Магнитное поле

Материал из ВикиЭнерго
Перейти к: навигация, поиск
Картина силовых линий магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом в форме стержня.Железные опилки на листе бумаги. Изображение получено с сайта Википедии

Остновная статья: Электромагнитное излучение

Магни́тное по́ле — составляющая электромагнитного поля, появляющаяся при наличии изменяющегося во времени электрического поля. Кроме того, магнитное поле может создаваться током заряженных частиц, либо магнитными моментами электронов в атомах (постоянные магниты). Основной характеристикой магнитного поля является его сила, определяемая вектором магнитной индукции 5a33fdc1c52c0190831726cda11afdfd.jpg(вектор индукции магнитного поля)(Яворский Б.М. и Детлаф А.А. Справочник по физике: 2-е изд., перераб.-М.: Наука, Главная редакция физико-матеметической литературы, 1985,-512 с).В СИ магнитная индукция измеряется в Тесла (Тл).

Магнитное поле — это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом.

Можно также рассматривать магнитное поле, как релятивистскую составляющую электрического поля. Точнее, магнитные поля являются необходимым следствием существования электрических полей и специальной теории относительности. Вместе, магнитное и электрическое поля образуют электромагнитное поле, проявлениями которого являются свет и прочие электромагнитных волны.

Содержание

Чем создаётся магнитное поле

Магнитное поле формируется изменяющимся во времени электрическим полем либо собственными магнитными моментами частиц. Кроме того, магнитное поле может создаваться током заряженных частиц. В простых случаях оно может быть найдено из закона Био — Савара — Лапласа или теоремы о циркуляции (она же — закон Ампера). В более сложных ситуациях ищется как решение уравнений Максвелла.

Проявление магнитного поля

Магнитное поле проявляется в воздействии на магнитные моменты частиц и тел, на движущиеся заряженные частицы (или проводники с током). Сила, действующая на движущуюся в магнитном поле электрически заряженную частицу, называется силой Лоренца, которая всегда направлена перпендикулярно к вектору 1e0216658abb280be517617191370073.jpg (Яворский Б.М. и Детлаф А.А. Справочник по физике: 2-е изд., перераб.-М.: Наука, Главная редакция физико-матеметической литературы, 1985,-512 с.. Она пропорциональна заряду частицы 465f14f9b93ca5854548755be4a6bb9c.jpg, составляющей скорости 1e0216658abb280be517617191370073.jpg, перпендикулярной направлению вектора магнитного поля 5a33fdc1c52c0190831726cda11afdfd.jpg, и величине индукции магнитного поля 4d00ad7ecb0b7327607e4201e7ff00c8.jpg). В системе единиц СИ сила Лоренца выражается так:

Dbc4ea80b7088b7ee9bb6ce924d6dd73.jpg

где 04c7717fdd8aa2281ea5b3b9c79919cb.jpg - угол между направлением вектора скорости частицы 1e0216658abb280be517617191370073.jpg и направлением вектора магнитного поля 5a33fdc1c52c0190831726cda11afdfd.jpg.

Также магнитное поле действует на проводник с током. Сила, действующая на проводник будет называться силой Ампера. Эта сила складывается из сил, действущих на отдельные движущиеся внутри проводника заряды.

Взаимодействие двух магнитов

Наиболее часто встречаемое проявление магнитного поля — взаимодействие двух магнитов: подобные полюса отталкиваются, противоположные притягиваются. Представляется заманчивым описать взаимодействие между магнитами, как взаимодействие между двумя монополями, но эта идея не приводит к правильному описанию явления.

Правильнее будет сказать, что на магнитный диполь помещённый в неоднородное поле действует сила, которая стремится повернуть его так, чтобы магнитный момент диполя был сонаправлен с магнитным полем.

Сила, действующая на магнитный диполь с магнитным моментом Файл:8660410e64c1876a49bf5975914a08ab.jpg выражается по формуле:

70396553aa0fbdd6709a136fb3e80b19.jpg.

Сила, действующую на магнит со стороны неоднородного магнитного поля, может быть также определенна суммированием всех сил, действующих на элементарные диполи, составляющие магнит.

Явление электромагнитной индукции

Остновная статья: Электромагнитная индукция

Если поток вектора магнитной индукции через замкнутый контур меняется во времени, в этом контуре возникает ЭДС электромагнитной индукции.

Математическое представление

Термин магнитное поле применяется к двум различным векторным полям, обозначаемым как Da3623c683c463e210845c6d757af4dd.jpg и 41968d7938b8145f26e1d196abc77144.jpg. Не смотря на это термин "магнитное поле" исторически относится к Da3623c683c463e210845c6d757af4dd.jpg, в то время как 41968d7938b8145f26e1d196abc77144.jpg называется магнитной индукцией, в настоящее время 41968d7938b8145f26e1d196abc77144.jpg понимается как более фундаментальная величина. Величина Da3623c683c463e210845c6d757af4dd.jpg называется напряженностью магнитного поля.

Единицы измерения

Величина 41968d7938b8145f26e1d196abc77144.jpg в системе единиц СИ измеряется в теслах, в системе СГС в гауссах.

Векторное поле Da3623c683c463e210845c6d757af4dd.jpg измеряется в амперах на метр (А/м) в системе СИ и в эрстедах в СГС.

Энергия магнитного поля

Энергию магнитного поля можно найти по формуле:

2e228349455bf0ca10af9ede19e4267d.jpg

где:

Φмагнитный поток,
I — ток,
Lиндуктивность катушки или витка с током.

Токи Фуко

Остновная статья: Токи Фуко

См. также

Литература


Первоначальная версия этой статьи была взята из русской Википедии на условиях лицензии GNU FDL.Авторы: http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Магнитное_поле&action=history
Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты