Vad är magnetfältlinjerna

Utan tvekan är magnetfältets linjer nu kända för alla. Åtminstone, även i skolan, demonstreras deras manifestation i fysiklektioner. Kommer du ihåg hur läraren placerat en permanentmagnet (eller till och med två, som kombinerar polarnas orientering) under pappersarket, och metallsågspån, som togs från arbetsrummet, placerades ovanpå det? Det är förståeligt att metallen måste hållas på arket, men något märkligt observerades - linjer klart synliga längs vilka sågspånar byggdes. Observera - inte jämnt, men i ränder. Dessa är magnetfältets linjer. Snarare, deras manifestation. Vad hände då och hur kan du förklara det?

Låt oss börja långt ifrån. Tillsammans med oss, i den synliga fysiska världen, existerar en speciell typ av materia - ett magnetfält. Det säkerställer samspelet mellan rörliga elementära partiklar eller större kroppar som har en elektrisk laddning eller ett naturligt magnetiskt ögonblick. Elektriska och magnetiska fenomen är inte bara sammankopplade med varandra, men genererar ofta också sig själva. Till exempel skapar en ledning genom vilken en elektrisk ström flyter kring sig själv linjer i magnetfältet. Det omvända är också sant: effekten av växlande magnetfält på en sluten ledande krets skapar en rörelse av laddningsbärare i den. Den senare egendomen används i generatorer som levererar elenergi till alla konsumenter. Ett ljust exempel på elektromagnetiska fält är lätt.

Magnetfältlinjerna runt ledaren roterar eller, vilket också är sant, kännetecknas av en riktad vektor av magnetisk induktion. Rotationsriktningen bestäms av borrens regel. De angivna linjerna är konventionella, eftersom fältet sträcker sig jämnt i alla riktningar. Saken är att den kan representeras i form av ett oändligt antal linjer, av vilka vissa har en mer uttalad spänning. Det är därför som det i försöket med en magnet och sågspån spåras vissa "linjer" tydligt. Intressant är att magnetfältlinjerna aldrig avbryts, så det är omöjligt att entydigt säga var början är och var slutet är.

Vid permanentmagnet (eller liknande elektromagnet) finns alltid två poler, som har de konventionella namnen på norr och söder. De linjer som nämns i detta fall är ringar och ovaler som förbinder båda polerna. Ibland beskrivs detta ur synvinkel av samspelande monopoler, men då uppstår en motsättning, enligt vilken det är omöjligt att skilja monopolet. Det vill säga, eventuella försök att dela magneten kommer att leda till utseendet på flera bipolära delar.

Av stort intresse är egenskaperna hos kraftlinjer. Vi har redan diskuterat kontinuitet, men av praktiskt intresse är förmågan att skapa i ledaren en elektromotorisk kraft (EMF), vars konsekvens är en elektrisk ström. Betydelsen av detta är följande: Om den ledande konturen passerar magnetfältstyrkanalerna (eller ledaren själv rör sig i ett magnetfält), läggs ytterligare elektroner till elektronerna i yttre omgångar av materialets atomer, så att de kan starta en oberoende riktad rörelse. Man kan säga att magnetfältet "slår ut" laddade partiklar från kristallgitteret. Detta fenomen kallas elektromagnetisk induktion och är för närvarande det huvudsakliga sättet att erhålla primär elektrisk energi. Det upptäcktes experimentellt år 1831 av den engelske fysikern Michael Faraday.

Studien av magnetfält började tillbaka 1269, när P. Peregrin upptäckte samspelet mellan en sfärisk magnet och stålnålar. Nästan 300 år senare föreslog Colchester att jorden själv är en stor magnet med två poler. Vidare har magnetiska fenomen studerats av sådana kända forskare som Lorentz, Maxwell, Ampere, Einstein och andra.