A mágneses mező körülveszi bármilyen elektromos töltés mozgásban. A mágneses mező folyamatos és láthatatlan, de erősségét és tájolását a mágneses mező vonalai reprezentálhatják. Ideális esetben a mágneses mező vonalai vagy a mágneses fluxus vonalak mutatják a mágneses mező erősségét és tájolását. A reprezentáció azért hasznos, mert lehetőséget ad az embereknek egy láthatatlan erő megtekintésére, és mivel a fizikai matematikai törvények könnyen alkalmazkodnak a terepi vonalak számához vagy sűrűségéhez.
- A mágneses mező vonala a láthatatlan erővonalak vizuális ábrázolása a mágneses mezőben.
- Megállapodás szerint a vonalak nyomon követik a mágnes északi és déli pólusára eső erőt.
- A vonalak közötti távolság a mágneses mező relatív erősségét jelzi. Minél közelebb vannak a vonalak, annál erősebb a mágneses mező.
- Vaslemezek és iránytű felhasználhatók a mágneses mező vonalainak alakjának, erősségének és irányának nyomon követésére.
A mágneses mező a vektor, ami azt jelenti, hogy nagysága és iránya van. Ha
elektromos áram egyenes vonalban folyik, a jobb oldali szabály azt mutatja, hogy a láthatatlan mágneses mező vonalak milyen vezetésben vannak egy huzal körül. Ha képzelte, hogy megfogja a huzalt jobb kezével, a hüvelykujjával az áram irányába mutatva, akkor a mágneses mező az ujjak irányában mozog a huzal körül. De mi van, ha nem ismeri az áram irányát, vagy egyszerűen csak el akar látni egy mágneses teret?Hogyan lehet látni a mágneses teret
Mint a levegő, a mágneses mező láthatatlan. Közvetlenül megnézheti a szeleket oly módon, hogy kis darab papírt dob a levegőbe. Hasonlóképpen, ha a mágneses anyag bitjeit egy mágneses mezőbe helyezi, akkor nyomon követheti annak útját. Az egyszerű módszerek a következők:
Használjon egy iránytűt
Integetett egy iránytű A mágneses mező körül a mezővonalak irányát mutatják. A mágneses mező tényleges leképezéséhez sok iránytű elhelyezése jelzi a mágneses mező irányát bármely ponton. A mágneses mező vonalainak rajzolásához kösse össze az iránytű "pontokat". Ennek a módszernek az az előnye, hogy megmutatja a mágneses mező vonalainak irányát. Hátránya, hogy nem jelzi a mágneses mező erősségét.
Használjon vaslemez vagy magnetit homokot
Vas ferromágneses. Ez azt jelenti, hogy igazítja magát a mágneses mező vonalai mentén, apró mágneseket képezve az északi és a déli pólusokkal. Az apró vasdarabok, mint például a vaslemezek, igazodnak a mezővonalak részletes térképéhez, mivel az egyik darab északi sarkának célja egy másik darab északi pólusának visszatartása és a déli pólus vonzása. De nem csak a mágnesre szórhatja a reszeléket, mert vonzzák őket, és inkább rajta fognak maradni, mint a mágneses mező nyomon követése.
A probléma megoldására a vaslemezeket papírra vagy műanyagra mágneses mezőn meghintjük. Az egyik módszer a reszelékek szétszórására, ha azokat néhány hüvelyk magasságból a felületre megszórják. További takarmányokat adhat hozzá, hogy a mezővonalak tisztábbak legyenek, de csak egy pontig.
A vaslemez alternatívái az acél BB pellet, ónozott vaslemez (amely nem rozsdásodik), kis gemkapcsok, kapocsok vagy magnetit homok. A vas, acél vagy magnetit részecskék alkalmazásának előnye, hogy a részecskék részletes térképet képeznek a mágneses mező vonalairól. A térkép durván jelzi a mágneses mező erősségét is. A szorosan elhelyezett, sűrű vonalak akkor fordulnak elő, amikor a legerősebb a mező, míg a széles távolságban lévő, ritka vonalak azt mutatják, hogy hol van a gyengébb. A vaslemezek használatának hátránya, hogy nincs jel a mágneses mező tájolásáról. Ennek legegyszerűbb módja az, ha egy iránytűt és vasszálakat használunk mind a tájolás, mind az irány feltérképezésére.
Próbálja ki a mágneses filmet
A mágneses néző film rugalmas műanyag apró mágneses rudakkal fűzött folyadékbuborékokat tartalmaz. A filmek sötétebbnek vagy világosabbnak tűnnek, a rudak mágneses mezőtől való tájolásától függően. A mágneses néző film a legmegfelelőbben bonyolult mágneses geometriát ábrázol, például egy lapos hűtőmágnes által előállított.
Természetes mágneses mező vonalak
A mágneses mező vonalai szintén megjelennek a természetben. Alatt a teljes napfogyatkozás, a koronában lévő vonalak nyomon követik a Nap mágneses mezőjét. A földön, a vonalak egy aurorában jelölje meg a bolygó mágneses mezőjét. Mindkét esetben a látható vonalak töltött részecskék izzó patakjai.
Mágneses mező vonal szabályai
A mágneses mező vonalainak felhasználásával a térkép készítéséhez néhány szabály nyilvánvalóvá válik:
- A mágneses mező vonalai soha nem keresztezik egymást.
- A mágneses mező vonalai folyamatosak. Zárt hurkokat képeznek, amelyek végighaladnak egy mágneses anyagon.
- A mágneses mező vonalai összefüggenek, ahol a mágneses mező a legerősebb. Más szavakkal, a terepi vonalak sűrűsége jelzi a mágneses térerősséget. Ha a mágnes körüli mezővonalakat leképezik, akkor az a legerősebb mágneses mező mindkét pólusnál van.
- Ha a mágneses teret nem egy iránytűvel térképezik fel, akkor a mágneses tér iránya ismeretlen lehet. Megállapodás szerint az irányt a nyílhegyek vontatásával jelzik a mágneses mező vonalai mentén. Bármely mágneses mezőben a vonalak mindig az északi pólusról a déli pólusra folynak. Az "északi" és "déli" nevek történelmi jellegűek, és lehet, hogy nincs hatással a mágneses tér földrajzi helyzetére
Forrás
- Durney, H. Carl és Curtis C. Johnson (1969). Bevezetés a modern elektromágnesbe. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-018388-9.
- Griffiths, David J. (2017). Bevezetés az elektrodinamikába (4. kiadás). Cambridge University Press. ISBN 9781108357142.
- Newton, Henry Black és Harvey N. Davis (1913). Gyakorlati fizika. A MacMillan Co., USA.
- Tipler, Paul (2004). Fizika a tudósok és mérnökök számára: Villamosság, mágnesesség, fény és modern elemi fizika (5. kiadás). W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-0810-0.