1.3 Магнитные и электромагнитные явления

1.3.1 Постоянные магниты

В древние времена вблизи города Магнезия в Малой Азии была обнаружена порода, обладающая способностью притягивать к себе железные предметы. Эту породу назвали «магнитный же­лезняк», а силу притяжения — магнетизмом.

Такая руда, встречающаяся в природных условиях, назы­вается естественным магнитом.

Естественные магниты про­являют слабые магнитные свойства, поэтому в технике применяются постоянные или - 1 искусственные магниты из стали и некоторых сплавов. Постоянные магниты в зави­симости от назначения имеют различную форму: прямоуголь­ную, подковообразную, коль­цевую и др.

Наиболее сильно магнит­ные свойства проявляются на концах магнита, называемых полюсами (рис. 1.6). Середина маг­нита не обладает магнитными свойствами и поэтому называется нейтральной линией. Одноименные полюсы магнитов - отталки­ваются, а разноименные — притягиваются.

Легкий магнит в виде стрелки, подвешенной на тонкой нити, всегда занимает определенное положение. Это обусловлено тем, что Земля также является магнитом. Один конец магнитной стрел­ки обращен к северу — его называют северным полюсом (С, N), другой — к югу и называется южным полюсом (Ю, S) Северный полюс часто окрашивается в синий цвет, а южный — в красный. Свойство магнитной стрелки занимать положение по направлению магнитных полюсов Земли используется в компасе.

Разделив прямолинейный магнит на две части, убеждаемся, что каждая часть будет самостоятельным магнитом. При дальней­шем делении магнита окажется, что каждая новая часть также представляет собой магнит с северным и южным полюсами. Это явление объясняется тем, что молекулы магнитного тела представ­ляют собой небольшие магнитики, ориентированные одноимен­ными полюсами в одном направлении. При ударах и нагревании упорядоченное расположение молекулярных магнитиков наруша­ется и тело размагничивается, т. е. теряет свойства магнита.

Постоянные магниты применяются в магнетронных генерато­рах радиолокационных станций, генераторах шума, измеритель­ных приборах, электрических машинах и других устрой­ствах.

1.3.2 Понятие о магнитном поле

Магнит притягивает железные предметы с определенной силой. Эта сила называется магнитной. Пространство, в котором обнару­живается действие магнитных сил, носит название магнитного поля. Линии, в направлении которых действуют магнитные силы, называются магнитными силовыми линиями. Направление их дей­ствия можно наблюдать, если бумагу с железными опилками по­ложить на магнит. Опилки разместятся вдоль магнитных силовых линий.

Магнитные силовые линии являются замкнутыми кривыми. Принято считать, что они выходят из северного и входят в южный полюс, а внутри магнита направлены от южного к северному по­люсу. Количество силовых линий на единицу площади в различ­ных участках магнитного поля неодинаково. Их больше у полю­сов и меньше при удалении от полюсов.

Общее число магнитных силовых линий, проходящих через перпендикулярно расположенную к ним площадку, называется магнитным потоком Ф. За единицу магнитного потока принима­ется вебер (Вб).

О густоте силовых линий позволяет судить величина магнит­ной индукции. Магнитная индукция В численно равна количеству магнитных силовых линий, проходящих через единицу площади. Она измеряется в веберах на квадратный метр (Вб/м2).

В системе единиц СИ за единицу магнитной индукции при­нята тесла (Т). 1 Т=1 Вб/м2.

В практике пользуются и более мелкими единицами — гаусс (Гс): 1 Гс=10^-4 Т = 10^-4 Вб/м2.