Koji je izvor magnetskog polja? Izvor Zemljine magnetskog polja

Magnetsko polje je vrlo zanimljiv fenomen. Trenutno je njegova svojstva pronašla aplikaciju u mnogim područjima. I jeste li to znali je izvor magnetskog polja?

Malo povijesti

Magnetizam i električna energija nisu dva različita pojava, jer su već dugo pogriješili. Njihov odnos je postalo jasno tek 1820. godine, kada je Danski znanstvenik Hans Christian Ørsted (1777-1851 gg.) Pokazala je da je struja kroz žice električna struja skreće na magnetske igle. Struja uvijek stvara magnetsko polje. Nije važno gdje teče - između oblaka i tla u obliku munje ili mišića našeg tijela.

Čak iu davnim vremenima, ljudi su pokušali otkriti koji je izvor magnetskog polja. Štoviše, otkrivena otkrića primijenjena su u praksi. Magnetizam je promatran i korišten (posebno za navigacijske svrhe) tisućama godina prije nego što je pojasnio prirodu električne energije i pronašao praktičnu primjenu. Tek kad je postalo poznato da se tvar sastoji od atoma, konačno se utvrdilo da su magnetizam i struja međusobno povezani. Gdje god se promatra magnetizam, uvijek mora postojati neka električna struja. Međutim, ovo otkriće bilo je samo početak novih istraživanja.

Ono što određuje manifestaciju magnetska svojstva materijala u odsutnosti bilo kojeg vanjskog izvor struje? Kretanje elektrona koji stvaraju električne struje unutar atoma. Ovdje će se razmotriti ova vrsta magnetizma. Izvor vorteksnog magnetskog polja (izmjenična struja) kratko smo opisali.

Magnetit i drugi materijali

Imovina privlačenja željeza i materijala koji sadrže željezo promatra se u prirodi u jednom zanimljivom mineralu. Riječ je o magnetitu, jednom od kemijskih spojeva željeza. Vjerojatno je neka od njegovih sorti korištena u prvih kompasa koje su izmislili Kinezi. Izvor magnetskog polja nije samo ovaj mineral. Također je relativno lako za neke materijale da namjerno komuniciraju potrebna svojstva. Među njima su najpoznatiji željezo i čelik. Oba ova materijala lako postaju izvor magnetskog polja.

Stalni magnet

Materijali koji privlače željezo čine posebnu klasu. Oni se zovu trajni magneti. Unatoč imenu, oni su u stanju sačuvati potrebna svojstva samo za ograničeno vrijeme. Stalni magnet u obliku šipke pokazuje snagu zemaljskog magnetizma. Ako se može slobodno kretati, jedan kraj uvijek se okreće u smjeru Sjevernog pola Zemlje, a drugi - u smjeru Južnog pola. Dva kraja magneta nazivaju se sjeverni i južni pol.

Magneti mogu imati gotovo bilo koji oblik: bar, potkovu, prsten ili složeniji. Koriste se u električnim aparatima. Polovi magneta su N (sjeverni) i S (južni). Razgovarajmo o tome kako interakciju.

Atrakcija i odbojnost

Privlače se različiti magnetski polovi. To već znamo iz škole. Privlačenjem nekog drugog materijala, magnet ga najprije pretvara u slab magnet. Polovi istog imena odbijaju (iako to nije tako očito kao atrakcija). Prilikom testiranja učinka magneta, željezo i čelik sami postaju magneti, dobivajući suprotnu polarnost. Zato ih privlače. No, ako se dva jednaka magneta s jednakim "nabojima" postavljaju jedno uz drugo s istim stupovima, što će se dogoditi? Promatrana odbojna sila bit će jednaka sili privlačnosti koja djeluje između dva suprotna pola, postavljena na jednaku udaljenost jedan od drugoga.

Ne samo materijali koji sadrže željezo utječu utjecaj magnetizma. međutim magnetski fenomeni Najlakše je promatrati u čistim metalima. To je, na primjer, željezo, nikal, kobalt.

domena

Metali koji mogu postati izvor magnetskog polja, sastoje se od malih magneta koji se nalaze slučajno unutar tvari. Jednako su usmjereni samo na male površine, nazvane domene, koje se mogu vidjeti elektronskim mikroskopom. U neagnetiziranoj tvari - budući da su domene također usmjerene tamo u različitim smjerovima - magnetsko polje je nula. Posljedično, u ovom slučaju se ne opaža magnetska svojstva. Dakle, tvar dobiva potrebna svojstva samo pod određenim uvjetima.

Proces magnetizacije je da su sve domene prisiljene sortirati u jednom smjeru. Kada su ispravno zakrenuti, njihova se djelovanja zbrajaju. Tvar kao cjelina postaje izvor magnetskog polja. Ako su sve domene postavljene točno u istom smjeru, materijal doseže granicu svojih magnetskih sposobnosti. Treba primijetiti jednu važnu pravilnost. Magnetizacija materijala u konačnici ovisi o magnetizaciji domena. I to, zauzvrat, određuje se kako se odvojeni atomi nalaze unutar domena.

Zemljino magnetsko polje

Zemljino magnetsko polje dugo je točno izmjereno i opisano, ali do sada nije u potpunosti objašnjeno. Vrlo jednostavno, može se zamisliti kao da se između sjevernog i južnog zemljopisnog pola nalazi jednostavno ravni magnet. To uzrokuje neke od promatranih učinaka. No, to ne objašnjava vrlo neobične promjene intenziteta, pa čak i smjer magnetskih silnica od zemljine površine, ili zašto milijuni godina položaj magnetskih polova je nasuprot struje, niti zašto su, iako polako, stalno kreće. Dakle, sve je nešto komplicirano.

Model Zemljinog magnetskog polja

Neka nam u pojedinosti opišemo njegovu pojednostavljenu verziju. Zamislimo u središtu Zemlje dugačak ravni magnet koji će biti izvor magnetskog polja. Što još treba razmotriti? Magnetskog materijala na površini planete bi trebao biti smješten tako da njihov polni pokazuje sjever, okrenut u krivom smjeru, što zovemo sjever (zapravo južni pol imaginarnog magneta) i jedan pol - na jugu (sjeverni pol magneta).

Razumijevanje složenih fizičkih procesa uzrokuje neke poteškoće. I zemaljski magnetizam i magnetizam malih komada željeza lakše su objašnjeni, sugerirajući da magnetske linije sile (često nazivaju linijama magnetski tok) dolaze sa sjevernog kraja magneta i ulaze u južni kraj. Ovo je vrlo proizvoljna reprezentacija, primijenjena samo radi praktičnosti, baš kao što se koriste linije zemljopisne širine i duljine na karti. Međutim, pomaže nam da shvatimo koji je izvor Zemljinog magnetskog polja.

Linije jednostavnog planarnog magneta koji prolazi od jednog pola do drugog i pokrivaju cijeli magnet, oblikuju nešto poput cilindra. Čini se da se linije sile u istom smjeru odbijaju. Uvijek počinju na stupu jednog tipa i završavaju u stupu drugog tipa i nikada ne presijecaju.

U zaključku

Zato smo otvorili temu "Izvor magnetskog polja". Kao što vidite, vrlo je opsežna. Razmatrali smo samo osnovne pojmove koji se odnose na ovu temu.