А магнитно поле заобикаля всеки електрически заряд в движение. Магнитното поле е непрекъснато и невидимо, но неговата сила и ориентация могат да бъдат представени чрез линии на магнитно поле. В идеалния случай линиите на магнитното поле или линиите на магнитния поток показват силата и ориентацията на магнитното поле. Представянето е полезно, защото дава на хората начин да видят невидима сила и защото математическите закони на физиката лесно приспособяват "числото" или плътността на полевите линии.
- Линиите на магнитното поле са визуално представяне на невидимите силови линии в магнитно поле.
- По конвенция линиите проследяват силата от северния и южния полюс на магнит.
- Разстоянието между линиите показва относителна сила на магнитното поле. Колкото по-близо са линиите, толкова по-силно е магнитното поле.
- Желязото може да се използва за компа за проследяване на формата, силата и посоката на линиите на магнитното поле.
Магнитното поле е a вектор, което означава, че има величина и посока. ако електрически ток
тече по права линия, правилото на дясната ръка показва посоката на невидимите линии на магнитното поле да се движат около жица. Ако си представите как стискате жицата с дясната си ръка с палец, сочен в посоката на тока, магнитното поле се движи в посока на пръстите около жицата. Но какво ще стане, ако не знаете посоката на тока или просто искате да визуализирате магнитно поле?Как да видите магнитно поле
Подобно на въздуха, магнитното поле е невидимо. Можете да видите вятъра косвено, като хвърляте малки парченца хартия във въздуха. По същия начин, поставянето на битове от магнитен материал в магнитно поле ви позволява да проследите пътя му. Лесните методи включват:
Използвайте компас
Размахване на сингъл компас около магнитно поле показва посоката на полевите линии. В действителност да картографирате магнитното поле, поставянето на много компаси показва посоката на магнитното поле във всяка точка. За да нарисувате линии на магнитното поле, свържете компаса "точки". Предимството на този метод е, че той показва посоката на линиите на магнитното поле. Недостатъкът е, че не показва силата на магнитното поле.
Използвайте железни филми или магнетитен пясък
Желязо е феромагнитна. Това означава, че се подравнява по линиите на магнитното поле, образувайки миниатюрни магнити със северен и южен полюс. Малките късчета желязо, като например железни пълнежи, се подравняват, за да образуват подробна карта от полеви линии, тъй като северният полюс на едно парче се ориентира към отблъскване на северния полюс на друго парче и привлича южния му полюс. Но не можете просто да поръсите филмчетата върху магнит, защото те са привлечени от него и ще се придържат към него, а не да проследявате магнитното поле.
За да се реши този проблем, желязото се нанася върху хартия или пластмаса върху магнитно поле. Една техника, използвана за разпръскване на пълнежите, е да ги поръсите върху повърхността от височина от няколко сантиметра. Могат да се добавят още картотеки, за да станат по-ясни линиите на полето, но само до точка.
Алтернативите на железните пълнежи включват стоманени BB пелети, покрити с калай желязо (които няма да ръждясват), малки скоби за хартия, скоби или магнетитен пясък. Предимството от използването на частици от желязо, стомана или магнетит е, че частиците образуват подробна карта на линиите на магнитното поле. Картата също така дава груба индикация за силата на магнитното поле. Тесно разположени плътни линии се срещат там, където полето е най-силно, докато широко отделените, редки линии показват къде е по-слабо. Недостатъкът на използването на железни подложки е, че няма индикация за ориентация на магнитното поле. Най-лесният начин за преодоляване на това е да използвате компас заедно с железни вложки, за да картографирате както ориентацията, така и посоката.
Опитайте магнитен филм за гледане
Магнитният филм за гледане е гъвкав пластмасов съдържащи мехурчета течност, обвити с малки магнитни пръчки. Филмите изглеждат по-тъмни или по-светли в зависимост от ориентацията на прътите в магнитно поле. Магнитният филм за гледане работи най-добре за картографиране на сложна магнитна геометрия, като тази, произведена от плосък магнит за хладилник.
Естествени магнитни полеви линии
Линиите на магнитното поле също се появяват в природата. По време на a пълно слънчево затъмнение, линиите в короната проследяват магнитното поле на Слънцето. Обратно на Земята линии в аурора посочете пътя на магнитното поле на планетата. И в двата случая видимите линии са светещи потоци от заредени частици.
Правила за магнитно поле
С помощта на линии на магнитното поле за изграждане на карта стават очевидни някои правила:
- Линиите на магнитното поле никога не се пресичат.
- Линиите на магнитното поле са непрекъснати. Те образуват затворени бримки, които продължават през целия път чрез магнитен материал.
- Линиите на магнитното поле се събират заедно там, където магнитното поле е най-силно. С други думи, плътността на полевите линии показва силата на магнитното поле. Ако линиите на полето около магнит са картографирани, то е най-силно магнитно поле е на всеки полюс.
- Освен ако магнитното поле не е картографирано с помощта на компас, посоката на магнитното поле може да е непозната. По конвенция посоката се обозначава чрез начертаване на стрелки по линиите на магнитното поле. Във всяко магнитно поле линиите винаги текат от северния полюс към южния. Имената "север" и "юг" са исторически и може да нямат отношение към географската ориентация на магнитното поле
източник
- Дърни, Карл Х. и Къртис С. Джонсън (1969). Въведение в съвременната електромагнетика. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-018388-9.
- Грифитс, Дейвид Дж. (2017). Въведение в електродинамиката (4-то изд.). Cambridge University Press. ISBN 9781108357142.
- Нютон, Хенри Блек и Харви Н. Дейвис (1913). Практическа физика. MacMillan Co., САЩ.
- Типлер, Пол (2004). Физика за учени и инженери: електричество, магнетизъм, светлина и елементарна съвременна физика (5-то изд.). W. H. Фрийман. ISBN 978-0-7167-0810-0.