Campi magnetici e induzione del campo magnetico

Il magnetismo è familiare alle persone dei tempi antichi. La prima menzione scritta di lui è datata I secolo aC. e., ma gli scienziati credono che la conoscenza di questo fenomeno sia apparsa molto prima. È globale e la vita senza di essa sul nostro pianeta è impossibile. Pertanto, i ricercatori hanno sempre cercato di studiare questa forza e frenarla per il progresso dell'umanità.

Campo magnetico

Vivendo sulla Terra, senza accorgercene, siamo costantemente sotto l'influenza di varie forze. Il campo magnetico non fa eccezione a questa regola. Sebbene, per essere precisi, è definito come un tipo speciale di materia, e non di forza. La fonte della sua presenza è carica di particelle o magneti elettrici. Se prendiamo la caratteristica spaziale di questa materia, allora è una combinazione di forze in grado di agire su corpi che sono magnetizzati. Questa capacità nasce dal movimento di scariche tra le molecole di un oggetto. La condizione principale per l'emergere di un tale campo è un movimento costante. cariche elettriche. L'interazione di campi magnetici ed elettrici ha portato al fatto che non possono esistere separatamente. Questo fenomeno è chiamato campo elettromagnetico. Tutti gli elementi di tale materia sono inestricabilmente collegati e agiscono in modo tale che le loro proprietà cambino.

Proprietà del magnetismo

Il campo magnetico, come ogni altro fenomeno fisico sulla Terra, ha le sue caratteristiche:

1. L'origine sta spostando le cariche elettriche.
2. L'induzione di un campo magnetico è la sua principale caratteristica di forza, che esiste in ciascuno dei suoi singoli punti ed è direzionale.
3. La sua influenza è limitata a magneti, cariche in movimento e conduttori attuali.
4. È diviso dagli scienziati in due tipi: costante e variabile.
5. Una persona senza dispositivi speciali non può sentire l'impatto del magnetismo.
6. Questo è un fenomeno elettrodinamico, perché la sua fonte di origine sono le particelle in movimento. corrente elettrica. E solo le stesse particelle possono essere influenzate dal campo magnetico.
7. La traiettoria del movimento delle particelle cariche può essere solo perpendicolare.

Induzione al magnetismo

L'induzione del campo magnetico è determinata dalla sua direzionalità, cioè è un vettore ed è inerente a qualsiasi campo che si verifica in tali condizioni. È sempre diretto allo stesso modo della freccia, che ruota liberamente nella bussola. Questo tipo di campo è completamente caratterizzato dall'induzione magnetica. Ogni punto è il portatore della direzione e del modulo di questa forza. Se sono uguali per tutti i punti di questo campo, allora è chiamato omogeneo. L'induzione di un campo magnetico in fisica è denotata da un vettore e da una lettera latina maiuscola B.

Formula di induzione magnetica

Per calcolare questa caratteristica di potenza, è necessario conoscere la formula per il suo calcolo:

• B = F: I x l.
  
  In questa formula:
  
  B indica induzione del campo magnetico;
  F è la forza che agisce sul conduttore dal lato campo;
  I - la forza con cui la corrente passa attraverso il conduttore;
  l è la lunghezza effettiva del conduttore stesso.

L'unità di induzione, secondo il Sistema internazionale di unità, è Tesla (T).

Linee che passano in un campo magnetico

L'induzione magnetica ha un vettore, cioè direttività. Se è visualizzato su carta, sarà espresso in linee. Essi coincidono con tangenti che hanno la stessa direzione del vettore di induzione. Se il campo magnetico è omogeneo, queste linee corrono parallele l'una all'altra. Quando non è omogeneo, la direzione di questa forza sarà diversa in tutti i punti del campo che sorge, e le tangenti ad essi sembreranno cerchi.

Magnetismo solenoide

Il campo magnetico può essere creato da vari oggetti, ad esempio un solenoide. Il solenoide, nella sua essenza, è un elettromagnete, cioè una bobina di induttanza. Per creare un solenoide, è necessaria una superficie cilindrica (nucleo) e un conduttore (filo) isolato isolante, che viene avvolto sul nucleo. La corrente che passa attraverso il filo crea questo tipo di materia attorno al solenoide. In questo momento si trasforma in un magnete. Se spegni l'elettricità, tutte le proprietà speciali del solenoide scompaiono e quando le riattivi, riprendono di nuovo. La ragione più è avvolta attorno al nucleo e maggiore è la corrente, più forte sarà l'attrattiva del solenoide.

Magnete a induzione magnetica

Molto interessante da considerare è il solenoide, la cui lunghezza è molto più grande del suo diametro. L'induzione del campo magnetico del solenoide in questo caso ha ovunque una direttività parallela al nucleo della bobina, il che significa che ogni linea del campo è parallela l'una all'altra. Se il conduttore è avvolto in modo uniforme, quindi non solo la direzionalità è la stessa, anche il valore numerico sarà lo stesso. A causa del fatto che il solenoide ha una struttura molto semplice, il suo campo è stato riconosciuto come standard di campo.

Magnetosfera terrestre

Ci sono milioni di magneti di dimensioni e origine diverse sul nostro pianeta, ma il più grande di essi, a cui tocchiamo costantemente, è la nostra stessa Terra. La prima volta sulla Terra come argomento simile è stata detta nel 1600. Quest'anno è stato caratterizzato dall'apparizione del libro del fisico inglese William Hilbert, in cui collega strettamente la Terra e questa materia. Inoltre, afferma che l'asse del campo magnetico terrestre e l'asse lungo cui ruota il pianeta non sono identici, ma, al contrario, hanno un solo punto di contatto. Se facciamo un disegno grafico di questo fenomeno attorno alla nostra sfera blu, diventa immediatamente evidente che è molto simile al solito magnete permanente Le prime mappe che mostravano il nostro pianeta da questa direzione furono disegnate da E. Halley nel 1702. In che modo la terra rigenera le sue proprietà speciali? È piuttosto semplice Come è noto, c'è un nucleo nelle profondità del nostro pianeta. Questa è una palla enorme di ferro rovente, che è un eccellente conduttore di corrente, cioè un nucleo carico e dà potenti flussi di particelle. A causa di questo fenomeno, la Terra è circondata dalla magnetosfera, che la protegge dalle influenze negative dalle profondità dello spazio e persino dal nostro Sole. L'induzione del campo magnetico terrestre è 0,5 · 10 ^{- 4} T.

Cambiamenti nella magnetosfera terrestre

Dopo la scoperta del campo magnetico terrestre, molti fisici hanno deciso di affrontare questo problema. Nel 1635, G. Hellibrand scoprì che questo strato del globo è in costante cambiamento. Questi cambiamenti sono divisi in due tipi: permanente e a breve termine. Si verificano permanentemente a causa di depositi di minerali metalliferi, che provocano distorsioni dovute ai propri forti flussi energetici. Il colpevole dei cambiamenti a breve termine è il cosiddetto "vento solare". È un flusso di particelle elettriche che erompono dalla superficie del sole. L'interazione di questi due fenomeni porta a "tempeste magnetiche". Se una tale tempesta è forte, può anche portare alla perdita di comunicazione radio o all'incertezza dell'ago della bussola. Uno degli effetti più belli di tali tempeste è l'aurora boreale, in quanto i poli sono particolarmente sensibili alla loro influenza.

Quindi, il magnetismo è presente nella vita di ogni persona. Ci colpisce, anche se non lo sentiamo. A causa di questo fenomeno, il nostro pianeta non è esposto a influenze negative dall'esterno e abbiamo l'opportunità di osservare i colori colorati di Aurora.