Magnetsko polje je homogeno i nehomogeno: svojstvo i definicija

Jedan od osnovnih pojmova koji se koriste u fizici je magnetsko polje. To utječe pokretne električne naplate.

Definicija i metode otkrivanja magnetskog polja

Kada naiđemo na koncept magnetskog polja, suočeni smo s pitanjem je li ovo magnetsko polje homogeno ili nehomogeno. Prije odgovaranja na takvo pitanje, nužno je dati početne definicije pojmova.

Magnetsko polje se smatra posebnim vrsta materije, postojećih električnih naboja blizu pokretnih, posebno u blizini vodiča s strujom. Možete otkriti pomoću magnetske igle ili željeza strugotine.

Homogeno polje

Pojavljuje se unutar magnetnog traka i u solenoidu, kada je duljina veća od promjera. U tom slučaju, prema pravilu bušotine, konture magnetskog polja će biti usmjerene u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

Magnetske linije su paralelne i ravne, praznina između njih uvijek je ista, sila utjecaja na magnetsku iglu ne razlikuje se u svim točkama po svojoj veličini i smjeru.

Ne-homogeno polje

U slučaju nehomogenog polja, magnetske linije će se savijati, praznina između njih će varirati u veličini, sila djelovanja na magnetskoj iglu će se razlikovati u različitim točkama polja u njegovoj veličini i smjeru. Također, sila koja djeluje na strelicu koja se nalazi na polju magnetnog trakta djeluje u različitim točkama s silama različitih modula i smjera. To se naziva neujednačeno polje. Redovi ovog polja su zakrivljeni, frekvencija se razlikuje od točke do točke.

Moguće je detektirati takvo polje u blizini direktnog strujnog vodiča, magnetnog traka i solenoida.

Što su magnetske linije?

Prije svega, kada se pojavi problem, potrebno je utvrditi koje se magnetsko polje, homogeno ili nehomogeno, formira, potrebno je naučiti o magnetskim crtama u obliku čija karakteristika polja postaje jasna.

Kako bi prikazao magnetsko polje, počele su se koristiti magnetske linije. Oni su zamišljeni pojasevi koji se nalaze duž magnetske igle i postavljeni u magnetsko polje. Moguće je nacrtati magnetsku liniju kroz bilo koju točku polja, to će imati smjer i uvijek biti blizu.

smjer

Napuštaju se sa sjevernog pola magneta i šalju se na južni pol. S unutarnje strane magneta, sve je strogo suprotno. Veze sami nemaju početak ili kraj, one su zatvorene ili prolaze od beskonačnosti do beskonačnosti.

Izvan magnetne linije nalaze se najgušće blizu polova. Iz toga postaje jasno da je polje najsnažnije pogođeno u blizini polova, a kako se odmakne od dna, ona se slabi. Budući da su magnetske trake upletene, također se mijenja smjer snage koja djeluje na magnetsku iglu.

Kako nacrtati

Da biste shvatili kako se homogena magnetska polja razlikuju od nejednolikih, potrebno je naučiti kako ih zastupati koristeći magnetske linije.

Trebali bismo razmotriti gornji primjer pojave homogenog magnetskog polja u tzv. Solenoidu, koji je žičana valjkasta svitak kroz koji počinje struja. Unutar njega, magnetsko polje se može smatrati homogenim, pod uvjetom da je duljina znatno veća od promjera (izvan zavojnice polja će biti neujednačena, magnetske linije će se nalaziti na isti način kao u magnetskoj traci).

Homogeno polje se također nalazi u središtu stalnog magneta. U ograničenom području u prostoru, također je moguće reproducirati jednoobrazno magnetsko polje u kojem će sile djelovanja na magnetiziranoj strelici biti jednake veličinom i smjerom.

Da biste nacrtali magnetsko polje, upotrijebite sljedeći primjer. Ako su linije smještene okomito na ravninu za crtanje i usmjerene su od gledatelja, onda su oni predstavljeni kao križevi, ako gledatelj bodovi - po bodovima. Kao i kod struje, svaki je križ poput vidljivog repa pera koji leti sa strelice, a točka je oštrija od strelice koja leti prema nama.

Također, zahtjev "Nacrtaj homogeno i nehomogeno magnetsko polje" je lako izvedivo. Jednostavno privucite ove magnetne linije, uzimajući u obzir karakteristike polja (homogenost i heterogenost).

Međutim, postojanje nehomogenih polja uvelike komplicira problem. U tom je slučaju malo vjerojatnije postizanje bilo kakvih fizičkih rezultata pomoću opće jednadžbe.

razlike

Odgovor na pitanje kako se homogena magnetska polja razlikuju od nehomogenih magnetskih polja prilično je lagana za davanje. Prije svega, ovisi o magnetskim crtama. U slučaju homogenog polja, razmak između njih će biti isti, a oni će biti ravnomjerno raspoređeni, s istom silom koja djeluje na uređaje u bilo kojem trenutku. Za heterogene polja, sve je strogo suprotno. Linije su neravnomjerno raspoređene, na različitim mjestima djeluju s nejednakom snagom na instrumentima.

U praksi se često susreće heterogeno polje, koje se također treba zapamtiti, budući da se homogena polja mogu pojaviti samo unutar objekta, poput magneta ili solenoida. Vanjska promatranja, međutim, popravljaju neujednačenost.

Otkrivanje polja

Shvaćajući što su homogena i nehomogena magnetska polja, i nakon što ih analiziraju, potrebno je saznati na koji način ih je moguće otkriti.

Najjednostavnije za ovo je iskustvo koje je proveo Oersted. Sastoji se od upotrebe magnetske igle koja pomaže u određivanju postojanja električne struje. Čim se struja kreće duž vodiča, strelica pored njega će se kretati, s obzirom na činjenicu da postoje homogena i nehomogena magnetska polja.

Interakcija vodiča s strujom

Svaki vodič s strujom ima svoje magnetsko polje, djelujući s određenom silom na najbližem. Ovisno o smjeru struje, vodiči će biti privučeni ili odbijani jedni od drugih. Polja koja potječu iz različitih izvora zbrajaju se i tvore jedno polje koje nastaje.

Kako su stvoreni i za što?

Primjeri homogenog i nehomogenog magnetskog polja koji se koriste u uređajima elektronskog snopa stvaraju se zavojnicama koje prolaze struju. Da biste dobili željeni oblik magnetskog polja, upotrijebite savjete na polici i magnetski zasloni izrađeni od materijala s jakom magnetskom propusnošću.

Utjecaj nehomogenih magnetskih polja može promijeniti tok irreverzibilnih fenomena fizikalno-kemijske prirode, uglavnom heterogenog procesa. Pojava turbulentne difuzije dovodi do povećanja za nekoliko redova veličine brzine kretanja plina od bilo koje tekućine do površine u obliku mikrobubli. Učinak lokalne dehidracije iona i čestica rezultat je intenziviranja procesa mikrokristalizacije. U tekućim medijima, visoke energetske reakcije mogu stvoriti slobodne radikale, atomski kisik, perokside i dušične spojeve. Postoje koagulacije, au tekućini su proizvodi uzrokovani uništenjem erozije.

Tijekom hidrodinamičke kavitacije, velika količina nastajućih mjehurića i šupljina komplicira njihovo uklanjanje tekućinom iz područja smanjenog tlaka u zonu višeg tlaka, gdje su mjehurići urušeni. Tijekom urušavanja malog mjehura, postoji mala količina zraka i javlja se snažna kemijska reakcija, slična ispustu plazme. Prisutnost nehomogenih magnetskih polja dovodi do nestabilnih špilja, njihovog propadanja i pojave malih oborina i mjehurića. S obzirom da se pritisak u središtu takvog vrtloga spušta, pretvara mjehure plina male veličine.

Tijekom mjerenja indukcije u nehomogenom magnetskom polju treba imati na umu da je napon Hall proporcionalan prosječnoj vrijednosti indukcije polja unutar područja ograničenog površinom pretvornika.

Da bi se usredotočile paralaksne grede, koriste se i nehomogena magnetska polja formirana kratkim zavojnicama, koji su višeslojni solenoidi, čija duljina odgovaraju njihovom promjeru. Na elektronu koji pada u takvo polje, postoje sile koje mijenjaju smjer. Elektron pod utjecajem takve sile približava se osi leće, a ravnina u kojoj se nalazi njegova putanja je zakrivljena. Elektroni se kreću duž spiralne sekcije koja presijeca os leće u određenoj točki.

Prostorni faktor povećanja uzrokovan je prostornom disperzijom ne-homogenih polja na području heterogenog sustava, tekućine sa zlim stanju. Kako bi se dobila inverzija populacije razlike metodom razdvajanja, koriste se nehomogena polja koja nastaju pomoću višeslojnog magneta. Oblik polova sličan je šipkama u kvadrupolnom kondenzatoru molekulskog generatora na amonijaku.

Načini korištenja

Metoda magnetskog reda detekcije nedostataka temelji se na povlačenju magnetskih čestica pomoću sila nehomogenih polja koja se pojavljuju iznad nedostataka. Skupljanjem takvog praha razjasni se prisutnost defekta, njegova veličina i položaj na provjerenom dijelu.

Mali nedostatak metode molekularnih greda uz korištenje jakih nehomogenih magnetskih polja je mali učinak cijepanja. Postoji jednostavna i naizgled nevjerojatna metoda povećanja tog učinka. Sastoji se od primjene svjetlosnog vanjskog magnetskog polja. Potonji će omogućiti povećanje uporabe nuklearnih precesijskih magnetometara u smjeru nehomogenih magnetskih polja.

Prednost ove metode je velika razlučivost, što omogućava popravljanje nehomogenih magnetskih polja koja je u skladu s vrijednostima čestica magnetskog sloja trake, kao i mogućnost pronalaženja oštećenja na složenim površinama iu bliskim otvorima.

Nedostaci su potreba za sekundarnom obradom informacija, samo čestice magnetskog polja na traci su fiksne, demagnetizacija i zaštita trake su teške i potrebno je spriječiti utjecaj vanjskih magnetskih polja.

Magnetsko polje je homogeno i heterogeno se događa vrlo često, unatoč činjenici da su nevidljivi običnom čovjeku na ulici. Primjeri homogenog i nehomogenog magnetskog polja mogu se naći u magnetima i solenoidima. Istodobno se mogu primijetiti jednostavnom magnetskom iglom ili željeznim strugotinama.