2. Раздел. Электромагнетизм.
Магнетизм - это свойство некоторых тел притягивать к себе железные предметы. Такие тела называют магнитами. Они бывают естественные и искусственные.
2.1. Свойства магнитов.
Наибольшей силой притяжения обладают полюса (в магнетизме, в отличие от электричества полюса обозначаются не (+) и (-), а север (N) и юг (S) от английских слов North и South).
Одноименные полюса – отталкиваются, а разноименные – притягиваются.
Разделить полюса невозможно (если разрезать магнит - получиться два отдельных магнита со своими парами полюсов).
Магниты размагничиваются от нагреваний и ударов (вибрации).
2.2. Магнитное поле
Магнитное поле - это особый вид материи, который образуется:
Вокруг магнитов;
Вокруг движущихся электрических зарядов, т.е. проводников с током;
При изменении электрического поля.
Всякое
изменение электрического поля образует
магнитное поле и, наоборот, изменение
магнитного поля порождает электрическое.
Такое взаимодействие полей называется
- электромагнитные волны. В том
числе: радиоволны, видимый свет,
ультрафиолетовое, инфра-красное излучение
и пр.
Магнитное поле обозначается силовыми линиями, которые (в отличие от электрических силовых линий) всегда замкнуты, располагаются не только снаружи, но и внутри источника и направлены в ту сторону, куда поворачивается северный конец магнитной стрелки компаса, т.е. снаружи источника магнитные силовые линии направлены от севера (N) к югу (S).
Примечание: электрические и магнитные поля распространяются во взаимоперпендику-лярных плоскостях.
Силовые линии магнитного поля проводника с током распространяются в плоскости, перпендикулярной направлению тока. Направление этих силовых линий определяется по правилу буравчика: буравчик мысленно вворачиваем по направлению электрического тока в проводнике, тогда направление вращения его рукоятки будет указывать направление магнитных силовых линий. Направление тока обозначается крестом (ток – от нас) или точкой (ток – к нам).
П
рим.
Направление тока в проводнике определяется
при помощи стрелки. Если стрелка
показывает своё оперение, то ток направлен
от нас, если свое остриё, то к нам.
2.3. Характеристики магнитного поля.
Магнитная индукция В, [Тл] (тесла) - характеризует энергию магнитного поля в какой-либо точке. Чем гуще силовые линии (обычно - ближе к полюсам), тем больше магнитная индукция.
Магнитный поток Ф, [Вб] (вебер) - характеризует общую энергию магнитного поля, т.е общее число силовых линий проходящих через какую либо площадь S.
Ф = В* S; В = Ф/ S.
Прим. Различия между магнитной индукцией и потоком можно объяснить на примере воды из лейки душа: мощность одной струи эквивалентна индукции, а сумма всех струй аналогична магнитному потоку. При этом на одиночный проводник в магнитном поле действует именно индукция, а на массивную деталь – весь поток.
Магнитная проницаемость µ, [мю]- характеризует магнитные свойства данного материала или среды в сравнении с магнитными свойствами вакуума – пустого пространства (µ=1), т.е насколько хорошо материал пропускает магнитный поток и намагничивается. (по сравнению с вакуумом)
Прим. Конкретное значение магнитной проницаемости для любого материала или среды характеризует абсолютная магнитная проницаемость µа. Единицы ее измерения - Гн/м (генри/метр). Для удобства принято считать относительную магнитную проницаемость µ= µа/µ0всравнением с магнитной проницаемостью пустого пространства – вакуума, у которого абсолютная магнитная проницаемость µ0 = 4π*10-7Гн/м.
В зависимости от значения µ все материалы по магнитным свойствам делятся на 3 группы:
Ферромагнетики µ » 1 ( >7000 единиц ) - хорошо пропускают магнитный поток и намагничиваются (железо Fe, кобальт Cо, никель Ni);
Парамагнетики µ ≥ 1 - намагничиваются слабо (алюминий Al, олово Sn и пр.);
Диамагнетики µ< 1 – не намагничиваются (медь Cu, золото Au и др.);