Patikrinimai ir analizės 

Lauko magnetinė indukcija, kurią sukuria be galo ilgas tiesus laidininkas su srove yra. Magnetai ir laidininko su srove magnetinis laukas

Instrukcija

Sužinoti kryptis magnetinis tiesiam laidininkui su , pastatykite taip, kad elektros srovė nutekėtų nuo jūsų (pavyzdžiui, į popieriaus lapą). Pabandykite prisiminti, kaip juda grąžtas ar atsuktuvu įsuktas varžtas: pagal laikrodžio rodyklę ir. Pavaizduokite šį judesį ranka, kad suprastumėte kryptis linijos. Taigi magnetinio lauko linijos nukreiptos pagal laikrodžio rodyklę. Pažymėkite juos schematiškai ant brėžinio. Šis metodas yra gimlet taisyklė.

Jei laidininkas yra neteisinga kryptimi, psichiškai stovėkite taip arba pasukite konstrukciją taip, kad srovė nutoltų nuo jūsų. Tada prisiminkite grąžto ar varžto judėjimą ir padėkite kryptis magnetinis linijos pagal laikrodžio rodyklę.

Jei antklodė jums atrodo sudėtinga, pabandykite naudoti dešinės rankos taisyklę. Norėdami jį naudoti nustatydami kryptis magnetinis linijos, ištieskite ranką dešine ranka iškišdami nykštį. Nukreipkite nykštį laidininko kryptimi, o kitais 4 pirštais - indukcijos srovės kryptimi. Dabar atkreipkite dėmesį į magnetinio lauko linijas delne.

Norėdami naudoti dešinės rankos taisyklę srovės ritei, suimkite ją protiškai dešinės rankos delnu, kad pirštai posūkiuose būtų nukreipti išilgai srovės. Pažiūrėkite, kur žiūri ištiestas pirštas – tai yra kryptis magnetinis linijos viduje . Šis metodas padės nustatyti metalinio ruošinio orientaciją, jei reikia įkrauti naudojant srovės ritę.

Siekiant nustatyti kryptis magnetinis linijos Naudodami magnetinę rodyklę, keletą šių rodyklių uždėkite aplink laidą arba ritę. Pamatysite, kad rodyklių ašys liečia apskritimą. Naudodami šį metodą galite rasti kryptis linijos kiekviename erdvės taške ir jų tęstinumui.

Pagal indukcijos linijas supraskite magnetinio lauko jėgos linijas. Norint gauti informacijos apie šios rūšies medžiagą, neužtenka žinoti absoliučią indukcijos vertę, reikia žinoti ir jos kryptį. Indukcinių linijų kryptį galima rasti naudojant specialius instrumentus arba naudojant taisykles.

Jums reikės

  • - tiesus ir apskritas laidininkas;
  • - nuolatinės srovės šaltinis;
  • - nuolatinis magnetas.

Instrukcija

Tiesiu laidininku prijunkite prie nuolatinės srovės maitinimo šaltinio. Jei juo teka srovė, tai yra magnetinis laukas, kurio jėgos linijos yra koncentriniai apskritimai. Naudodami taisyklę nustatykite jėgos linijų kryptį. Dešinysis antgalis yra varžtas, kuris pasukamas į dešinę (pagal laikrodžio rodyklę) juda į priekį.

Nustatykite srovės kryptį laidininke, atsižvelgiant į tai, kad ji teka iš teigiamo šaltinio poliaus į neigiamą. Padėkite varžto veleną lygiagrečiai laidininkui. Pradėkite jį sukti taip, kad strypas pradėtų judėti srovės kryptimi. Tokiu atveju rankenos sukimosi kryptis parodys magnetinio lauko linijų kryptį.

Raskite indukcinės ritės jėgos linijų kryptį su srove. Norėdami tai padaryti, naudokite tą patį tinkamą antgalį. Padėkite antgalį taip, kad rankena suktųsi srovės tekėjimo kryptimi. Tokiu atveju antgalio strypo judėjimas parodys indukcijos linijų kryptį. Pavyzdžiui, jei srovė teka ritėje pagal laikrodžio rodyklę, tada magnetinės indukcijos linijos bus ritės plokštuma ir eis į jos plokštumą.

Jei laidininkas juda išoriniame magnetiniame lauke, nustatykite jo kryptį naudodami kairiosios rankos taisyklę. Norėdami tai padaryti, padėkite kairę ranką taip, kad keturi pirštai parodytų srovės kryptį, o ištiestas nykštis - laidininko judėjimo kryptį. Tada vienodo magnetinio lauko indukcijos linijos pateks į kairės rankos delną.

Susiję vaizdo įrašai

Kurdamas brėžinį, inžinierius susiduria su daugybe problemų, kurių gebėjimas išspręsti yra jo kvalifikacijos laipsnis. Matomumo nustatymas daugiaskiemenių dalių brėžiniuose yra viena iš minėtų problemų. Dažniausias matomumo brėžinyje nustatymo metodas yra konkuruojančių taškų metodas.

Jums reikės

  • Dalies be apibrėžto matomumo vaizdai bent dviejuose pagrindiniuose vaizduose, kuriuose užfiksuotas vaizdas iš priekio, tam geriausiai tinka vaizdas iš priekio ir iš viršaus, pažymėti pagrindiniai brėžinio taškai, kuriuose bus nustatytas matomumas.

Instrukcija

Raskite brėžinyje taškus, kurių projekcijos bet kurioje plokštumoje sutampa, o nesutampa projekcijos plokštumoje. Tokie taškai konkuruoja ir mes juos naudosime kaip atskaitos taškus statydami matomumą, informuodami apie tų, prie kurių šie taškai yra pritvirtinti, vietą erdvėje.

Per anksčiau pažymėtus taškus, skirtus matomumui, nubrėžkite tiesias linijas, kad jos būtų statmenos vienai iš pagrindinių projekcijos plokštumų, o automatiškai taptų lygiagrečios kitai projekcijos plokštumai.

Pažymėkite sankirtos taškus, kuriuos nubrėžėte ankstesniame žingsnyje, naudodami detales. Šie taškai konkuruos, nes jų projekcijos vienoje plokštumoje sutaps, o kitoje – nesutaps. Jeigu taškų projekcijos sutampa frontalinėje plokštumoje (P1), tai taškai vadinami frontaliai konkuruojančiais. Jeigu taškų projekcijos sutampa horizontalioje plokštumoje (P2), tai tokie taškai vadinami horizontaliai konkuruojančiais.

Apibrėžkite matomumą. Priekyje konkuruojančių taškų matomumas nustatomas vaizde iš viršaus. Tas taškas, horizontali projekcija žemiau, ty arčiau stebėtojo, bus matoma priekiniame vaizde. Atitinkamai, kitas taškas, konkuruojantis su šiuo, bus nematomas. Horizontaliai konkuruojančių taškų matomumas nustatomas vaizde priekyje, matomas taškas, esantis aukščiau kitų, o visi kiti, konkuruojantys su šiuo tašku, bus nematomi.

Magnetinis laukas žmogaus pojūčiais nesuvokiamas. Norint jį pamatyti, reikia specialaus prietaiso. Tai leidžia stebėti magnetinio lauko linijų formą trimis matmenimis.

Instrukcija

Paruoškite prietaiso pagrindą - plastikinį butelį. Nepageidautina naudoti stiklą, nes jis gali suskilti eksperimentuojant su magnetu, įrankiais ar kitais metaliniais objektais. Buteliuko lipdukas turi būti tik vienoje pusėje. Jei yra lipdukas, nuimkite vieną jo pusę, o jei jos visai nėra, vieną buteliuko pusę nudažykite baltais dažais. Gausite foną, kuriame jėgos linijos yra labiausiai pastebimos.

Sėdėkite bet kurioje patalpoje, išskyrus virtuvę. Padėkite laikraštį ant stalo, užsimaukite apsaugines pirštines. Apkarpykite jį nenaudingomis žirklėmis iš senos plieninės indų servetėlės. Suvyniokite į maišelį ir visiškai surinkite su šiuo įrenginiu. Į buteliuko kaklelį įkiškite piltuvėlį, o tada, uždėję prietaisą virš piltuvo, išimkite magnetą iš maišelio. Pjuvenos atsiskirs iš maišelio ir per piltuvą į butelį. Jokiu būdu neleiskite pjuvenoms patekti ant grindų ir aplinkinių daiktų, ypač drabužių, batų ir maisto! Dabar pripildykite butelį beveik iki viršaus skaidriu ir saugiu aliejumi, tada sandariai uždarykite kamštį. Kruopščiai nuplaukite gatavą prietaisą išorėje nuo alyvos likučių.

Sumaišykite pjuvenas su aliejumi, sukdami butelį. Vien kratymas yra neveiksmingas. Dabar atneškite prie jo magnetą, o pjuvenos išsirikiuos pagal jėgos linijų formą. Norėdami paruošti aparatą kitam eksperimentui, nuimkite magnetą ir vėl sumaišykite pjuvenas su aliejumi, kaip nurodyta aukščiau.

Stenkitės stebėti jėgos linijas lauke ir įvairių formų magnetai. Nupieškite arba nufotografuokite juos. Pagalvokite, jie turi būtent tokią formą, į šį klausimą fizikos vadovėlyje. Pabandykite paaiškinti, kodėl prietaisas nėra veikiamas kintamų magnetinių laukų, pavyzdžiui, iš transformatorių.

Susiję vaizdo įrašai

pastaba

Neleiskite vaikams naudotis vizualizatoriumi be suaugusiųjų priežiūros – tai ne žaislas, o fizinis prietaisas. Jame esančios pjuvenos yra pavojingos prarijus.

Šaltiniai:

  • 3D magnetinio lauko vizualizatorius 2019 m

Tiesa kryptis srovė yra toks, kuriame juda įkrautos dalelės. Tai, savo ruožtu, priklauso nuo jų krūvio ženklo. Be to, technikai naudoja sąlyginę kryptis krūvio judėjimas, nepriklausomas nuo laidininko savybių.

Instrukcija

Norėdami nustatyti tikrąją įkrautų dalelių judėjimo kryptį, laikykitės šios taisyklės. Šaltinio viduje jie išskrenda iš elektrodo, kuris iš jo įkraunamas priešingu ženklu, ir juda link elektrodo, kuris dėl šios priežasties įgauna panašų į dalelių krūvį. Tačiau išorinėje grandinėje juos ištraukia elektrinis laukas iš elektrodo, kurio krūvis sutampa su dalelių krūviu, ir traukia priešingai įkrautą.

Metaliniuose laikikliuose srovė yra laisvieji elektronai, judantys tarp kristalo vietų. Kadangi šios dalelės yra neigiamai įkrautos, šaltinio viduje apsvarstykite, kaip jos juda nuo teigiamo elektrodo prie neigiamo, o išorinėje grandinėje - iš neigiamo į teigiamą.

Nemetaliniuose laidininkuose elektronai taip pat neša krūvį, tačiau jų judėjimo mechanizmas skiriasi. Elektronas, paliekantis atomą ir paversdamas jį teigiamu jonu, priverčia jį užfiksuoti elektroną iš ankstesnio atomo. Tas pats elektronas, kuris paliko atomą, neigiamai jonizuoja kitą. Procesas kartojamas nuolat, kol grandinėje yra srovė. Šiuo atveju įkrautų dalelių judėjimo kryptį laikykime tokia pat kaip ir ankstesniu atveju.

Sunkieji jonai visada perkeliami į krūvį. Priklausomai nuo elektrolito sudėties, jie gali būti neigiami arba teigiami. Pirmuoju atveju laikykitės, kad jie elgiasi kaip elektronai, o antruoju – kaip teigiami jonai dujose ar skylės puslaidininkiuose.

Nurodant kryptį srovė elektros grandinėje, nesvarbu, kur iš tikrųjų keliauja įkrautos dalelės, apsvarstykite, kaip jos šaltinyje juda iš neigiamo į teigiamą, o išorinėje grandinėje iš teigiamos į neigiamą. Nurodyta kryptis laikoma sąlygine ir priimama prieš atomo struktūrą.

Šaltiniai:

  • srovės kryptis

6 patarimas: kur rasti gidą žygiams po kalnus ar mišką

Daugelį atostogauti traukia ne betikslis gulėjimas paplūdimyje, o žygiai ar jodinėjimas kalnuose ar miške, kurie leidžia pabūti vienam su gamta, pasigrožėti civilizacijos nesugadintų vietų grožiu, net išbandyti save. Bet jei einate ne šiaip pasivaikščioti nutrintais takais, o į tikrą kelių dienų žygį po neatrastas vietas, neapsieisite be gido.

Kodėl jums reikia gido žygyje

Tačiau net patyrę ir patyrę turistai, ypač tie, kurie į kalnus ar mišką sunkiu maršrutu vyksta ten, kur dar nėra buvę, tikrai pasiims gidą. Gidas – asmuo, gyvenantis tam tikroje vietovėje ir puikiai ją išmanantis, profesionaliai ar karts nuo karto dalyvaujantis palydime.

Toks žmogus čia ne tik nuodugniai išstudijavęs kiekvieną taką, bet išmano visas vietines oro sąlygas, elgesio ir saugumo taisykles. Jo buvimas garantuos, kad kelionė vyks pačiomis komfortiškiausiomis sąlygomis ir visi jos dalyviai grįš iš jos sveiki ir sveiki.

Gidas ypač reikalingas, kai jūs ir jūsų grupės nariai esate pradedantieji turistai. Kartais elementarių saugos taisyklių nežinojimas ir pirminių turistinių įgūdžių stoka priveda prie tikrų žmogiškų tragedijų. Dirigentas – ne tik saugumo garantas, bet ir žmogus, kuris išmokys taisyklių ir parodys tai, ko pats tiesiog nematote ir nematote.

Eidami į žygį atidžiai išstudijuokite visas vietovės ypatybes, peržiūrėkite maršrutą ir pasiruoškite fiziškai.

Kaip susirasti kelionių vadovą

Jei vietovė, į kurią vykstate, yra gana apleista, galite susitarti dėl palydos su vietiniais. Paprastai už nedidelį (už jus) mokestį jie mielai sutinka padėti atvykusiems turistams šiuo klausimu. Jei šalia yra didelė gyvenvietė, galite pasidomėti ir susisiekti su vietiniais turistų klubais arba gelbėjimo tarnyba, Nepaprastųjų situacijų ministerijos skyriumi.
Prieš išvykdami į maršrutą, apie tai praneškite vietos gelbėjimo tarnyboms ir susitarkite dėl atvykimo terminų, kad vėluojant būtų nedelsiant išsiųsta pagalba.

Jei jie neišskirs gido iš savo narių ir darbuotojų gretų, tikrai patars, į kurį iš vietinių gyventojų galite susisiekti. Taip pat galite gauti gerų patarimų ir rekomendacijų susisiekę su mažmeninės prekybos centru, prekiaujančiu kalnų ar pėsčiųjų įranga, paprastai ten parduoda žmonės, kurie yra susipažinę su turizmu ir alpinizmu.

Paieškoje jums padės visagalis internetas. Galite pasižiūrėti oficialias tų miestų svetaines, kurios bus jūsų kelionės pradžios taškas, dažnai ten yra tokia informacija. Yra specializuotų svetainių, siūlančių profesionalių gidų paslaugas, jie gali jus lydėti ne tik Rusijoje, bet ir užsienyje.

Šaltiniai:

  • Užsisakykite gidus ir palydas internetu 2019 m

Magnetinis nagų lakas rinkoje pasirodė prieš keletą metų. Tiesa, gerokai prieš pasirodant bendrojoje rinkoje ši priemonė jau mirgėjo ribotose kai kurių prekių ženklų kolekcijose. Gaminio ypatybė – plačios dizaino galimybės. Specialių magnetų pagalba nagus galima papuošti stilizuotomis žvaigždėmis, snaigėmis, zigzagais ar bangelėmis.

Instrukcija

Magnetinio lako poveikio jo sudėtyje paslaptis. Formulė apima mažiausias metalo daleles, kurios, veikiant magnetui, išsirikiuoja tam tikra tvarka. Kiekvienas magnetas gali „nupiešti“ tik vienos rūšies piešinį. Todėl norintys įvairovės priversti pirkti kelis įrenginius su skirtingais motyvais. Gera žinia magnetinių lakų gerbėjams yra ta, kad visi raštų kūrimo priedai yra keičiami. Galite nusipirkti vieno prekės ženklo lakus ir daryti ant jų raštus su kito gamintojo magnetais.

Dar vienas bendras visų šio tipo lakų bruožas – panašus dangos tipas. Lakai yra tankios tekstūros su perlamutriniu blizgesiu, reikia įgūdžių, kad produktas būtų padengtas lygiu sluoksniu. Magnetinių lakų paletė apsiriboja tamsiais sudėtingais atspalviais nuo juodai pilkos iki pilkai mėlynos. Dauguma spalvų turi ryškų šaltą atspalvį – jį nustato kompozicijoje esančios metalo dalelės.

Magnetiniai lakai yra labai patvarūs. Tačiau jie gali pabrėžti visus nago nelygumus. Kad gaminys nepriekaištingai gulėtų, prieš dengiant plokštę būtina išlyginti poliravimo juostele ir ant jos užtepti apsauginio pagrindo sluoksnį.

Jei skirtingų kainų kategorijų prekės ženklų lakai yra labai panašūs, tai magnetų kategorijoje karaliauja įvairovė. Pradedantiesiems reikėtų atkreipti dėmesį į montuojamas ant stovo – jais daug patogiau naudotis. Pakanka uždėti pirštą ant specialios platformos, kuri pradės veikti. Plokštelės, kurias reikia laikyti ant nudažyto nago, yra mažiau patogios - ne visada įmanoma teisingai apskaičiuoti atstumą, reikalingą rašto išvaizdai. Jei lėkštę pritrauksite per arti, nesunku sutepti ką tik užteptą laką.

Populiariausias magnetinio manikiūro piešinys yra žvaigždė arba snaigė. Antroje vietoje yra įvairios juostelės. Bangos ir zigzagai yra mažiau paplitę, o neįprastų raštų, tokių kaip gėlės ar širdelės, magnetai beveik niekada negaminami.

Manikiūras su magnetiniu laku turi tam tikrų savybių. Priemonė tepama gana storu sluoksniu, ką tik nudažytas nagas iškart dedamas po magnetu. Kuo ilgiau laikysite magnetą virš lako ir kuo arčiau jis bus, tuo ryškesnis vaizdas bus. Ant jo neįmanoma užtepti blizgančių viršūnių, skystų džiovintuvų ir kitų priemonių – jie sulies magnetinio lako paviršių, o raštas taps prastai matomas. Džiūvimas užtruks mažiausiai pusvalandį, tačiau danga pasirodys patvari ir tarnaus mažiausiai 5 dienas.

Susiję vaizdo įrašai

Naudingi patarimai

Rinkdamiesi raštą nepamirškite, kad žvaigždės ir skersinės juostelės padaro nagus trumpesnius ir platesnius, o zigzagai, išilginės bangos ir vertikalios juostelės, priešingai, pailgina plokštelę.

Žemės magnetinis laukas

Giliai po mūsų kojomis, po žemės plutos storiu, yra kažkas, kas daugelį milijardų metų šildo Žemės planetą iš vidaus – tai didžiulis klampios karštos magmos vandenynas. Ši magma susideda iš daugelio medžiagų, įskaitant metalus, kurios labai gerai praleidžia elektrą. Visoje planetoje mikroskopiniai elektronai juda po Žemės paviršiumi, sukurdami elektrinį, o kartu ir magnetinį lauką.

Geomagnetinių polių judėjimas

Žemės magnetinis laukas turi du polius: Šiaurės geomagnetinį polių (esantį planetoje) ir Pietų geomagnetinį polių (esantį šiauriniame planetos pusrutulyje). Vienas iš plačiausiai žinomų neįprastų reiškinių, susijusių su Žemės magnetiniu lauku, yra geografinis geomagnetinių polių judėjimas.

Faktas yra tas, kad magnetinį lauką veikia keli veiksniai, kurie prisideda prie jo nestabilios padėties. Tai sąveika su Žemės sukimosi ašimi, ir skirtingas žemės plutos slėgis įvairiose planetos dalyse, ir kosminių kūnų (Saulės, Mėnulio) priartėjimas / pašalinimas ir, didesniu mastu, judėjimas. iš magmos.

Magmos srautas yra milžiniška mantijos upė, kuri juda veikiama saulės spinduliuotės ir Žemės sukimosi iš vakarų į rytus. Tačiau kadangi šios upės dydis yra didžiulis, ji, kaip ir paprasta upė, negali judėti stabiliai sklandžiai. Žinoma, idealiomis sąlygomis mantijos upės kanalas turėtų eiti išilgai pusiaujo. Tokiu atveju geografinis ir magnetinis Žemės poliai sutaptų. Tačiau natūralios sąlygos yra tokios, kad judėjimo metu magma ieško mažiausiai atsparių tekėjimui zonų (žemo plutos slėgio zonos) ir juda link jų, tuo pačiu perkeldama magnetinį lauką ir geomagnetinius polius.

Magnetinės anomalijos

Mantijos upės nestabilumas turi įtakos ne tik magnetiniams poliams, bet ir specialių zonų, vadinamų „magnetinėmis anomalijomis“, atsiradimui. Magnetinės anomalijos neturi nuolatinės vietos, gali stiprėti/silpnėti, skiriasi dydžiu ir priežastimis.

Dažniausias reiškinys – vietinės magnetinės anomalijos (mažiau nei 100 kvadratinių metrų). Jie randami visur, yra išdėstyti chaotiškai ir daugiausia atsiranda dėl mineralinių telkinių, esančių per arti Žemės paviršiaus.

Kitos magnetinės anomalijos yra regioninės (iki 10 000 kvadratinių kilometrų). Jie atsiranda dėl magnetinio lauko pasikeitimo. Jų dydis ir stiprumas priklauso nuo žemės plutos struktūros tam tikrame plote. Pavyzdžiui, plokščiam reljefui pereinant į kalnuotą, staigiai pakyla žemės pluta tiek Žemės paviršiuje, tiek po juo. Taip pasikeitus reljefui, magmos tėkmės greitis smarkiai padidėja, medžiagos dalelės susiduria viena su kita ir magnetiniame lauke atsiranda virpesių. Viena garsiausių regioninių anomalijų yra Kurskas ir Havajai.

Didžiausios yra žemyninės magnetinės anomalijos (virš 100 000 kvadratinių kilometrų). Jie atsirado dėl Žemės plutos gedimų ir žemės ašies poveikio. Pavyzdžiui, Rytų Sibiro anomalija dėl žemės ašies pasislinkimo šia kryptimi. Be to, kalnų grandinės mantijos upę padalijo į dvi šakas, tekančias skirtingomis kryptimis, todėl kompaso rodyklė šioje srityje bus nukreipta į vakarus. Prie Kanados krantų padėtis kitokia. Tarp mantijos upės ir Žemės plutos yra didžiulis sąlyčio plotas, dėl kurio atsiranda magnetinio lauko stiprumas, kuris savo ruožtu traukia Žemės ašį į save.

Tačiau įdomiausia magnetinė anomalija yra Atlanto vandenyno pietuose. Magnetinė upė ten sukasi priešinga kryptimi, taip pakeisdama magnetinį lauką taip, kad ši sritis būtų priešinga likusiai pietų pusrutulio daliai. Ši anomalija garsėja tuo, kad kelis kartus virš jos skridę astronautai sulaužė smulkią elektroniką.

Magnetinės anomalijos išsibarstę po visą planetą, neturi nuolatinės vietos, atsiranda ir išnyksta, stiprėja ar silpnėja. Be kita ko, ilgus metus trukę tyrimai parodė, kad planetos geomagnetinis laukas silpsta, o magnetinės anomalijos stiprėja.

Magnetinis konstruktorius ir vaiko raida

Magnetiniai konstruktoriai rinkoje pasirodė palyginti neseniai. Pirkdami magnetų rinkinį, suaugusieji dažnai nelabai įsivaizduoja, ką nusipirko. Norint suprasti veikimo principus, verta perskaityti instrukcijas. Instrukcijose rasite keletą pagrindinių modelių surinkimo variantų. Magnetiniai konstrukciniai rinkiniai skirti sukurti įvairių formų ir formų, taip pat ir trimačių.

Pagrindinis magnetinio konstruktoriaus privalumas yra tas, kad jis neįsmeigia vaiko fantazijos į rėmus, o leidžia kurti. Instrukcijoje galite rasti keletą pagrindinių figūrėlių, kurias pridėję vaikas išmoks „tvarkyti“ savo naują žaislą. Tada susijungia fantazija, ir kūdikis pradeda kurti, kurdamas naujas, fantastiškas figūras.

Magnetinio dizainerio veiksmas pagrįstas įvairių dalių sujungimu. Kiekvienoje detalėje yra magnetai. Magnetų pagalba elementus galima tvirtinti vienas prie kito bet kuria kryptimi. Yra keletas magnetinių rinkinių modifikacijų. Mažiesiems - magnetinės lentos su plokščiais elementais. Vyresniems vaikams – detalės, leidžiančios sukurti dideles erdvines figūras. Labai populiarūs mažų magnetinių kamuoliukų ir pagaliukų rinkiniai.

Taikymas mokyme

Konstruktorių su magnetiniais elementais naudojimas leidžia perkelti mokymosi procesą į naują lygmenį. Kūrimas iš smulkių detalių lavina motoriką, padeda atrasti naujus vaiko gebėjimus. Žaidimo metu vaikas susipažįsta su formų įvairove, mokosi koordinuoti savo judesius.

Kaip vaizdines priemones mokytojai naudoja magnetinius konstravimo rinkinius. Iš detalių galite sukurti formą, kuri demonstruoja molekulių struktūrą. Arba atkurkite žmogaus skeletą 3D formatu. Arba parodykite vaikams trimates geometrines figūras. Galimybė kelis kartus nagrinėti ir pačiupinėti įvairių figūrų modelius padidina naujos medžiagos įsisavinimo lygį mokykloje.

Saugumo reguliavimas

Magnetiniuose konstravimo rinkiniuose yra daug smulkių detalių, todėl juos pirkti reikėtų atsargiai, atsižvelgdami į vaikų amžiaus ypatybes. Ypač pavojingi yra maži magnetiniai rutuliai, esantys daugelyje rinkinių. Šios dalys gali lengvai patekti į vaiko burną, ausį, nosį. Todėl rekomenduojama įsigyti magnetines plokštes su didelėmis detalėmis.

kur r yra atstumas nuo laidininko ašies iki taško.

Remiantis Ampere'o prielaida, bet kuriame kūne yra mikroskopinių srovių (mikrosrovių), kurias sukelia elektronų judėjimas atomuose. Jie sukuria savo magnetinį lauką ir naršo makrosrovių magnetiniuose laukuose. Makro srovė yra srovė laidininke, veikiant EML arba potencialų skirtumui. Magnetinės indukcijos vektorius apibūdina susidariusį magnetinį lauką, kurį sukuria visos makro ir mikro srovės. Makrosrovių magnetinis laukas taip pat apibūdinamas intensyvumo vektoriumi . Vienalytės izotropinės terpės atveju magnetinės indukcijos vektorius yra susijęs su intensyvumo vektoriumi ryšiu

(5)

kur μ 0 - magnetinė konstanta; μ – terpės magnetinis pralaidumas, parodantis, kiek kartų makrosrovių magnetinis laukas sustiprėja arba susilpnėja dėl terpės mikrosrovių. Kitaip tariant, μ rodo, kiek kartų magnetinio lauko indukcijos vektorius terpėje yra didesnis arba mažesnis nei vakuume.

Magnetinio lauko stiprio vienetas yra A/m. 1A/m – intensyvumas tokio lauko, kurio magnetinė indukcija vakuume lygi
Tl. Žemė yra didžiulis sferinis magnetas. Žemės magnetinio lauko veikimas aptinkamas jos paviršiuje ir supančioje erdvėje.

Žemės magnetinis polius yra taškas jos paviršiuje, kuriame vertikaliai yra laisvai pakabinta magnetinė adata. Magnetinių polių padėtis nuolat keičiasi, o tai lemia mūsų planetos vidinė struktūra. Todėl magnetiniai poliai nesutampa su geografiniais. Žemės magnetinio lauko pietinis ašigalis yra prie šiaurinės Amerikos pakrantės, o Šiaurės ašigalis – Antarktidoje. Žemės magnetinio lauko jėgos linijų schema parodyta fig. 5 (punktyrinė linija rodo Žemės sukimosi ašį): - magnetinio lauko indukcijos horizontalioji dedamoji; N r , S r - geografiniai Žemės poliai; N, S – Žemės magnetiniai poliai.

Žemės magnetinio lauko jėgos linijų kryptis nustatoma naudojant magnetinę adatą. Jei laisvai pakabinsite magnetinę adatą, ji bus nustatyta jėgos linijos liestinės kryptimi. Kadangi magnetiniai poliai yra Žemės viduje, magnetinė adata yra nustatyta ne horizontaliai, o tam tikru kampu α į horizonto plokštumą. Šis kampas α vadinamas magnetiniu pokrypiu. Artėjant prie magnetinio poliaus, kampas α didėja. Vertikali plokštuma, kurioje yra rodyklė, vadinama magnetinio dienovidinio plokštuma ir kampu tarp magnetinių ir geografinių meridianų – magnetinė deklinacija. Magnetinio lauko galios charakteristika, kaip jau minėta, yra magnetinė indukcija B. Jos vertė yra maža ir svyruoja nuo 0,42∙10 -4 T ties pusiauju iki 0,7∙10 -4 T magnetiniuose poliuose.

Žemės magnetinio lauko indukcijos vektorių galima suskirstyti į du komponentus: horizontalų ir vertikaliai
(5 pav.). Magnetinė adata, pritvirtinta prie vertikalios ašies, yra nustatyta horizontalaus Žemės komponento kryptimi . Magnetinė deklinacija , polinkis α ir horizontalioji magnetinio lauko dedamoji yra pagrindiniai Žemės magnetinio lauko parametrai.

Reikšmė nustatomas magnetometriniu metodu, kuris pagrįstas ritės magnetinio lauko sąveika su magnetine adata. Įrenginys, vadinamas tangentiniu kompasu, yra mažas kompasas (kompasas, kurio galūnė padalinta į laipsnius), sumontuotas kelių izoliuoto laido apsisukimų ritėje 1.

Ritė yra vertikalioje plokštumoje. Tai sukuria papildomą magnetinį lauką k (ritės skersmuo ir apsisukimų skaičius nurodytas ant prietaiso).

Ritės centre įdedama magnetinė adata 2. Ji turi būti maža, kad jos polius veikiančią indukciją būtų galima laikyti lygia indukcijai apskritimo srovės centre. Ritės kontūro plokštuma nustatoma taip, kad ji sutaptų su rodyklės kryptimi ir būtų statmena horizontaliajai žemės lauko sudedamajai daliai r. Esant įtakai r Žemės indukcijos laukas ir ritės rodyklės indukcinis laukas nustatomi gaunamos indukcijos kryptimi R(6 a, b pav.).

Iš pav. 6 tai rodo

(6)

Ritės magnetinio lauko indukcija centre -

7)

kur N yra ritės apsisukimų skaičius; Aš yra per jį tekanti srovė; R yra ritės spindulys. Iš (6) ir (7) išplaukia, kad

(8)

Svarbu suprasti, kad (8) formulė yra apytikslė, t.y. ji teisinga tik tada, kai magnetinės adatos dydis yra daug mažesnis už kontūro R spindulį. Minimali matavimo paklaida fiksuojama esant adatos nukrypimo kampui ≈45°. Atitinkamai parenkamas srovės stiprumas liestinės kompaso ritėje.

Darbo tvarka

    Įdėkite liestinės kompaso ritę taip, kad jos plokštuma sutaptų su magnetinės adatos kryptimi.

    Surinkite grandinę pagal schemą (7 pav.).

3. Įjunkite srovę ir išmatuokite nukreipimo kampus rodyklės galuose
ir
. Įveskite duomenis į lentelę. Tada jungikliu P pakeiskite srovės kryptį į priešingą, nekeisdami srovės dydžio, ir išmatuokite nuokrypio kampus abiejuose rodyklės galuose.
ir
vėl. Įveskite duomenis į lentelę. Taigi paklaida nustatant kampą, susijusį su liestinės kompaso ritės plokštumos nesutapimu su magnetinio dienovidinio plokštuma, pašalinama. Apskaičiuoti

Matavimo rezultatai I ir įrašyti į 1 lentelę.

1 lentelė

    Apskaičiuoti, žr. pagal formulę

kur n yra matavimų skaičius.

    Raskite visos klaidos pasikliovimo ribą naudodami formulę

,

Kur
- Studento koeficientas (at =0,95 ir n=5
=2,8).

    Rezultatus parašykite kaip išraišką

.

testo klausimai

    Kas yra magnetinio lauko indukcija? Koks jo matavimo vienetas? Kaip nustatoma magnetinės indukcijos vektoriaus kryptis?

    Kas vadinama magnetinio lauko stiprumu? Koks jo ryšys su magnetine indukcija?

    Suformuluokite Biot-Savarto-Laplaso dėsnį, pagal jį apskaičiuokite magnetinio lauko indukciją apskritimo srovės centre, nuolatinės srovės lauko ir solenoido indukciją.

    Kaip nustatoma nuolatinių ir žiedinių srovių magnetinio lauko indukcijos kryptis?

    Koks yra magnetinių laukų superpozicijos principas?

    Koks laukas vadinamas sūkuriu?

    Suformuluokite Ampero dėsnį.

    Papasakokite apie pagrindinius Žemės magnetinio lauko parametrus.

    Kaip galite nustatyti Žemės magnetinio lauko linijų kryptį?

    Kodėl naudingiau matuoti magnetinio lauko indukcijos horizontalųjį komponentą, kai rodyklės nukrypimo kampas yra 45°?

LAB Nr. 7

USE kodifikatoriaus temos: magnetų sąveika, laidininko magnetinis laukas su srove.

Magnetinės medžiagos savybės žmonėms buvo žinomos nuo seno. Magnetai savo pavadinimą gavo nuo senovinio Magnezijos miesto: jo apylinkėse buvo plačiai paplitęs mineralas (vėliau vadinamas magnetine geležies rūda arba magnetitu), kurio gabalėliai traukė geležinius objektus.

Magnetų sąveika

Dviejose kiekvieno magneto pusėse yra Šiaurės ašigalis ir Pietų ašigalis. Du magnetai vienas kitą traukia priešingais poliais ir atstumia panašiais poliais. Magnetai gali veikti vienas kitą net per vakuumą! Tačiau visa tai primena elektros krūvių sąveiką magnetų sąveika nėra elektrinė. Tai liudija šie eksperimentiniai faktai.

Magnetinė jėga susilpnėja, kai magnetas įkaista. Taškinių krūvių sąveikos stiprumas nepriklauso nuo jų temperatūros.

Magnetinė jėga susilpnėja purtant magnetą. Nieko panašaus neįvyksta su elektra įkrautais kūnais.

Teigiamus elektros krūvius galima atskirti nuo neigiamų (pavyzdžiui, elektrifikuojant kūnus). Bet atskirti magneto polių neįmanoma: jei magnetą perpjaunate į dvi dalis, tada pjovimo vietoje taip pat atsiranda poliai, o magnetas skyla į du magnetus, kurių galuose yra priešingi poliai (orientuota tiksliai į). taip pat kaip ir originalaus magneto poliai).

Taigi magnetai visada bipoliniai, jie egzistuoja tik forma dipoliai. Izoliuoti magnetiniai poliai (vadinamieji magnetiniai monopoliai- elektros krūvio analogai) gamtoje neegzistuoja (bet kuriuo atveju jie dar nebuvo eksperimentiškai aptikti). Tai bene įspūdingiausia elektros ir magnetizmo asimetrija.

Kaip ir elektra įkrauti kūnai, magnetai veikia elektros krūvius. Tačiau magnetas veikia tik juda mokestis; Jei krūvis yra ramybės būsenoje magneto atžvilgiu, tada jokia magnetinė jėga neveikia krūvio. Priešingai, elektrifikuotas kūnas veikia bet kokį krūvį, nesvarbu, ar jis yra ramybės būsenoje, ar juda.

Remiantis šiuolaikinėmis trumpojo nuotolio veikimo teorijos idėjomis, magnetų sąveika vykdoma per magnetinis laukas Būtent magnetas sukuria aplinkinėje erdvėje magnetinį lauką, kuris veikia kitą magnetą ir sukelia matomą šių magnetų trauką arba atstūmimą.

Magneto pavyzdys yra magnetinė adata kompasas. Magnetinės adatos pagalba galima spręsti apie magnetinio lauko buvimą tam tikrame erdvės regione, taip pat lauko kryptį.

Mūsų planeta Žemė yra milžiniškas magnetas. Netoli geografinio šiaurinio Žemės ašigalio yra pietinis magnetinis polius. Todėl šiaurinis kompaso adatos galas, pasisukęs į pietinį Žemės magnetinį polių, rodo į geografinę šiaurę. Taigi iš tikrųjų atsirado magneto pavadinimas „šiaurinis polius“.

Magnetinio lauko linijos

Prisimename, elektrinis laukas tiriamas naudojant mažus bandomuosius krūvius, pagal kuriuos galima spręsti apie lauko dydį ir kryptį. Bandomojo krūvio analogas esant magnetiniam laukui yra maža magnetinė adata.

Pavyzdžiui, galite susidaryti geometrinę magnetinio lauko idėją, įdėdami labai mažas kompaso adatas skirtinguose erdvės taškuose. Patirtis rodo, kad rodyklės išsirikiuos išilgai tam tikrų linijų – vadinamųjų magnetinio lauko linijos. Apibrėžkime šią sąvoką sekančių trijų pastraipų forma.

1. Magnetinio lauko linijos arba magnetinės jėgos linijos yra nukreiptos erdvėje linijos, turinčios tokią savybę: maža kompaso rodyklė, esanti kiekviename tokios linijos taške, yra nukreipta liestinei šiai linijai..

2. Magnetinio lauko linijos kryptis yra šiaurinių kompaso rodyklių, esančių šios linijos taškuose, kryptis.

3. Kuo storesnės linijos, tuo stipresnis magnetinis laukas tam tikroje erdvės srityje..

Kompaso adatų vaidmenį sėkmingai gali atlikti geležinės drožlės: magnetiniame lauke mažos drožlės yra įmagnetintos ir elgiasi lygiai taip pat, kaip magnetinės adatos.

Taigi, išpylę geležies drožles aplink nuolatinį magnetą, pamatysime maždaug tokį magnetinio lauko linijų paveikslą (1 pav.).

Ryžiai. 1. Nuolatinio magneto laukas

Magneto šiaurinis polius pažymėtas mėlyna spalva ir raide ; pietų ašigalis - raudonai ir raide . Atkreipkite dėmesį, kad lauko linijos išeina iš šiaurinio magneto poliaus ir patenka į pietinį polių, nes būtent į pietinį magneto polių bus nukreiptas kompaso adatos galas.

Oerstedo patirtis

Nepaisant to, kad elektriniai ir magnetiniai reiškiniai žmonėms buvo žinomi nuo antikos laikų, ilgą laiką nebuvo pastebėta jokių ryšių tarp jų. Keletą šimtmečių elektros ir magnetizmo tyrimai vyko lygiagrečiai ir nepriklausomai vienas nuo kito.

Nuostabus faktas, kad elektriniai ir magnetiniai reiškiniai iš tikrųjų yra vienas su kitu susiję, pirmą kartą buvo aptiktas 1820 m. per garsųjį Oersted eksperimentą.

Oerstedo eksperimento schema parodyta fig. 2 (vaizdas iš rt.mipt.ru). Virš magnetinės adatos (ir - rodyklės šiaurės ir pietų polių) yra metalinis laidininkas, prijungtas prie srovės šaltinio. Jei uždarysite grandinę, rodyklė pasisuks statmenai laidininkui!
Šis paprastas eksperimentas tiesiogiai parodė elektros ir magnetizmo ryšį. Eksperimentai, atlikti remiantis Oersted patirtimi, tvirtai patvirtino tokį modelį: magnetinis laukas susidaro elektros srovėmis ir veikia sroves.

Ryžiai. 2. Oerstedo eksperimentas

Laidininko su srove generuojamo magnetinio lauko linijų vaizdas priklauso nuo laidininko formos.

Tiesiojo laido magnetinis laukas su srove

Tiesios vielos, nešančios srovę, magnetinio lauko linijos yra koncentriniai apskritimai. Šių apskritimų centrai guli ant vielos, o jų plokštumos statmenos vielai (3 pav.).

Ryžiai. 3. Tiesioginio laido su srove laukas

Yra dvi alternatyvios taisyklės, kaip nustatyti nuolatinės srovės magnetinio lauko linijų kryptį.

valandos rodyklės taisyklė. Lauko linijos eina prieš laikrodžio rodyklę žiūrint taip, kad srovė teka mūsų link..

varžto taisyklė(arba gimlet taisyklė, arba kamščiatraukio taisyklė- tai kažkam arčiau ;-)). Lauko linijos eina ten, kur reikia pasukti varžtą (su įprastiniu dešiniuoju sriegiu), kad jis judėtų išilgai sriegio srovės kryptimi.

Naudokite tą taisyklę, kuri jums labiausiai tinka. Geriau priprasti prie taisyklės pagal laikrodžio rodyklę – vėliau patys pamatysite, kad ji universalesnė ir lengviau naudojama (o tada su dėkingumu prisiminkite tai pirmaisiais metais, kai studijuojate analitinę geometriją).

Ant pav. 3, taip pat atsirado kažkas naujo: tai vektorius, kuris vadinamas magnetinio lauko indukcija, arba magnetinė indukcija. Magnetinės indukcijos vektorius yra elektrinio lauko stiprumo vektoriaus analogas: jis tarnauja galios charakteristika magnetinis laukas, nustatantis jėgą, kuria magnetinis laukas veikia judančius krūvius.

Apie jėgas magnetiniame lauke pakalbėsime vėliau, bet kol kas tik atkreipsime dėmesį, kad magnetinio lauko dydį ir kryptį lemia magnetinės indukcijos vektorius. Kiekviename erdvės taške vektorius nukreiptas ta pačia kryptimi, kaip ir kompaso adatos šiaurinis galas, esantis šiame taške, ty lauko linijos liestinė šios linijos kryptimi. Magnetinė indukcija matuojama teslach(Tl).

Kaip ir elektrinio lauko atveju, magnetinio lauko indukcijai, superpozicijos principas. Tai slypi tame, kad Tam tikrame taške įvairių srovių sukurtų magnetinių laukų indukcija pridedama vektoriniu būdu ir gaunamas magnetinės indukcijos vektorius:.

Ritės magnetinis laukas su srove

Apsvarstykite apskritą ritę, per kurią cirkuliuoja nuolatinė srovė. Paveiksle nerodome šaltinio, kuris sukuria srovę.

Mūsų posūkio lauko linijų paveikslėlis turės maždaug tokią formą (4 pav.).

Ryžiai. 4. Ritės laukas su srove

Mums bus svarbu nustatyti, į kurią puserdvę (ritės plokštumos atžvilgiu) nukreiptas magnetinis laukas. Vėlgi, turime dvi alternatyvias taisykles.

valandos rodyklės taisyklė. Lauko linijos eina ten, žiūrint iš to, kur atrodo, kad srovė cirkuliuoja prieš laikrodžio rodyklę.

varžto taisyklė. Lauko linijos eina ten, kur judėtų varžtas (su įprastiniais dešiniaisiais sriegiais), jei būtų sukamas srovės kryptimi.

Kaip matote, srovės ir lauko vaidmenys yra priešingi - palyginti su šių taisyklių formuluotėmis nuolatinės srovės atveju.

Ritės magnetinis laukas su srove

Ritė pasirodys, jei sandariai, ritė prie ritės, suvyniokite laidą į pakankamai ilgą spiralę (5 pav. - vaizdas iš svetainės en.wikipedia.org). Ritė gali turėti kelias dešimtis, šimtus ar net tūkstančius apsisukimų. Ritė taip pat vadinama solenoidas.

Ryžiai. 5. Ritė (solenoidas)

Vieno posūkio magnetinis laukas, kaip žinome, neatrodo labai paprastas. Laukai? atskiri ritės posūkiai yra uždėti vienas ant kito, ir atrodo, kad rezultatas turėtų būti labai painus vaizdas. Tačiau taip nėra: ilgos ritės laukas yra netikėtai paprastos struktūros (6 pav.).

Ryžiai. 6. ritės laukas su srove

Šiame paveiksle srovė ritėje eina prieš laikrodžio rodyklę žiūrint iš kairės (taip atsitiks, jei 5 pav. dešinysis ritės galas bus prijungtas prie srovės šaltinio „pliuso“, o kairysis – prie „minusas“). Matome, kad ritės magnetinis laukas turi dvi būdingas savybes.

1. Ritės viduje, toliau nuo jos kraštų, magnetinis laukas yra vienalytis: kiekviename taške magnetinės indukcijos vektorius yra vienodo dydžio ir krypties. Lauko linijos yra lygiagrečios tiesės; jie išeina tik šalia ritės kraštų.

2. Už ritės ribų laukas yra artimas nuliui. Kuo daugiau apsisukimų ritėje, tuo silpnesnis laukas už jos ribų.

Atkreipkite dėmesį, kad be galo ilga ritė visiškai neskleidžia lauko: už ritės ribų nėra magnetinio lauko. Tokios ritės viduje laukas visur vienodas.

Ar tai nieko neprimena? Ritė yra „magnetinis“ kondensatoriaus atitikmuo. Prisimenate, kad kondensatorius sukuria vienodą elektrinį lauką savo viduje, kurio linijos yra išlenktos tik prie plokščių kraštų, o kondensatoriaus išorėje laukas yra artimas nuliui; kondensatorius su begalinėmis plokštelėmis lauko visiškai neatleidžia, o laukas visur vienodas jo viduje.

O dabar – pagrindinis pastebėjimas. Palyginkite magnetinio lauko linijų, esančių už ritės ribų, paveikslėlį (6 pav.) su magneto lauko linijomis pav. vienas . Tai tas pats dalykas, ar ne? Ir dabar mes prieiname prie klausimo, kurį tikriausiai turėjote jau seniai: jei magnetinis laukas susidaro srovės ir veikia sroves, tai dėl ko prie nuolatinio magneto atsiranda magnetinis laukas? Juk atrodo, kad šis magnetas nėra laidininkas su srove!

Ampero hipotezė. Elementariosios srovės

Iš pradžių buvo manoma, kad magnetų sąveiką nulėmė specialūs magnetiniai krūviai, sutelkti poliuose. Tačiau, skirtingai nei elektra, niekas negalėjo išskirti magnetinio krūvio; juk, kaip jau minėjome, nebuvo įmanoma atskirai gauti magneto šiaurinio ir pietų polių - poliai visada yra magnete poromis.

Abejones dėl magnetinių krūvių pagilino Oerstedo patirtis, kai paaiškėjo, kad magnetinį lauką sukuria elektros srovė. Be to, paaiškėjo, kad bet kuriam magnetui galima pasirinkti laidininką su atitinkamos konfigūracijos srove, kad šio laidininko laukas sutaptų su magneto lauku.

Ampere'as iškėlė drąsią hipotezę. Magnetinių krūvių nėra. Magneto veikimas paaiškinamas jo viduje esančiomis uždaromis elektros srovėmis..

Kokios tos srovės? Šie elementarios srovės cirkuliuoja atomuose ir molekulėse; jie siejami su elektronų judėjimu atominėmis orbitomis. Bet kurio kūno magnetinis laukas susideda iš šių elementariųjų srovių magnetinių laukų.

Elementariosios srovės gali būti atsitiktinai išdėstytos viena kitos atžvilgiu. Tada jų laukai vienas kitą panaikina, o kūnas neparodo magnetinių savybių.

Bet jei elementarios srovės yra suderintos, tada jų laukai, sumuojantys, sustiprina vienas kitą. Kūnas tampa magnetu (7 pav.; magnetinis laukas bus nukreiptas į mus; magneto šiaurinis polius taip pat bus nukreiptas į mus).

Ryžiai. 7. Elementariųjų magnetų srovės

Ampero hipotezė apie elementariąsias sroves išaiškino magnetų savybes.Magneto kaitinimas ir purtymas suardo jo elementariųjų srovių išsidėstymą, o magnetinės savybės susilpnėja. Išryškėjo magnetų polių neatskiriamumas: toje vietoje, kur buvo nupjautas magnetas, galuose gauname tokias pačias elementarias sroves. Kūno gebėjimas būti įmagnetintas magnetiniame lauke paaiškinamas suderintu elementariųjų srovių, kurios tinkamai „pasisuka“, išsidėstymu (apie žiedinės srovės sukimąsi magnetiniame lauke skaitykite kitame lape).

Ampero hipotezė pasirodė teisinga – tai parodė tolesnė fizikos raida. Elementariųjų srovių samprata tapo neatsiejama atomo teorijos, sukurtos jau XX amžiuje – praėjus beveik šimtui metų po Ampère'o genialaus spėjimo, dalimi.

Apskaičiuokime magnetinio lauko indukciją, kurią sukuria tiesinis laidininkas su srove savavališkame taške M. Protiškai padalinkime laidininką į elementarias mažas ilgio dalis. Pagal gimlet taisyklę taške M vektoriai iš visų dabartinių elementų turi tą pačią kryptį – už figūros plokštumos. Todėl vektorių pridėjimą galima pakeisti jų modulių pridėjimu ir

. (3)

Norint integruoti, reikia kintamųjų , ir išreikšti per vieną iš jų. Pasirinkime kampą kaip integravimo kintamąjį. saulė- yra spindulio apskritimo lankas r centruojamas taške, lygus (žr. pav.). Išreikškite iš stačiojo trikampio ABC: . Pakeitę šią išraišką į (3), gauname . Iš trikampio AOM define , kur yra trumpiausias atstumas nuo lauko taško iki srauto linijos. Tada

.

Integruodami paskutinę išraišką į visus dabartinius elementus, o tai prilygsta integravimui nuo iki , randame .

Taigi baigtinio ilgio tiesinės srovės sukuriamo magnetinio lauko indukcija bus lygi

.

Ateityje supažindinsiu su magnetinio lauko stiprumo vektoriaus samprata, kuri su magnetinio lauko indukcija siejama santykiu , , kur yra terpės magnetinis pralaidumas. Vakuumui, orui. Tada baigtinio ilgio laidininko sukuriamo magnetinio lauko stipris bus lygus

.

Begalinio ilgio tiesinio laidininko kampai ir bus lygūs , , o skliausteliuose esanti išraiška įgyja reikšmę . Todėl tiesiojo laidininko, kurio srovė yra begalinio ilgio, sukuriamo magnetinio lauko indukcija ir stiprumas yra atitinkamai vienodi

Apvalus srovės magnetinis laukas

Antruoju Biot – Savart – Laplaso dėsnio pritaikymu apskaičiuojame indukciją ir magnetinio lauko stiprumą apskritimo srovės ašyje. Pažymime laidininko apskritimo spindulį su srove per , atstumą nuo apskritimo srovės centro iki tiriamo lauko taško per h. Iš visų dabartinių elementų sudaromas vektorių kūgis, ir nesunku suprasti, kad gautas vektorius taške bus nukreiptas horizontaliai išilgai ašies. Norint rasti vektoriaus modulį, pakanka pridėti vektorių projekcijas į ašį. Kiekviena tokia projekcija turi formą



,

kur atsižvelgiama į tai, kad kampas yra tarp vektorių ir yra lygus , todėl sinusas yra lygus vienetui. Mes integruojame šią išraišką į viską

.

Integral - yra laidininko su srove perimetras, tada

.

Atsižvelgdami į tai, rašome

ir, pritaikę Pitagoro teoremą, gauname,

,

ir dėl magnetinio lauko stiprumo

.

Magnetinė indukcija ir magnetinio lauko stipris apskritimo srovės centre ( , ) yra atitinkamai

Lygiagrečių laidininkų sąveika su srove.

Srovės vienetas.

Raskime ilgio vieneto jėgą, su kuria du lygiagrečiai be galo ilgi laidai su srovėmis sąveikauja vakuume, jei atstumas tarp laidų lygus . Kiekvienas srovės elementas yra srovės magnetiniame lauke, būtent lauke. Kampas tarp kiekvieno srovės elemento ir lauko vektoriaus yra 90°.

Tada pagal Ampero dėsnį laidininko ruožą su srove veikia jėga

,

o laidininko ilgio vienetui ši jėga bus lygi

Jėgai, veikiančiai laidininko ilgio vienetą su srove, pasirodo ta pati išraiška. Ir, galiausiai. Dešiniojo sraigto taisykle nustatę vektoriaus kryptį, o kairiosios rankos taisykle – Ampero jėgos kryptį, įsitikinsime, kad srovės yra vienodai nukreiptos, pritraukia, o priešingai – atstumia.

Jei tos pačios srovės teka per tam tikru atstumu esančius laidininkus, tai jėgos yra lygios arba veikia kiekvieną laidininkų ilgio metrą, atsižvelgiant į tai, kad , gauname, o linijų tankis būtų proporcingas vektoriaus moduliui arba kitu žymėjimu .

Tai reiškia, kad magnetinis laukas neturi šaltinių (magnetinių krūvių). Magnetinį lauką sukuria ne magnetiniai krūviai (kurių gamtoje nėra), o elektros srovės. Šis dėsnis yra esminis: jis galioja ne tik pastoviems, bet ir kintamiems magnetiniams laukams.

Elektros srovė, tekanti laidininku, aplink šį laidininką sukuria magnetinį lauką (7.1 pav.). Atsirandančio magnetinio lauko kryptį lemia srovės kryptis.
Būdas nurodyti elektros srovės kryptį laidininke parodytas fig. 7.2: taškas pav. 7.2(a) galima įsivaizduoti kaip rodyklės galiuką, rodantį srovės kryptį į stebėtoją, o kryžių – kaip rodyklės uodegą, rodančią srovės kryptį nuo stebėtojo.
Magnetinis laukas, susidarantis aplink srovę nešantį laidininką, parodytas fig. 7.3. Šio lauko kryptį nesunku nustatyti taikant dešiniojo varžto taisyklę (arba antgalio taisyklę): jei antgalio galas sulygiuotas su srovės kryptimi, tada jį įsukus – sraigto sukimosi kryptis. rankena sutaps su magnetinio lauko kryptimi.

Ryžiai. 7.1. Magnetinis laukas aplink srovę nešantį laidininką.


Ryžiai. 7.2. Srovės kryptis nurodoma (a) į stebėtoją ir (b) toliau nuo stebėtojo.


Dviejų lygiagrečių laidininkų generuojamas laukas

1. Srovių kryptys laidininkuose yra vienodos. Ant pav. 7.4(a) pavaizduoti du lygiagretūs laidininkai, išdėstyti vienas nuo kito, kiekvieno laidininko magnetinis laukas parodytas atskirai. Tarpe tarp laidininkų jų sukuriami magnetiniai laukai yra priešingos krypties ir panaikina vienas kitą. Gautas magnetinis laukas parodytas fig. 7.4(b). Jei abiejų srovių kryptį pakeisite į priešingą, tai ir susidarančio magnetinio lauko kryptis pasikeis į priešingą (7.4 pav. (b)).


Ryžiai. 7.4. Du laidininkai vienodomis srovės kryptimis (a) ir jų sukuriamas magnetinis laukas (6, c).

2. Srovių kryptys laidininkuose yra priešingos. Ant pav. 7.5(a) rodo kiekvieno laidininko magnetinius laukus atskirai. Šiuo atveju tarpe tarp laidininkų jų laukai sumuojami ir čia gaunamas laukas (7.5 pav. (b)) yra didžiausias.


Ryžiai. 7.5. Du priešingos srovės krypties laidininkai (a) ir jų sukuriamas magnetinis laukas (b).


Ryžiai. 7.6. Solenoido magnetinis laukas.

Solenoidas yra cilindrinė ritė, susidedanti iš daugybės vielos vijų (7.6 pav.). Kai srovė teka per solenoido rites, solenoidas elgiasi kaip strypinis magnetas su šiaurės ir pietų poliais. Jo sukurtas magnetinis polo niekuo nesiskiria nuo nuolatinio magneto nulio. Magnetinį lauką solenoido viduje galima padidinti apvyniojus ritę aplink magnetinę šerdį, pagamintą iš plieno, geležies ar kitos magnetinės medžiagos. Solenoido magnetinio lauko stiprumas (vertė) taip pat priklauso nuo perduodamos elektros srovės stiprumo ir apsisukimų skaičiaus.

Elektromagnetas

Solenoidas gali būti naudojamas kaip elektromagnetas, o šerdis pagamintas iš magnetiškai minkštos medžiagos, pavyzdžiui, kaliojo ketaus. Solenoidas elgiasi kaip magnetas tik tada, kai per ritę teka elektros srovė. Elektromagnetai naudojami elektriniuose varpeliuose ir relėse.

Laidininkas magnetiniame lauke

Ant pav. 7.7 rodomas srovės laidininkas, patalpintas magnetiniame lauke. Matyti, kad šio laidininko magnetinis laukas pridedamas prie nuolatinio magneto magnetinio lauko srityje virš laidininko ir atimamas srityje žemiau laidininko. Taigi stipresnis magnetinis laukas yra virš laidininko, o silpnesnis žemiau (7.8 pav.).
Jei pakeisite srovės kryptį laidininke į priešingą, tada magnetinio lauko forma išliks tokia pati, tačiau po laidininku jo dydis bus didesnis.

Magnetinis laukas, srovė ir judėjimas

Jei laidininkas su srove dedamas į magnetinį lauką, jį veiks jėga, kuri bando perkelti laidininką iš stipresnio lauko į silpnesnio lauko sritį, kaip parodyta Fig. 7.8. Šios jėgos kryptis priklauso nuo srovės krypties, taip pat nuo magnetinio lauko krypties.


Ryžiai. 7.7. Laidininkas, nešantis srovę magnetiniame lauke.


Ryžiai. 7.8. Rezultatų laukas

Jėgos, veikiančios laidininką su srove, dydį lemia ir magnetinio lauko dydis, ir šiuo laidininku tekančios strėlės stiprumas.
Laidininko, esančio magnetiniame lauke, judėjimas, kai per jį teka srovė, vadinamas variklio principu. Šiuo principu veikia elektros varikliai, magnetoelektriniai matavimo prietaisai su judančia ritė ir kiti prietaisai. Jei laidininkas judinamas magnetiniame lauke, jame susidaro srovė. Šis reiškinys vadinamas generatoriaus principu. Šiuo principu veikia kintamosios ir nuolatinės srovės generatoriai.

Iki šiol mes laikėme magnetinį lauką, susijusį tik su nuolatine elektros srove. Šiuo atveju magnetinio lauko kryptis nesikeičia ir yra nustatoma pagal nuolatinio doko kryptį. Kai teka kintamoji srovė, susidaro kintamasis magnetinis laukas. Jei į šį kintamąjį lauką įdedama atskira ritė, joje bus sukeltas (indukuotas) EML (įtampa). Arba jei dvi atskiros ritės yra arti viena kitos, kaip parodyta pav. 7.9. ir pritaikykite kintamąją įtampą vienai apvijai (W1), tada tarp antrosios apvijos (W2) gnybtų atsiras nauja kintamoji įtampa (indukuota EMF). Tai yra transformatoriaus veikimo principas..


Ryžiai. 7.9. sukeltas emf.

Šiame vaizdo įraše kalbama apie magnetizmo ir elektromagnetizmo sąvokas: