Salah satu konsep asas yang digunakan dalam fizik ialah medan magnet. Ia bertindak ke atas cas elektrik yang bergerak. Ia tidak dapat dilihat dan tidak dirasai oleh seseorang, tetapi kehadirannya boleh dikesan menggunakan magnet atau besi. Ia juga agak mudah untuk memahami medan magnet yang dipanggil homogen dan tidak homogen.
Definisi dan kaedah untuk mengesan medan magnet
Apabila kita menemui konsep medan magnet, kita mempunyai soalan tentang jenis medan magnet itu, sama ada ia homogen atau tidak homogen. Sebelum menjawab soalan sedemikian, anda perlu memberikan takrifan awal istilah.
Medan magnet sepatutnya dianggap sebagai jenis jirim istimewa yang wujud berhampiran cas elektrik yang bergerak, terutamanya berhampiran konduktor dengan arus. Boleh dikesan menggunakan jarum magnet atau pemfailan besi.
Medan seragam
Berlaku di dalam kumpulan itumagnet dan dalam solenoid, apabila panjangnya jauh lebih besar daripada diameter. Dalam kes ini, mengikut peraturan gimlet, kontur medan magnet akan diarahkan lawan jam.
Garis magnet adalah selari dan lurus, lompang di antaranya sentiasa sama, daya pengaruh pada jarum magnet tidak berbeza pada semua titik dalam magnitud dan arahnya.
Medan heterogen
Dalam kes medan tidak homogen, garis magnet akan dibengkokkan, lompang di antaranya akan berbeza-beza dalam saiz, daya tindakan pada jarum magnet akan berbeza dalam magnitud dan arah pada titik yang berbeza dalam medan. Juga, daya yang bertindak pada anak panah yang diletakkan dalam medan magnet jalur bertindak pada pelbagai titik dengan daya yang berbeza dalam magnitud dan arah. Ini dipanggil medan tidak homogen. Garisan medan sedemikian melengkung, kekerapan berbeza dari satu titik ke titik.
Adalah mungkin untuk mengesan medan jenis ini berhampiran konduktor lurus dengan arus, magnet bar dan solenoid.
Apakah itu garisan magnetik
Pertama sekali, apabila masalah timbul, seseorang harus menentukan jenis medan magnet, homogen atau tidak homogen, yang terbentuk, seseorang harus belajar tentang garis magnet, dari bentuknya ciri medan menjadi jelas.
Untuk menggambarkan medan magnet, mula menggunakan garis magnet. Ia adalah jalur khayalan di sepanjang jarum magnet dan diletakkan dalam medan magnet. Ia adalah mungkin untuk melukis garis magnet melalui mana-manatitik medan, ia akan mempunyai arah dan sentiasa dekat.
Arah
Mereka meninggalkan kutub utara magnet dan menuju ke selatan. Di dalam magnet itu sendiri, semuanya adalah sebaliknya. Garisan itu sendiri tidak mempunyai permulaan atau penghujung, ditutup atau pergi dari infiniti kepada infiniti.
Di luar magnet, garisan terletak sepadat mungkin berhampiran kutub. Dari sini menjadi jelas bahawa kesan medan adalah paling kuat berhampiran kutub, dan apabila anda bergerak dari bahagian bawah, ia menjadi lemah. Memandangkan jalur magnet itu melengkung, arah daya yang bertindak pada jarum magnet juga berubah.
Cara menggambarkan
Untuk memahami cara medan magnet homogen berbeza daripada medan magnet tidak homogen, anda perlu belajar cara menggambarkannya menggunakan garis magnet.
Seseorang harus mempertimbangkan contoh di atas tentang kejadian medan magnet seragam dalam solenoid yang dipanggil, iaitu gegelung dawai silinder yang melaluinya arus dialirkan. Di dalamnya, medan magnet boleh dianggap seragam, dengan syarat panjangnya jauh lebih besar daripada diameter (di luar gegelung, medan akan menjadi tidak seragam, garis magnet akan terletak dengan cara yang sama seperti dalam magnet bar).
Medan seragam juga terletak di tengah magnet bar kekal. Di mana-mana kawasan terhad dalam ruang, ia juga mungkin untuk menghasilkan semula medan magnet yang seragam, di mana daya yang bertindak pada jarum bermagnet akan sama dalam magnitud dan arah.
Untuk menggambarkan medan magnet, gunakan contoh berikut. Jika garisan terletakberserenjang dengan satah lukisan dan diarahkan dari penonton, maka mereka digambarkan dengan salib, jika pada penonton - dengan titik. Seperti arus, setiap salib adalah, seolah-olah, ekor anak panah yang kelihatan terbang dari yang melihatnya, dan matanya lebih tajam daripada anak panah yang terbang ke arah kita.
Selain itu, keperluan "Lukis medan magnet yang seragam dan tidak seragam" mudah dipenuhi. Hanya lukis garis magnet ini, dengan mengambil kira ciri medan (keseragaman dan ketidakhomogenan).
Namun, kewujudan medan yang tidak homogen amat merumitkan tugas. Dalam kes ini, tidak mungkin memperoleh sebarang hasil fizikal menggunakan persamaan am.
Perbezaan
Jawapan kepada persoalan bagaimana medan magnet homogen berbeza daripada medan magnet tidak homogen agak mudah diberikan. Pertama sekali, ia bergantung pada garis magnetik. Dalam kes medan seragam, jarak antara mereka akan sama, dan mereka akan dijarakkan sama rata, dengan daya yang sama bertindak pada instrumen pada sebarang titik. Untuk bidang yang tidak homogen, semuanya adalah sebaliknya. Garisan terletak tidak rata, di tempat yang berbeza ia bertindak dengan daya yang tidak sama rata pada peranti.
Dalam amalan, medan tidak homogen adalah perkara biasa, yang juga harus diingat, kerana medan seragam hanya boleh berlaku di dalam objek, seperti magnet atau solenoid. Pemerhatian luar akan membetulkan kepelbagaian.
Pengesanan medan
Setelah memahami apa itu medan magnet seragam dan tidak homogen, dan mentakrifkannyasetelah dibuka, anda harus mengetahui cara anda boleh menemuinya.
Yang paling mudah untuk ini ialah percubaan yang dijalankan oleh Oersted. Ia terdiri daripada menggunakan jarum magnet, yang membantu untuk menentukan kewujudan arus elektrik. Sebaik sahaja arus bergerak di sepanjang konduktor, anak panah yang terletak berdekatan akan bergerak, disebabkan fakta bahawa terdapat medan magnet yang seragam dan tidak seragam.
Interaksi konduktor dengan arus
Setiap konduktor dengan arus mempunyai medan magnetnya sendiri, yang bertindak dengan daya tertentu pada yang terdekat. Bergantung kepada arah arus, konduktor akan menarik atau menolak antara satu sama lain. Medan yang berasal daripada sumber yang berbeza akan menjumlahkan dan membentuk satu medan terhasil.
Bagaimana ia dicipta dan mengapa
Contoh medan magnet seragam dan tidak seragam yang digunakan dalam peranti sinar katod dicipta oleh gegelung yang menghantar arus. Untuk mendapatkan bentuk medan magnet yang diperlukan, hujung rak dan skrin magnet digunakan, diperbuat daripada bahan dengan kebolehtelapan magnet yang kuat.
Pengaruh medan magnet yang tidak homogen boleh mengubah perjalanan fenomena fizikal dan kimia yang tidak dapat dipulihkan, kebanyakannya proses heterogen. Kemunculan resapan bergelora membawa kepada peningkatan beberapa urutan magnitud dalam kadar pergerakan gas daripada sebarang cecair ke permukaan dalam bentuk.buih mikro. Kesan dehidrasi tempatan ion dan zarah adalah disebabkan oleh peningkatan proses mikrokristalisasi. Dalam media yang mengalir, tindak balas tenaga tinggi boleh mencipta radikal bebas, oksigen atom, peroksida, dan sebatian nitrogen. Pembekuan berlaku, dan produk yang disebabkan oleh pemusnahan hakisan muncul dalam cecair.
Semasa peronggaan hidrodinamik, saiz besar gelembung dan gua yang muncul merumitkan kemasukannya oleh cecair dari kawasan tekanan rendah ke kawasan tekanan lebih tinggi, di mana gelembung runtuh. Semasa keruntuhan gelembung kecil, terdapat kandungan udara yang rendah dan tindak balas kimia yang kuat berlaku, sama seperti pelepasan plasma. Kehadiran medan magnet yang tidak homogen membawa kepada ketidakstabilan rongga, perpecahan mereka dan penampilan vorteks dan buih berskala kecil. Memandangkan tekanan di tengah pusaran seperti itu dikurangkan, ia menukarkan gelembung gas kecil.
Apabila mengukur aruhan dalam medan magnet yang tidak seragam, ingat bahawa voltan Hall adalah berkadar dengan nilai purata aruhan medan dalam kawasan yang dibatasi oleh permukaan transduser.
Untuk memfokuskan rasuk paraxial, medan magnet tidak seragam juga digunakan, dibentuk oleh gegelung pendek, yang merupakan solenoid berbilang lapisan, yang panjangnya sepadan dengan diameternya. Elektron yang memasuki medan sedemikian tertakluk kepada daya yang mengubah arahnya. Elektron di bawah pengaruh daya sedemikian menghampiri paksi kanta, manakala satah di mana trajektorinya terletak adalahselekoh. Elektron bergerak di sepanjang segmen lingkaran yang bersilang dengan paksi kanta pada titik tertentu.
Faktor peningkatan spatial disebabkan oleh penyebaran spatial medan tidak homogen di wilayah sistem heterogen yang dibasuh dengan cecair. Untuk mendapatkan penyongsangan populasi tahap dengan kaedah pemisahan, medan tidak seragam yang dicipta oleh magnet berbilang jalur digunakan. Bentuk kutub adalah serupa dengan rod dalam kapasitor empat kutub penjana molekul berasaskan ammonia.
Kegunaan
Kaedah tertib magnet bagi pengesanan kecacatan adalah berdasarkan daya tarikan zarah magnet oleh daya medan tidak homogen yang muncul di atas kecacatan. Pengumpulan serbuk sedemikian menentukan kehadiran kecacatan, saiz dan kedudukannya pada bahagian yang diperiksa.
Kesan pemisahan kecil dianggap sebagai kelemahan ketara kaedah pancaran molekul menggunakan medan magnet tak homogen yang kuat. Terdapat kaedah yang mudah dan nampaknya tidak masuk akal untuk meningkatkan kesan ini. Ia terdiri daripada penggunaan medan magnet luaran yang ringan. Yang terakhir ini akan memungkinkan untuk meningkatkan kawasan penggunaan magnetometer precessional nuklear ke arah medan magnet yang tidak seragam.
Kelebihan kaedah ini ialah peleraian yang tinggi, yang memungkinkan untuk mengesan medan magnet tidak seragam yang sepadan dengan saiz zarah lapisan magnet pita, serta keupayaan untuk mencari kerosakan pada permukaan yang kompleks dan dalam bukaan yang ketat.
Keburukan ialahkeperluan untuk pemprosesan maklumat sekunder, hanya zarah medan magnet di sepanjang pita ditetapkan, kerumitan penyahmagnetan dan pemeliharaan pita, dan adalah perlu untuk mengelakkan pengaruh medan magnet luar.
Medan magnet yang seragam dan tidak homogen adalah perkara biasa, walaupun pada hakikatnya ia tidak dapat dilihat oleh orang biasa biasa. Contoh medan magnet seragam dan tidak seragam boleh didapati dalam magnet bar dan solenoid. Pada masa yang sama, anda boleh melihatnya menggunakan jarum magnetik yang ringkas atau pemfailan besi.
