Magneettikenttä on erittäin mielenkiintoinen ilmiö. Tällä hetkellä sen ominaisuudet ovat löytäneet käyttöä monilla aloilla. Tiedätkö mikä on magneettikentän lähde? Kun olet lukenut artikkelin, tiedät siitä. Lisäksi puhumme joistakin magnetismiin liittyvistä seikoista. Aloitetaan historiasta.
Hieman historiaa
Magnetismi ja sähkö eivät suinkaan ole kaksi eri ilmiötä, kuten virheellisesti uskottiin pitkään. Heidän suhteensa tuli selväksi vasta vuonna 1820, kun tanskalainen tiedemies Hans Christian Oersted (1777-1851) osoitti, että johdon läpi kulkeva sähkövirta taivuttaa kompassin neulan. Virta muodostaa aina magneettikentän. Ei ole väliä missä se virtaa - pilven ja maan välissä salaman muodossa tai kehomme lihaksessa.
Jo muinaisina aikoina ihmiset yrittivät selvittää, mikä on magneettikentän lähde. Lisäksi tehtyjä löytöjä sovellettiin käytännössä. Magnetismia havaittiin ja käytettiin (erityisesti navigointitarkoituksiin) tuhansia vuosia ennen kuin se selvitettiin.sähkön luonne, ja se on löytänyt käytännön sovelluksia. Vasta kun tiedettiin, että aine koostuu atomeista, todettiin lopulta, että magnetismi ja sähkö liittyvät toisiinsa. Missä tahansa magnetismia havaitaan, siellä on aina oltava jonkinlainen sähkövirta. Tämä löytö oli kuitenkin vasta alkua uudelle tutkimukselle.
Mikä määrittää materiaalien magneettisten ominaisuuksien ilmenemisen ilman ulkoista virtalähdettä? Elektronien liike, joka synnyttää sähkövirtoja atomien sisällä. Juuri tämän tyyppistä magnetismia tarkastelemme tässä. Olemme kuvanneet lyhyesti pyörremagneettikentän (vaihtovirran) lähteen.
Magnetiitti ja muut materiaalit
Kyky houkutella rautaa ja rautaa sisältäviä materiaaleja havaitaan luonnossa yhdessä mielenkiintoisessa mineraalissa. Puhumme magnetiitista, yhdestä raudan kemiallisista yhdisteistä. Luultavasti jonkinlaista sitä käytettiin ensimmäisissä kiinalaisten keksimissä kompasseissa. Magneettikentän lähde ei ole vain tämä mineraali. Joidenkin materiaalien on myös suhteellisen helppoa ilmoittaa tarkoituksellisesti halutut ominaisuudet. Niistä rauta ja teräs ovat tunnetuimpia. Molemmista materiaaleista tulee helposti magneettikentän lähde.
Kesyvät magneetit
Rautaa houkuttelevat aineet muodostavat erityisluokan. Niitä kutsutaan kestomagneeteiksi. Nimestä huolimatta he pystyvät säilyttämään tarvittavat ominaisuudet vain rajoitetun ajan. kestomagneetin muotoinenpalkki osoittaa maan magnetismin voiman. Jos se voi liikkua vapaasti, toinen pää kääntyy aina maan pohjoisnavan suuntaan ja toinen - etelän suuntaan. Magneetin kahta päätä kutsutaan vastaavasti pohjois- ja etelänapa.
Magneteilla voi olla melkein mikä tahansa muoto: tanko, hevosenkengä, rengas tai monimutkaisempi. Niitä käytetään sähköisissä mittauslaitteissa. Magneettien navat on merkitty seuraavasti: N (pohjoinen) ja S (etelä). Puhutaanpa heidän vuorovaikutuksestaan.
Votettavuus ja vastenmielisyys
Vastakkaiset magneettiset navat vetävät puoleensa. Olemme tienneet tämän koulusta asti. Vetämällä puoleensa jotain muuta materiaalia magneetti muuttaa sen ensin heikoksi magneetiksi. Samannimiset puolalaiset hylkivät toisiaan (vaikka tämä ei ole niin ilmeistä kuin vetovoima). Kun rauta ja teräs altistuvat magneetille, niistä tulee itse magneetteja ja ne saavat vastakkaisen napaisuuden. Siksi he ovat kiinnostuneita hänestä. Mutta jos kaksi identtistä magneettia, joilla on samat "varaukset" asetetaan lähelle toisiaan samoilla navoilla, mitä tapahtuu? Havaittu hylkimisvoima on yhtä suuri kuin vetovoima, joka vaikuttaa kahden vastakkaisen navan välillä, jotka on asetettu samalle etäisyydelle toisistaan.
Magnetismi ei vaikuta vain rautaa sisältäviin materiaaleihin. Kuitenkin magneettiset ilmiöt havaitaan helpoimmin puhtaissa metalleissa. Näitä ovat esimerkiksi rauta, nikkeli, koboltti.
Domains
Metalleja, jotka voivattulee magneettikentän lähteeksi, koostuvat pienistä magneeteista, jotka sijaitsevat satunnaisesti aineen sisällä. Ne ovat samalla tavalla suunnattuja vain pienille alueille, joita kutsutaan domeeniksi ja jotka voidaan nähdä elektronimikroskoopin läpi. Magnetoimattomassa aineessa - koska myös itse domeenit ovat siellä eri suuntiin - magneettikenttä on nolla. Siksi tässä tapauksessa ei havaita magneettisia ominaisuuksia. Siten aine saa tarvittavat ominaisuudet vain tietyissä olosuhteissa.
Magnetointiprosessissa kaikki alueet pakotetaan asettumaan samaan suuntaan. Kun niitä pyöritetään oikein, niiden toiminta pinoutuu. Aineesta tulee kokonaisuutena magneettikentän lähde. Jos kaikki alueet asettuvat täsmälleen samaan suuntaan, materiaali saavuttaa magneettisen rajansa. Yksi tärkeä malli on syytä huomioida. Materiaalin magnetoituminen riippuu viime kädessä domeenien magnetoitumisesta. Ja sen puolestaan määrää se, kuinka yksittäiset atomit sijaitsevat alueiden sisällä.
Maan magneettikenttä
Maan magneettikenttä on pitkään mitattu ja kuvattu tarkasti, mutta toistaiseksi sitä ei ole täysin selitetty. Hyvin yksinkertaistetulla tavalla se voidaan esittää ikään kuin yksinkertainen litteä magneetti sijaitsee pohjoisen ja etelän maantieteellisen navan välissä. Tämä aiheuttaa joitakin havaituista vaikutuksista. Mutta tämä ei selitä erittäin epätavallisia muutoksia magneettikenttälinjojen voimakkuudessa tai edes suunnassa maan yläpuolella.pintaa, eikä sitä, miksi miljoonia vuosia sitten magneettinapojen sijainti oli päinvastainen kuin nykyinen, eikä miksi ne, vaikkakin hitaasti, liikkuvat jatkuvasti. Näin ollen asiat ovat hieman monimutkaisempia.
Maan magneettikentän malli
Kuvataanpa sen yksinkertaistettua versiota tarkemmin. Kuvittele pitkä litteä magneetti maan keskellä, joka on magneettikentän lähde. Mitä muuta pitää ottaa huomioon? Maapallon pinnalla olevat magneettiset aineet on järjestettävä siten, että niiden pohjoisnapa kääntyy suuntaan, jota kutsumme pohjoiseksi (itse asiassa kuvitteellisen magneetin etelänapa), ja toinen napa osoittaa etelään (magneetin pohjoisnapa).).
Monimutkaisten fyysisten prosessien ymmärtäminen aiheuttaa vaikeuksia. Sekä maanpäällinen magnetismi että pienten rautapalojen magnetismi on helpompi selittää olettaen, että magneettiset voimalinjat (kutsutaan usein magneettivuon viivoiksi) tulevat magneetin pohjoispäästä ja tulevat eteläpäähän. Tämä on hyvin mieliv altainen esitys, jota käytetään vain mukavuussyistä, samalla tavalla kuin kartalle piirrettyjä leveys- ja pituuspiiriviivoja. Se kuitenkin auttaa meitä ymmärtämään, mikä Maan magneettikentän lähde on.
Yksinkertaisen litteän magneetin voimalinjat, jotka kulkevat napasta toiseen ja peittävät koko magneetin, muodostavat jotain sylinterin k altaista. Samansuuntaiset voimalinjat näyttävät hylkivän toisiaan. Ne alkavat aina yhden tyyppisestä napasta ja päättyvät toisen tyyppiseen napaan eivätkä koskaan leikkaa toisiaan.
Bjohtopäätös
Olemme siis avanneet aiheen "Magneettisen kentän lähde". Kuten näet, se on melko laaja. Olemme ottaneet huomioon vain tähän aiheeseen liittyvät peruskäsitteet.
