Magnetické pole je homogenní a nehomogenní: charakteristika a definice

Jedním ze základních pojmů používaných ve fyzice je magnetické pole. Ovlivňuje to pohyblivé elektrické náboje.

Definice a metody detekce magnetického pole

Když narazíme na koncept magnetického pole, čelíme otázce, zda je toto magnetické pole homogenní nebo nehomogenní. Než odpovídáme na takovou otázku, je třeba předem definovat pojmy.

Magnetické pole je považováno za zvláštní druh věci, stávajících pohyblivých elektrických nábojů, zejména u vodičů s proudem. Můžete zjistit pomocí magnetické jehly nebo železné piliny.

Homogenní pole

Vyskytuje se uvnitř páskového magnetu a ve solenoidu, je-li jeho délka mnohem větší než průměr. V tomto případě, podle pravidla vrtáka, budou obrysy magnetického pole směrovány proti směru hodinových ručiček.

Magnetické linie jsou rovnoběžné a rovné, prázdnota mezi nimi je vždy stejná, síla vlivu na magnetickou jehlu se neliší ve všech bodech ve své velikosti a směru.

Nehomogenní pole

V případě nehomogenního pole se magnetické linie ohýbají, prázdnota mezi nimi se bude měnit v rozsahu, síla působení na magnetickou jehlu se bude lišit v různých bodech pole ve své velikosti a směru. Také síla působící na šipku umístěnou v poli páskového magnetu působí v různých místech se síly různého modulu a směru. Toto se nazývá nehomogenní pole. Řádky tohoto pole jsou zakřivené, frekvence se mění od bodu k bodu.

Toto pole lze detekovat v blízkosti vodiče stejnosměrného proudu, páskového magnetu a solenoidu.

Co jsou to magnetické linky?

Nejprve, když vznikne problém, je nutné určit, které magnetické pole, homogenní nebo nehomogenní, je tvořeno, je nutné se dozvědět o magnetických linkách, ve formě, které jsou charakteristické pro pole jasné.

Pro zobrazení magnetického pole se začaly používat magnetické linky. Jsou to imaginární pásy umístěné pod magnetickou jehlou a umístěné v magnetickém poli. Je možné nakreslit magnetickou čáru přes libovolný bod pole, bude mít směr a vždy se blíží.

Cíl

Vystupují ze severního pólu magnetu a jsou posíláni na jižní pól. Zevnitř samotného magnetu je vše naprosto opačné. Řádky samy o sobě nemají počátek ani konec, jsou uzavřeny nebo přecházejí z nekonečna do nekonečna.

Mimo magnetových linií jsou umístěny nejvíce hustě u pólů. Z toho je zřejmé, že pole je nejvíce silně postiženo v blízkosti pólů a jak se pohybuje od dna, oslabuje. Vzhledem k tomu, že magnetické proužky jsou zkroucené, směr síly působící na magnetickou jehlu se také mění.

Jak nakreslit

Abychom pochopili, jak se homogenní magnetické pole liší od nerovnoměrných, je třeba se naučit, jak je reprezentovat pomocí magnetických linek.

Měli bychom zvážit výše uvedený příklad vzhledu homogenního magnetického pole v takzvaném solenoidu, což je drátěná válcová cívka, přes kterou začíná proud. Uvnitř může být magnetické pole považováno za homogenní, za předpokladu, že délka je mnohem větší než průměr (vně cívky bude pole nerovnoměrné, magnetická vedení budou umístěna stejným způsobem jako v páskovém magnetu).

Homogenní pole je také umístěno ve středu permanentního páskového magnetu. V omezeném prostoru ve vesmíru je také možné reprodukovat jednotné magnetické pole, ve kterém síly působení na magnetizované šipce budou stejné velikosti a směru.

Chcete-li nakreslit magnetické pole, použijte následující příklad. Pokud jsou čáry umístěné kolmo k rovině výkresu a jsou směrovány od prohlížeče, pak jsou zobrazeny jako kříže, pokud divák ukáže body. Stejně jako proud, každý kříž je jako viditelné ocasní pero létané z hledáčku a bod je ostřejší než šíp, který letí směrem k nám.

Požadavek "Nakreslit homogenní a nehomogenní magnetické pole" je také snadno dosažitelný. Jednoduše nakreslete tyto magnetické čáry s přihlédnutím k vlastnostem pole (homogenita a heterogenita).

Nicméně, existence nehomogenních polí velmi komplikuje problém. V tomto případě je získání jakéhokoli fyzického výsledku za použití obecné rovnice nepravděpodobné.

Rozdíly

Odpověď na otázku, jak se homogenní magnetické pole liší od nehomogenních magnetických polí, je poměrně snadná. Zaprvé záleží na magnetických linkách. V případě homogenního pole budou vzdálenost mezi nimi stejná a budou rovnoměrně rozložena, přičemž stejná síla působí na zařízení v kterémkoliv bodě. U heterogenních polí je vše naprosto opačné. Linky jsou nerovnoměrně rozloženy, na různých místech pracují s nerovnou silou na nástrojích.

V praxi se často setkává s heterogenním polem, což by mělo být také zapamatováno, protože homogenní pole se mohou vyskytovat pouze uvnitř objektu, jako je magnet nebo solenoid. Vnější pozorování však určují nehomogenitu.

Detekce polí

Po pochopení toho, co jsou homogenní a nehomogenní magnetické pole, a po jejich analýze je nutné zjistit, jakým způsobem je lze detekovat.

Nejjednodušší je to pro Oersted. Spočívá v použití magnetické jehly, která pomáhá určit existenci elektrického proudu. Jakmile proud proudí podél vodiče, šipka se bude pohybovat, protože existují homogenní a nehomogenní magnetické pole.

Interakce vodičů s proudem

Každý vodič s proudem má své vlastní magnetické pole působící s určitou silou na nejbližší. V závislosti na směru proudu budou vodiče navzájem přitahovány nebo odpuzovány. Pole pocházející z různých zdrojů se přidávají a tvoří jediné výsledné pole.

Jak jsou vytvořeny a za co?

Příklady homogenního a nehomogenního magnetického pole používaného v zařízeních s elektronovým paprskem jsou vytvořeny cívkami, které procházejí proudem. Chcete-li získat požadovaný tvar magnetického pole, použijte police a magnetické clony vyrobené z materiálů se silnou magnetickou permeabilitou.

Vliv nehomogenních magnetických polí může změnit průběh nezvratných jevů fyzikálně-chemické povahy, především heterogenní proces. Vzhled turbulentní difúze vede k nárůstu o několik řádů rychlosti pohybu plynu z jakékoliv kapaliny na povrch ve formě mikrobublin. Účinek lokální dehydratace iontů a částic je důsledkem intenzifikace mikrokrystalisačního procesu. V tekoucích médiích mohou vysoké energetické reakce vytvářet volné radikály, atomový kyslík, peroxidy a dusíkaté sloučeniny. Existuje koagulace a v kapalině jsou produkty způsobené ničením erozí.

Během hydrodynamické kavitace velké množství vznikajících bublinek a dutin komplikuje jejich odstranění kapalinou z oblasti sníženého tlaku do zóny s vyšším tlakem, kde jsou bubliny zhrouceny. Během zhroucení malé bubliny je malé množství vzduchu a dochází k silné chemické reakci, podobně jako plazmový výboj. Přítomnost nehomogenních magnetických polí vede k nestabilním jeskyním, jejich rozpadu a vzhledu malých vírů a bublinek. Vzhledem k tomu, že tlak ve středu takového víru je snížen, přeměňuje plynové bubliny malé velikosti.

Během měření indukce v nehomogenním magnetickém poli je třeba mít na paměti, že napětí Hall je úměrné průměrné hodnotě indukce pole v oblasti ohraničené povrchem měniče.

Pro zaostření paraxiálním paprsky jsou také používány nestejnoměrný magnetického pole tvořený krátkými cívkami jsou vícevrstvé cívky, jehož délka je úměrná jejímu průměru. Elektron pádu v takové oblasti, síly, mění svůj směr. Elektronický ovlivněn takovými silami blížících osu objektivu, s rovinou, ve které se nachází jeho trajektorie je zakřivený. Elektron pohybuje spirálovitě segment, který protíná osu objektivu v daném bodě.

Prostorová zvýšení faktoru je způsobena nehomogenním poli prostorových rassredotachivaniem na území heterogenního systému, zastiňovat kapaliny. Pro získání inverze populace hladiny metodou separace se používají nehomogenní polí vytvořené multibandovým magnetem. Tvar pólů je podobný tyčím v kvadrupolovém kondenzátoru molekulárního generátoru na amoniaku.

Způsoby použití

Metoda magnetické pořadí detekce vad je založena na tahu magnetických částic síly nehomogenních polí, které se objevují nad vadami. Akumulací takového prášku se objasní přítomnost defektu, jeho velikost a pozice na ověřené části.

Malou nevýhodou metody molekulárních paprsků s použitím silných nehomogenních magnetických polí je malý dělící efekt. Existuje jednoduchá a zdánlivě nepravděpodobná metoda zvýšení tohoto účinku. Spočívá v aplikaci lehkého vnějšího magnetického pole. Ten umožní zvýšit využití nukleárních magnetometrů pro přeměnu ve směru nehomogenních magnetických polí.

Výhodou této metody je vysoká rozlišovací schopnost, aby bylo možné upevnit nehomogenní magnetické pole úměrně s hodnotou pásky magnetické vrstvy částic, a možnost zjištění poškození na složitých povrchů a uzavírají otvory.

Nevýhodou je potřeba sekundárního zpracování informací, jsou pevně fixovány pouze částice magnetických polí podél pásky, demagnetizace a ochrana pásky jsou obtížné a je nutné zabránit vlivu vnějších magnetických polí.

Magnetické pole je homogenní a heterogenní, dochází poměrně často, a to i přesto, že jsou pro běžného člověka na ulici neviditelné. Příklady homogenního a nehomogenního magnetického pole lze nalézt v magnetických pásech a solenoidách. Současně je lze zaznamenat pomocí jednoduché magnetické jehly nebo železných pilin.