin na ang gayong larangan ay maaaring mangyari hindi lamang sa mga magnet. Sa bagay na ito, hindi masakit na banggitin ang mga katangian ng magnetic field ng lupa.
Ang paglitaw ng larangan
Upang magsimula sa, ito ay kinakailangan upang ilarawan ang hitsura ng patlang. Pagkatapos nito, maaari mong ilarawan ang magnetic field at ang mga katangian nito. Lumilitaw ito sa panahon ng paggalaw ng mga sisingilin na particle. Maaaring makaapekto lalo na ang mga conductive conductor. Ang interaksyon sa pagitan ng magnetic field at gumagalaw na mga singil, o mga conductor kung saan dumadaloy ang kasalukuyang, ay nangyayari dahil sa mga pwersang tinatawag na electromagnetic.
Ang intensity o kapangyarihan na katangian ng magnetic field sa isang tiyak na spatial point ay tinutukoy gamit ang magnetic induction. Ang huli ay tinutukoy ng simbolo B.
Graphical na representasyon ng field
Ang magnetic field at ang mga katangian nito ay maaaring ilarawan sa grapiko gamit ang mga linya ng induction. Ang kahulugan na ito ay tinatawag na mga linya, ang mga tangent kung saan sa anumang punto ay magkakasabay sa direksyon ng vector y ng magnetic induction.
Ang mga linyang ito ay kasama sa mga katangian ng magnetic field at ginagamit upang matukoy ang direksyon at intensity nito. Kung mas mataas ang intensity ng magnetic field, mas maraming linya ng data ang iguguhit.
Ano ang mga magnetic lines
Ang mga magnetic na linya ng mga tuwid na konduktor na may kasalukuyang ay may hugis ng isang concentric na bilog, ang gitna nito ay matatagpuan sa axis ng konduktor na ito. Ang direksyon ng mga magnetic na linya malapit sa mga conductor na may kasalukuyang ay tinutukoy ng panuntunan ng gimlet, na ganito ang tunog: kung ang gimlet ay matatagpuan upang ito ay screwed sa conductor sa direksyon ng kasalukuyang, pagkatapos ay ang direksyon ng Ang pag-ikot ng hawakan ay tumutugma sa direksyon ng mga magnetic na linya.
Para sa isang coil na may kasalukuyang, ang direksyon ng magnetic field ay matutukoy din ng panuntunan ng gimlet. Kinakailangan din na paikutin ang hawakan sa direksyon ng kasalukuyang sa mga pagliko ng solenoid. Ang direksyon ng mga linya ng magnetic induction ay tumutugma sa direksyon abanteng paggalaw gimlet.
Ito ang pangunahing katangian ng magnetic field.
Nilikha ng isang kasalukuyang, sa ilalim ng pantay na mga kondisyon, ang field ay mag-iiba sa intensity nito sa iba't ibang kapaligiran dahil sa magkaiba magnetic properties sa mga sangkap na ito. Ang mga magnetic na katangian ng daluyan ay nailalarawan sa pamamagitan ng ganap na magnetic permeability. Ito ay sinusukat sa henries kada metro (g/m).
Kasama sa katangian ng magnetic field ang absolute magnetic permeability ng vacuum, na tinatawag na magnetic constant. Ang halaga na tumutukoy kung gaano karaming beses ang absolute magnetic permeability ng medium ay mag-iiba mula sa constant ay tinatawag na relative magnetic permeability.
Magnetic permeability ng mga sangkap
Ito ay isang walang sukat na dami. Ang mga sangkap na may halaga ng permeability na mas mababa sa isa ay tinatawag na diamagnetic. Sa mga sangkap na ito, ang field ay magiging mas mahina kaysa sa vacuum. Ang mga katangiang ito ay naroroon sa hydrogen, tubig, kuwarts, pilak, atbp.
Ang media na may magnetic permeability na higit sa pagkakaisa ay tinatawag na paramagnetic. Sa mga sangkap na ito, ang field ay magiging mas malakas kaysa sa vacuum. Kabilang sa mga media at substance na ito ang hangin, aluminyo, oxygen, platinum.
Sa kaso ng paramagnetic at diamagnetic substance, ang halaga ng magnetic permeability ay hindi nakasalalay sa boltahe ng panlabas, magnetizing field. Nangangahulugan ito na ang halaga ay pare-pareho para sa isang partikular na sangkap.
Ang mga ferromagnets ay nabibilang sa isang espesyal na grupo. Para sa mga sangkap na ito, ang magnetic permeability ay aabot sa ilang libo o higit pa. Ang mga sangkap na ito, na may pag-aari ng pagiging magnetized at pagpapalakas ng magnetic field, ay malawakang ginagamit sa electrical engineering.
Lakas ng field
Upang matukoy ang mga katangian ng magnetic field, kasama ang magnetic induction vector, isang halaga na tinatawag na magnetic field strength ay maaaring gamitin. Tinutukoy ng terminong ito ang intensity ng panlabas na magnetic field. Ang direksyon ng magnetic field sa isang daluyan na may parehong mga katangian sa lahat ng direksyon, ang intensity vector ay magkakasabay sa magnetic induction vector sa field point.
Ang mga lakas ng ferromagnets ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon sa kanila ng arbitrarily magnetized maliit na bahagi, na maaaring kinakatawan bilang maliit na magneto.
Sa kawalan ng isang magnetic field, ang isang ferromagnetic substance ay maaaring hindi binibigkas ang mga magnetic properties, dahil ang mga domain field ay nakakakuha ng iba't ibang mga oryentasyon, at ang kanilang kabuuang magnetic field ay zero.
Ayon sa pangunahing katangian ng magnetic field, kung ang isang ferromagnet ay inilagay sa isang panlabas na magnetic field, halimbawa, sa isang coil na may kasalukuyang, pagkatapos ay sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na field, ang mga domain ay liliko sa direksyon ng panlabas na field. . Bukod dito, ang magnetic field sa coil ay tataas, at ang magnetic induction ay tataas. Kung ang panlabas na patlang ay sapat na mahina, kung gayon ang bahagi lamang ng lahat ng mga domain na ang mga magnetic field ay lumalapit sa direksyon ng panlabas na patlang ay babalik. Habang tumataas ang lakas ng panlabas na field, tataas ang bilang ng mga pinaikot na domain, at bilang tiyak na halaga boltahe ng panlabas na field, halos lahat ng mga bahagi ay i-deploy upang ang mga magnetic field ay matatagpuan sa direksyon ng panlabas na field. Ang estado na ito ay tinatawag na magnetic saturation.
Relasyon sa pagitan ng magnetic induction at intensity
Ang kaugnayan sa pagitan ng magnetic induction ng isang ferromagnetic substance at ang lakas ng isang panlabas na field ay maaaring ilarawan gamit ang isang graph na tinatawag na magnetization curve. Sa liko ng curve graph, bumababa ang rate ng pagtaas sa magnetic induction. Pagkatapos ng isang liko, kung saan ang pag-igting ay umabot sa isang tiyak na halaga, ang saturation ay nangyayari, at ang curve ay bahagyang tumataas, unti-unting nakuha ang hugis ng isang tuwid na linya. Sa seksyong ito, ang induction ay lumalaki pa rin, ngunit sa halip ay dahan-dahan at dahil lamang sa pagtaas ng lakas ng panlabas na larangan.
Ang graphical na pag-asa ng mga tagapagpahiwatig na ito ay hindi direkta, na nangangahulugan na ang kanilang ratio ay hindi pare-pareho, at ang magnetic permeability ng materyal ay hindi isang pare-parehong tagapagpahiwatig, ngunit depende sa panlabas na larangan.
Mga pagbabago sa magnetic properties ng mga materyales
Sa pagtaas ng kasalukuyang lakas hanggang sa ganap na saturation sa isang coil na may ferromagnetic core at ang kasunod na pagbaba nito, ang magnetization curve ay hindi magkakasabay sa demagnetization curve. Sa zero intensity, ang magnetic induction ay hindi magkakaroon ng parehong halaga, ngunit makakakuha ng ilang indicator na tinatawag na residual magnetic induction. Ang sitwasyon na may pagkahuli ng magnetic induction mula sa magnetizing force ay tinatawag na hysteresis.
Upang ganap na i-demagnetize ang ferromagnetic core sa coil, kinakailangan upang magbigay ng reverse current, na lilikha ng kinakailangang pag-igting. Para sa iba't ibang ferromagnetic substance, kailangan ang isang segment na may iba't ibang haba. Kung mas malaki ito, mas maraming enerhiya ang kailangan para sa demagnetization. Ang halaga kung saan ang materyal ay ganap na na-demagnetize ay tinatawag na puwersang mapilit.
Sa isang karagdagang pagtaas sa kasalukuyang sa likid, ang induction ay tataas muli sa saturation index, ngunit may ibang direksyon ng mga magnetic na linya. Kapag nag-demagnetize sa kabaligtaran na direksyon, ang natitirang induction ay makukuha. Ang phenomenon ng residual magnetism ay ginagamit upang lumikha ng permanenteng magnet mula sa mga substance na may mataas na residual magnetism. Mula sa mga substance na may kakayahang mag-remagnetize, ang mga core ay nilikha para sa mga de-koryenteng makina at mga kagamitan.
panuntunan sa kaliwang kamay
Ang puwersa na kumikilos sa isang konduktor na may kasalukuyang ay may direksyon na tinutukoy ng panuntunan ng kaliwang kamay: kapag ang palad ng birhen na kamay ay matatagpuan sa paraan na ang mga magnetic na linya ay pumasok dito, at apat na daliri ay pinalawak sa direksyon ng kasalukuyang sa konduktor, ang baluktot na hinlalaki ay magsasaad ng direksyon ng puwersa. Ang puwersa na ito ay patayo sa induction vector at ang kasalukuyang.
Ang isang kasalukuyang nagdadala ng conductor na gumagalaw sa isang magnetic field ay itinuturing na isang prototype ng isang de-koryenteng motor, na nagbabago enerhiyang elektrikal sa mekanikal.
Panuntunan ng kanang kamay
Sa panahon ng paggalaw ng konduktor sa isang magnetic field, ang isang electromotive na puwersa ay sapilitan sa loob nito, na may halaga na proporsyonal sa magnetic induction, ang haba ng konduktor na kasangkot at ang bilis ng paggalaw nito. Ang pag-asa na ito ay tinatawag na electromagnetic induction. Kapag tinutukoy ang direksyon ng sapilitan na EMF sa konduktor, ginagamit ang panuntunan kanang kamay: kapag ang kanang kamay ay nakaposisyon sa parehong paraan tulad ng sa halimbawa mula sa kaliwa, ang mga magnetic na linya ay pumapasok sa palad, at ang hinlalaki ay nagpapahiwatig ng direksyon ng paggalaw ng konduktor, ang mga nakabuka na mga daliri ay nagpapahiwatig ng direksyon ng sapilitan na EMF. Ang isang konduktor na gumagalaw sa isang magnetic flux sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na mekanikal na puwersa ay ang pinakasimpleng halimbawa electric generator kung saan ang mekanikal na enerhiya ay na-convert sa elektrikal na enerhiya.
Maaari itong mabuo sa ibang paraan: saradong loop ang isang EMF ay sapilitan, sa anumang pagbabago sa magnetic flux na sakop ng circuit na ito, ang EDE sa circuit ay numerically katumbas ng rate ng pagbabago sa magnetic flux na sumasaklaw sa circuit na ito.
Ang form na ito ay nagbibigay ng isang average na tagapagpahiwatig ng EMF at nagpapahiwatig ng pag-asa ng EMF hindi sa magnetic flux, ngunit sa rate ng pagbabago nito.
Batas ni Lenz
Kailangan mo ring tandaan ang batas ni Lenz: ang kasalukuyang dulot ng pagbabago sa magnetic field na dumadaan sa circuit, kasama ang magnetic field nito, ay pumipigil sa pagbabagong ito. Kung ang mga liko ng coil ay tinusok ng mga magnetic flux ng iba't ibang magnitude, kung gayon ang EMF na sapilitan sa buong coil ay katumbas ng kabuuan ng EMF sa iba't ibang mga liko. Ang kabuuan ng mga magnetic flux ng iba't ibang pagliko ng coil ay tinatawag na flux linkage. Ang yunit ng pagsukat ng dami na ito, pati na rin ang magnetic flux, ay weber.
Kapag nagbago ito agos ng kuryente sa circuit mayroong isang pagbabago at ang magnetic flux na nilikha nito. Gayunpaman, ayon sa batas electromagnetic induction, ang isang EMF ay sapilitan sa loob ng konduktor. Lumilitaw ito na may kaugnayan sa isang pagbabago sa kasalukuyang sa konduktor, samakatuwid ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na self-induction, at ang EMF na sapilitan sa konduktor ay tinatawag na self-induction EMF.
Ang ugnayan ng flux at magnetic flux ay nakasalalay hindi lamang sa lakas ng kasalukuyang, kundi pati na rin sa laki at hugis ng isang naibigay na konduktor, at ang magnetic permeability ng nakapalibot na sangkap.
inductance ng konduktor
Ang koepisyent ng proporsyonalidad ay tinatawag na inductance ng konduktor. Tinutukoy nito ang kakayahan ng isang konduktor na lumikha ng flux linkage kapag dumaan dito ang kuryente. Ito ay isa sa mga pangunahing parameter ng mga de-koryenteng circuit. Para sa ilang mga circuit, ang inductance ay pare-pareho. Ito ay depende sa laki ng tabas, pagsasaayos nito at ang magnetic permeability ng medium. Sa kasong ito, ang kasalukuyang lakas sa circuit at ang magnetic flux ay hindi mahalaga.
Ang mga kahulugan at phenomena sa itaas ay nagbibigay ng paliwanag kung ano ang magnetic field. Ang mga pangunahing katangian ng magnetic field ay ibinibigay din, sa tulong kung saan posible na tukuyin ang hindi pangkaraniwang bagay na ito.
Magnetic field ng Earth
Ang magnetic field ay isang force field na kumikilos sa paglipat ng mga electric charge at sa mga katawan na may magnetic moment, anuman ang estado ng kanilang paggalaw.
Ang mga pinagmumulan ng isang macroscopic magnetic field ay mga magnetized na katawan, kasalukuyang nagdadala ng mga conductor, at gumagalaw na electrically charged na katawan. Ang likas na katangian ng mga mapagkukunang ito ay pareho: ang magnetic field ay lumitaw bilang isang resulta ng paggalaw ng mga sisingilin na microparticle (mga electron, proton, ions), at dahil din sa pagkakaroon ng kanilang sariling (spin) magnetic moment sa microparticles.
Lumilitaw din ang isang alternating magnetic field na may pagbabago sa oras electric field. Sa turn, kapag ang magnetic field ay nagbabago sa oras, electric field. Buong paglalarawan Ang mga electric at magnetic field sa kanilang relasyon ay nagbibigay ng mga equation ng Maxwell. Upang makilala ang magnetic field, ang konsepto ng field lines of force (mga linya ng magnetic induction) ay madalas na ipinakilala.
Upang sukatin ang mga katangian ng magnetic field at ang mga magnetic na katangian ng mga sangkap, iba't ibang uri mga magnetometer. Ang yunit ng magnetic field induction sa CGS system ay Gauss (Gs), sa International System of Units (SI) - Tesla (T), 1 T = 104 Gs. Ang intensity ay sinusukat, ayon sa pagkakabanggit, sa oersteds (Oe) at amperes bawat metro (A / m, 1 A / m \u003d 0.01256 Oe; magnetic field energy - sa Erg / cm 2 o J / m 2, 1 J / m 2 \u003d 10 erg/cm2.
Nag-react ang Compass
sa magnetic field ng lupa
Ang mga magnetic field sa kalikasan ay lubhang magkakaibang pareho sa kanilang sukat at sa mga epektong dulot nito. Ang magnetic field ng Earth, na bumubuo sa magnetosphere ng Earth, ay umaabot hanggang sa layo na 70-80 libong km sa direksyon ng Araw at maraming milyon-milyong km sa kabilang direksyon. Sa ibabaw ng Earth, ang magnetic field ay nasa average na 50 μT, sa hangganan ng magnetosphere ~ 10 -3 G. Pinoprotektahan ng geomagnetic field ang ibabaw ng Earth at ang biosphere mula sa daloy ng mga charged particle ng solar wind at bahagyang mga cosmic ray. Ang impluwensya ng geomagnetic field mismo sa mahahalagang aktibidad ng mga organismo ay pinag-aralan ng magnetobiology. Sa malapit sa Earth space, ang magnetic field ay bumubuo ng magnetic trap para sa high-energy charged particles - ang radiation belt ng Earth. Ang mga particle na nakapaloob sa radiation belt ay nagdudulot ng malaking panganib sa panahon ng mga flight sa kalawakan. Ang pinagmulan ng magnetic field ng Earth ay nauugnay sa mga convective na paggalaw ng isang conductive liquid substance sa core ng Earth.
Ang mga direktang sukat gamit ang spacecraft ay nagpakita na ang pinakamalapit sa Earth mga katawan ng kalawakan- Ang buwan, ang mga planetang Venus at Mars ay walang sariling magnetic field, katulad ng sa mundo. Mula sa ibang planeta solar system tanging ang Jupiter at, tila, ang Saturn ay may sariling mga magnetic field, sapat na upang lumikha ng mga planetary magnetic traps. Ang mga magnetic field na hanggang 10 gauss at isang bilang ng mga katangiang phenomena (magnetic storms, synchrotron radio emission, at iba pa) ay natagpuan sa Jupiter, na nagpapahiwatig ng isang mahalagang papel ng magnetic field sa mga proseso ng planeta.
© Larawan: http://www.tesis.lebedev.ru
Larawan ng Araw
sa isang makitid na spectrum
Ang interplanetary magnetic field ay pangunahing ang field ng solar wind (patuloy na lumalawak na plasma ng solar corona). Malapit sa orbit ng Earth, ang interplanetary field ay ~ 10 -4 -10 -5 Gs. Ang pagiging regular ng interplanetary magnetic field ay maaaring maabala dahil sa pag-unlad iba't ibang uri kawalang-tatag ng plasma, ang pagpasa ng mga shock wave, at ang pagpapalaganap ng mga daloy ng mabilis na mga particle na nabuo ng mga solar flare.
Sa lahat ng mga proseso sa Araw - mga flare, ang hitsura ng mga spot at prominence, ang pagsilang ng solar cosmic rays, ang magnetic field ay gumaganap mahalagang papel. Ang mga sukat batay sa epekto ng Zeeman ay nagpakita na ang magnetic field ng mga sunspot ay umabot sa ilang libong gauss, ang mga prominence ay hawak ng mga field na ~ 10-100 gauss (na may average na halaga ng kabuuang magnetic field ng Araw ~ 1 gauss).
Magnetic na bagyo
Ang mga magnetikong bagyo ay malakas na kaguluhan ng magnetic field ng Earth, na matinding nakakagambala sa maayos na pang-araw-araw na kurso ng mga elemento ng terrestrial magnetism. Ang mga magnetikong bagyo ay tumatagal mula sa ilang oras hanggang ilang araw at sabay-sabay na inoobserbahan sa buong Earth.
Bilang isang patakaran, ang mga magnetic storm ay binubuo ng paunang, paunang at pangunahing mga yugto, pati na rin ang isang yugto ng pagbawi. Sa paunang yugto, ang mga hindi gaanong pagbabago sa larangan ng geomagnetic ay sinusunod (pangunahin sa mga matataas na latitude), pati na rin ang paggulo ng mga katangian ng mga short-period field oscillations. Ang paunang yugto ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang biglaang pagbabago sa mga indibidwal na bahagi ng field sa buong Earth, at ang pangunahing yugto ay nailalarawan sa pamamagitan ng malalaking pagbabago sa field at isang malakas na pagbaba sa pahalang na bahagi. Sa yugto ng pagbawi ng magnetic storm, babalik ang field sa normal na halaga nito.
Impluwensya ng solar wind
sa magnetosphere ng daigdig
Ang mga magnetikong bagyo ay sanhi ng mga daloy ng solar plasma mula sa mga aktibong rehiyon ng Araw, na nakapatong sa isang mahinahong solar wind. Samakatuwid, ang mga magnetic na bagyo ay mas madalas na naobserbahan malapit sa maxima ng 11-taong cycle ng solar na aktibidad. Pag-abot sa Earth, ang mga daloy ng solar plasma ay nagpapataas ng compression ng magnetosphere, na nagiging sanhi ng paunang yugto ng isang magnetic storm, at bahagyang tumagos sa magnetosphere ng Earth. Pagpasok ng mga particle na may mataas na enerhiya sa itaas na kapaligiran Ang Earth at ang epekto nito sa magnetosphere ay humahantong sa pagbuo at pagpapalakas ng mga electric current sa loob nito, na umaabot sa pinakamataas na intensity sa mga polar na rehiyon ng ionosphere, na siyang dahilan ng pagkakaroon ng isang high-latitude zone ng magnetic activity. Mga pagbabago sa magnetospheric-ionospheric kasalukuyang mga sistema lumilitaw sa ibabaw ng Earth sa anyo ng hindi regular na magnetic disturbances.
Sa mga phenomena ng microcosm, ang papel ng magnetic field ay kasinghalaga ng sa isang cosmic scale. Ito ay dahil sa pagkakaroon ng lahat ng mga particle - ang mga elemento ng istruktura ng bagay (mga electron, proton, neutron), isang magnetic moment, pati na rin ang pagkilos ng isang magnetic field sa paglipat ng mga electric charge.
Application ng magnetic field sa agham at teknolohiya. Ang mga magnetic field ay karaniwang nahahati sa mahina (hanggang 500 Gs), medium (500 Gs - 40 kGs), malakas (40 kGs - 1 MGs) at superstrong (mahigit sa 1 MGs). Halos lahat ng electrical engineering, radio engineering at electronics ay nakabatay sa paggamit ng mahina at katamtamang magnetic field. Ang mahina at katamtamang magnetic field ay nakuha gamit ang mga permanenteng magnet, electromagnets, uncooled solenoids, superconducting magnets.
Mga mapagkukunan ng magnetic field
Ang lahat ng mga mapagkukunan ng magnetic field ay maaaring nahahati sa artipisyal at natural. Ang pangunahing likas na pinagmumulan ng magnetic field ay ang sariling magnetic field ng Earth at ang solar wind. Lahat ng artipisyal na mapagkukunan mga electromagnetic field kung saan ang aming modernong mundo at ang aming mga bahay sa partikular. Magbasa pa tungkol sa, at basahin ang sa amin.
Ang electric transport ay isang malakas na pinagmumulan ng magnetic field sa saklaw mula 0 hanggang 1000 Hz. Mga gamit sa transportasyon ng riles alternating current. Ang transportasyon ng lungsod ay permanente. Ang pinakamataas na halaga ng magnetic field induction sa suburban electric transport ay umabot sa 75 µT, ang average na mga halaga ay halos 20 µT. Mga average na halaga para sa mga sasakyang minamaneho ng direktang kasalukuyang naayos sa 29 μT. Sa mga tram, kung saan ang return wire ay mga riles, ang mga magnetic field ay nagbabayad sa isa't isa sa mas malaking distansya kaysa sa mga wire ng isang trolleybus, at sa loob ng trolleybus ang magnetic field fluctuations ay maliit kahit na sa panahon ng acceleration. Ngunit ang pinakamalaking pagbabagu-bago sa magnetic field ay nasa subway. Kapag ipinadala ang komposisyon, ang magnitude ng magnetic field sa platform ay 50-100 μT at higit pa, na lumalampas sa geomagnetic field. Kahit na ang tren ay matagal nang nawala sa tunnel, ang magnetic field ay hindi bumalik sa dati nitong halaga. Pagkatapos lamang na maipasa ng komposisyon ang susunod na punto ng koneksyon sa contact rail, babalik ang magnetic field sa lumang halaga. Totoo, kung minsan ay wala itong oras: ang susunod na tren ay papalapit na sa platform, at kapag ito ay bumagal, ang magnetic field ay nagbabago muli. Sa kotse mismo, ang magnetic field ay mas malakas pa - 150-200 μT, iyon ay, sampung beses na higit pa kaysa sa isang maginoo na tren.
Ang mga halaga ng induction ng mga magnetic field na madalas nating nakatagpo Araw-araw na buhay ipinapakita sa diagram sa ibaba. Sa pagtingin sa diagram na ito, nagiging malinaw na tayo ay nakalantad sa mga magnetic field sa lahat ng oras at saanman. Ayon sa ilang mga siyentipiko, ang mga magnetic field na may induction na higit sa 0.2 µT ay itinuturing na nakakapinsala. Naturally, ang ilang mga pag-iingat ay dapat gawin upang maprotektahan ang ating sarili mula sa mga nakakapinsalang epekto ng mga patlang sa paligid natin. Sa pamamagitan lamang ng pagsunod sa ilang simpleng panuntunan, maaari mong makabuluhang bawasan ang epekto ng mga magnetic field sa iyong katawan.
Ang kasalukuyang SanPiN 2.1.2.2801-10 "Mga Pagbabago at pagdaragdag No. 1 sa SanPiN 2.1.2.2645-10 "Mga kinakailangan sa sanitary at epidemiological para sa mga kondisyon ng pamumuhay sa mga gusali at lugar ng tirahan" ay nagsasaad ng sumusunod: "Ang pinakamataas na pinahihintulutang antas ng pagpapahina ng geomagnetic Ang patlang sa lugar ng mga gusali ng tirahan ay nakatakdang katumbas ng 1.5". Magtakda din ng limitasyon pinahihintulutang halaga intensity at intensity ng magnetic field na may dalas na 50 Hz:
- sa tirahan - 5 μT o 4 A/m;
- sa non-residential na lugar mga gusali ng tirahan, sa lugar ng tirahan, kabilang ang teritoryo mga plot ng hardin —10 μT o 8 A/m.
Batay sa mga pamantayang ito, makalkula ng lahat kung gaano karaming mga de-koryenteng kasangkapan ang maaaring nasa at nasa standby na estado sa bawat partikular na silid, o batay sa kung aling mga rekomendasyon ang ibibigay sa normalisasyon ng living space.
Mga kaugnay na video
Isang maliit na siyentipikong pelikula tungkol sa magnetic field ng Earth
Mga sanggunian
1. Great Soviet Encyclopedia.
Sa loob ng mahabang panahon, ang magnetic field ay nagtaas ng maraming mga katanungan sa mga tao, ngunit kahit na ngayon ito ay nananatiling isang hindi kilalang phenomenon. Sinubukan ng maraming siyentipiko na pag-aralan ang mga katangian at katangian nito, dahil ang mga benepisyo at potensyal ng paggamit ng larangan ay hindi mapag-aalinlanganan na mga katotohanan.
Kunin natin ang lahat sa pagkakasunud-sunod. Kaya, paano kumikilos at nabubuo ang anumang magnetic field? Tama, electric current. At ang kasalukuyang, ayon sa mga aklat-aralin sa pisika, ay isang stream ng mga sisingilin na particle na may direksyon, hindi ba? Kaya, kapag ang isang kasalukuyang dumadaan sa anumang konduktor, ang isang tiyak na uri ng bagay ay nagsisimulang kumilos sa paligid nito - isang magnetic field. Ang magnetic field ay maaaring malikha sa pamamagitan ng kasalukuyang ng mga sisingilin na particle o ng magnetic moments ng mga electron sa mga atomo. Ngayon ang larangan at bagay na ito ay may enerhiya, nakikita natin ito sa mga puwersang electromagnetic na maaaring makaapekto sa kasalukuyang at mga singil nito. Ang magnetic field ay nagsisimulang kumilos sa daloy ng mga sisingilin na particle, at binabago nila ang paunang direksyon ng paggalaw na patayo sa mismong field.
Ang isa pang magnetic field ay maaaring tawaging electrodynamic, dahil ito ay nabuo malapit sa gumagalaw na mga particle at nakakaapekto lamang sa mga gumagalaw na particle. Well, ito ay dynamic dahil sa ang katunayan na ito ay may isang espesyal na istraktura sa umiikot na mga bion sa isang rehiyon ng espasyo. Ang isang ordinaryong electric moving charge ay maaaring magpaikot at gumalaw sa kanila. Ang mga bion ay nagpapadala ng anumang posibleng pakikipag-ugnayan sa rehiyong ito ng espasyo. Samakatuwid, ang gumagalaw na singil ay umaakit ng isang poste ng lahat ng mga bion at nagiging sanhi ng pag-ikot ng mga ito. Siya lamang ang makapagpapalabas sa kanila mula sa isang estado ng pahinga, wala nang iba pa, dahil ang ibang mga puwersa ay hindi makakaimpluwensya sa kanila.
Sa isang electric field ay may charge na mga particle na napakabilis na gumagalaw at maaaring maglakbay ng 300,000 km sa loob lamang ng isang segundo. Ang liwanag ay may parehong bilis. Walang magnetic field na walang electric charge. Nangangahulugan ito na ang mga particle ay hindi kapani-paniwalang malapit na nauugnay sa isa't isa at umiiral sa isang karaniwang electromagnetic field. Iyon ay, kung mayroong anumang mga pagbabago sa magnetic field, pagkatapos ay magkakaroon ng mga pagbabago sa electric field. Binabaliktad din ang batas na ito.
Marami kaming pinag-uusapan tungkol sa magnetic field dito, ngunit paano mo ito maiisip? Hindi natin ito makikita sa ating mata ng tao. Bukod dito, dahil sa hindi kapani-paniwalang mabilis na pagpapalaganap ng patlang, wala kaming oras upang ayusin ito sa tulong ng iba't ibang mga aparato. Ngunit upang mapag-aralan ang isang bagay, ang isa ay dapat magkaroon ng hindi bababa sa ilang ideya nito. Madalas ding kinakailangan na ilarawan ang magnetic field sa mga diagram. Para mas madaling maintindihan ito, conditional mga linya ng puwersa mga patlang. Saan nila nakuha ang mga ito? Naimbento sila para sa isang dahilan.
Subukan nating makita ang magnetic field sa tulong ng maliliit na metal filing at isang ordinaryong magnet. Ibuhos namin ang mga sup na ito sa isang patag na ibabaw at ipakilala ang mga ito sa pagkilos ng isang magnetic field. Pagkatapos ay makikita natin na sila ay lilipat, paikutin at pumila sa isang pattern o pattern. Ang resultang imahe ay magpapakita ng tinatayang epekto ng mga puwersa sa isang magnetic field. Ang lahat ng pwersa at, nang naaayon, ang mga linya ng puwersa ay tuloy-tuloy at sarado sa lugar na ito.
Ang magnetic needle ay may katulad na mga katangian at katangian sa isang compass at ginagamit upang matukoy ang direksyon ng mga linya ng puwersa. Kung ito ay nahulog sa zone ng pagkilos ng isang magnetic field, makikita natin ang direksyon ng pagkilos ng mga puwersa sa pamamagitan ng north pole nito. Pagkatapos ay mag-iisa kami ng ilang mga konklusyon mula dito: ang tuktok ng isang ordinaryong permanenteng magnet, kung saan nagmumula ang mga linya ng puwersa, ay itinalaga ng north pole ng magnet. Samantalang polong timog ipahiwatig ang punto kung saan sarado ang mga puwersa. Well, ang mga linya ng puwersa sa loob ng magnet ay hindi naka-highlight sa diagram.
Ang magnetic field, ang mga katangian at katangian nito ay lubos na ginagamit, dahil sa maraming mga problema ay dapat itong isaalang-alang at pag-aralan. Ito ang pinakamahalagang kababalaghan sa agham ng pisika. Ang mas kumplikadong mga bagay ay hindi mapaghihiwalay na nauugnay dito, tulad ng magnetic permeability at induction. Upang ipaliwanag ang lahat ng mga dahilan para sa paglitaw ng isang magnetic field, ang isa ay dapat umasa sa tunay siyentipikong katotohanan at mga kumpirmasyon. Kung hindi, higit pa mahirap na gawain ang maling diskarte ay maaaring masira ang integridad ng teorya.
Ngayon magbigay tayo ng mga halimbawa. Alam nating lahat ang ating planeta. Sabi mo wala itong magnetic field? Maaaring tama ka, ngunit sinasabi ng mga siyentipiko na ang mga proseso at pakikipag-ugnayan sa loob ng core ng Earth ay lumilikha ng isang malaking magnetic field na umaabot sa libu-libong kilometro. Ngunit ang anumang magnetic field ay dapat may mga pole nito. At umiiral ang mga ito, matatagpuan lamang ng kaunti ang layo mula sa geographic na poste. Paano natin ito nararamdaman? Halimbawa, ang mga ibon ay nakabuo ng mga kakayahan sa pag-navigate, at ini-orient nila ang kanilang sarili, lalo na, sa pamamagitan ng magnetic field. Kaya, sa tulong niya, ligtas na nakarating ang mga gansa sa Lapland. Ginagamit din ng mga espesyal na navigation device ang hindi pangkaraniwang bagay na ito.
Isang magnetic field ito ang bagay na lumitaw sa paligid ng mga pinagmumulan ng electric current, pati na rin sa paligid ng mga permanenteng magnet. Sa kalawakan, ang magnetic field ay ipinapakita bilang isang kumbinasyon ng mga puwersa na maaaring makaapekto sa mga magnetized na katawan. Ang pagkilos na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga discharge sa pagmamaneho sa antas ng molekular.
Ang magnetic field ay nabuo lamang sa paligid ng mga electric charge na kumikilos. Iyon ang dahilan kung bakit ang magnetic at electric field ay integral at magkasamang bumubuo electromagnetic field. Ang mga bahagi ng magnetic field ay magkakaugnay at kumikilos sa isa't isa, binabago ang kanilang mga katangian.
Mga katangian ng magnetic field:
1. Ang magnetic field ay lumitaw sa ilalim ng impluwensya ng mga singil sa pagmamaneho ng electric current.
2. Sa alinman sa mga punto nito, ang magnetic field ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang vector ng pisikal na dami na tinatawag magnetic induction, na siyang katangian ng puwersa ng magnetic field.
3. Ang magnetic field ay maaari lamang makaapekto sa mga magnet, conductive conductor at moving charges.
4. Ang magnetic field ay maaaring pare-pareho at variable na uri
5. Ang magnetic field ay sinusukat lamang sa pamamagitan ng mga espesyal na aparato at hindi maaaring perceived ng mga pandama ng tao.
6. Ang magnetic field ay electrodynamic, dahil ito ay nabuo lamang sa panahon ng paggalaw ng mga sisingilin na particle at nakakaapekto lamang sa mga singil na gumagalaw.
7. Ang mga naka-charge na particle ay gumagalaw sa isang perpendikular na trajectory.
Ang laki ng magnetic field ay depende sa rate ng pagbabago ng magnetic field. Alinsunod dito, mayroong dalawang uri ng magnetic field: dynamic na magnetic field At gravitational magnetic field. Gravitational magnetic field lumitaw lamang malapit sa elementarya na mga particle at nabuo depende sa mga tampok na istruktura ng mga particle na ito.
Magnetic na sandali nangyayari kapag ang isang magnetic field ay kumikilos sa isang conductive frame. Sa madaling salita, ang magnetic moment ay isang vector na matatagpuan sa linya na tumatakbo patayo sa frame.
Ang magnetic field ay maaaring ilarawan sa grapiko gamit ang magnetic lines of force. Ang mga linyang ito ay iginuhit sa isang direksyon na ang direksyon ng mga puwersa ng field ay tumutugma sa direksyon ng mismong linya ng field. Ang mga linya ng magnetic field ay tuloy-tuloy at sarado sa parehong oras.
Ang direksyon ng magnetic field ay tinutukoy gamit ang isang magnetic needle. Tinutukoy din ng mga linya ng puwersa ang polarity ng magnet, ang dulo sa labasan ng mga linya ng puwersa ay ang north pole, at ang dulo sa pasukan ng mga linyang ito ay ang south pole.
Ito ay napaka-maginhawa upang biswal na masuri ang magnetic field gamit ang ordinaryong iron filings at isang piraso ng papel.
Kung maglalagay kami ng isang sheet ng papel sa isang permanenteng magnet, at iwiwisik ang sup sa itaas, pagkatapos ay ang mga particle ng bakal ay magkakasunod ayon sa mga linya ng magnetic field.
Ang direksyon ng mga linya ng puwersa para sa konduktor ay maginhawang tinutukoy ng sikat panuntunan ng gimlet o panuntunan ng kanang kamay. Kung hinawakan namin ang konduktor gamit ang aming kamay upang ang hinlalaki ay tumingin sa direksyon ng kasalukuyang (mula sa minus hanggang plus), pagkatapos ay ipapakita sa amin ng 4 na natitirang mga daliri ang direksyon ng mga linya ng magnetic field. 
At ang direksyon ng puwersa ng Lorentz - ang puwersa kung saan kumikilos ang magnetic field sa isang sisingilin na particle o konduktor na may kasalukuyang, ayon sa panuntunan sa kaliwang kamay.
Kung ilalagay natin kaliwang kamay sa isang magnetic field upang ang 4 na daliri ay tumingin sa direksyon ng kasalukuyang sa konduktor, at ang mga linya ng puwersa ay pumasok sa palad, pagkatapos ay ipahiwatig ng hinlalaki ang direksyon ng puwersa ng Lorentz, ang puwersa na kumikilos sa konduktor na inilagay sa isang magnetic patlang. 
Iyon ay tungkol dito. Tiyaking magtanong ng anumang mga katanungan sa mga komento.