მაგნიტური ნაკადის აღნიშვნა ფიზიკაში. მაგნიტური ველის ინდუქციის ნაკადი. საინტერესოა იცოდე

სურათზე ნაჩვენებია ერთიანი მაგნიტური ველი. ჰომოგენური ნიშნავს იგივეს მოცემული მოცულობის ყველა წერტილში. ველში მოთავსებულია ზედაპირი S ფართობით. ველის ხაზები ზედაპირს კვეთს.

მაგნიტური ნაკადის განსაზღვრა:

მაგნიტური ნაკადი Ф ზედაპირზე S არის მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის B ხაზების რაოდენობა, რომელიც გადის ზედაპირზე S.

მაგნიტური ნაკადის ფორმულა:

აქ α არის კუთხე მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის B მიმართულებასა და ზედაპირის S ნორმალურს შორის.

მაგნიტური ნაკადის ფორმულიდან ჩანს, რომ მაქსიმალური მაგნიტური ნაკადი იქნება cos α = 1-ზე და ეს მოხდება მაშინ, როდესაც B ვექტორი პარალელურია ნორმალური ზედაპირის S. მინიმალური მაგნიტური ნაკადი იქნება cos α = 0, ეს იქნება მაშინ, როდესაც B ვექტორი S ზედაპირის ნორმალურის პერპენდიკულარულია, რადგან ამ შემთხვევაში B ვექტორის ხაზები გადაიწევს S ზედაპირზე გადაკვეთის გარეშე.

ხოლო მაგნიტური ნაკადის განმარტების მიხედვით, მხედველობაში მიიღება მხოლოდ მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის ის ხაზები, რომლებიც კვეთენ მოცემულ ზედაპირს.

მაგნიტური ნაკადი იზომება ვებერებში (ვოლტ-წამში): 1 wb \u003d 1 v * s. გარდა ამისა, მაქსველი გამოიყენება მაგნიტური ნაკადის გასაზომად: 1 wb \u003d 10 8 μs. შესაბამისად, 1 μs = 10 -8 wb.

მაგნიტური ნაკადი არის სკალარული სიდიდე.

დენის მაგნიტური ველის ენერგია

დირიჟორის გარშემო არის მაგნიტური ველი, რომელსაც აქვს ენერგია. Საიდან მოდის? ელექტრო წრეში შემავალ დენის წყაროს აქვს ენერგიის რეზერვი. ელექტრული წრედის დახურვის მომენტში, დენის წყარო ხარჯავს ენერგიის ნაწილს თვითინდუქციის წარმოქმნილი EMF-ის მოქმედების დასაძლევად. ენერგიის ეს ნაწილი, რომელსაც დენის თვითენერგია ეწოდება, მიდის მაგნიტური ველის წარმოქმნამდე. მაგნიტური ველის ენერგია უდრის დენის თვითენერგიას. დენის თვითენერგია რიცხობრივად უდრის სამუშაოს, რომელიც დენის წყარომ უნდა გააკეთოს თვითინდუქციური EMF-ის დასაძლევად, რათა შეიქმნას დენი წრეში.

დენის მიერ შექმნილი მაგნიტური ველის ენერგია პირდაპირპროპორციულია დენის სიძლიერის კვადრატისა. სად ქრება მაგნიტური ველის ენერგია დენის გაჩერების შემდეგ? - გამოირჩევა (როდესაც იხსნება საკმარისად დიდი დენის წრე, შეიძლება წარმოიშვას ნაპერწკალი ან რკალი)

4.1. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონი. თვითინდუქცია. ინდუქციურობა

ძირითადი ფორმულები

ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონი (ფარადეის კანონი):

, (39)

სად არის ინდუქციური emf; არის მთლიანი მაგნიტური ნაკადი (ნაკადის კავშირი).

წრეში დენის მიერ შექმნილი მაგნიტური ნაკადი,

სად არის წრედის ინდუქციურობა; არის დენის სიძლიერე.

ფარადეის კანონი, რომელიც გამოიყენება თვითინდუქციისთვის

ინდუქციის ემფ, რომელიც ჩნდება, როდესაც ჩარჩო ბრუნავს დენით მაგნიტურ ველში,

სად არის მაგნიტური ველის ინდუქცია; არის ჩარჩოს ფართობი; არის ბრუნვის კუთხური სიჩქარე.

სოლენოიდის ინდუქციურობა

, (43)

სად არის მაგნიტური მუდმივი; არის ნივთიერების მაგნიტური გამტარიანობა; არის სოლენოიდის შემობრუნების რაოდენობა; არის შემობრუნების სექციური ფართობი; არის სოლენოიდის სიგრძე.

ღია წრედის დენი

სად არის წრედში დადგენილი დენის სიძლიერე; არის წრედის ინდუქცია; არის წრედის წინააღმდეგობა; არის გახსნის დრო.

მიმდინარე სიძლიერე, როდესაც წრე დახურულია

. (45)

დასვენების დრო

პრობლემის გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი 1

მაგნიტური ველი იცვლება კანონის მიხედვით , სადაც = 15 მტ,. წრიული გამტარი ხვეული = 20 სმ რადიუსით მოთავსებულია მაგნიტურ ველში ველის მიმართულების კუთხით (დროის საწყის მომენტში). იპოვეთ ინდუქციის ემფ, რომელიც ხვდება კოჭში = 5 წმ.

გამოსავალი

ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონის თანახმად, ინდუქციის ემფ, რომელიც წარმოიქმნება ხვეულში, სადაც არის მაგნიტური ნაკადი დაწყვილებული ხვეულში.

სად არის ხვეულის ფართობი, არის კუთხე მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მიმართულებასა და კონტურის ნორმალურს შორის.

ჩაანაცვლეთ რიცხვითი მნიშვნელობები: = 15 მტ,, = 20 სმ = = 0,2 მ,.

გამოთვლები იძლევა .

მაგალითი 2

ერთიან მაგნიტურ ველში ინდუქციით = 0,2 ტ განლაგებულია მართკუთხა ჩარჩო, რომლის მოძრავი მხარე 0,2 მ სიგრძისაა და ველის ინდუქციური ხაზების პერპენდიკულარულად მოძრაობს = 25 მ/წმ სიჩქარით (ნახ. 42). განსაზღვრეთ ინდუქციის ემფ, რომელიც ხდება წრედში.

გამოსავალი

როდესაც დირიჟორი AB მოძრაობს მაგნიტურ ველში, ჩარჩოს ფართობი იზრდება, შესაბამისად, ჩარჩოში მაგნიტური ნაკადი იზრდება და წარმოიქმნება ინდუქციის ემფ.

ფარადეის კანონის მიხედვით, სად, მაშინ, მაგრამ, ამიტომ.

ნიშანი „–“ მიუთითებს იმაზე, რომ ინდუქციური emf და ინდუქციური დენი მიმართულია საათის ისრის საწინააღმდეგოდ.

თვითინდუქცია

თითოეული გამტარი, რომლის მეშვეობითაც ელექტრული დენი მიედინება, თავის მაგნიტურ ველშია.

როდესაც დირიჟორში იცვლება დენის სიძლიერე, იცვლება მ.ველი, ე.ი. ამ დენით შექმნილი მაგნიტური ნაკადი იცვლება. მაგნიტური ნაკადის ცვლილება იწვევს მორევის ელექტრული ველის გაჩენას და წრეში ჩნდება ინდუქციური EMF. ამ მოვლენას თვითინდუქცია ეწოდება.თვითინდუქცია არის ინდუქციური EMF-ის ფენომენი ელექტრულ წრეში დენის სიძლიერის ცვლილების შედეგად. მიღებულ ემფს ეწოდება თვითინდუქციური ემფ.

თვითინდუქციის ფენომენის გამოვლინება

წრედის დახურვა როდესაც წრე იკეტება, დენი იზრდება, რაც იწვევს მაგნიტური ნაკადის ზრდას კოჭში, წარმოიქმნება მორევის ელექტრული ველი, მიმართული დენის წინააღმდეგ, ე.ი. კოჭში ხდება თვითინდუქციის EMF, რომელიც ხელს უშლის დენის აწევას წრედში (მორევის ველი ანელებს ელექტრონებს). Როგორც შედეგი L1 ანათებს მოგვიანებით,ვიდრე L2.

Გახსნილი წრე როდესაც ელექტრული წრე იხსნება, დენი იკლებს, ხვდება მ.ნაკადის შემცირება ხვეულში, ჩნდება მორევის ელექტრული ველი, მიმართული დენივით (მიდრეკილია იგივე დენის სიძლიერის შესანარჩუნებლად), ე.ი. კოჭში ჩნდება თვითინდუქციური ემფ, რომელიც ინარჩუნებს დენს წრედში. შედეგად, L გამორთულია კაშკაშა ციმციმებს.დასკვნა ელექტროტექნიკაში, თვითინდუქციის ფენომენი ვლინდება წრედის დახურვისას (ელექტრული დენი თანდათან იზრდება) და წრედის გახსნისას (ელექტრული დენი დაუყოვნებლივ არ ქრება).

ინდუქტანცია

რაზეა დამოკიდებული თვითინდუქციის EMF? ელექტრული დენი ქმნის საკუთარ მაგნიტურ ველს. მაგნიტური ნაკადიმიკროსქემის მეშვეობით პროპორციულია მაგნიტური ველის ინდუქციის (Ф ~ B), ინდუქცია პროპორციულია დირიჟორში მიმდინარე სიძლიერისა (B ~ I), ამიტომ მაგნიტური ნაკადი პროპორციულია დენის სიძლიერისა (Ф ~ I). თვითინდუქციური ემფ დამოკიდებულია დენის სიძლიერის ცვლილების სიჩქარეზე ელექტრულ წრეში, გამტარის თვისებებზე (ზომა და ფორმა) და იმ საშუალების შედარებით მაგნიტურ გამტარიანობაზე, რომელშიც მდებარეობს გამტარი. ფიზიკურ რაოდენობას, რომელიც აჩვენებს თვითინდუქციური EMF-ის დამოკიდებულებას გამტარის ზომასა და ფორმაზე და იმ გარემოზე, რომელშიც მდებარეობს გამტარი, ეწოდება თვითინდუქციური კოეფიციენტი ან ინდუქცია. ინდუქციურობა - ფიზიკური. მნიშვნელობა რიცხობრივად უდრის თვითინდუქციის EMF-ს, რომელიც ჩნდება წრედში, როდესაც დენის სიძლიერე იცვლება 1 ამპერით 1 წამში. ასევე, ინდუქციურობა შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით:

სადაც F არის მაგნიტური ნაკადი წრედში, I არის დენის სიძლიერე წრედში.

SI ერთეულები ინდუქციისთვის:

კოჭის ინდუქციურობა დამოკიდებულია: შემობრუნების რაოდენობაზე, ხვეულის ზომასა და ფორმაზე და საშუალო მასალის შედარებით მაგნიტურ გამტარიანობაზე (ბირთი შესაძლებელია).

თვითინდუქციური EMF

თვითინდუქციის EMF ხელს უშლის დენის სიძლიერის ზრდას წრედის ჩართვისას და დენის სიძლიერის შემცირებას წრედის გახსნისას.

მაგნიტურ ველში ნივთიერების დამაგნიტიზაციის დასახასიათებლად ვიყენებთ მაგნიტური მომენტი (პ ). ის რიცხობრივად უდრის მექანიკურ მომენტს, რომელსაც განიცდის ნივთიერება მაგნიტურ ველში 1 ტ ინდუქციით.

ნივთიერების ერთეული მოცულობის მაგნიტური მომენტი ახასიათებს მას მაგნიტიზაცია - ი , განისაზღვრება ფორმულით:

მე= /ვ , (2.4)

სადაც არის ნივთიერების მოცულობა.

მაგნიტიზაცია SI სისტემაში იზომება, ისევე როგორც დაძაბულობა, in Ვარ, რაოდენობა ვექტორულია.

ხასიათდება ნივთიერებების მაგნიტური თვისებები ნაყარი მაგნიტური მგრძნობელობა - , რაოდენობა არის განზომილებიანი.

თუ სხეული მოთავსებულია მაგნიტურ ველში ინდუქციით 0 , შემდეგ ხდება მაგნიტიზაცია. შედეგად, სხეული ინდუქციით ქმნის საკუთარ მაგნიტურ ველს " , რომელიც ურთიერთქმედებს მაგნიტიზატორ ველთან.

ამ შემთხვევაში, ინდუქციური ვექტორი გარემოში (V)შედგენილი იქნება ვექტორებისგან:

B = B 0 + V " (ვექტორის ნიშანი გამოტოვებულია), (2.5)

სადაც " - მაგნიტიზებული ნივთიერების საკუთარი მაგნიტური ველის ინდუქცია.

საკუთარი ველის ინდუქცია განისაზღვრება ნივთიერების მაგნიტური თვისებებით, რომლებიც ხასიათდება მოცულობითი მაგნიტური მგრძნობელობით - , გამოთქმა მართალია: " = 0 (2.6)

გაყავით 0 გამოხატულება (2.6):

" /მ = 0 /მ 0

ჩვენ ვიღებთ: " = 0 , (2.7)

მაგრამ " განსაზღვრავს ნივთიერების მაგნიტიზაციას მე , ე.ი. " = მე , შემდეგ (2.7):

მე=გ 0 . (2.8)

ამრიგად, თუ ნივთიერება იმყოფება გარე მაგნიტურ ველში სიძლიერით 0 , მაშინ მის შიგნით ინდუქცია განისაზღვრება გამონათქვამით:

B=B 0 + V " = მ 0 0 +მ 0 " = მ 0 (ჰ 0 +მე)(2.9)

ბოლო გამონათქვამი მკაცრად მოქმედებს, როდესაც ბირთვი (ნივთიერება) მთლიანად იმყოფება გარე ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში (დახურული ტორსი, უსასრულოდ გრძელი სოლენოიდი და ა.შ.).

რა არის მაგნიტური ნაკადი?

სურათზე ნაჩვენებია ერთიანი მაგნიტური ველი. ჰომოგენური ნიშნავს იგივეს მოცემული მოცულობის ყველა წერტილში. ველში მოთავსებულია ზედაპირი S ფართობით. ველის ხაზები ზედაპირს კვეთს.

მაგნიტური ნაკადის განმარტება

მაგნიტური ნაკადის განმარტება:

მაგნიტური ნაკადი Ф ზედაპირზე S არის მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის B ხაზების რაოდენობა, რომელიც გადის ზედაპირზე S.

მაგნიტური ნაკადის ფორმულა

მაგნიტური ნაკადის ფორმულა:

აქ α არის კუთხე მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის B მიმართულებასა და ზედაპირის S ნორმალურს შორის.

მაგნიტური ნაკადის ფორმულიდან ჩანს, რომ მაქსიმალური მაგნიტური ნაკადი იქნება cos α = 1-ზე და ეს მოხდება მაშინ, როდესაც B ვექტორი პარალელურია ნორმალური ზედაპირის S. მინიმალური მაგნიტური ნაკადი იქნება cos α = 0, ეს იქნება მაშინ, როდესაც B ვექტორი S ზედაპირის ნორმალურის პერპენდიკულარულია, რადგან ამ შემთხვევაში B ვექტორის ხაზები გადაიწევს S ზედაპირზე გადაკვეთის გარეშე.

ხოლო მაგნიტური ნაკადის განმარტების მიხედვით, მხედველობაში მიიღება მხოლოდ მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის ის ხაზები, რომლებიც კვეთენ მოცემულ ზედაპირს.

მაგნიტური ნაკადი არის სკალარული სიდიდე.

მაგნიტური ნაკადი იზომება

მაგნიტური ნაკადი იზომება ვებერებში (ვოლტ-წამში): 1 wb \u003d 1 v * s.

გარდა ამისა, მაქსველი გამოიყენება მაგნიტური ნაკადის გასაზომად: 1 wb \u003d 10 8 μs. შესაბამისად, 1 μs = 10 -8 wb.

მაგნიტური მასალები არის ის მასალები, რომლებიც ექვემდებარება სპეციალური ძალის ველების გავლენას, თავის მხრივ, არამაგნიტური მასალები არ ექვემდებარება ან სუსტად ექვემდებარება მაგნიტური ველის ძალებს, რომელიც, როგორც წესი, წარმოდგენილია ძალის ხაზებით (მაგნიტური ნაკადი). აქვს გარკვეული თვისებები. გარდა იმისა, რომ ყოველთვის ქმნიან დახურულ მარყუჟებს, ისინი ისე იქცევიან, თითქოს ელასტიურები არიან, ანუ დამახინჯების დროს ცდილობენ დაუბრუნდნენ წინა მანძილს და ბუნებრივ ფორმას.

უხილავი ძალა

მაგნიტები იზიდავს გარკვეულ ლითონებს, განსაკუთრებით რკინას და ფოლადს, ასევე ნიკელს, ნიკელს, ქრომს და კობალტის შენადნობებს. მასალები, რომლებიც ქმნიან მიმზიდველ ძალებს, არის მაგნიტები. არსებობს სხვადასხვა სახის. მასალებს, რომლებიც ადვილად მაგნიტირდება, ეწოდება ფერომაგნიტური. ისინი შეიძლება იყოს მყარი ან რბილი. რბილი ფერომაგნიტური მასალები, როგორიცაა რკინა, სწრაფად კარგავს თავის თვისებებს. ამ მასალებისგან დამზადებულ მაგნიტებს დროებითი ეწოდება. ხისტი მასალები, როგორიცაა ფოლადი, უფრო დიდხანს ინარჩუნებს თავის თვისებებს და გამოიყენება როგორც მუდმივი მასალა.

მაგნიტური ნაკადი: განმარტება და დახასიათება

მაგნიტის გარშემო არის გარკვეული ძალის ველი და ეს ქმნის ენერგიის შესაძლებლობას. მაგნიტური ნაკადი ტოლია პერპენდიკულარული ზედაპირის საშუალო ძალის ველების ნამრავლის, რომელშიც ის აღწევს. იგი გამოსახულია სიმბოლოს "Φ" გამოყენებით, იგი იზომება ერთეულებში, რომელსაც ეწოდება ვებერები (WB). გამავალი ნაკადის რაოდენობა მოცემული ტერიტორია, განსხვავდება ერთი წერტილიდან მეორეზე საგნის გარშემო. ამრიგად, მაგნიტური ნაკადი არის მაგნიტური ველის ან ელექტრული დენის სიძლიერის ე.წ.

მაგნიტური ნაკადების საიდუმლოს გამოვლენა

ყველა მაგნიტს, მიუხედავად მათი ფორმისა, აქვს ორი უბანი, რომელსაც ეწოდება პოლუსი, რომელსაც შეუძლია წარმოქმნას ორგანიზებული და დაბალანსებული სისტემის გარკვეული ჯაჭვი ძალის უხილავი ხაზების. ნაკადიდან ეს ხაზები ქმნიან სპეციალურ ველს, რომლის ფორმა ზოგიერთ ნაწილში უფრო ინტენსიურია, ვიდრე ზოგიერთში. ყველაზე დიდი მიზიდულობის მქონე უბნებს პოლუსები ეწოდება. ვექტორული ველის ხაზების აღმოჩენა შეუიარაღებელი თვალით შეუძლებელია. ვიზუალურად, ისინი ყოველთვის ჩნდებიან როგორც ძალის ხაზები ცალსახა პოლუსებით მასალის თითოეულ ბოლოში, სადაც ხაზები უფრო მკვრივი და კონცენტრირებულია. მაგნიტური ნაკადი არის ხაზები, რომლებიც ქმნიან მიზიდულობის ან მოგერიების ვიბრაციას, აჩვენებს მათ მიმართულებას და ინტენსივობას.

მაგნიტური ნაკადის ხაზები

ძალის მაგნიტური ხაზები განისაზღვრება, როგორც მოსახვევები, რომლებიც მოძრაობენ მაგნიტურ ველში გარკვეული ბილიკის გასწვრივ. ამ მრუდების ტანგენსი ნებისმიერ წერტილში გვიჩვენებს მასში მაგნიტური ველის მიმართულებას. სპეციფიკაციები:

    თითოეული ნაკადის ხაზი ქმნის დახურულ მარყუჟს.

    ეს ინდუქციური ხაზები არასოდეს იკვეთება, მაგრამ მიდრეკილია იკუმშება ან გაჭიმვა, ცვლის მათ ზომებს ამა თუ იმ მიმართულებით.

    როგორც წესი, ძალის ხაზებს აქვთ დასაწყისი და დასასრული ზედაპირზე.

    ასევე არის გარკვეული მიმართულება ჩრდილოეთიდან სამხრეთისაკენ.

    ველის ხაზები, რომლებიც ერთმანეთთან ახლოსაა, ქმნიან ძლიერ მაგნიტურ ველს.

  • როდესაც მიმდებარე პოლუსები ერთნაირია (ჩრდილოეთ-ჩრდილოეთი ან სამხრეთ-სამხრეთი), ისინი ერთმანეთს უკუაგდებენ. როდესაც მეზობელი პოლუსები არ არის გასწორებული (ჩრდილოეთ-სამხრეთის ან სამხრეთ-ჩრდილოეთ), ისინი იზიდავენ ერთმანეთს. ეს ეფექტი მოგვაგონებს ცნობილ გამონათქვამს, რომ საპირისპიროები იზიდავენ.

მაგნიტური მოლეკულები და ვებერის თეორია

ვებერის თეორია ეყრდნობა იმ ფაქტს, რომ ყველა ატომი მაგნიტურია ატომებში ელექტრონებს შორის ბმების გამო. ატომების ჯგუფები ისე უერთდებიან ერთმანეთს, რომ მათ გარშემო მყოფი ველები ერთი მიმართულებით ბრუნავენ. ამ ტიპის მასალები შედგება პაწაწინა მაგნიტების ჯგუფებისგან (როდესაც მოლეკულურ დონეზე შევხედავთ) ატომების გარშემო, რაც ნიშნავს, რომ ფერომაგნიტური მასალა შედგება მოლეკულებისგან, რომლებსაც აქვთ მიმზიდველი ძალები. ისინი ცნობილია როგორც დიპოლები და დაჯგუფებულია დომენებად. როდესაც მასალა მაგნიტიზებულია, ყველა დომენი ხდება ერთი. მასალა კარგავს მიზიდვისა და მოგერიების უნარს, როდესაც მისი დომენები გამოყოფილია. დიპოლები ერთად ქმნიან მაგნიტს, მაგრამ ცალ-ცალკე, თითოეული მათგანი ცდილობს მოიგერიოს ერთპოლარული, რითაც იზიდავს საპირისპირო პოლუსებს.

მინდვრები და ბოძები

მაგნიტური ველის სიძლიერე და მიმართულება განისაზღვრება მაგნიტური ნაკადის ხაზებით. მიზიდულობის არე უფრო ძლიერია იქ, სადაც ხაზები ერთმანეთთან ახლოსაა. ხაზები ყველაზე ახლოს არის ღეროს ბაზის ბოძთან, სადაც მიზიდულობა ყველაზე ძლიერია. თავად პლანეტა დედამიწა ამ მძლავრ ძალოვან ველშია. ის მოქმედებს ისე, თითქოს გიგანტური ზოლიანი მაგნიტიზებული ფირფიტა გადის პლანეტის შუაგულში. კომპასის ნემსის ჩრდილოეთი პოლუსი მიმართულია წერტილისკენ, რომელსაც ეწოდება ჩრდილოეთ მაგნიტური პოლუსი, სამხრეთის პოლუსი ის მიუთითებს მაგნიტურ სამხრეთზე. თუმცა, ეს მიმართულებები განსხვავდება გეოგრაფიული ჩრდილოეთ და სამხრეთ პოლუსებისგან.

მაგნეტიზმის ბუნება

მაგნიტიზმი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ელექტრო და ელექტრონულ ინჟინერიაში, რადგან მისი კომპონენტების გარეშე, როგორიცაა რელეები, სოლენოიდები, ინდუქტორები, ჩოკები, კოჭები, დინამიკები, ელექტროძრავები, გენერატორები, ტრანსფორმატორები, ელექტრომრიცხველები და ა.შ. არ იმუშავებს. მაგნიტები გვხვდება ბუნებრივი მდგომარეობა მაგნიტური მადნების სახით. არსებობს ორი ძირითადი ტიპი, ეს არის მაგნეტიტი (ასევე უწოდებენ რკინის ოქსიდს) და მაგნიტური რკინის ქვა. ამ მასალის მოლეკულური სტრუქტურა არამაგნიტურ მდგომარეობაში წარმოდგენილია როგორც ფხვიერი მაგნიტური წრე ან ცალკეული პაწაწინა ნაწილაკები, რომლებიც თავისუფლად არის მოწყობილი შემთხვევითი თანმიმდევრობით. როდესაც მასალა მაგნიტიზებულია, მოლეკულების ეს შემთხვევითი განლაგება იცვლება და პაწაწინა შემთხვევითი მოლეკულური ნაწილაკები ისე რიგდებიან, რომ ისინი წარმოქმნიან განლაგების მთელ სერიას. ფერომაგნიტური მასალების მოლეკულური განლაგების ამ იდეას ვებერის თეორია ეწოდება.

გაზომვა და პრაქტიკული გამოყენება

ყველაზე გავრცელებული გენერატორები იყენებენ მაგნიტურ ნაკადს ელექტროენერგიის შესაქმნელად. მისი სიძლიერე ფართოდ გამოიყენება ელექტრო გენერატორებში. მოწყობილობას, რომელიც ზომავს ამ საინტერესო ფენომენს, ეწოდება ფლუქსმეტრი, იგი შედგება კოჭისა და ელექტრონული მოწყობილობისგან, რომელიც აფასებს ძაბვის ცვლილებას კოჭში. ფიზიკაში ნაკადი არის ინდიკატორი, რომელიც განსაზღვრავს გარკვეულ არეალში გამავალი ძალის ხაზების რაოდენობას. მაგნიტური ნაკადი არის ძალა მაგნიტური ხაზების რაოდენობის საზომი.

ზოგჯერ არამაგნიტურ მასალასაც კი შეიძლება ჰქონდეს დიამაგნიტური და პარამაგნიტური თვისებები. საინტერესო ფაქტიარის ის, რომ მიზიდულობის ძალები შეიძლება განადგურდეს გახურებით ან იმავე მასალის ჩაქუჩით დარტყმით, მაგრამ მათი განადგურება ან იზოლირება შეუძლებელია დიდი ნიმუშის ორად გატეხვით. თითოეულ გატეხილ ნაწილს ექნება თავისი ჩრდილოეთ და სამხრეთ პოლუსი, რაც არ უნდა პატარა იყოს ნაჭრები.

მაგნიტური ინდუქცია - არის მაგნიტური ნაკადის სიმკვრივე ველის მოცემულ წერტილში. მაგნიტური ინდუქციის ერთეული არის ტესლა.(1 T \u003d 1 Wb / m 2).

ადრე მიღებულ გამოსახულებას (1) დავუბრუნდეთ, შეგვიძლია რაოდენობრივი განსაზღვრა მაგნიტური ნაკადი გარკვეულ ზედაპირზე, როგორც მუხტის სიდიდის პროდუქტი, რომელიც მიედინება გამტარში, რომელიც შეესაბამება ამ ზედაპირის საზღვარს მაგნიტური ველის სრული გაქრობით, ელექტრული წრედის წინააღმდეგობით, რომლითაც მიედინება ეს მუხტები.

.

ზემოთ აღწერილი ექსპერიმენტებში სატესტო კოჭით (რგოლით), იგი ამოიღეს მანძილამდე, სადაც გაქრა მაგნიტური ველის ყველა გამოვლინება. მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ უბრალოდ გადაიტანოთ ეს ხვეული მინდორში და ამავე დროს მასში ელექტრული მუხტებიც გადაადგილდებიან. მოდით გადავიტანოთ გამოხატულებაში (1) ნამატებზე

Ф + Δ Ф = ( - Δ ) => Δ Ф = - rΔq => Δ \u003d -Δ F /

სადაც Δ Ф და Δ - ნაკადის მატება და გადასახადების რაოდენობა. ნამატების სხვადასხვა ნიშნები აიხსნება იმით, რომ ცდებში დადებითი მუხტი კოჭის ამოღებით შეესაბამებოდა ველის გაქრობას, ე.ი. მაგნიტური ნაკადის უარყოფითი ზრდა.

სატესტო შემობრუნების დახმარებით შეგიძლიათ გამოიკვლიოთ მთელი სივრცე მაგნიტის ან დენის კოჭის ირგვლივ და ააწყოთ ხაზები, რომლებზედაც ტანგენტების მიმართულება თითოეულ წერტილში შეესაბამება მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მიმართულებას. (ნახ. 3)

ამ ხაზებს ეწოდება მაგნიტური ინდუქციის ვექტორული ხაზები ან მაგნიტური ხაზები .

მაგნიტური ველის სივრცე გონებრივად შეიძლება დაიყოს მაგნიტური ხაზებით წარმოქმნილი მილაკოვანი ზედაპირებით, ხოლო ზედაპირები შეიძლება შეირჩეს ისე, რომ თითოეული ასეთი ზედაპირის (მილის) შიგნით მაგნიტური ნაკადი რიცხობრივად უდრის ერთს და გრაფიკულად ასახავს ღერძულ ხაზებს. ამ მილების. ასეთ მილებს უწოდებენ ერთეულს, ხოლო მათი ღერძების ხაზებს უწოდებენ ერთი მაგნიტური ხაზები . მაგნიტური ველის სურათი, რომელიც გამოსახულია ცალკეული ხაზების დახმარებით, იძლევა არა მხოლოდ ხარისხობრივ, არამედ რაოდენობრივ წარმოდგენას მის შესახებ, რადგან. ამ შემთხვევაში, მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მნიშვნელობა ტოლია ვექტორის ნორმალური ზედაპირის ერთეულზე გამავალი ხაზების რაოდენობის. , ა ნებისმიერ ზედაპირზე გამავალი ხაზების რაოდენობა უდრის მაგნიტური ნაკადის მნიშვნელობას .

მაგნიტური ხაზები უწყვეტიადა ეს პრინციპი შეიძლება მათემატიკურად იყოს წარმოდგენილი როგორც

იმათ. მაგნიტური ნაკადი, რომელიც გადის ნებისმიერ დახურულ ზედაპირზე ნულის ტოლია .

გამოთქმა (4) მოქმედებს ზედაპირზე ნებისმიერი ფორმით. თუ გავითვალისწინებთ ცილინდრული ხვეულის მოხვევებით წარმოქმნილ ზედაპირზე გამავალ მაგნიტურ ნაკადს, მაშინ ის შეიძლება დაიყოს ცალკეული შემობრუნებით წარმოქმნილ ზედაპირებად, ე.ი. = 1 + 2 +...+რვა . უფრო მეტიც, ზოგადად, სხვადასხვა მაგნიტური ნაკადი გაივლის სხვადასხვა მობრუნების ზედაპირებს. ასე რომ, ნახ. 4, რვა ერთჯერადი მაგნიტური ხაზი გადის კოჭის ცენტრალური შემობრუნების ზედაპირებზე და მხოლოდ ოთხი გარე შემობრუნების ზედაპირებზე.

იმისათვის, რომ განვსაზღვროთ მთლიანი მაგნიტური ნაკადი, რომელიც გადის ყველა შემობრუნების ზედაპირზე, საჭიროა დაამატოთ ნაკადები, რომლებიც გადის ცალკეული შემობრუნების ზედაპირებზე, ან, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ცალკეულ შემობრუნებებთან ურთიერთდაკავშირება. მაგალითად, ნახ. 4 ტოლი იქნება: F 1 =4; F 2 =4; F 3 =6; F 4 \u003d 8. ასევე, სარკე-სიმეტრიული ქვედა.

ნაკადის კავშირი - ვირტუალური (წარმოსახვითი ჯამური) მაგნიტური ნაკადი Ψ, რომელიც იკეტება ხვეულის ყველა ბრუნთან, რიცხობრივად უდრის ცალკეულ ბრუნებთან გადაჯაჭვული ნაკადების ჯამს: Ψ = ე ფ , სადაც ფ - კოჭში გამავალი დენის მიერ შექმნილი მაგნიტური ნაკადი და e არის კოჭის შემობრუნების ექვივალენტური ან ეფექტური რაოდენობა. ფიზიკური მნიშვნელობანაკადის კავშირი - კოჭის ბრუნვის მაგნიტური ველების შეერთება, რომელიც შეიძლება გამოიხატოს ნაკადის კავშირის კოეფიციენტით (სიმრავლით). = Ψ/Ф = ე.

ანუ, ფიგურაში ნაჩვენები შემთხვევისთვის, ხვეულის ორი სარკე-სიმეტრიული ნახევარი:

Ψ \u003d 2 (Ф 1 + Ф 2 + Ф 3 + Ф 4) \u003d 48

ვირტუალურობა, ანუ წარმოსახვითი ნაკადის კავშირი, გამოიხატება იმაში, რომ ის არ წარმოადგენს ნამდვილ მაგნიტურ ნაკადს, რომელსაც ვერც ერთი ინდუქცია ვერ გაამრავლებს, მაგრამ კოჭის წინაღობის ქცევა ისეთია, რომ, როგორც ჩანს, მაგნიტური ნაკადი იზრდება. ბრუნთა ეფექტური რაოდენობის ჯერადი, თუმცა სინამდვილეში ეს არის უბრალოდ მოხვევების ურთიერთქმედება იმავე სფეროში. თუ კოჭმა გაზარდა მაგნიტური ნაკადი თავისი ნაკადის შეერთებით, მაშინ შესაძლებელი იქნებოდა მაგნიტური ველის მულტიპლიკატორების შექმნა კოჭზე დენის გარეშეც, რადგან ნაკადის კავშირი არ გულისხმობს ხვეულის დახურულ წრეს, არამედ მხოლოდ გაერთიანების გეომეტრიას. მოხვევების სიახლოვე.

ხშირად ნაკადის კავშირის ფაქტობრივი განაწილება კოჭის მოხვევებზე უცნობია, მაგრამ შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ერთგვაროვანი და ერთნაირია ყველა შემობრუნებისთვის, თუ რეალური ხვეული ჩანაცვლდება ეკვივალენტით, განსხვავებული რაოდენობის ბრუნით. e, ნაკადის კავშირის სიდიდის შენარჩუნებისას Ψ = ე ფ , სადაც ფ არის ნაკადი, რომელიც ერწყმის კოჭის შიდა მოხვევებს და e არის კოჭის შემობრუნების ექვივალენტური ან ეფექტური რაოდენობა. ნახ. 4 შემთხვევა e \u003d Ψ / F 4 \u003d 48 / 8 \u003d 6.

ასევე შესაძლებელია რეალური ხვეულის ჩანაცვლება ეკვივალენტით, ხოლო შემობრუნების რაოდენობა Ψ = . შემდეგ, ნაკადის კავშირის შესანარჩუნებლად, აუცილებელია მივიღოთ, რომ მაგნიტური ნაკადი f = Ψ/ .

კოჭის ექვივალენტით ჩანაცვლების პირველი ვარიანტი ინარჩუნებს მაგნიტური ველის შაბლონს კოჭის პარამეტრების შეცვლით, მეორე ვარიანტი ინარჩუნებს კოჭის პარამეტრებს მაგნიტური ველის ნიმუშის შეცვლით.


მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის B დინება ნებისმიერ ზედაპირზე. მაგნიტური ნაკადი მცირე ფართობზე dS, რომლის ფარგლებშიც ვექტორი B უცვლელია, უდრის dФ = ВndS, სადაც Bn არის ვექტორის პროექცია dS ფართობის ნორმალურზე. მაგნიტური ნაკადი Ф საბოლოო ... ... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

მაგნიტური ნაკადი- (მაგნიტური ინდუქციის ნაკადი), მაგნიტური ვექტორის ნაკადი Ф. ინდუქცია B-ს მეშვეობით c.l. ზედაპირი. M. p. dФ dS მცირე ფართობის გავლით, რომლის ფარგლებშიც B ვექტორი შეიძლება ჩაითვალოს უცვლელად, გამოიხატება ფართობის ზომისა და ვექტორის Bn პროექციის ნამრავლით ... ... ფიზიკური ენციკლოპედია

მაგნიტური ნაკადი- სკალარული მნიშვნელობა, რომელიც უდრის მაგნიტური ინდუქციის ნაკადს. [GOST R 52002 2003] მაგნიტური ნაკადი მაგნიტური ინდუქციის ნაკადი მაგნიტური ველის პერპენდიკულარული ზედაპირის გავლით, განსაზღვრული, როგორც მაგნიტური ინდუქციის პროდუქტი მოცემულ წერტილში და ფართობზე ... ... ტექნიკური მთარგმნელის სახელმძღვანელო

მაგნიტური ნაკადი- (სიმბოლო F), მაგნიტური ველის სიძლიერისა და გავრცელების საზომი. დინება A ფართობზე მართი კუთხით იმავე მაგნიტურ ველთან არის F=mNA, სადაც m არის გარემოს მაგნიტური გამტარიანობა და H არის მაგნიტური ველის ინტენსივობა. მაგნიტური ნაკადის სიმკვრივე არის ნაკადი ... ... სამეცნიერო და ტექნიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი

მაგნიტური ნაკადი- მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის Ф ნაკადი (იხ. (5)) В ზედაპირის S გავლით, ნორმალური В ვექტორის მიმართ ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში. მაგნიტური ნაკადის ერთეული SI-ში (იხ.) ... დიდი პოლიტექნიკური ენციკლოპედია

მაგნიტური ნაკადი- მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს მაგნიტურ ეფექტს მოცემულ ზედაპირზე. M.p იზომება მოცემულ ზედაპირზე გამავალი ძალის მაგნიტური ხაზების რაოდენობით. ტექნიკური რკინიგზის ლექსიკონი. M .: სახელმწიფო ტრანსპორტი ... ... ტექნიკური რკინიგზის ლექსიკონი

მაგნიტური ნაკადი- მაგნიტური ინდუქციის ნაკადის ტოლი სკალარული სიდიდე... წყარო: ELEKTROTEHNIKA. ძირითადი ცნებების ტერმინები და განმარტებები. GOST R 52002 2003 (დამტკიცებული რუსეთის ფედერაციის სახელმწიფო სტანდარტის ბრძანებულებით 01/09/2003 N 3 st) ... ოფიციალური ტერმინოლოგია

მაგნიტური ნაკადი- მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის B ნაკადი ნებისმიერ ზედაპირზე. მაგნიტური ნაკადი მცირე ფართობზე dS, რომლის ფარგლებშიც ვექტორი B უცვლელია, უდრის dФ = BndS, სადაც Bn არის ვექტორის პროექცია dS ფართობის ნორმალურზე. მაგნიტური ნაკადი Ф საბოლოო ... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი

მაგნიტური ნაკადი- , მაგნიტური ინდუქციის ნაკადი მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის ნაკადი ნებისმიერ ზედაპირზე. დახურული ზედაპირისთვის, მთლიანი მაგნიტური ნაკადი არის ნული, რაც ასახავს მაგნიტური ველის სოლენოიდურ ბუნებას, ანუ ბუნებაში არარსებობას ... მეტალურგიის ენციკლოპედიური ლექსიკონი

მაგნიტური ნაკადი- 12. მაგნიტური ნაკადი მაგნიტური ინდუქციის ნაკადი წყარო: GOST 19880 74: ელექტროტექნიკა. Ძირითადი ცნებები. ტერმინები და განმარტებები ორიგინალური დოკუმენტი 12 მაგნიტური შესახებ ... ნორმატიული და ტექნიკური დოკუმენტაციის ტერმინთა ლექსიკონი-საცნობარო წიგნი

წიგნები

  • , მიტკევიჩ V.F. კატეგორია: მათემატიკა გამომცემელი: YoYo Media, მწარმოებელი: YoYo Media, შეიძინეთ 2591 UAH (მხოლოდ უკრაინაში)
  • მაგნიტური ნაკადი და მისი ტრანსფორმაცია, მიტკევიჩ V.F., ეს წიგნი შეიცავს ბევრს, რომელსაც ყოველთვის არ ექცევა სათანადო ყურადღება, როდესაც საქმე ეხება მაგნიტურ ნაკადს, და რაც ჯერ კიდევ არ არის საკმარისად მკაფიოდ გამოხატული ან არ ყოფილა ... კატეგორია: მათემატიკა და მეცნიერებასერია: Publisher: