medan magnet

Fizikal

2022

Kami menerangkan apa itu medan magnet, bagaimana ia dihasilkan dan apakah ciri-cirinya. Kami juga memberitahu anda tentang medan magnet Bumi.

Medan magnet adalah dipol, ia mempunyai kutub Utara dan kutub Selatan.

Apakah medan magnet?

Medan magnet ialah perwakilan matematik cara di mana daya magnet diagihkan dalam angkasa lepas yang mengelilingi sumber magnet. Sumber ini boleh menjadi a magnet, beban pada pergerakan atau satu arus elektrik (banyak beban dalam gerakan). Apabila mana-mana unsur ini wujud, akan ada medan magnet di sekelilingnya, iaitu medan daya magnet. Di luar medan ini tiada kesan magnetik.

Ciri asas medan magnet ialah ia adalah dipol: ia mempunyai kutub Utara dan kutub Selatan, yang juga dipanggil kutub positif dan kutub negatif. Berbeza dengan medan elektrik yang boleh dijana oleh cas elektrik (seperti a elektron), tiada "cas magnet" yang menjana medan magnet. Medan magnet sentiasa mempunyai dua kutub yang dikaitkan dengannya. Akibatnya, garis medan magnet sentiasa tertutup, seperti dalam kes magnet: mereka meninggalkan kutub utara dan tiba di kutub selatan.

Asal-usul medan magnet

Untuk kewujudan medan magnet, mesti ada sumber tenaga magnet (seperti magnet), cas bergerak, atau arus elektrik.Unsur-unsur ini adalah satu-satunya yang mampu mencipta medan magnet dan satu-satunya yang boleh dipengaruhi olehnya.

Caj elektrik (seperti elektron yang bergerak di angkasa) menghasilkan medan magnet di sekelilingnya yang akan mengenakan daya pada cas bergerak yang lain. Perkara yang sama berlaku dengan arus elektrik.

Kes magnet adalah khusus kerana tiada caj bergerak yang terlibat, sebaliknya bahan-bahan ini menghasilkan medan magnet disebabkan oleh fenomena mikroskopik tertentu dengan kerumitan tertentu.

Seperti yang diterangkan oleh Hukum Ampère dan persamaan Maxwell, medan magnet dan medan elektrik sering wujud bersama-sama dalam alam semula jadi. Perubahan tertentu dalam masa medan magnet menghasilkan medan elektrik. Contoh yang baik tentang kewujudan bersama kedua-dua medan ini ialah sinaran elektromagnet, seperti ringan.

Kehadiran medan magnet boleh disemak menggunakan peranti yang dikenali sebagai magnetometer.

Jenis-jenis medan magnet

Elektromagnet dihasilkan oleh anjakan cas daripada arus elektrik.

Medan magnet boleh dikelaskan mengikut sumber penciptaannya:

  • Medan magnet yang datang daripada magnet. Magnet ialah bahan yang mempunyai kekhususan mempunyai medan magnet kekal, dicipta oleh apa yang ada dalam fizikal dikenali sebagai berputar elektron (boleh difahami dengan menganggapnya sebagai putaran pada diri mereka sendiri). Sebaliknya, ada logam yang boleh "menjadi" magnet apabila dimagnetkan oleh medan magnet luar.
  • Medan magnet daripada arus. Setiap cas yang bergerak menghasilkan medan magnet. Oleh itu, arus elektrik juga menghasilkan medan magnet. Contohnya: elektromagnet (seperti dalam rajah di atas) ialah peranti yang menggunakan a bateri arus diedarkan melalui lilitan dawai pada logam. Arus ini menghasilkan medan magnet di sekelilingnya yang mengmagnetkan logam dan menghasilkan satu lagi medan magnet. Oleh itu, elektromagnet digunakan untuk menjana medan magnet berubah-ubah kerana dengan menukar arus, medan magnet berubah.

Arah medan magnet

Garis medan magnet memberitahu kita arahnya.

Thealamat medan magnet boleh diterangkan menggunakan garisan atau vektor, bertanggungjawab untuk menunjukkan arah arah arah daya magnet. Dalam rajah di atas anda boleh melihat dengan jelas garisan medan magnet yang dihasilkan oleh magnet, yang menunjukkan arah daya yang mana magnet berinteraksi dengan zarah logam.

Fakta bahawa medan magnet mempunyai arah membayangkan bahawa ia adalah vektor. mana-mana memaksa ialah kuantiti vektor, iaitu, ia mewakili kuantiti yang mempunyai arah dan deria, seperti kelajuan. Oleh kerana medan magnet adalah berkadar dengan daya magnet, maka ia juga merupakan kuantiti vektor. Malah, menarik untuk diperhatikan bahawa daya magnet yang dirasai oleh zarah bergerak yang direndam dalam medan magnet sentiasa berserenjang dengan arah medan itu dan kelajuannya sendiri.

Medan magnet bumi

Medan magnet bumi memesongkan sinaran daripada Matahari.

Planet kita mempunyai medan magnet semula jadi, juga dipanggil medan geomagnet. Di tengah-tengah Bumi terdapat besi tuang (untuk yang tinggi suhu). Disebabkan oleh putaran bumi, cecair logam ini sentiasa bergerak, membentuk arus elektrik (semasa logam bergerak, elektron yang menyusunnya bergerak). Arus inilah yang menghasilkan medan magnet Bumi yang sangat kuat sehingga terlepas dari permukaan Bumi.

Medan magnet bumi memainkan peranan yang sangat penting kerana ia mengalihkan sinaran yang sangat berbahaya untuk makhluk hidup dari matahari. Tanpa medan magnet Bumi, yang suasana ia akan dimusnahkan oleh sinar kosmik. Kompas yang kami gunakan untuk navigasi berinteraksi dengan medan ini: jarum bermagnetnya sentiasa sejajar dengan medan magnet Bumi, menunjukkan utara. Tambahan pula, banyak haiwan yang berhijrah menggunakan medan magnet planet untuk sentiasa mengorientasikan diri mereka dan bergerak ke arah yang sama semasa tempoh tertentu dalam setahun.

!-- GDPR -->