İki paralel keçiriciyi elektrik cərəyanına bağlayarkən, qoşulmuş cərəyanın istiqamətindən (qütbündən) asılı olaraq, onlar cəlb edəcək və ya dəf edəcəklər. Bu, bu keçiricilərin ətrafında xüsusi bir növ maddənin meydana gəlməsi fenomeni ilə izah olunur. Bu maddəyə maqnit sahəsi (MF) deyilir. Maqnit qüvvəsi keçiricilərin bir-birinə təsir etdiyi qüvvədir.

Maqnetizm nəzəriyyəsi qədim zamanlarda, Asiyanın qədim sivilizasiyasında yaranmışdır. Maqnesiya dağlarında xüsusi bir qaya tapdılar, parçaları bir-birinə cəlb edilə bilər. Yerin adına görə bu qaya “maqnit” adlanırdı. Bir çubuq maqnitində iki qütb var. Onun maqnit xüsusiyyətləri xüsusilə qütblərdə özünü göstərir.

İpdən asılan maqnit qütbləri ilə üfüqün yanlarını göstərəcək. Onun qütbləri şimala və cənuba çevriləcək. Kompas cihazı bu prinsiplə işləyir. İki maqnitin əks qütbləri cəzb edir, qütbləri isə itələyir.

Alimlər kəşf ediblər ki, keçiricinin yanında yerləşən maqnitləşdirilmiş iynə ondan elektrik cərəyanı keçdikdə əyilir. Bu, onun ətrafında bir millət vəkilinin formalaşmasından xəbər verir.

Maqnit sahəsi təsir edir:

Hərəkət edən elektrik yükləri.
Ferromaqnit adlanan maddələr: dəmir, çuqun, onların ərintiləri.

Daimi maqnitlər yüklü hissəciklərin (elektronların) ümumi maqnit momentinə malik olan cisimlərdir.

1 - maqnitin cənub qütbü
2 - maqnitin şimal qütbü
3 - metal çöküntülərin nümunəsindən istifadə edərək MP
4 - Maqnit sahəsinin istiqaməti

Daimi bir maqnit dəmir yonqar qatının töküldüyü bir kağız təbəqəyə yaxınlaşdıqda güc xətləri görünür. Şəkil istiqamətlənmiş qüvvə xətləri ilə dirəklərin yerlərini aydın şəkildə göstərir.

Maqnit sahəsi mənbələri

  • Zamanla dəyişən elektrik sahəsi.
  • Mobil ödənişlər.
  • Daimi maqnitlər.

Biz uşaqlıqdan daimi maqnitlərlə tanış olmuşuq. Onlar müxtəlif metal hissələri cəlb edən oyuncaqlar kimi istifadə olunurdu. Onlar soyuducuya bərkidilmiş, müxtəlif oyuncaqlara tikilmişdir.

Hərəkətdə olan elektrik yükləri daimi maqnitlərlə müqayisədə daha çox maqnit enerjisinə malikdir.

Xüsusiyyətlər

  • Maqnit sahəsinin əsas fərqləndirici xüsusiyyəti və xüsusiyyəti nisbilikdir. Əgər yüklənmiş bir cismi müəyyən bir istinad çərçivəsində hərəkətsiz qoysanız və yaxınlıqda bir maqnit iynəsi qoysanız, o, şimala işarə edəcək və eyni zamanda yerin sahəsi istisna olmaqla, kənar bir sahəni "hiss etməyəcək" . Və yüklənmiş bir cismi oxun yaxınlığında hərəkət etdirməyə başlasanız, bədənin ətrafında bir millət vəkili görünəcək. Nəticədə məlum olur ki, MF yalnız müəyyən yük hərəkət etdikdə əmələ gəlir.
  • Maqnit sahəsi elektrik cərəyanına təsir edə və təsir edə bilər. Onu yüklü elektronların hərəkətinə nəzarət etməklə aşkar etmək olar. Bir maqnit sahəsində yükü olan hissəciklər əyiləcək, axan cərəyanı olan keçiricilər hərəkət edəcəkdir. Birləşdirilmiş cərəyan təchizatı ilə çərçivə fırlanmağa başlayacaq və maqnitləşdirilmiş materiallar müəyyən bir məsafədə hərəkət edəcəkdir. Kompas iynəsi ən çox mavi rəngdədir. Bu maqnitləşdirilmiş poladdan bir zolaqdır. Kompas həmişə şimalı göstərir, çünki Yer maqnit sahəsinə malikdir. Bütün planet öz qütbləri olan böyük bir maqnit kimidir.

Maqnit sahəsi insan orqanları tərəfindən qəbul edilmir və yalnız xüsusi cihazlar və sensorlar tərəfindən aşkar edilə bilər. Dəyişən və daimi növlərdə olur. Alternativ sahə adətən alternativ cərəyanla işləyən xüsusi induktorlar tərəfindən yaradılır. Sabit bir sahə sabit elektrik sahəsi ilə əmələ gəlir.

Qaydalar

Müxtəlif keçiricilər üçün maqnit sahəsini təsvir etmək üçün əsas qaydaları nəzərdən keçirək.

Gimlet qaydası

Qüvvət xətti cərəyan axınının yoluna 90 0 bucaq altında yerləşən bir müstəvidə təsvir edilmişdir ki, hər bir nöqtədə qüvvə xəttə tangensial olaraq yönəlsin.

Maqnit qüvvələrinin istiqamətini müəyyən etmək üçün sağ iplə gimlet qaydasını xatırlamaq lazımdır.

Gimlet cari vektor ilə eyni ox boyunca yerləşdirilməlidir, sapı elə çevirmək lazımdır ki, gimlet öz istiqaməti istiqamətində hərəkət etsin. Bu halda, xətlərin istiqaməti gimlet sapının fırlanması ilə müəyyən edilir.

Üzük gimlet qaydası

Halqa şəklində hazırlanmış bir dirijordakı gimletin tərcümə hərəkəti, fırlanmanın cərəyan axını ilə necə üst-üstə düşdüyünü göstərir;

Qüvvət xətləri maqnitin daxilində davam edir və açıq ola bilməz.

Müxtəlif mənbələrin maqnit sahəsi bir-birinə əlavə olunur. Bununla da ümumi sahə yaradırlar.

Eyni qütblü maqnitlər itələyir, fərqli qütblü maqnitlər isə cəlb edir. Qarşılıqlı təsir gücünün dəyəri onların arasındakı məsafədən asılıdır. Qütblər yaxınlaşdıqca güc artır.

Maqnit sahəsinin parametrləri

  • Axın birləşməsi ( Ψ ).
  • Maqnit induksiya vektoru ( IN).
  • Maqnit axını ( F).

Maqnit sahəsinin intensivliyi F qüvvəsindən asılı olan maqnit induksiya vektorunun ölçüsü ilə hesablanır və uzunluğu olan bir keçirici boyunca cərəyan I tərəfindən əmələ gəlir. l: B = F / (I * l).

Maqnit induksiyası maqnit hadisələrini tədqiq edən və onların hesablama üsulları üzərində işləyən alimin şərəfinə Tesla (T) ilə ölçülür. 1 T maqnit axınının induksiya qüvvəsinə bərabərdir 1 N uzun-uzadı 1m bir açı ilə düz keçirici 90 0 bir amperlik cərəyanla sahənin istiqamətinə:

1 T = 1 x H / (A x m).
Sol əl qaydası

Qayda maqnit induksiya vektorunun istiqamətini tapır.

Əgər sol əlin ovucu sahəyə elə yerləşdirilsə ki, maqnit sahəsinin xətləri şimal qütbündən xurmaya 90 0-da daxil olsun və 4 barmaq cərəyan axını boyunca yerləşdirilirsə, baş barmaq maqnit qüvvəsinin istiqamətini göstərəcək.

Dirijor fərqli bir açıdadırsa, qüvvə birbaşa cərəyandan və dirijorun düz bucaq altında müstəviyə proyeksiyasından asılı olacaq.

Güc keçirici materialın növündən və onun kəsişməsindən asılı deyil. Əgər keçirici yoxdursa və yüklər fərqli bir mühitdə hərəkət edirsə, qüvvə dəyişməyəcək.

Maqnit sahəsinin vektoru bir böyüklükdə bir istiqamətə yönəldildikdə, sahə vahid adlanır. Müxtəlif mühitlər induksiya vektorunun ölçüsünə təsir göstərir.

Maqnit axını

Müəyyən bir S sahəsindən keçən və bu sahə ilə məhdudlaşan maqnit induksiyası maqnit axınıdır.

Sahə induksiya xəttinə müəyyən bir açı ilə α meyllidirsə, maqnit axını bu bucağın kosinusunun ölçüsü ilə azalır. Onun ən böyük dəyəri sahə maqnit induksiyasına düz bucaq altında olduqda formalaşır:

F = B * S.

Maqnit axını kimi vahidlə ölçülür "veber", böyüklüyün induksiya axınına bərabərdir 1 Tərazisinə görə 1 m2.

Flux əlaqəsi

Bu konsepsiya maqnit qütbləri arasında yerləşən müəyyən sayda keçiricilərdən yaranan maqnit axınının ümumi dəyərini yaratmaq üçün istifadə olunur.

Eyni cərəyan olduqda I bir sıra n döngələri olan bir sarğı vasitəsilə axır, bütün növbələrin yaratdığı ümumi maqnit axını axın əlaqəsidir.

Flux əlaqəsi Ψ Webers ilə ölçülür və bərabərdir: Ψ = n * Ф.

Maqnit xassələri

Maqnit keçiriciliyi müəyyən bir mühitdə maqnit sahəsinin vakuumda sahə induksiyasından nə qədər aşağı və ya yüksək olduğunu müəyyən edir. Maddə öz maqnit sahəsini yaradırsa, maqnitlənmiş adlanır. Bir maddə maqnit sahəsinə yerləşdirildikdə, maqnitləşir.

Alimlər cisimlərin maqnit xassələri almasının səbəbini müəyyən ediblər. Alimlərin fərziyyəsinə görə, maddələrin içərisində mikroskopik elektrik cərəyanları var. Elektronun kvant xarakterli öz maqnit momenti var və atomlarda müəyyən orbit üzrə hərəkət edir. Maqnit xüsusiyyətlərini təyin edən bu kiçik cərəyanlardır.

Əgər cərəyanlar təsadüfi hərəkət edirsə, onda onların yaratdığı maqnit sahələri öz-özünə kompensasiya olunur. Xarici sahə cərəyanları nizamlı edir, buna görə də maqnit sahəsi yaranır. Bu maddənin maqnitləşməsidir.

Müxtəlif maddələr maqnit sahələri ilə qarşılıqlı təsir xüsusiyyətlərinə görə bölünə bilər.

Onlar qruplara bölünür:

Paramaqnitlər– xarici sahə istiqamətində maqnitləşmə xassələrinə malik olan və maqnitlənmə potensialı aşağı olan maddələr. Onların müsbət sahə gücü var. Belə maddələrə dəmir xlorid, manqan, platin və s.
Ferrimaqnitlər– istiqamət və qiymət baxımından balanssız maqnit momentləri olan maddələr. Onlar kompensasiya olunmamış antiferromaqnetizmin olması ilə xarakterizə olunur. Sahənin gücü və temperaturu onların maqnit həssaslığına (müxtəlif oksidlərə) təsir göstərir.
Ferromaqnitlər– gərginlik və temperaturdan asılı olaraq müsbət həssaslığı artırılmış maddələr (kobalt, nikel və s. kristalları).
Diamaqnitlər– xarici sahənin əks istiqamətində maqnitləşmə xassəsinə, yəni gərginlikdən asılı olmayaraq maqnit həssaslığının mənfi dəyərinə malikdir. Sahənin olmadığı təqdirdə bu maddənin maqnit xüsusiyyətləri olmayacaq. Bu maddələrə aşağıdakılar daxildir: gümüş, vismut, azot, sink, hidrogen və digər maddələr.
Antiferromaqnitlər – maddənin aşağı dərəcədə maqnitləşməsi ilə nəticələnən balanslaşdırılmış maqnit momentinə malikdir. Qızdırıldıqda, maddənin faza keçidi baş verir, bu zaman paramaqnit xassələri görünür. Temperatur müəyyən bir həddən aşağı düşdükdə, belə xüsusiyyətlər görünməyəcək (xrom, manqan).

Nəzərə alınan maqnitlər daha iki kateqoriyaya bölünür:

Yumşaq maqnit materialları . Onların aşağı məcburiyyəti var. Aşağı güclü maqnit sahələrində onlar doymuş ola bilərlər. Maqnitləşmənin geri çevrilməsi prosesi zamanı onlar kiçik itkilərlə üzləşirlər. Nəticədə, bu cür materiallar alternativ gərginlikdə işləyən elektrik cihazlarının nüvələrinin istehsalı üçün istifadə olunur (, generator,).
Sərt maqnit materiallar. Onların artan məcburiyyət gücü var. Onları yenidən maqnitləşdirmək üçün güclü maqnit sahəsi tələb olunur. Belə materiallar daimi maqnitlərin istehsalında istifadə olunur.

Müxtəlif maddələrin maqnit xüsusiyyətləri mühəndislik layihələrində və ixtiralarda istifadə olunur.

Maqnit dövrələri

Bir neçə maqnit maddənin birləşməsinə maqnit dövrə deyilir. Onlar oxşardır və riyaziyyatın oxşar qanunları ilə müəyyən edilir.

Maqnit sxemləri əsasında elektrik cihazları, endüktanslar və s. Fəaliyyət göstərən elektromaqnitdə axın ferromaqnit olmayan ferromaqnit materialdan və havadan hazırlanmış maqnit dövrəsindən keçir. Bu komponentlərin birləşməsi maqnit dövrəsidir. Bir çox elektrik cihazlarının dizaynında maqnit sxemləri var.

Kompüter modelləşdirməsi bizə polarite dəyişdikdə Yerin maqnit sahəsinin necə dəyişdiyini təsəvvür etməyə imkan verir. Cənub maqnit qütbü şimala, şimal maqnit qütbü cənuba çevrilməmişdən əvvəl onların hər ikisi bir müddət yox olacaq, ya da eyni şeydir, onların çoxu olacaq. Kredit Gary Glatzmaier, Paul Roberts

Fəlakətləri gözləmək insan təbiətidir. Ən azı bibliya dövründən başlayaraq, əcdadlarımız pis bir şey gözləyirdilər: dünyanın sonu, son qiyamət, ikinci gəliş. Gözləyib qorxdular. Müasirlərimiz gözləməkdə və qorxmaqda davam edirlər. Yalnız müasir dünya daha çox variant təklif edir. Biologiya üzrə Nobel mükafatı laureatı Frensis Krik “Yerdəki həyat, onun mənşəyi və mahiyyəti” kitabında bəşəriyyətin 21-ci əsrin sonunu görə bilməməsinin dörd əsas səbəbini qeyd edir: kütləvi qırğın silahlarından istifadə edilən qlobal silahlı münaqişə, ölümcül ətraf mühitin çirklənməsi, zəruri təbii ehtiyatların tükənməsi, kosmik fəlakət. Bu dörd səbəb sinfi ehtimallarına görə azalan ardıcıllıqla düzülür. Onların hər biri təxəyyül gücündən asılı olaraq təfərrüatlı və əlavə edilə bilər. 10-cu əsrdə insanlar 16-cı əsrin sonunda yeni bir minilliyin başlamasından qorxurdular, 19-cu əsrin sonunda səmada qopan fövqəlnova; 20-ci əsrlərdə kometaların Yerə yaxınlaşmasından qorxmaq dəbdə idi. Yeni dəhşət hekayələri arasında son bir neçə ildə danışılan “qütbün dəyişməsi” təhlükəsi də var.

Bizim söhbətimiz budur. Planetimizin maqnit sahəsi olduqca mürəkkəb bir formaya malikdir, adətən çoxqütblü genişlənmə deyilən, yəni müəyyən mənada elementar olan elementlərin sonsuz cəmi şəklində təmsil olunur. Bu məbləğdə birinci termin monopol adlanır, lakin Yer üçün (həmçinin bizə məlum olan hər hansı digər kosmik cisim üçün) sıfıra bərabərdir. Sadə dillə desək, bu o deməkdir ki, Yerin səthində başlayan hər bir maqnit xətti Yerin səthində bitir. Növbəti ən böyük termin dipoldur. O, bir-birinə sonsuz yaxın yerləşən sonsuz böyük yüklü iki maqnit monopolu və ya sonsuz böyük gücə malik və sonsuz kiçik radiuslu halqa elektrik cərəyanı ilə yaradılmışdır. Yer üçün bu termin bütün digərlərindən çox böyükdür, çünki indi hamılıqla qəbul edildiyi kimi, onun maqnit sahəsi yerin maye nüvəsinin burulğan hərəkətləri nəticəsində yaranır. İçindəki yüklər çox sürətlə hərəkət etmir, ona görə də cərəyan çox böyük deyil, lakin radius çox böyükdür. Amma bu böyük radius belə Yerin radiusu ilə müqayisədə kiçikdir.

Bu o demək deyil ki, dipol momenti mütləq bu məbləğdə ən böyük termindir. Bəzi hallarda tamamilə yox olur. Bu, məsələn, beş il əvvəl Günəşdə baş verdi. 2000-ci ilin martından 2001-ci ilin fevralına qədər demək olar ki, bütün il ərzində Günəşdə nə şimal, nə də cənub maqnit qütbü var idi və ya formal olaraq maqnit qütbünü maqnit qüvvə xəttinin ulduzun səthi ilə kəsişdiyi yer hesab etsək. və ya radiusuna paralel olan planet, onda bir anda onlardan ən azı ikisi var idi. Bu vəziyyətdə maqnit sahəsi son dərəcə narahat davranır və orta hesabla çox zəifləyir. Əgər Yer kürəsində buna bənzər bir şey baş versəydi, bizi çox problem gözləyirdi: uzunmüddətli və qeyri-adi güclü maqnit qasırğası orta hesabla maqnit sahəsinin zəifləməsi ilə müşayiət olunacaqdı. Maqnitosfer biosfer üçün ən vacib funksiyasının öhdəsindən daha pis gələrdi - onu kosmosdan və Günəşdən gələn yüklü hissəciklərin axınından qorumaq.

Ancaq Yer kürəsində zaman-zaman buna bənzər bir şey olur. Düzdür, Günəşdə olduğundan daha az tez-tez. Günəşdə maqnit qütbləri hər on bir ildən bir yerlərini dəyişir. Yer üzündə maqnit qütbləri sonuncu dəfə 740.000 il əvvəl yer dəyişdirib. Və onu yenidən yaşamağın vaxtı olduğuna dair bəzi əlamətlər var. Son yüz əlli il ərzində Yerin maqnit sahəsi nəzərəçarpacaq dərəcədə zəifləyir. Ola bilsin ki, əvvəllər zəifləyib, amma indi məlum olur ki, 1590-1840-cı illərdə o, xeyli yavaş dəyişib. Bunu Lids Universitetindən David Qubbins və onun həmkarları tərəfindən araşdırılan köhnə gəmi jurnalları sübut edir (onların tədqiqatı haqqında hesabat Science jurnalında dərc edilmişdir. 2006. Cild 312. No 5775. S. 900-902)

Onların ideyası Yerin maqnit sahəsinin dipol momentinin dəyərini 1837-ci ildən əvvəlki dövrə qaytarmaq idi. Məhz bu il böyük alman riyaziyyatçısı Karl Qauss dipol momentini birbaşa ölçmək üçün bir üsul kəşf etdi. Və o vaxtdan bəri az və ya çox müntəzəm olaraq ölçülür. Lakin bundan əvvəl insanların maqnit sahəsi haqqında fikirləri ən qeyri-müəyyən idi. Məlum oldu ki, çıxış yolu var. Köhnə dənizçilər kompas oxumağa böyük diqqət yetirdilər. Birincisi, artıq orta əsrlərin sonlarında məlum idi ki, kompas demək olar ki, heç vaxt Şimala işarə etmir. Əfsanəvi italyan həkimi, şairi və astronomu Girolamo Fracastoro (1478-1553) hətta bizə gəlib çatan ən qədim nəzəri izahı təklif etdi: maqnit kompas iynəsini Atlantik okeanının şimalındakı nəhəng dəmir dağlar cəlb edir. Buna görə də o, heç vaxt şimala baxmır. O vaxtdan bəri dənizçilər kompasın oxunmasının şimal istiqamətindən necə fərqləndiyini diqqətlə qeyd etdilər. Problem ondadır ki, onlar bunu nadir hallarda tələb olunan dəqiqliklə edə bilirdilər və tez-tez səhvlərə yol verirdilər.

Lakin 17-ci əsrin sonunda dənizçilər yeni bir sürpriz kəşf etdilər: maqnit iynəsi nəinki qütbün yanından “baxır”, həm də Yerin səthinə paralel deyil. Şimal maqnit qütbündə, kompas iynəsi ümumiyyətlə şaquli dayanır (əlbəttə ki, onu öz ixtiyarına buraxsanız). Sonra haqlı olaraq hesab olunurdu ki, bu "meyl" haqqında bilik (ümumiyyətlə belə adlandırılır) kompas oxunuşlarından istifadə edərək şimala istiqaməti aydınlaşdırmağa imkan verir. Və bu, Devid Qubbinsə şimal istiqaməti ilə kompas oxunması arasındakı fərqi aydınlaşdırmağa imkan verdi. Ancaq hər şeyə baxmayaraq, toplanmış bütün məlumatlar 1840-cı ildən əvvəl dipol anında baş verən dəyişikliyin tam mənzərəsini yenidən qurmaq üçün kifayət deyildi. Bununla belə, onlar fundamental nəticə çıxarmaq üçün kifayət idi: planetimizin maqnit sahəsi artan sürətlə zəifləyir. O, bu müddət ərzində bir neçə dalğalanma yaşamış ola bilər.

Hal-hazırda, yəni son yüz əlli ildə Yerin maqnit sahəsinin dipol momenti hər 10 ildən bir təxminən 0,5% azalır. Bu sahə komponentinin iki min ildən sonra yox olacağını hesablamaq çətin deyil. Bəlkə də bu, növbəti qütb dəyişikliyinin başladığı andır. Qubbinsin yeni tapıntıları bu qiymətləndirmənin yenidən nəzərdən keçirilməli olduğunu göstərir. Dipol momenti təxminən iki dəfə tez sıfıra gedəcək.

Maqnit sahəsindəki dəyişikliklərin tədqiqi Kaliforniya Universitetində maqnit sahəsinin gücünə dair məlumatları qayadakı və saxsı qabların parçalarında maqnit hissəciklərinin oriyentasiyasından bərpa edərək həyata keçirdi. Geofizik Gary Glatzmaier bu məlumatlardan Yer səthinin dərinliklərində baş verən və maqnit sahəsini yaradan prosesləri modelləşdirmək üçün istifadə edir. O hesab edir ki, İngiltərədə aparılan yeni tədqiqatlar onun maqnit sahəsinin qeyri-bərabər dəyişdiyi, qeyri-müəyyən müddət ərzində arta, azala və ya dəyişməz qala biləcəyi ilə bağlı fundamental fikrini təsdiqləyir. Çox güman ki, 1590 və 1840-cı illər arasında dipol anında xətti dəyişiklik fərziyyəsi çox kobuddur. Axı maqnit sahəsinin dipol momentinin zəifləmə sürətinin kəskin dəyişməsi ilə Qaussun kəşfinin üst-üstə düşməsi bir az şübhəli görünür. Eyni müvəffəqiyyətlə güman etmək olar ki, 1590-1840-cı illərdə sahənin çox hissəsi təxminən eyni sürətlə zəiflədi, lakin bəzi nisbətən qısa dövrlərdə zəifləmədi, əksinə sürətlə böyüdü. Bu səbəbdən orta sürət iki dəfə aşağı idi. Tamamilə mümkündür ki, son “qütbün tərsinə çevrilməsindən” keçən 740 min il ərzində Yer dəfələrlə bu prosesə yenidən başlayıb, lakin sonra ilkin vəziyyətinə qayıdıb.

Daimi maqnit nədir? Daimi maqnit maqnitləşməni uzun müddət saxlaya bilən bir cisimdir. Təkrar tədqiqatlar və çoxsaylı təcrübələr nəticəsində deyə bilərik ki, Yer kürəsində yalnız üç maddə daimi maqnit ola bilər (şək. 1).

düyü. 1. Daimi maqnitlər. ()

Yalnız bu üç maddə və onların ərintiləri daimi maqnit ola bilər, yalnız onlar maqnitləşə və bu vəziyyəti uzun müddət saxlaya bilər.

Daimi maqnitlər çox uzun müddətdir istifadə olunur və ilk növbədə kosmosda oriyentasiya üçün cihazlardır - səhrada naviqasiya etmək üçün ilk kompas Çində icad edilmişdir. Bu gün heç kim maqnit iynələri və ya daimi maqnitlər haqqında mübahisə etmir, onlar hər yerdə telefon və radio ötürücülərində və sadəcə olaraq müxtəlif elektrik məhsullarında istifadə olunur. Onlar fərqli ola bilər: zolaqlı maqnitlər var (şək. 2)

düyü. 2. Zolaqlı maqnit ()

Və qövs formalı və ya at nalı adlanan maqnitlər var (şək. 3)

düyü. 3. Qövs maqniti ()

Daimi maqnitlərin tədqiqi yalnız onların qarşılıqlı təsiri ilə bağlıdır. Bir maqnit sahəsi elektrik cərəyanı və daimi maqnit tərəfindən yaradıla bilər, buna görə də edilən ilk şey maqnit iynələri ilə araşdırma oldu. Oxa yaxın bir maqnit gətirsək, qarşılıqlı təsir görəcəyik - qütblər kimi dəf edəcək, qütblərdən fərqli olaraq isə cəlb edəcək. Bu qarşılıqlı əlaqə bütün maqnitlərlə müşahidə olunur.

Zolaqlı maqnit boyunca kiçik maqnit oxları yerləşdirək (şəkil 4), cənub qütbü şimalla qarşılıqlı təsir göstərəcək, şimal isə cənubu cəlb edəcəkdir. Maqnit iynələri maqnit sahəsi xətti boyunca yerləşəcək. Maqnit xətlərinin şimal qütbündən cənuba daimi maqnit xaricinə, cənub qütbündən isə maqnit daxilində şimala doğru yönəldilməsi ümumiyyətlə qəbul edilir. Beləliklə, maqnit xətləri elektrik cərəyanı ilə eyni şəkildə bağlanır, bunlar konsentrik dairələrdir, maqnitin özünün içərisində bağlıdırlar. Məlum olur ki, maqnitdən kənarda maqnit sahəsi şimaldan cənuba, maqnitin daxilində isə cənubdan şimala istiqamətlənir.

düyü. 4. Şerid maqnitinin maqnit sahəsi xətləri ()

Zolaqlı maqnitin maqnit sahəsinin formasını, qövsvari maqnitin maqnit sahəsinin formasını müşahidə etmək üçün aşağıdakı cihazlardan və ya hissələrdən istifadə edəcəyik. Şəffaf boşqab, dəmir qırıntıları götürək və təcrübə aparaq. Zolaqlı maqnit üzərində yerləşən boşqabın üzərinə dəmir qırıntıları səpək (şək. 5):

düyü. 5. Zolaqlı maqnitin maqnit sahəsinin forması ()

Biz görürük ki, maqnit sahəsinin xətləri şimal qütbünü tərk edir və cənub qütbünə daxil olur;

düyü. 6. Qövsvari maqnitin maqnit sahəsinin forması ()

Qövsvari maqnitlə oxşar təcrübə aparacağıq. Görürük ki, maqnit xətləri maqnit boyu şimaldan başlayıb cənub qütbündə bitir.

Biz artıq bilirik ki, maqnit sahəsi yalnız maqnitlər və elektrik cərəyanları ətrafında yaranır. Yerin maqnit sahəsini necə təyin edə bilərik? Yerin maqnit sahəsində hər hansı bir iynə, hər hansı bir kompas ciddi şəkildə yönəldilmişdir. Maqnit iynəsi ciddi şəkildə kosmosda yönəldildiyi üçün ona bir maqnit sahəsi təsir edir və bu, Yerin maqnit sahəsidir. Belə nəticəyə gələ bilərik ki, Yerimiz böyük bir maqnitdir (şək. 7) və müvafiq olaraq bu maqnit kosmosda kifayət qədər güclü maqnit sahəsi yaradır. Maqnit kompasın iynəsinə baxdıqda bilirik ki, qırmızı ox cənubu, mavi oxu isə şimalı göstərir. Yerin maqnit qütbləri necə yerləşir? Bu zaman yadda saxlamaq lazımdır ki, cənub maqnit qütbü Yerin şimal coğrafi qütbündə, Yerin şimal maqnit qütbü isə cənub coğrafi qütbündə yerləşir. Əgər Yeri kosmosda yerləşən bir cisim hesab etsək, o zaman deyə bilərik ki, kompasla şimala getdikdə cənub maqnit qütbünə, cənuba getdikdə isə şimal maqnit qütbünə çatacağıq. Ekvatorda kompas iynəsi Yerin səthinə nisbətən demək olar ki, üfüqi vəziyyətdə yerləşəcək və qütblərə nə qədər yaxın olsaq, iynə bir o qədər şaquli olacaq. Yerin maqnit sahəsi dəyişə bilərdi, qütblər bir-birinə nisbətən dəyişdi, yəni cənub şimalın olduğu yerdə idi və əksinə. Alimlərin fikrincə, bu, Yer kürəsində böyük fəlakətlərin xəbərçisi idi. Bu, son bir neçə on minillikdə müşahidə edilməmişdir.

düyü. 7. Yerin maqnit sahəsi ()

Maqnit və coğrafi qütblər üst-üstə düşmür. Yerin özündə də bir maqnit sahəsi var və daimi maqnitdə olduğu kimi, cənub maqnit qütbündən şimala doğru yönəldilir.

Daimi maqnitlərdə maqnit sahəsi haradan gəlir? Bu sualın cavabını fransız alimi Andre-Mari Amper verib. O, daimi maqnitlərin maqnit sahəsinin daimi maqnitlərin içərisində axan elementar, ən sadə cərəyanlarla izah edildiyi fikrini ifadə etdi. Bu ən sadə elementar cərəyanlar bir-birini müəyyən şəkildə gücləndirir və maqnit sahəsi yaradır. Mənfi yüklü hissəcik - elektron - atomun nüvəsi ətrafında hərəkət edir, bu hərəkəti yönəldilmiş hesab etmək olar və müvafiq olaraq, belə bir hərəkət edən yükün ətrafında bir maqnit sahəsi yaranır. Hər hansı bir cismin içərisində atomların və elektronların sayı olduqca böyükdür, buna görə bütün bu elementar cərəyanlar nizamlı bir istiqamət alır və biz kifayət qədər əhəmiyyətli bir maqnit sahəsi əldə edirik. Eyni şeyi Yer haqqında da deyə bilərik, yəni Yerin maqnit sahəsi daimi maqnitin maqnit sahəsinə çox bənzəyir. Daimi bir maqnit maqnit sahəsinin hər hansı bir təzahürünün kifayət qədər parlaq bir xüsusiyyətidir.

Maqnit qasırğalarının mövcudluğu ilə yanaşı, maqnit anomaliyaları da var. Onlar günəşin maqnit sahəsi ilə əlaqələndirilir. Günəşdə kifayət qədər güclü partlayışlar və ya atılmalar baş verdikdə, Günəşin maqnit sahəsinin təzahürü olmadan baş vermir. Bu əks-səda Yerə çatır və onun maqnit sahəsinə təsir edir, nəticədə biz maqnit qasırğalarını müşahidə edirik. Maqnit anomaliyaları Yerdəki dəmir filizi yataqları ilə əlaqələndirilir, nəhəng yataqlar Yerin maqnit sahəsi ilə uzun müddət maqnitlənir və ətrafdakı bütün cisimlər bu anomaliyadan maqnit sahəsini yaşayacaq, kompas oxları yanlış istiqamət göstərəcək.

Növbəti dərsdə maqnit hərəkətləri ilə əlaqəli digər hadisələrə baxacağıq.

Biblioqrafiya

  1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. Fizika 8 / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. - M.: Mnemosin.
  2. Perışkin A.V. Fizika 8. - M.: Bustard, 2010.
  3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizika 8. - M.: Maarifçilik.
  1. Class-fizika.narod.ru ().
  2. Class-fizika.narod.ru ().
  3. Files.school-collection.edu.ru ().

Ev tapşırığı

  1. Kompas iynəsinin hansı ucu Yerin şimal qütbünə çəkilir?
  2. Dünyanın hansı yerində maqnit iynəsinə etibar etmək olmaz?
  3. Maqnitdəki xətlərin sıxlığı nəyi göstərir?

Keçən əsrin əvvəllərində ilk elektrokimyəvi cərəyan mənbələri geniş yayıldı. Onların görünüşü bir sıra mühüm kəşflərə səbəb oldu. Bunlara elektrik qövsünün kəşfi və cərəyanın maqnit təzahürlərinin kəşfi daxildir - elektrik cərəyanı maqnit iynəsinin əyilməsinə səbəb ola bilər; elektrik cərəyanı daşıyan naqillər bir-birini itələyir və ya çəkir.

Bu kəşflərin bir sırası elektrik mühəndisliyinin inkişafı üçün əhəmiyyəti son dərəcə böyük olan Faradeyin (1831) məşhur eksperimenti ilə yekunlaşdı.

Faraday təcrübəsi Şəkildə sxematik şəkildə göstərilmişdir. 2.18-2.22. Bu formada onu həyata keçirmək çətin deyil.

Qalın bir karton boruda iki sarım var. Onlardan birincisi cərəyan mənbəyinə, məsələn, batareyaya qoşula bilər. İkinci sarım birincidən təcrid olunur, yəni bu sarımlar arasında elektrik əlaqəsi (əlaqə yoxdur) yoxdur. İkinci sarımın dövrəsi bir maqnitoelektrik cihaza bağlıdır.

Təcrübənin qurulmasında ən əhəmiyyətli şey aşağıdakılardır: ikinci sarım birincinin maqnit sahəsindədir, əlbəttə ki, birinci sarımda elektrik cərəyanı olduqda.

düyü. 2.18. Faradeyin təcrübəsi. Cari birinci (1) sarğıda axır (batareya dövrəsi bağlıdır). İkinci (2) sarğı birinci sarımın maqnit sahəsindədir. Buna baxmayaraq, ikinci sarımın dövrəsində heç bir cərəyan yoxdur: ampermetr iynəsi sıfırdır

Faraday suala cavab axtarırdı: birinci sarımın maqnit sahəsi ikincidə elektrik cərəyanının yaranmasına səbəb olurmu? Bu suala cavab almaq üçün ikinci sarımın dövrəsinə həssas ampermetr (galvanometr) daxil edilir.

Şəkildə göstərilən şəkil. 2.18 zahirən mənfi cavab verir. Maqnit sahəsi cərəyanı açıb-söndürməklə dəyişdirilir. Ancaq müşahidələrimizi daha diqqətlə aparaq, yalnız birinci sargının dövrəsinin qırıldığı (şəkil 2.19) və ya əksinə bağlandığı (şək. 2.20) zamanı ampermetr iynəsinə diqqət yetirək. Bu vəziyyətdə, birinci sarımın dövrəsi pozulduqda, ikinci sarımda bir cərəyan yarandığını görə bilərsiniz. Bu cərəyan uzun sürmür - ox sağa bir az əyiləcək və yenidən sıfır vəziyyətinə qayıdacaq (şək. 2.19).

Eyni şəkildə, birinci sarımın dövrəsində cərəyan açıldıqda ikinci sarımda cərəyanın çıxmasını müşahidə edə bilərsiniz (şəkil 2.20).

Və bu cərəyan uzun sürmür - ox bir qədər sola sapacaq və orijinal (sıfır) mövqeyinə qayıdacaq.

Birinci müşahidə (Şəkil 2.18) ilə sonrakı iki müşahidə arasında nə fərq var?

İlk müşahidədə biz birinci sarğıda sabit cərəyanla və buna görə də sabit bir maqnit sahəsi ilə məşğul idik.

Elektrik cərəyanı qapalı dövrədə baş verə bilər, əgər onun telləri dəyişən maqnit sahəsindədirsə.

düyü. 2.19, Faradeyin təcrübəsi. Birinci sarımdakı cərəyan kəsilir. İkinci sarımın yerləşdiyi maqnit sahəsi dəyişir (yox olur). İkinci sarımın dövrəsinə qoşulmuş ampermetrin iynəsi bir az sağa atılır və tez orijinal (sıfır) vəziyyətinə qayıdır. Dəyişən maqnit sahəsinin təsiri altında cərəyan yaranır

düyü. 2.20. Faradeyin təcrübəsi. Cari birinci sarımın dövrəsində açılır. İkinci sarımın yerləşdiyi maqnit sahəsi dəyişir (bir sahə görünür). İkinci sarımın dövrəsinə qoşulmuş ampermetrin iynəsi bir az sola atılır və tez orijinal vəziyyətinə qayıdır. Dəyişən maqnit sahəsinin təsiri altında cərəyan yaranır

Ancaq naqillərin dövrəsində cərəyan yaranarsa, bu, dövrədə bir EMF hərəkət etdiyini bildirir (Kirchhoffun ikinci qanununu xatırlayın, § 1.20).

Başqa sözlə:

elektrik dövrəsinin tellərində, maqnit sahəsi dəyişdikdə, bir emf yaranır (induksiya olunur).

Maqnit sahəsi polad tətbiq etməklə dəyişdirilir. Maqnit sahəsi təkcə cərəyanı dəyişdirməklə deyil, dəyişdirilə bilər. Biz bilirik ki, dəmir əlavə etmək sahəni artırır. Bu o deməkdir ki, karton boruumuzun içərisinə polad lövhələr paketi qoyularsa (şək. 2.21), onda birinci bobin yaratdığı maqnit sahəsi artacaq.

düyü. 2.21. Polad plitələrin paketi içəri itələdikdə maqnit sahəsi güclənir. İkinci sarımın dövrəsinə qoşulmuş ampermetrin iynəsi, cərəyan açıldıqda müşahidə edildiyi kimi sola sapır (bax. Şəkil 2.20).

düyü. 2.22. Bir çubuq maqniti bir ampermetrə bağlı bir sarğıdan çıxarıldıqda, sarımda bir emf görünür

Paket içəriyə itələndikdə ikinci sarımda EMF baş verirmi?

Təcrübə müsbət cavab verir (Şəkil 2.21). Diqqət edək ki, polad içəriyə itələndikdə, cihazın oxu cərəyan açıldığında eyni istiqamətdə sapır.

Polad paketi çıxarıldıqda, ox cərəyan söndürüldükdə olduğu kimi eyni istiqamətdə sapır (hər iki halda, maqnit sahəsi azalır).

Maqnit sahəsi rulonun özünün hərəkəti səbəbindən dəyişir. Başqa bir təcrübəni nəzərdən keçirək. Maqnit sahəsi polad nüvəsi olan bir sarım tərəfindən yaradılır. Sargıdakı cərəyan batareya tərəfindən saxlanılır. İkinci sarım müstəqil bir karton çərçivəyə (karton üzük) sarılır. Bu sarğı çevik şnur vasitəsilə ölçmə alətinə bağlanır və birinci sarımın dövrəsi ilə heç bir elektrik əlaqəsi yoxdur.

Birinci sarımın yaratdığı sahədən çıxarıldıqda ikinci sarımın dövrəsində bir EMF meydana gəlir.

Daimi bir maqnitin hərəkəti səbəbindən maqnit sahəsi dəyişir. Konsepsiya Şəkildə verilmiş başqa bir təcrübəyə baxaq. 2.22.

Bir çubuq maqniti çıxarıldıqda, sabit bir sarğıda bir emf induksiya edilir.

Bu təcrübə göstərir ki, EMF həqiqətən cərəyanların qarşılıqlı təsiri ilə deyil, maqnit sahəsindəki dəyişiklik ilə induksiya olunur, məsələn, Şəkil 1-də göstərilən təcrübələrdən görünə bilər. 2.19 və 2.20.

Sonrakı müşahidələr sonda ümumiləşdirilmiş bir çox yeni faktları, eləcə də mühüm ümumi qanunları müəyyən etməyə imkan verdi.

Bir maqnit sahəsinin nə olduğunu birlikdə anlayaq. Axı, bir çox insan bütün həyatı boyu bu sahədə yaşayır və bu barədə düşünmür. Bunu düzəltməyin vaxtıdır!

Bir maqnit sahəsi

Bir maqnit sahəsi- xüsusi bir maddə növü. O, öz maqnit momentinə (daimi maqnitlər) malik olan elektrik yükləri və cisimlər üzərində hərəkətdə özünü göstərir.

Əhəmiyyətli: maqnit sahəsi stasionar yüklərə təsir etmir! Maqnit sahəsi həm də hərəkət edən elektrik yükləri və ya zamanla dəyişən elektrik sahəsi və ya atomlardakı elektronların maqnit momentləri ilə yaranır. Yəni cərəyanın keçdiyi hər hansı bir tel də maqnit olur!

Öz maqnit sahəsinə malik olan bədən.

Bir maqnit şimal və cənub adlanan qütblərə malikdir. "Şimal" və "cənub" təyinatları yalnız rahatlıq üçün verilmişdir (elektrikdə "artı" və "mənfi" kimi).

Maqnit sahəsi ilə təmsil olunur maqnit elektrik xətləri. Qüvvə xətləri davamlı və qapalıdır və onların istiqaməti həmişə sahə qüvvələrinin hərəkət istiqaməti ilə üst-üstə düşür. Əgər metal qırıntıları daimi maqnit ətrafında səpələnibsə, metal hissəciklər şimal qütbündən çıxan və cənub qütbünə daxil olan maqnit sahəsi xətlərinin aydın mənzərəsini göstərəcək. Maqnit sahəsinin qrafik xarakteristikası - güc xətləri.

Maqnit sahəsinin xüsusiyyətləri

Maqnit sahəsinin əsas xüsusiyyətləri bunlardır maqnit induksiyası, maqnit axını Və maqnit keçiriciliyi. Amma gəlin hər şeyi qaydasında danışaq.

Dərhal qeyd edək ki, bütün ölçü vahidləri sistemdə verilmişdir SI.

Maqnit induksiyası B – maqnit sahəsinin əsas qüvvə xarakteristikası olan vektor fiziki kəmiyyət. Məktubla qeyd olunur B . Maqnit induksiyasının ölçü vahidi - Tesla (T).

Maqnit induksiyası yükə təsir edən qüvvəni təyin edərək sahənin nə qədər güclü olduğunu göstərir. Bu qüvvə adlanır Lorentz qüvvəsi.

Budur q - şarj, v - maqnit sahəsində onun sürəti, B - induksiya, F - sahənin yükə təsir etdiyi Lorentz qüvvəsi.

F- dövrənin sahəsi və induksiya vektoru ilə axının keçdiyi dövrənin müstəvisinin normalı arasındakı kosinusu ilə maqnit induksiyasının məhsuluna bərabər fiziki kəmiyyət. Maqnit axını maqnit sahəsinin skalyar xarakteristikasıdır.

Deyə bilərik ki, maqnit axını vahid sahəyə nüfuz edən maqnit induksiya xətlərinin sayını xarakterizə edir. Maqnit axını ilə ölçülür Weberach (Wb).

Maqnit keçiriciliyi– mühitin maqnit xassələrini təyin edən əmsal. Sahənin maqnit induksiyasının asılı olduğu parametrlərdən biri maqnit keçiriciliyidir.

Planetimiz bir neçə milyard ildir ki, nəhəng bir maqnitdir. Yerin maqnit sahəsinin induksiyası koordinatlardan asılı olaraq dəyişir. Ekvatorda bu Teslanın mənfi beşinci gücünə təxminən 3,1 dəfə 10 bərabərdir. Bundan əlavə, sahənin dəyəri və istiqamətinin qonşu ərazilərdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqləndiyi maqnit anomaliyaları var. Planetdəki ən böyük maqnit anomaliyalarından bəziləri - Kursk Və Braziliya maqnit anomaliyaları.

Yerin maqnit sahəsinin mənşəyi hələ də elm adamları üçün sirr olaraq qalır. Sahənin mənbəyinin Yerin maye metal nüvəsi olduğu güman edilir. Nüvə hərəkət edir, yəni ərimiş dəmir-nikel ərintisi hərəkət edir və yüklənmiş hissəciklərin hərəkəti maqnit sahəsini yaradan elektrik cərəyanıdır. Problem ondadır ki, bu nəzəriyyə ( geodinamo) sahənin necə sabit saxlanıldığını izah etmir.

Yer nəhəng bir maqnit dipoludur. Maqnit qütbləri coğrafi qütblərlə üst-üstə düşmür, baxmayaraq ki, onlar çox yaxındır. Üstəlik, Yerin maqnit qütbləri hərəkət edir. Onların yerdəyişməsi 1885-ci ildən qeydə alınıb. Məsələn, son yüz ildə Cənub Yarımkürəsindəki maqnit qütbü demək olar ki, 900 kilometr yerdəyişib və hazırda Cənub okeanında yerləşir. Arktika yarımkürəsinin qütbü Şimal Buzlu Okeanı vasitəsilə Şərqi Sibir maqnit anomaliyasına doğru hərəkət edir (2004-cü ilin məlumatlarına görə) onun hərəkət sürəti ildə təxminən 60 kilometr idi. İndi dirəklərin hərəkətində sürətlənmə var - orta hesabla sürət ildə 3 kilometr artır.

Yerin maqnit sahəsinin bizim üçün əhəmiyyəti nədir?İlk növbədə Yerin maqnit sahəsi planeti kosmik şüalardan və günəş küləyindən qoruyur. Dərin kosmosdan yüklənmiş hissəciklər birbaşa yerə düşmür, nəhəng bir maqnit tərəfindən yönləndirilir və onun qüvvə xətləri boyunca hərəkət edir. Beləliklə, bütün canlılar zərərli radiasiyadan qorunur.

Yer kürəsinin tarixi ərzində bir neçə hadisə baş verib. inversiyalar maqnit qütblərinin (dəyişiklikləri). Qütb inversiya- bu zaman yerlərini dəyişirlər. Sonuncu dəfə bu hadisə təxminən 800 min il əvvəl baş verib və ümumilikdə Yerin tarixində 400-dən çox geomaqnit inversiya olub inversiya yaxın bir neçə min ildə gözlənilməlidir.

Xoşbəxtlikdən əsrimizdə qütb dəyişikliyi hələ gözlənilmir. Bu o deməkdir ki, siz maqnit sahəsinin əsas xassələrini və xüsusiyyətlərini nəzərə alaraq Yerin köhnə sabit sahəsində xoş şeylər haqqında düşünə və həyatdan həzz ala bilərsiniz. Bunu edə bilmək üçün bəzi təhsil problemlərini inamla etibar edə biləcəyiniz müəlliflərimiz var! və digər iş növlərini linkdən istifadə edərək sifariş edə bilərsiniz.