Магнітне поле має значення: формули, приклади задач та пояснення

Магнітне поле - це ілюстрація, яка має на меті описати та візуалізувати розподіл магнітної сили між магнітним об’єктом або навколо самого магнітного об’єкта.

Як ми вже знаємо, що магніти мають два полюси, які називаються північним і південним полюсами.

Якщо магніт наблизити до іншого магніту, полюси якого одного типу, два магніти відчують відштовхування.

Інакше, якщо два магніти зближують різні типи полюсів, результати будуть відчувати взаємне притягання.

Візуалізація магнітного поля

Магнітне поле можна візуалізувати двома способами, а саме:

• Описано математично як вектор. Кожен вектор у кожній точці у вигляді стрілки має напрямок і величину в залежності від величини магнітної сили в цій точці.

• Ілюструє за допомогою ліній. Кожен вектор з'єднаний неперервною лінією, і кількість рядків може бути якомога більшою. Цей метод найчастіше використовується для опису магнітного поля.

Характеристика ліній магнітного поля

Лінії магнітного поля мають характеристики, корисні для аналізу, а саме:

• Кожна лінія ніколи не перетинає одна одну

• Лінії будуть тугішими в областях, де магнітне поле стає більшим. Це вказує на те, що чим ближче лінії магнітного поля, тим більша магнітна сила в регіоні.

• Ці лінії ні звідки не починаються і не зупиняються, але лінії утворюють замкнене коло і залишаються з'єднаними в магнітному матеріалі.

• Напрямок магнітного поля представлений стрілками на лініях. Іноді стрілки не малюються на лініях магнітного поля, але магнітне поле завжди матиме напрямок від Північного (Північного) до Південного (Південного) полюса.

• Ці рядки можна візуалізувати в реальному вираженні. Найпростіший метод - розподілити порошок піщинки заліза навколо магніту, і він буде мати ті ж характеристики, що і лінії магнітного поля.

Формули вимірювання та магнітного поля

Магнітне поле є векторною величиною, тому є два аспекти вимірювання магнітного поля, а саме його величина та напрямок.

Для вимірювання напрямку ми можемо використовувати магнітний компас. Якщо магнітний компас розміщений навколо магнітного поля, стрілка компаса також слідуватиме напрямку магнітного поля в цій точці.

Читайте також: Визначення та відмінність омонімів, омофонів та гомографів

У формулі магнітного поля величина магнітного поля записується символом B. Відповідно до Міжнародної системи, сума має одиниці в тесла (T), що взято від імені Нікола Тесла.

Тесла визначається як величина сили магнітного поля. Наприклад, невеликий холодильник видає магнітне поле 0,001 Тл.

Існує один спосіб створити магнітне поле без використання магніту, а саме шляхом проведення електричного струму.

Коли ми пропускаємо електричний струм через дріт (наприклад, підключаючи його до акумулятора), ми матимемо два явища. Чим більше струм, що протікає в кабелі, тим більше створюється магнітне поле. Так само, навпаки.

Відповідно до закону Ампера, магнітні поля застосовуються різними способами, так що деякі рівняння мають такий вигляд:

Формула величини магнітного поля

B = μ I / 2 π r

Інформація:

• B = величина магнітного поля (T)
• μ = константа проникності (4π 10-7 Тм / А)
• I = електричний струм (А)
• r = відстань від кабелю (м)

Формула величини електричного струму

I = B 2πr / μ

Інформація:

• B = величина магнітного поля (T)
• μ = константа проникності (4π 10-7 Тм / А)
• I = електричний струм (А)
• r = відстань від кабелю (м)

Визначення магнітного полюса правою рукою

Щоб з’ясувати напрямок, ми можемо використати принцип правої руки. Великий палець - це напрямок потоку електрики, а інші пальці показують напрямок магнітного поля навколо дроту.

Напрямок великого пальця вгору вказує напрямок електричного потоку із символом i. Тоді як напрямок інших чотирьох радіусів являє собою напрямок поля мегнету із символом B. Наведене зображення знаходиться в горизонтальному та вертикальному положенні.

Приклади проблем магнітного поля та пояснення

Завдання 1

Дріт електрифікований i = 4 А, як показано нижче!

Вкажіть:

• Напруженість магнітного поля в точці А.
• Напруженість магнітного поля в точці B
• Напрямок магнітного поля в точці А.
• Напрямок магнітного поля в точці В

Обговорення:

Відомий

• I = 4 A
• r _A = 2м
• r _B = 1м

Поселення

• B = μI / 2 π r _A
• = 4 π 10 - 7 4/2 π 2
• = 4 10-7 Т

Отже, магнітне поле в точці А дорівнює 4 10-7 Т

• B = μI / 2 π r _B
• B = 4 π 10 - 7 4/2 π 1
• В = 8 10-7 Т

Отже, магнітне поле в точці В дорівнює 8 10-7 Т

У задачі, що вимагає напрямку, ми можемо використовувати правило правої руки, де великий палець вважається струмом, а інші чотири пальці є магнітним полем, стискаючи дріт у точці А.

Також читайте: 24+ мовні стилі (типи Маджі), а також повне розуміння та приклади

Таким чином, щоб напрямок магнітного поля в точці А був назовні або до зчитувача.

У задачі, що вимагає напрямку, ми можемо використовувати правило правої руки, де великий палець вважається струмом, а інші чотири пальці є магнітним полем, стискаючи дріт у точці B.

Таким чином, щоб напрямок магнітного поля в точці B знаходився у або від зчитувача

Завдання 2

Подивіться на наступний малюнок!

Визначте величину і напрям магнітного поля в точці Р!

Обговорення

Струм А створюватиме магнітне поле в точці Р із напрямком надходження в поле, тоді як струм В створює магнітне поле з напрямком, що виходить з поля.

Напрямок згідно B _a входить у поле.

Завдання 3

Подивіться на малюнок вище, провід з електричним струмом розміщений біля магнітного компаса. Скільки електричного струму (і напрямку) потрібно, щоб відмінити магнітне поле Землі від компаса, щоб компас не працював?

Передбачається, що магнітне поле Землі є

Обговорення

Використовуючи формулу магнітного поля:

Ви можете знайти величину електричного струму, а саме:

Ви знаєте, що відстань r від компаса до кабелю становить 0,05 м. то отримано:

За допомогою правила правої руки ми повинні покласти великі пальці вниз так, щоб інші пальці були в протилежному напрямку від магнітного поля компаса. Так що напрямок струму повинен проникати в папір / екран, подалі від нас.

Завдання 4

Провід А і В знаходяться на відстані 1 м і живляться відповідно 1 А і 2 А у напрямку, показаному на малюнку нижче.

Визначте місце розташування точки С, де напруженість магнітного поля НУЛЬ!

Обговорення

Щоб напруженість поля дорівнювала нулю, напруженість поля, що виробляється дротом А і дротом В, повинна бути протилежною і рівною. Можливі позиції - ліворуч від дроту А або праворуч від дроту В. Який взяти, візьміть точку ближче до сили меншого струму. Таким чином, щоб положення було ліворуч від дроту А, просто назвіть відстань як х.

Це пояснення матеріалу магнітного поля та приклади проблем. Може бути корисним.

Довідково:

• Магнітне поле має значення
• Розуміння магнітного поля
• Магнітне поле - формула, визначення, повна справа, приклад задачі
• Магнітне поле: визначення, типи, формули, приклади задач