Câmpul magnetic este un fenomen foarte interesant. În prezent, proprietățile sale și-au găsit aplicație în multe domenii. Știți care este sursa câmpului magnetic? După ce ați citit articolul, veți afla despre el. În plus, vom vorbi despre câteva fapte legate de magnetism. Să începem cu istoria.
Un pic de istorie
Magnetismul și electricitatea nu sunt în niciun caz două fenomene diferite, așa cum s-a crezut în mod greșit multă vreme. Relația lor a devenit clară abia în 1820, când omul de știință danez Hans Christian Oersted (1777-1851) a arătat că un curent electric care curge printr-un fir deviază acul busolei. Curentul creează întotdeauna un câmp magnetic. Nu contează unde curge - între nor și pământ sub formă de fulger sau în mușchiul corpului nostru.
Chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii au încercat să afle care este sursa câmpului magnetic. Mai mult, descoperirile făcute au fost aplicate în practică. Magnetismul a fost observat și folosit (în special în scopuri de navigație) cu mii de ani înainte de a fi elucidat.natura electricității și a găsit aplicații practice. Abia când a devenit cunoscut faptul că materia era compusă din atomi, s-a stabilit în cele din urmă că magnetismul și electricitatea erau interconectate. Oriunde se observă magnetismul, trebuie să existe întotdeauna un fel de curent electric prezent. Cu toate acestea, această descoperire a fost doar începutul unei noi cercetări.
Ce determină manifestarea proprietăților magnetice ale materialelor în absența oricărei surse externe de curent? Mișcarea electronilor care creează curent electric în atomi. Acest tip de magnetism îl vom lua în considerare aici. Am descris pe scurt sursa câmpului magnetic turbionar (curent alternativ).
Magnetit și alte materiale
Abilitatea de a atrage fier și materiale care conțin fier este observată în natură într-un mineral interesant. Vorbim despre magnetit, unul dintre compușii chimici ai fierului. Probabil că un fel de el a fost folosit în primele busole inventate de chinezi. Sursa câmpului magnetic nu este doar acest mineral. De asemenea, este relativ ușor pentru unele materiale să comunice în mod intenționat proprietățile dorite. Dintre acestea, fierul și oțelul sunt cele mai cunoscute. Ambele materiale devin cu ușurință o sursă de câmp magnetic.
Magneți permanenți
Substanțele care atrag fierul formează o clasă specială. Se numesc magneți permanenți. În ciuda numelui, aceștia pot păstra proprietățile necesare doar pentru o perioadă limitată de timp. în formă de magnet permanentbara demonstrează puterea magnetismului terestru. Dacă se poate mișca liber, atunci un capăt se întoarce întotdeauna în direcția Polului Nord al Pământului, iar celăl alt - în direcția Sud. Cele două capete ale unui magnet se numesc poli nord și, respectiv, sud.
Magneții pot avea aproape orice formă: bară, potcoavă, inel sau mai complexe. Sunt utilizate în instrumentele electrice de măsură. Polii magneților sunt desemnați astfel: N (nord) și S (sud). Să vorbim despre modul în care interacționează.
Atracție și repulsie
Polii magnetici opuși se atrag. Știm asta încă de la școală. Atrăgând un alt material, magnetul îl transformă mai întâi într-un magnet slab. Polii cu același nume se resping reciproc (deși acest lucru nu este la fel de evident ca atracția). Când sunt expuse unui magnet, fierul și oțelul devin ei înșiși magneți, dobândind polaritatea opusă. De aceea sunt atrași de el. Dar dacă doi magneți identici cu „sarcini” egale sunt plasați unul lângă celăl alt cu aceiași poli, ce se va întâmpla? Forța de respingere observată va fi egală cu forța de atracție care acționează între doi poli opuși stabiliți la aceeași distanță unul de celăl alt.
Nu doar materialele care conțin fier sunt afectate de magnetism. Cu toate acestea, fenomenele magnetice sunt cel mai ușor de observat în metalele pure. Acestea sunt, de exemplu, fier, nichel, cob alt.
Domenii
Metale care potdevin o sursă de câmp magnetic, constau din mici magneți situati aleatoriu în interiorul substanței. Ele sunt orientate în mod egal doar în zone mici, numite domenii, care pot fi văzute printr-un microscop electronic. În materia nemagnetizată - deoarece domeniile în sine sunt și ele orientate acolo în direcții diferite - câmpul magnetic este zero. Prin urmare, nu sunt observate proprietăți magnetice în acest caz. Astfel, substanța capătă proprietățile necesare numai în anumite condiții.
Procesul de magnetizare este că toate domeniile sunt forțate să se alinieze în aceeași direcție. Când sunt rotite corect, acțiunile lor se stivuiesc. Substanța în ansamblu devine o sursă a unui câmp magnetic. Dacă toate domeniile se aliniază exact în aceeași direcție, materialul își atinge limita magnetică. Trebuie remarcat un model important. Magnetizarea materialului depinde în cele din urmă de magnetizarea domeniilor. Și, la rândul său, este determinat de modul în care atomii individuali sunt localizați în interiorul domeniilor.
Câmpul magnetic al Pământului
Câmpul magnetic al Pământului a fost mult timp măsurat și descris cu acuratețe, dar până acum nu a fost pe deplin explicat. Într-un mod foarte simplificat, poate fi reprezentat ca și cum un simplu magnet plat s-ar afla între polii geografici Nord și Sud. Acesta este ceea ce cauzează unele dintre efectele observate. Dar acest lucru nu explică nici schimbările extrem de neobișnuite ale intensității sau chiar direcția liniilor câmpului magnetic deasupra pământului.nici de ce în urmă cu milioane de ani locația polilor magnetici era opusă prezentului, nici de ce aceștia, deși încet, se mișcă în mod constant. Astfel, lucrurile sunt ceva mai complicate.
Model al câmpului magnetic al Pământului
Să descriem versiunea sa simplificată mai detaliat. Imaginează-ți un magnet lung și plat în centrul Pământului, care va fi sursa câmpului magnetic. Ce altceva trebuie luat în considerare? Substanțele magnetice de pe suprafața globului trebuie aranjate astfel încât polul lor orientat spre nord să se întoarcă în direcția pe care o numim nord (de fapt polul sudic al magnetului imaginar), iar celăl alt pol să fie orientat spre sud (polul nord al magnetului).).
Înțelegerea proceselor fizice complexe provoacă unele dificultăți. Atât magnetismul terestru, cât și magnetismul bucăților mici de fier sunt mai ușor de explicat presupunând că liniile de forță magnetice (denumite adesea linii de flux magnetic) emană de la capătul nordic al magnetului și intră în capătul sudic. Aceasta este o reprezentare foarte arbitrară, folosită numai pentru comoditate, similară modului în care sunt folosite liniile de latitudine și longitudine desenate pe o hartă. Cu toate acestea, ne ajută să înțelegem care este sursa câmpului magnetic al Pământului.
Liniile de forță ale unui magnet plat simplu, care trec de la un pol la altul și acoperă întregul magnet, formează ceva ca un cilindru. Liniile de forță în aceeași direcție par să se respingă reciproc. Ele încep întotdeauna la un tip de stâlp și se termină la un alt tip de stâlp și nu se intersectează niciodată.
Bconcluzie
Așadar, am deschis subiectul „Sursa câmpului magnetic”. După cum puteți vedea, este destul de extins. Am luat în considerare doar conceptele de bază legate de acest subiect.
