Natura magnetyzmu: strumień magnetyczny, definicja, właściwości, ogólna charakterystyka

Materiały magnetyczne to te, na które mają wpływ specjalne pola siłowe, z kolei niemagnetyczne materiały nie są lub słabo na nie oddziaływane przez siły pola magnetycznego, które zwykle przedstawia się przy użyciu linii siły (strumienia magnetycznego) o określonych właściwościach. Poza tym, że zawsze tworzą zamknięte pętle, zachowują się tak, jakby były elastyczne, to znaczy podczas zniekształceń starają się powrócić do poprzedniej odległości i do swojej naturalnej formy.

Niewidzialna moc

Magnesy przyciągają niektóre metale, zwłaszcza żelazo i stal, a także nikiel, stopy niklu, chromu i kobaltu. Materiały tworzące grawitacja są magnesami. Istnieją różne ich rodzaje. Materiały, które można łatwo namagnetyzować, nazywane są ferromagnetykami. Mogą być twarde lub miękkie. Miękkie materiały ferromagnetyczne, takie jak żelazo, szybko tracą swoje właściwości. Magnesy wykonane z tych materiałów nazywane są tymczasowymi. Twarde materiały, takie jak stal, dłużej zachowują swoje właściwości i są używane jako stałe.

Strumień magnetyczny: definicja i charakterystyka

Pole magnetyczne ma pewne pole siłowe, co stwarza możliwość energii. Strumień magnetyczny jest równy iloczynowi średnich pól sił prostopadłych do powierzchni, do której penetruje. Jest on przedstawiony za pomocą symbolu "Φ", mierzony jest w jednostkach zwanych Webers (WB). Wartość przepływu przechodzącego przez dany obszar będzie się różnić w zależności od punktu wokół obiektu. Zatem strumień magnetyczny jest tak zwaną miarą natężenia pola magnetycznego lub prądu elektrycznego, w oparciu o całkowitą liczbę naładowanych linii pola przechodzących przez określony obszar.

Ujawnienie tajemnicy strumienia magnetycznego

Wszystkie magnesy, niezależnie od ich formy, mają dwa obszary, zwane biegunami, zdolne wytworzyć pewien łańcuch zorganizowanego i zrównoważonego układu niewidzialnych linii sił. Te linie ze strumienia tworzą specjalne pole, którego kształt wydaje się bardziej intensywny w niektórych częściach niż inne. Obszary o najwyższej atrakcyjności nazywane są tyczkami. Linie pola wektorowego nie mogą być wykrywane gołym okiem. Wizualnie są zawsze wyświetlane w postaci linii siły z unikalnymi biegunami na każdym końcu materiału, gdzie linie są bardziej gęste i skoncentrowane. Strumień magnetyczny to linie, które wywołują wibracje przyciągania lub odpychania, pokazując ich kierunek i intensywność.

Linie strumienia magnetycznego

Magnetyczne linie siły są określane jako krzywe poruszające się wzdłuż określonej trajektorii w polu magnetycznym. Styczna do tych krzywych w dowolnym punkcie wskazuje kierunek pola magnetycznego w nim. Charakterystyka:

• Każda linia przepływu tworzy zamkniętą pętlę.

• Te linie indukcyjne nigdy nie przecinają się, ale mają tendencję do kurczenia się lub rozciągania, zmieniając swoje wymiary w jednym lub drugim kierunku.

• Z reguły linie siły mają początek i koniec na powierzchni.

• Istnieje również wyraźny kierunek z północy na południe.

• Linie energetyczne, które znajdują się blisko siebie, tworząc silne pole magnetyczne.

• Znajdujące się dalej linie zasilające wskazują na słabe pole magnetyczne.

• Kiedy sąsiednie bieguny są takie same (północ-północ lub południe-południe), odpychają się nawzajem. Kiedy sąsiednie bieguny nie pokrywają się (północ-południe lub południowa-północ), przyciągają się nawzajem. Efekt ten przypomina słynny wyraz przyciągania przeciwieństw.

Cząsteczki magnetyczne i teoria Webera

Teoria Webera opiera się na fakcie, że wszystkie atomy mają właściwości magnetyczne ze względu na wiązanie między elektronami w atomach. Grupy atomów są ze sobą połączone w taki sposób, że otaczające pola obracają się w tym samym kierunku. Takie materiały składają się z grup maleńkich magnesów (jeśli rozpatrujemy je na poziomie molekularnym) wokół atomów, co oznacza, że ​​materiał ferromagnetyczny składa się z cząsteczek, które charakteryzują się siłami grawitacyjnymi. Są one znane jako dipole i są pogrupowane w domeny. Gdy materiał jest namagnesowany, wszystkie domeny stają się jednym. Materiał traci zdolność przyciągania i odpychania w przypadku rozdzielenia jego domen. Dipole tworzą razem magnes, ale każdy z osobna próbuje odepchnąć się od jednobiegunowego, w ten sposób przyciągają przeciwne bieguny.

Pola i Polacy

Wytrzymałość i kierunek pola magnetycznego wyznaczają linie strumienia magnetycznego. Obszar grawitacji jest silniejszy, gdy linie są blisko siebie. Linie są najbliżej bieguna podstawy pręta, gdzie siła przyciągania jest najsilniejsza. Planeta Ziemia jest w tym potężnym polu siłowym. Zachowuje się tak, jakby gigantyczna taśma namagnetyzowana przechodzi przez środek planety. Biegun północny igły kompasu wskazuje w kierunku punktu zwanego Północnym Biegunem Magnetycznym, podczas gdy biegun południowy wskazuje na południe magnetyczne. Jednak obszary te różnią się od geograficznych biegunów północnych i południowych.

Natura magnetyzmu

Magnetyzm odgrywa ważną rolę w elektrotechnice i elektronice, ponieważ bez jego komponentów, takich jak przekaźniki, solenoidy, cewki indukcyjne, dławiki, cewki, głośniki, silniki elektryczne, generatory, transformatory, liczniki energii elektrycznej itp., Magnesy można znaleźć w naturalny stan natury w postaci rud magnetycznych. Istnieją dwa główne typy, to jest magnetyt (jest również nazywany tlenkiem żelaza) i magnetyczna ruda żelaza. Struktura molekularna tego materiału w stanie niemagnetycznym jest reprezentowana jako wolny obwód magnetyczny lub pojedyncze małe cząstki, które są swobodnie rozmieszczone w przypadkowej kolejności. Kiedy materiał jest namagnesowany, ten losowy układ cząsteczek zmienia się, a maleńkie przypadkowe cząsteczki cząsteczek ustawiają się w taki sposób, że tworzą całą serię układów. Idea molekularnego ułożenia materiałów ferromagnetycznych nazywana jest teorią Webera.

Pomiar i praktyczne zastosowanie

Najpopularniejsze generatory używają strumienia magnetycznego do produkcja energii elektrycznej. Jego wytrzymałość jest szeroko stosowana w generatorach elektrycznych. Urządzenie, które służy do pomiaru tego interesującego zjawiska, nazywa się fluxmetrem, składa się z cewki i sprzętu elektronicznego, który ocenia zmianę napięcia w cewce. W fizyce przepływ nazywany jest wskaźnikiem liczby linii siły przechodzących przez pewien obszar. Strumień magnetyczny jest miarą liczby linii magnetycznych siły.

Czasami nawet materiał niemagnetyczny może mieć właściwości diamagnetyczne i paramagnetyczne. Ciekawostką jest to, że siły przyciągania mogą zostać zniszczone po ogrzaniu lub uderzeniu młotkiem z tego samego materiału, ale nie można ich zniszczyć ani wyizolować, jeśli po prostu rozbijemy duży okaz na dwie części. Każdy uszkodzony kawałek będzie miał swój biegun północny i południowy, bez względu na to, jak małe będą te kawałki.