Вещество магнитного поля: формулы, примеры задач и объяснения

магнитное поле

Магнитное поле - это иллюстрация, цель которой - описать и визуализировать, как магнитная сила распределяется между магнитным объектом или вокруг самого магнитного объекта.

Как мы уже знаем, у магнитов есть два полюса, называемые северным полюсом и южным полюсом.

Если поднести магнит близко к другому магниту, полюса которого одного типа, два магнита будут испытывать отталкивание.

Другое дело, если два магнита приблизить друг к другу полюсами разных типов, в результате возникнет взаимное притяжение.

Визуализация магнитного поля

Магнитное поле можно визуализировать двумя способами, а именно:

  • Математически описывается как вектор. Каждый вектор в каждой точке в форме стрелки имеет направление и величину в зависимости от величины магнитной силы в этой точке.
магнитное поле
  • Иллюстрирует использование линий. Каждый вектор соединен непрерывной линией, и можно сделать как можно больше линий. Этот метод чаще всего используется для описания магнитного поля.
магнитное поле

Характеристики силовых линий магнитного поля.

Силовые линии магнитного поля имеют полезные для анализа характеристики, а именно:

  • Каждая линия никогда не пересекает друг друга

  • Линии станут более плотными в областях, где увеличивается магнитное поле. Это указывает на то, что чем плотнее силовые линии магнитного поля, тем больше магнитная сила в этой области.

  • Эти линии не начинаются и не заканчиваются ниоткуда, но линии образуют замкнутый круг и остаются соединенными в магнитном материале.

  • Направление магнитного поля показано стрелками на линиях. Иногда стрелки не рисуются на линиях магнитного поля, но магнитное поле всегда будет иметь направление от северного (северного) к южному (южному) полюсу.

  • Эти линии можно визуализировать в реальном времени. Самый простой способ - распределить порошок железной крошки вокруг магнита, и он будет иметь те же характеристики, что и силовые линии магнитного поля.
магнитное поле

Формулы измерения и магнитного поля

Магнитное поле является векторной величиной, поэтому есть два аспекта измерения магнитного поля, а именно его величина и направление.

Чтобы измерить направление, мы можем использовать магнитный компас. Если магнитный компас расположен вокруг магнитного поля, стрелка компаса также будет следовать за направлением магнитного поля в этой точке.

Также читайте: Определение и различие омонимов, омофонов и омографов

В формуле магнитного поля величина магнитного поля записывается с помощью символа B. В соответствии с Международной системой, величина выражается в единицах тесла (Тл), что происходит от имени Николы Тесла.

Тесла определяется как сила магнитного поля. Например, небольшой холодильник создает магнитное поле в 0,001 Тл.

Есть один способ создать магнитное поле без использования магнита, а именно, проводя электрический ток.

Когда мы пропускаем электрический ток через кабель (например, подключая его к батарее), мы получаем два явления. Чем больше ток, протекающий по кабелю, тем сильнее создается магнитное поле. Точно так же наоборот.

В соответствии с законом Ампера магнитные поля применяются разными способами, поэтому некоторые из уравнений имеют следующий вид:

Формула магнитуды для магнитного поля

B = μ I / 2 π r

Информация:

  • B = величина магнитного поля (Тл)
  • μ = константа проницаемости (4π 10-7 Тм / А)
  • I = электрический ток (А)
  • r = расстояние от кабеля (м)

Формула количества электрического тока

I = B 2πr / μ

Информация:

  • B = величина магнитного поля (Тл)
  • μ = константа проницаемости (4π 10-7 Тм / А)
  • I = электрический ток (А)
  • r = расстояние от кабеля (м)

Определение магнитного полюса правой рукой

Чтобы узнать направление, мы можем использовать принцип правой руки. Большой палец показывает направление потока электричества, а другие пальцы показывают направление магнитного поля вокруг провода.

формула магнитного поляформула магнитного поля

Направление большого пальца вверх указывает направление электрического потока символом i. В то время как направление других четырех радиусов представляет направление поля мегасети с символом B. Изображение выше находится в горизонтальном и вертикальном положении.

Примеры проблем с магнитным полем и их объяснения

Проблема 1

формула магнитного поля

Электрифицированный провод i = 4 А, как показано ниже!

Уточнить:

  • Напряженность магнитного поля в точке А.
  • Напряженность магнитного поля в точке B
  • Направление магнитного поля в точке А.
  • Направление магнитного поля в точке B

Обсуждение:

Известный

  • I = 4 А
  • r A = 2 м
  • r B = 1 м

Поселок

  • B = μI / 2 π r A
  • = 4 π 10 - 7 4/2 π 2
  • = 4 10-7 т

Итак, магнитное поле в точке А составляет 4 10-7 Тл.

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

Итак, магнитное поле в точке B составляет 8 10-7 Тл.

В задаче, запрашивающей направление, мы можем использовать правило правой руки, где предполагается, что большой палец является током, а другие четыре пальца представляют собой магнитное поле, при этом зажимая провод в точке А.

Также прочтите: 24+ языковых стиля (видов маджас) вместе с полным пониманием и примерами

Так, чтобы направление магнитного поля в точке А было наружу или к читателю.

В задаче, запрашивающей направление, мы можем использовать правило правой руки, где предполагается, что большой палец является током, а другие четыре пальца представляют собой магнитное поле, при этом зажимая провод в точке B.

Так что направление магнитного поля в точке B находится в считывающем устройстве или от него.

Проблема 2

Посмотрите на следующую картинку!

формула магнитного поля

Определите величину и направление магнитного поля в точке P!

Обсуждение

Ток A будет создавать магнитное поле в точке P с направлением входа в поле, в то время как ток B создает магнитное поле с направлением вне поля.

Направление согласно B a входит в поле.

Проблема 3

Посмотрите на картинку выше, рядом с магнитным компасом проложен провод с электрическим током. Сколько электрического тока (и направления) необходимо, чтобы нейтрализовать магнитное поле Земли относительно компаса, чтобы компас не работал?

Предполагается, что магнитное поле Земли равно

Обсуждение

Используя формулу магнитного поля:

Вы можете узнать количество электрического тока, а именно:

Вы знаете, что расстояние r от компаса до кабеля составляет 0,05 м. затем получили:

Используя правило правой руки, мы должны положить большие пальцы вниз так, чтобы другие пальцы находились в направлении, противоположном направлению магнитного поля компаса. Так что направление тока должно проникать в сторону бумаги / экрана, от нас.

Проблема 4

Провода A и B расположены на расстоянии 1 м друг от друга, и на них подается напряжение 1 A и 2 A соответственно в направлении, показанном на рисунке ниже.

Определите местоположение точки C, где напряженность магнитного поля равна НУЛЮ!

Обсуждение

магнитное поле

Чтобы напряженность поля была равна нулю, напряженности поля, создаваемые проводом A и проводом B, должны быть противоположными и равными. Возможные положения: слева от провода A или справа от провода B. Какое из них выбрать, выберите точку ближе к силе меньшего тока. Чтобы позиция находилась слева от провода A, просто назовите расстояние как x.

Таково объяснение материала магнитного поля и примеры проблем. Может быть полезно.

Справка:

  • Материя магнитного поля
  • Понимание магнитного поля
  • Магнитное поле - формула, определение, все дело, пример задачи
  • Магнитное поле: определение, типы, формулы, примеры задач