Jaký je zdroj magnetického pole? Zdroj magnetického pole Země

Magnetické pole je velmi zajímavým fenoménem. V současné době se její vlastnosti nacházejí v mnoha oblastech. A znáš to je zdrojem magnetického pole?

Trochu historie

Magnetismus a elektřina - není to dva různé jevy, jak mylně věřil po dlouhou dobu. Jejich vztah se ukázalo, pouze v roce 1820, kdy dánský vědec Hans Christian Oersted (1777-1851 gg.), Ukázala, že proud procházející vodičem elektrického proudu vychyluje střelku kompasu. Proud vždy vytváří magnetické pole. Nezáleží na tom, kde se uskutečňuje - mezi mrakem a zemí v podobě blesku nebo ve svalu našeho těla.

Dokonce i v dávných dobách se lidé pokoušeli zjistit, co je zdrojem magnetického pole. Navíc byly objevy provedeny v praxi. Magnetismu pozorovány a používá (především pro účely navigace) po tisíce let před tím, než byla objasněna povaha elektřiny, a to našla praktické uplatnění. Pouze tehdy, když vyšlo najevo, že tato záležitost se skládá z atomů, bylo nakonec rozhodnuto, že magnetismus a elektřina jsou vzájemně propojeny. Tam, kde je pozorován magnetismus, musí vždy existovat nějaký druh elektrického proudu. Tento objev však byl jen začátkem nového výzkumu.

Co určuje projev magnetické vlastnosti materiály bez vnějších zdroj proudu? Pohyb elektronů vytváří elektrické proudy uvnitř atomů. Tento typ magnetismu bude uvažován zde. Zdroj vířivého magnetického pole (střídavý proud) jsme stručně charakterizovali.

Magnetit a další materiály

Vlastnost přitahování železa a materiálů obsahujících železo je v přírodě pozorována v jednom zajímavém minerálu. Jedná se o magnetit, jednu z chemických sloučenin železa. Pravděpodobně byla některá jeho odrůda použita v prvních kompasích vynalezených čínskými. Zdrojem magnetického pole je nejen tento minerál. Rovněž je relativně snadné, aby některé materiály úmyslně sdělily potřebné vlastnosti. Mezi nimi je nejznámější železo a ocel. Oba tyto materiály se snadno stanou zdrojem magnetického pole.

Permanentní magnety

Materiály přitahující železo tvoří speciální třídu. Jsou nazývány permanentními magnety. Přes jméno, jsou schopny zachovat potřebné vlastnosti pouze po omezenou dobu. Trvalý magnet ve formě tyče demonstruje sílu pozemského magnetismu. Pokud se může volně pohybovat, jeden konec se vždy otočí ve směru severního pólu Země a druhý - ve směru na jižní pól. Dva konce magnetu se nazývají severní a jižní póly.

Magnety mohou mít téměř jakýkoliv tvar: bar, podkova, prsten nebo složitější. Používají se v elektrických zařízeních. Póly magnetů jsou N (severní) a S (jižní). Hovoříme o tom, jak se vzájemně ovlivňují.

Přitažlivost a odpudivost

Různé magnetické póly jsou přitahovány. To už známe ze školy. Přitahuje-li nějaký jiný materiál, magnet nejprve změní na slabý magnet. Poláci se stejným jménem odpuzují (i když to není tak zřejmé jako přitažlivost). Při zkoušení účinku magnetu se železo a ocel samotné stávají magnety a získávají opačnou polaritu. Proto jsou pro ně přitahovány. Ale jestliže jsou dva identické magnety se stejnými "náboji" nastaveny blízko sebe se stejnými póly, co se stane? Pozorovaná odpudivá síla bude rovna síle přitažlivosti, která působí mezi dvěma protilehlými póly, nastavenými ve stejné vzdálenosti od sebe.

Nejenže materiály obsahující železo jsou ovlivněny působením magnetismu. Nicméně, magnetické jevy Je to nejjednodušší pozorovat v čistých kovů. To je například železo, nikl, kobalt.

Domény

Kovy, které se mohou stát zdrojem magnetického pole, se skládají z malých magnetů umístěných náhodně uvnitř látky. Rovněž jsou orientovány pouze na malé oblasti nazvané domény, které lze vidět pomocí elektronového mikroskopu. V nemagnetizované látce - protože samotné domény jsou také orientovány v různých směrech - magnetické pole je nulové. Proto nejsou v tomto případě pozorovány žádné magnetické vlastnosti. Látka tedy získá potřebné vlastnosti pouze za určitých podmínek.

Proces magnetizace je takový, že všechny domény jsou nuceny seřadit v jednom směru. Když jsou správně otočeny, jejich akce se zvyšují. Látka jako celek se stává zdrojem magnetického pole. Pokud jsou všechny domény seřazeny přesně stejným směrem, materiál dosáhne hranice svých magnetických schopností. Měla by být zaznamenána jedna důležitá pravidelnost. Magnetizace materiálu nakonec závisí na magnetizaci domén. A na druhé straně je určeno tím, jak jsou uvnitř domén umístěny oddělené atomy.

Zemské magnetické pole

Zemské magnetické pole je již dávno přesně měřeno a popsáno, ale zatím nebylo zcela vysvětleno. Ve velmi jednoduchých podmínek může být reprezentován jako kdyby mezi severem a jihem geografické póly je jednoduchý plochý magnet. To způsobuje některé z pozorovaných účinků. Ale to nevysvětluje změny velmi neobvyklé intenzity, a dokonce i směr magnetických siločar zemského povrchu, nebo proč se před miliony let umístění magnetických pólů je naproti proudu, ani proč tomu tak je, i když pomalu, neustále v pohybu. Všechno je tedy poněkud komplikovanější.

Model magnetického pole Země

Podrobněji popište jeho zjednodušenou verzi. Představme si ve středu Země dlouhý plochý magnet, který bude zdrojem magnetického pole. Co jiného je třeba vzít v úvahu? Magnetický materiál na povrchu Země by měly být umístěny tak, aby jejich pole směřující na sever, se obrátil na špatnou cestu, kterou nazýváme sever (ve skutečnosti jižního pólu pomyslné magnetu) a jeden pól - jižní (severní pól magnetu).

Pochopení složitých fyzických procesů způsobuje určité potíže. A zemský magnetismus a magnetismus malých litiny snadněji vysvětleny za předpokladu, že magnetické siločáry (často označované jako čáry magnetický tok) pocházejí ze severního konce magnetu a vstoupí na jižní konec. Toto je velmi libovolné znázornění, které se používá pouze kvůli pohodlí, stejně jako zeměpisné šířky a délky kreslené na mapě. Pomáhá nám však pochopit, co je zdrojem magnetického pole Země.

Linky jednoduchého planárního magnetu, které procházejí od jednoho pólu k druhému a pokrývají celý magnet, tvoří něco jako válec. Zdálo se, že silové linie stejného směru odrazují. Vždy začínají na sloupu jednoho typu a končí v tyči jiného typu a nikdy se nespojují.

Na závěr

Takže jsme otevřeli téma "Zdroj magnetického pole". Jak můžete vidět, je to docela rozsáhlé. Zvažovali jsme pouze základní pojmy týkající se tohoto tématu.