Representación gráfica del campo magnético. Flujo vectorial de inducción magnética

El campo magnético se puede representar gráficamente usando líneas de inducción magnética. La línea de inducción magnética se llama línea, la tangente a la cual en cada punto coincide con la dirección del vector de inducción del campo magnético (Fig. 6).

Los estudios han demostrado que las líneas de inducción magnética son lineas cerradas cubriendo las corrientes. La densidad de las líneas de inducción magnética es proporcional a la magnitud del vector en un lugar dado del campo. En el caso de un campo magnético de corriente continua, las líneas de inducción magnética tienen la forma de círculos concéntricos que se encuentran en planos perpendiculares a la corriente, centrados en una línea recta con corriente. La dirección de las líneas de inducción magnética, independientemente de la forma de la corriente, puede determinarse mediante la regla de gimlet. En el caso de un campo magnético de corriente continua, el gimlet debe girarse de tal manera que movimiento hacia adelante coincide con la dirección de la corriente en el alambre, entonces movimiento rotatorio el mango de la barrena coincidirá con la dirección de las líneas de inducción magnética (Fig. 7).

En la fig. 8 y 9 muestran los patrones de las líneas de inducción magnética del campo de corriente circular y el campo del solenoide. El solenoide es una colección de corrientes circulares con un eje común.

Las líneas del vector de inducción dentro del solenoide son paralelas entre sí, la densidad de las líneas es la misma, el campo es uniforme (= constante). El campo de un solenoide es similar al campo de un imán permanente. El extremo del solenoide, del que salen las líneas de inducción, es similar al polo norte - N, el extremo opuesto del solenoide es similar al polo sur - S.

El número de líneas de inducción magnética que penetran en una determinada superficie se denomina flujo magnético a través de esta superficie. designado flujo magnético la letra F en (o F).

,

(3)

Donde α es el ángulo formado por el vector y la normal a la superficie (Fig. 10).

es la proyección del vector sobre la normal al área S.

El flujo magnético se mide en webers (Wb): [F] = [B] × [S] = Tl × m 2 = =

"Determinación del campo magnético" - De acuerdo con los datos obtenidos durante los experimentos, complete la tabla. J. Verne. Cuando acercamos un imán a la aguja magnética, esta gira. Representación gráfica de campos magnéticos. Hans Christian Oersted. Campo eléctrico. El imán tiene dos polos: norte y sur. La etapa de generalización y sistematización del conocimiento.

"Campo magnético y su representación gráfica" - Campo magnético no uniforme. Bobinas con corriente. líneas magnéticas. La hipótesis de Ampère. Dentro de la barra magnética. Polos magnéticos opuestos. Aurora boreal. El campo magnético de un imán permanente. Un campo magnético. El campo magnético de la Tierra. polos magnéticos Biometrología. círculos concéntricos. Campo magnético uniforme.

"Energía de campo magnético" - Valor escalar. Cálculo de la inductancia. Campos magnéticos permanentes. Tiempo de relajacion. Definición de inductancia. energía de la bobina Extracorrientes en un circuito con inductancia. Procesos de transición. Densidad de energia. Electrodinámica. Circuito oscilatorio. Campo magnético pulsado. Autoinducción. Densidad de energía del campo magnético.

"Características del campo magnético" - Líneas de inducción magnética. Regla de Gimlet. están girando a lo largo lineas de fuerza. modelo de computadora el campo magnético de la tierra. constante magnética. Inducción magnética. El número de portadores de carga. Tres formas de establecer el vector de inducción magnética. Campo magnético de la corriente eléctrica. El físico William Hilbert.

"Propiedades del campo magnético" - Tipo de sustancia. Inducción magnética de un campo magnético. Inducción magnética. Imán permanente. Algunos valores de inducción magnética. Aguja magnética. Vocero. Módulo del vector de inducción magnética. Las líneas de inducción magnética siempre están cerradas. Interacción de corrientes. Esfuerzo de torsión. Propiedades magnéticas sustancias

"Movimiento de partículas en un campo magnético" - Espectrógrafo. Manifestación de la acción de la fuerza de Lorentz. Fuerza de Lorentz. Ciclotrón. Determinación de la magnitud de la fuerza de Lorentz. preguntas de examen. Direcciones de la fuerza de Lorentz. Materia interestelar. La tarea del experimento. Cambiar ajustes. Un campo magnético. espectrógrafo de masas. Movimiento de partículas en un campo magnético. Tubo de rayos catódicos.

En total hay 20 presentaciones en el tema.

Para estudiar la estructura del campo magnético, se utiliza método de espectro. Pequeñas limaduras de hierro que caen en un campo magnético, están magnetizados y, interactuando entre sí, forman cadenas, cuya disposición permite juzgar la estructura del campo magnético.

Como ejemplo de aplicación método de espectro Considere un experimento con el campo magnético de un conductor recto. Pasemos un largo conductor recto conectado a un circuito eléctrico a través de una delgada placa dieléctrica. Sobre la placa verteremos pequeñas limaduras de hierro dando ligeros golpecitos sobre la placa. El aserrín se juntará alrededor del conductor en forma de círculos concéntricos de varios diámetros (Fig. 6.10). Al repetir el experimento con otros conductores a otros valores de intensidad de corriente, obtenemos patrones similares, que se denominan espectros magnéticos.

Espectros puede representarse en papel como líneas de inducción magnética.

Para un conductor recto, tal imagen se muestra en la fig. 6.11. En las imágenes de espectros magnéticos líneas de inducción magnética mostrar la dirección de la inducción magnética en cada punto. En cada punto de la línea de inducción, la tangente coincide con el vector de inducción magnética.

Las líneas tangentes a las que en cada punto muestran la dirección de la inducción magnética se llaman líneas de inducción magnética.

Densidad líneas de inducción magnética depende del módulo de inducción magnética. Es más grande donde el módulo es más grande, y viceversa. La dirección de las líneas de inducción magnética de un conductor directo está determinada por la regla del tornillo derecho.

Espectros de campos magnéticos los conductores de diferente forma tienen mucho en común.

Entonces, el espectro del campo magnético de un anillo con corriente es similar a dos espectros combinados de conductores rectos (Fig. 6.12). Solo la densidad de las líneas de inducción en el centro del anillo es mayor (Fig. 6.13).

El espectro magnético de la bobina con gran cantidad vueltas (solenoide) se muestra en la fig. 6.14. La figura muestra que las rectas La inducción magnética de tal bobina es internamente paralela y tiene la misma densidad. Esto indica que dentro de la bobina larga el campo magnético es uniforme: en todos los puntos la inducción magnética es la misma (Fig. 6.15). Las líneas de inducción magnética divergen solo fuera de la bobina, donde el campo magnético no es homogéneo.

Si comparamos los espectros de los campos magnéticos de los conductores con la corriente varias formas, entonces se puede ver que las líneas de inducción siempre están cerradas o con más continuación, pueden cerrar. Esto indica la ausencia de cargas magnéticas. Tal campo se llama vórtice. campo de vórtice no tiene potencial.material del sitio

En esta página, material sobre los temas:

• Espectros de campos magnéticos GDz Reshebnik

• ¿Qué procesos físicos ocurren durante la formación del espectro magnético?

• Descubrimientos en el campo de los campos magnéticos.

• Informe sobre el tema del campo magnético y su representación gráfica.

• Ejemplos de espectros de campo magnético

Preguntas sobre este artículo:

No podemos ver el campo magnético, sin embargo, para una mejor comprensión. fenómenos magnéticos es importante aprender a retratarlo. Las flechas magnéticas ayudarán con esto. Cada una de esas flechas es un pequeño imán permanente que gira fácilmente en un plano horizontal (Fig. 2.1). Acerca de cómo se representa gráficamente el campo magnético y qué cantidad física lo caracteriza, aprenderá de este párrafo.

Arroz. 2.2. En un campo magnético, las flechas magnéticas están orientadas de cierta manera: el polo norte de la flecha indica la dirección del vector de inducción del campo magnético en un punto dado

Estudiamos la característica de potencia del campo magnético.

Si una partícula cargada se mueve en un campo magnético, entonces el campo actuará sobre la partícula con alguna fuerza. El valor de esta fuerza depende de la carga de la partícula, la dirección y el valor de la velocidad de su movimiento, y también de la intensidad del campo.

La característica de potencia de un campo magnético es la inducción magnética.

La inducción magnética (inducción de campo magnético) es una cantidad física vectorial que caracteriza acción de poder campo magnético.

La inducción magnética se denota con el símbolo B.

La unidad SI de inducción magnética es tesla; llamado así por el físico serbio Nikola Tesla (1856-1943):

Para la dirección del vector de inducción magnética en un punto dado del campo magnético, se toma la dirección indicada por el polo norte de la aguja magnética instalada en este punto (Fig. 2.2).

¡Nota! La dirección de la fuerza con la que actúa el campo magnético sobre partículas cargadas en movimiento o sobre un conductor con corriente, o sobre una aguja magnética, no coincide con la dirección del vector de inducción magnética.

Líneas magnéticas:

Arroz. 2.3. Líneas de campo magnético de un imán de barra

Fuera del imán, salen del polo norte del imán y entran por el sur;

Siempre cerrado (el campo magnético es un campo de vórtice);

Más densamente ubicado en los polos del imán;

nunca cruzar

Representando un campo magnético.

En la fig. 2.2 vemos cómo las agujas magnéticas están orientadas en un campo magnético: sus ejes parecen formar líneas, y el vector de inducción magnética en cada punto está dirigido a lo largo de la tangente a la línea que pasa por este punto.

Con la ayuda de líneas magnéticas, los campos magnéticos se representan gráficamente:

1) la dirección del vector de inducción magnética se toma como la dirección de la línea de inducción magnética en un punto dado;

Arroz. 2.4. Las cadenas de limaduras de hierro reproducen el patrón de las líneas de inducción magnética del campo magnético de un imán de herradura

2) cuanto más grande es el módulo de inducción magnética, más se acercan entre sí líneas magnéticas.

Habiendo considerado la representación gráfica del campo magnético de un imán de barra, podemos sacar algunas conclusiones (ver Fig. 2.3).

Tenga en cuenta que estas conclusiones son válidas para las líneas magnéticas de cualquier imán.

¿Cuál es la dirección de las líneas magnéticas dentro de la barra magnética?

La imagen de las líneas magnéticas se puede reproducir utilizando limaduras de hierro.

Tomemos un imán en forma de herradura, coloquemos una placa de plexiglás sobre él y viertamos limaduras de hierro sobre la placa a través de un colador. En un campo magnético, cada pieza de hierro se magnetizará y se convertirá en una pequeña "aguja magnética". Las "flechas" improvisadas se orientarán a lo largo de las líneas magnéticas del campo magnético del imán (Fig. 2.4).

Haz un dibujo de las líneas magnéticas del campo magnético de un imán de herradura.

Más información sobre un campo magnético uniforme

Un campo magnético en alguna parte del espacio se llama homogéneo si en cada uno de sus puntos los vectores de inducción magnética son los mismos tanto en valor absoluto como en dirección (Fig. 2.5).

En áreas donde el campo magnético es uniforme, las líneas de inducción magnética son paralelas y están ubicadas a la misma distancia entre sí (Fig. 2.5, 2.6). Es costumbre representar las líneas magnéticas de un campo magnético uniforme dirigido hacia nosotros como puntos (Fig. 2.7, a), como si viéramos "puntas de flecha" volando hacia nosotros. Si las líneas magnéticas se alejan de nosotros, entonces se representan como cruces: parece que vemos las "plumas de flechas" volando de nosotros (Fig. 2.7, b).

En la mayoría de los casos, estamos tratando con un campo magnético no homogéneo, un campo en diferentes puntos cuyos vectores de inducción magnética tienen diferentes significados y direcciones. Las líneas magnéticas de tal campo son curvas y su densidad es diferente.

Arroz. 2.6. El campo magnético dentro de la barra magnética (a) y entre dos imanes enfrentados con polos opuestos (b) puede considerarse homogéneo

Estudiando el campo magnético de la Tierra

Para estudiar el magnetismo terrestre, William Gilbert hizo un imán permanente en forma de bola (un modelo de la Tierra). Después de colocar una brújula en la pelota, notó que la aguja de la brújula se comporta de la misma manera que en la superficie de la Tierra.

Los experimentos permitieron al científico suponer que la Tierra es un gran imán y que su polo sur magnético se encuentra en el norte de nuestro planeta. Investigaciones posteriores confirmaron la hipótesis de W. Gilbert.

En la fig. 2.8 muestra una imagen de las líneas de inducción magnética del campo magnético de la Tierra.

arroz. 2.7. La imagen de las líneas de inducción magnética de un campo magnético uniforme, que son perpendiculares al plano de la figura y dirigidas hacia nosotros (a); enviado por nosotros (b)

Imagina que estás caminando hacia el Polo Norte, moviéndote exactamente en la dirección que apunta la aguja de la brújula. ¿Llegarás a tu destino?

Las líneas de inducción magnética del campo magnético terrestre no son paralelas a su superficie. Si fija la aguja magnética en la suspensión del cardán, es decir, para que pueda girar libremente tanto alrededor de la horizontal como

Arroz. 2.8. El diseño de las líneas magnéticas del campo magnético del planeta Tierra.

y alrededor ejes verticales, la flecha se colocará en ángulo con respecto a la superficie de la Tierra (Fig. 2.9).

¿Cómo se ubicará la aguja magnética en el dispositivo de la fig. 2.9 cerca del polo norte magnético de la tierra? cerca del polo sur magnético de la tierra?

El campo magnético de la Tierra ha ayudado durante mucho tiempo a orientar a los viajeros, marineros, militares y no solo a ellos. Está comprobado que los peces, mamíferos marinos y aves durante sus migraciones son guiados por el campo magnético terrestre. También se orientan, buscando el camino a casa, y algunos animales, como los gatos.

Más información sobre las tormentas magnéticas

Los estudios han demostrado que en cualquier área, el campo magnético de la Tierra cambia periódicamente, todos los días. Además, se observan pequeños cambios anuales en el campo magnético terrestre. Sin embargo, también hay cambios drásticos. Las fuertes perturbaciones del campo magnético terrestre, que cubren todo el planeta y duran de uno a varios días, se denominan tormentas magnéticas. Las personas sanas prácticamente no las sienten, pero las que las tienen enfermedades cardiovasculares y enfermedades sistema nervioso, tormentas magnéticas causar deterioro en el bienestar.

El campo magnético de la Tierra es una especie de "escudo" que protege a nuestro planeta de los que vuelan desde el espacio, principalmente del Sol (" viento soleado"), partículas cargadas. Cerca de los polos magnéticos, las corrientes de partículas vuelan muy cerca de la atmósfera terrestre. Con un aumento en la actividad solar, las partículas cósmicas ingresan a las capas superiores de la atmósfera e ionizan las moléculas de gas: se observan auroras en la Tierra (Fig. 2.10).

Resumiendo

La inducción magnética B es una cantidad física vectorial que caracteriza la acción de la fuerza de un campo magnético. La dirección del vector de inducción magnética coincide con la dirección indicada por el polo norte de la aguja magnética. La unidad SI de inducción magnética es tesla (T).

Las líneas dirigidas condicionales, en cada punto en el que la tangente coincide con la línea a lo largo de la cual se dirige el vector de inducción magnética, se denominan líneas de inducción magnética o líneas magnéticas.

Las líneas de inducción magnética siempre son cerradas, por fuera del imán salen por el polo norte del imán y entran por el polo sur, son más densas en aquellas zonas del campo magnético donde el módulo de inducción magnética es mayor.

El planeta Tierra tiene un campo magnético. Cerca del polo norte geográfico de la Tierra se encuentra su polo sur magnético, cerca del polo sur geográfico, el polo norte magnético.

preguntas de examen

1. Defina inducción magnética. 2. ¿Cómo se dirige el vector de inducción magnética? 3. ¿Cuál es la unidad SI de inducción magnética? ¿De quién es su nombre? 4. Dar la definición de líneas de inducción magnética. 5. ¿Qué dirección se toma como dirección de las líneas magnéticas? 6. ¿Qué determina la densidad de las líneas magnéticas? 7. ¿Qué campo magnético se llama homogéneo? 8. Demuestra que la Tierra tiene un campo magnético. 9. ¿Cómo son los polos magnéticos de la Tierra en relación con los geográficos? 10. ¿Qué son las tormentas magnéticas? ¿Cómo afectan a una persona?

Ejercicio 2

1. En la fig. 1 muestra las líneas de inducción magnética en una determinada sección del campo magnético. Para todos casos ac determinar: 1) si este campo es homogéneo o no homogéneo; 2) la dirección del vector de inducción magnética en los puntos A y B del campo; 3) en qué punto - A o B - la inducción magnética del campo es mayor.

2. ¿Por qué una rejilla de ventana de acero puede magnetizarse con el tiempo?

3. En la fig. 2 muestra las líneas del campo magnético creado por dos imanes permanentes idénticos uno frente al otro con los mismos polos.

1) ¿Hay un campo magnético en el punto A?

2) ¿Cuál es la dirección del vector de inducción magnética en el punto B? en el punto C?

3) ¿En qué punto - A, B o C - la inducción del campo magnético es mayor?

4) ¿Cuál es la dirección de los vectores de inducción magnética dentro de los imanes?

4. Anteriormente, durante las expediciones al Polo Norte, había dificultades para determinar la dirección del movimiento, porque las brújulas ordinarias casi no funcionaban cerca del polo. ¿Por qué crees?

5. Utilice fuentes de información adicionales y descubra cuán importante es el campo magnético para la vida en nuestro planeta. ¿Qué pasaría si el campo magnético de la Tierra desapareciera repentinamente?

6. Hay zonas de la superficie terrestre donde la inducción magnética del campo magnético terrestre es mucho mayor que en las zonas vecinas. Utilice fuentes de información adicionales y aprenda más sobre las anomalías magnéticas.

7. Explica por qué cualquier cuerpo sin carga siempre se siente atraído por un cuerpo que tiene carga eléctrica.

Este es material de libro de texto.

Experimento de Oersted en 1820. ¿Qué indica la desviación de la aguja magnética al cerrar? circuito eléctrico? Hay un campo magnético alrededor de un conductor que lleva corriente. La aguja magnética reacciona a ella. La fuente del campo magnético son cargas o corrientes eléctricas en movimiento.

El experimento de Oersted en 1820. ¿Qué indica el hecho de que la aguja magnética se encendió? Esto significa que la dirección de la corriente en el conductor ha cambiado a la opuesta.

Experimento de Ampère en 1820. ¿Cómo explicar el hecho de que los conductores con corriente interactúen entre sí? Sabemos que un campo magnético actúa sobre un conductor que lleva corriente. Por lo tanto, el fenómeno de interacción de corrientes se puede explicar de la siguiente manera: electricidad en el primer conductor se genera un campo magnético que actúa sobre la corriente del segundo y viceversa...

Unidad de intensidad de corriente Si una corriente de 1 A fluye a través de dos conductores paralelos de 1 m de largo, ubicados a una distancia de 1 m entre sí, entonces interactúan con una fuerza N.

Unidad de intensidad de corriente 2 A ¿Cuál es la intensidad de la corriente en los conductores si interactúan con la fuerza H?

¿Qué es un campo magnético y cuáles son sus propiedades? 1.MP es una forma especial de materia que existe independientemente de nosotros y de nuestro conocimiento sobre ella. 2. MP se genera al mover cargas eléctricas y se detecta por la acción de las cargas eléctricas en movimiento. 3. Con la distancia de la fuente de MF, se debilita.

Propiedades de las líneas magnéticas: 1. Las líneas magnéticas son curvas cerradas. ¿Qué dice? Si tomas un pedazo de un imán y lo rompes en dos, cada pedazo tendrá nuevamente un polo "norte" y un "sur". Si vuelves a dividir la pieza resultante en dos partes, cada parte volverá a tener un polo "norte" y un polo "sur". No importa cuán pequeñas sean las piezas de imanes resultantes, cada pieza siempre tendrá un polo "norte" y un polo "sur". Es imposible lograr un monopolo magnético ("mono" significa uno, monopolo - un polo). Al menos, este es el punto de vista moderno sobre este fenómeno. Esto sugiere que no hay cargas magnéticas en la naturaleza. Polos magnéticos no se puede dividir.

2. Puede detectar un campo magnético por... A) actuando sobre cualquier conductor, B) actuando sobre un conductor a través del cual fluye una corriente eléctrica, C) una pelota de tenis cargada suspendida de un hilo delgado e inextensible, D) por cargas eléctricas en movimiento. a) A y B, b) A y C, c) B y C, d) B y D.

7. ¿Qué afirmaciones son verdaderas? A. Las cargas eléctricas existen en la naturaleza. B. Hay cargas magnéticas en la naturaleza. B. No existe en la naturaleza cargas eléctricas. D. No hay cargas magnéticas en la naturaleza. a) A y B, b) A y C, c) A y D, d) B, C y D.

10. Dos conductores paralelos de 1 m de longitud, situados a una distancia de 1 m entre sí cuando circula por ellos una corriente eléctrica, se atraen con una fuerza N. Esto significa que por los conductores circulan corrientes... a) direcciones opuestas de 1 A, b ) una dirección 1 A cada una, c) direcciones opuestas 0,5 A cada una, d) una dirección 0,5 A cada una.

23. La aguja magnética se desviará si se coloca cerca de... A) cerca del flujo de electrones, B) cerca del flujo de átomos de hidrógeno, C) cerca del flujo de iones negativos, D) cerca del flujo de iones positivos, E) cerca del flujo de núcleos del átomo de oxígeno. a) todas las respuestas son correctas b) A, B, C y D, c) B, C, D, d) B, C, D, E

3. La figura muestra una sección transversal de un conductor con corriente en el punto A, la corriente eléctrica entra perpendicular al plano de la figura. ¿Cuál de las direcciones presentadas en el punto M corresponde a la dirección del vector B de la inducción del campo magnético de la corriente en este punto? a) 1, b) 2, c) 3, 4)