Linija nacrtana u magnetskom polju tako da se u bilo kojoj točki tangenta podudara s vektorom indukcije (i sl. 119, a) magnetskog polja u ovoj točki naziva se linija indukcije magnetskog polja. Da biste dobili sliku indukcijskih linija, potrebno je postaviti veliki broj magnetskih igala u magnetsko polje. Položaj strelica pokazat će oblik indukcijskih linija. Kao takve strelice uzimaju se strugotine od željeza, koje su magnetizirane u magnetskom polju i, međusobno djelujući, spajaju se svojim krajevima, tvoreći lance koji predstavljaju indukcijske linije. Za smjer indukcijske linije uzima se smjer koji pokazuje sjeverni pol magnetske igle na danom mjestu u polju. Stoga vektor indukcije u danoj točki polja ima smjer koji se podudara sa smjerom indukcijske linije povučene kroz tu točku.

Indukcijske linije ravnog vodiča s strujom su koncentrični krugovi smješteni u ravninama okomitim na smjer struje, a središta svih tih krugova su na osi vodiča (vidi sliku 118, b). Njihov smjer je određen pravilom gimleta. Magnetsko polje istosmjerne struje nema magnetskih polova. Indukcijske linije, magnetsko polje zavojnice s strujom unutar nje, paralelne su (vidi sliku 119, b), ali izvan zavojnice nisu paralelne. Zavojnica u kojoj teče struja ima dva magnetska pola. Njegov polaritet, a time i smjer indukcijskih linija unutar zavojnice, određuje se pravilom stezanja desnom rukom (slika 119, c): ako držite zavojnicu desnom rukom tako da četiri prsta pokazuju smjer struje, tada će palac koji se nalazi duž zavojnice pokazati kraj zavojnice, a to je sjeverni magnetski pol, a pokazat će i smjer indukcijskih linija unutar zavojnice. Magnetska polja zavojnice kojom teče struja i trajnog magneta su identična. Sjeverni i južni pol postoje samo u parovima - nemoguće je dobiti jedan pol.

Kao i u slučaju elektrostatičkog polja, kroz svaku točku u prostoru može se povući samo jedan indukcijski pravac. Stoga se ove linije nigdje ne sijeku. Za razliku od linija jakosti elektrostatskog polja (vidi sliku 50), linije indukcije magnetskog polja su zatvorene linije i magnetskog polja struje i trajnog magneta (slika 119, d). Zatvorenost indukcijskih linija ukazuje da je magnetsko polje vrtložno. Oni uvijek pokrivaju trenutni ili pokretni naboj s kojim je povezano magnetsko polje. Neke od indukcijskih linija zatvaraju se u neposrednoj blizini struje, druge - daleko od nje, a onda nam se čini da idu u beskonačnost na oba kraja (vidi sl. 119, b, d).

Dogovoreno je da se indukcijske linije povuku tako da broj linija koje prolaze kroz jedinicu površine okomito na vektor indukcije u određenoj točki bude jednak vrijednosti indukcije polja na tom mjestu. Magnetski spektri daju ideju o raspodjeli magnetske indukcije u veličini i smjeru.

Na temelju formule indukcije uspostavit ćemo mjernu jedinicu za indukciju magnetskog polja u Međunarodnom sustavu jedinica:

Za jedinicu indukcije tesla magnetskog polja uzima se indukcija takvog jednolikog magnetskog polja u kojem sila od 1 N djeluje na ravni vodič duljine 1 m, sa strujom od 1 A, koji se nalazi okomito na indukcijske linije. * (Slika 120, a). Na sl. 120, b prikazuje magnetometar koji mjeri veličinu magnetskog polja trajnog magneta.

* (Pod ovim uvjetom, sila će biti maksimalna.)

Indukcija Zemljinog magnetskog polja je mala: na ekvatoru oko 32*10 -6 tl, na polovima - 65*10 -6 tl, u području Kurske magnetske anomalije - 190*10 -6 tl. Trenutno, magnetska polja s indukcijom do 15 tl.

Ovisi li veličina indukcije magnetskog polja struje o obliku vodiča? Između stranica vodiča oblika kao na Sl. 121, a, postavite magnetsku iglu i spojite vodič na izvor struje. Promatramo veliko odstupanje strelice. Nakon što je vodič napravio ravnim (slika 121, b) i stavio magnetsku iglu ispod njega, kroz njega ćemo proći struju, kao u prvom slučaju. Primijetit ćemo lagano odstupanje strelice. Uvrnimo vodič kao što je prikazano na sl. 121, u; vidimo da strelica ne skreće, tj. upleteni (bifilarni) vodič nema magnetsko polje. Što je veća indukcija magnetskog polja, to jače djeluje na magnetsku iglu. Iz pokusa zaključujemo: veličina indukcije magnetskog polja struje ovisi o obliku vodiča: a > b, c = 0. Uz sve ostale uvjete, veličina indukcije magnetskog polja najveća je kod vodiča u obliku zavojnice.

« Fizika - 11. razred"

Električno polje karakterizira intenzitet električnog polja.
Jakost električnog polja je vektorska veličina. Magnetsko polje karakterizira magnetska indukcija.
Magnetska indukcija je vektorska veličina i označava se slovom .


Smjer vektora magnetske indukcije

Za smjer vektora magnetske indukcije uzima se smjer koji pokazuje sjeverni pol N magnetske igle, slobodno postavljene u magnetskom polju.

Ovaj smjer poklapa se sa smjerom pozitivne normale na zatvorenu petlju sa strujom.

Pomoću strujne petlje ili magnetske igle možete odrediti smjer vektora magnetske indukcije u bilo kojoj točki polja.
U magnetskom polju ravnog vodiča kroz koji teče struja, magnetska igla je u svakoj točki postavljena tangentno na kružnicu, čija je ravnina okomita na žicu, a njezino središte leži na osi žice.


Gimletovo pravilo

Smjer vektora magnetske indukcije određuje se pomoću gimlet pravila.

Ako se smjer translacijskog gibanja gimleta podudara sa smjerom struje u vodiču, tada smjer rotacije ručke gimleta pokazuje smjer vektora magnetske indukcije

Linije magnetske indukcije

Magnetsko polje može se prikazati pomoću linija magnetske indukcije.
Linije magnetske indukcije nazivaju se pravci čije se tangente u bilo kojoj točki poklapaju s vektorom u danoj točki polja. Pravci vektora magnetske indukcije slični su linijama vektora jakosti elektrostatskog polja.

Linije magnetske indukcije mogu se učiniti vidljivima pomoću željeznih strugotina.


Magnetsko polje ravnog vodiča kroz koji teče struja

Za ravni vodič s strujom, linije magnetske indukcije su koncentrične kružnice koje leže u ravnini okomitoj na ovaj vodič s strujom. Središte kružnica je na osi vodiča. Strelice na crtama pokazuju u kojem je smjeru usmjeren vektor magnetske indukcije tangenta na zadani pravac.

Magnetsko polje strujnog svitka (solenoida)

Ako je duljina solenoida mnogo veća od njegovog promjera, tada se može smatrati da magnetsko polje unutar solenoida homogena.
Linije magnetske indukcije takvog polja paralelno a nalaze se na jednakoj udaljenosti jedna od druge.

Zemljino magnetsko polje

Linije magnetskog polja Zemlje slične su silnicama magnetskog polja solenoida.
Zemljina magnetska os zaklapa s osi Zemljine rotacije kut od 11,5°.
Povremeno magnetski polovi mijenjaju polaritet.


Vrtložno polje

Linije elektrostatičkog polja uvijek imaju izvore: počinju na pozitivnim nabojima, a završavaju na negativnim.
A vodovi magnetske indukcije nemaju ni početak ni kraj, uvijek su zatvoreni.
Polja sa zatvorenim vektorskim linijama nazivaju se vrtlog.
Magnetsko polje je vrtložno polje.
Magnetsko polje nema izvora.
Magnetski naboji slični električnima ne postoje u prirodi.

Tako, magnetsko polje je vrtložno polje, u svakoj točki vektor magnetske indukcije označen je magnetskom strelicom, smjer vektora magnetske indukcije može se odrediti gimlet pravilom

Ne možemo vidjeti magnetsko polje, ali za bolje razumijevanje magnetskih pojava važno je naučiti kako ih prikazati. U tome će vam pomoći magnetske igle. Svaka takva strelica mali je trajni magnet koji se lako okreće u vodoravnoj ravnini (slika 2.1). Iz ovog odlomka naučit ćete kako je magnetsko polje grafički prikazano i koja ga fizikalna veličina karakterizira.

Riža. 2.2. U magnetskom polju, magnetske strelice su usmjerene na određeni način: sjeverni pol strelice pokazuje smjer vektora indukcije magnetskog polja u danoj točki

Proučavamo karakteristike jakosti magnetskog polja

Ako se nabijena čestica giba u magnetskom polju, tada će polje djelovati na česticu određenom silom. Veličina te sile ovisi o naboju čestice, smjeru i brzini njezina gibanja te o tome koliko je jako polje.

Karakteristika jakosti magnetskog polja je magnetska indukcija.

Magnetska indukcija (indukcija magnetskog polja) je vektorska fizikalna veličina koja karakterizira djelovanje sile magnetskog polja.

Magnetska indukcija je označena simbolom B.

SI jedinica magnetske indukcije je tesla; nazvan po srpskom fizičaru Nikoli Tesli (1856-1943):

Smjer vektora magnetske indukcije u danoj točki magnetskog polja uzima se kao smjer označen sjevernim polom magnetske igle instalirane na ovoj točki (slika 2.2).

Bilješka! Smjer sile kojom magnetsko polje djeluje na pokretne nabijene čestice ili na vodič sa strujom, ili na magnetsku iglu, ne podudara se sa smjerom vektora magnetske indukcije.

Magnetske linije:

Riža. 2.3. Linije magnetskog polja trakastog magneta

Izvan magneta napuštaju sjeverni pol magneta i ulaze u južni pol;

Uvijek zatvoreno (magnetsko polje je vrtložno polje);

Najgušće su smješteni na polovima magneta;

Nikada se ne sijeku

Predstavljanje magnetskog polja

Na sl. 2.2 vidimo kako su magnetske igle usmjerene u magnetskom polju: čini se da njihove osi tvore linije, a vektor magnetske indukcije u svakoj točki usmjeren je duž tangente na liniju koja prolazi kroz ovu točku.

Magnetska polja su grafički prikazana magnetskim linijama:

1) smjer vektora magnetske indukcije u danoj točki uzima se kao smjer linije magnetske indukcije;

Riža. 2.4. Lanci željeznih strugotina reproduciraju uzorak linija magnetske indukcije magnetskog polja potkovičastog magneta

2) što je veći modul magnetske indukcije, to su magnetske linije bliže jedna drugoj.

Nakon što smo ispitali grafički prikaz magnetskog polja trakastog magneta, možemo izvući neke zaključke (vidi sl. 2.3).

Imajte na umu da ovi zaključci vrijede za magnetske linije bilo kojeg magneta.

Koji smjer imaju magnetske linije unutar trakastog magneta?


Uzorak magnetskih linija može se reproducirati pomoću željeznih strugotina.

Uzmimo potkovasti magnet, stavimo na njega pločicu od pleksiglasa i kroz cjediljku prospemo željezne strugotine na ploču. U magnetskom polju svaki će se komad željeza magnetizirati i pretvoriti u malu “magnetsku iglu”. Improvizirane "strelice" usmjerene su duž magnetskih linija magnetskog polja magneta (slika 2.4).

Nacrtajte silnice magnetskog polja potkovičastog magneta.

Naučimo o jednoličnom magnetskom polju

Magnetsko polje u određenom dijelu prostora naziva se jednolikim ako su u svakoj točki vektori magnetske indukcije isti i po veličini i po smjeru (slika 2.5).

U područjima gdje je magnetsko polje jednoliko, linije magnetske indukcije su paralelne i nalaze se na istoj udaljenosti jedna od druge (sl. 2.5, 2.6). Magnetske linije jednolikog magnetskog polja usmjerene prema nama obično se prikazuju kao točkice (Sl. 2.7, a) - to je kao da vidimo "vrhove strelica" kako lete prema nama. Ako su magnetske linije usmjerene od nas, onda su prikazane križevima - to je kao da vidimo "perje strelica" kako lete od nas (Sl. 2.7, b).

U većini slučajeva imamo posla s nejednolikim magnetskim poljem - poljem u različitim točkama čiji vektori magnetske indukcije imaju različite vrijednosti i smjerove. Magnetske linije takvog polja su zakrivljene, a gustoća im je različita.

Riža. 2.6. Magnetsko polje unutar trakastog magneta (a) i između dva magneta okrenuta jedan prema drugom sa suprotnim polovima (b) može se smatrati uniformnim

Proučavanje magnetskog polja Zemlje

Za proučavanje zemaljskog magnetizma, William Gilbert napravio je stalni magnet u obliku lopte (model Zemlje). Postavivši kompas na kuglu, primijetio je da se igla kompasa ponaša isto kao i na površini Zemlje.

Eksperimenti su omogućili znanstveniku da sugerira da je Zemlja ogroman magnet, a njen južni magnetski pol nalazi se na sjeveru našeg planeta. Daljnja istraživanja potvrdila su hipotezu W. Gilberta.

Na sl. Na slici 2.8 prikazana je slika linija magnetske indukcije Zemljinog magnetskog polja.

riža. 2.7. Slika linija magnetske indukcije jednolikog magnetskog polja, koje su okomite na ravninu crteža i usmjerene prema nama (a); upućeno od nas (b)

Zamislite da hodate prema Sjevernom polu, krećući se točno u smjeru u kojem pokazuje igla kompasa. Hoćete li stići na odredište?

Linije magnetske indukcije Zemljinog magnetskog polja nisu paralelne s njezinom površinom. Ako magnetsku iglu učvrstite u kardan, tj. tako da se može slobodno okretati oko horizontale i

Riža. 2.8. Raspored magnetskih linija magnetskog polja planeta Zemlje

a oko okomitih osi, strelica će biti postavljena pod kutom prema površini Zemlje (slika 2.9).

Kako će se magnetska igla nalaziti u uređaju na Sl. 2.9 u blizini Zemljina sjevernog magnetskog pola? blizu Zemljinog južnog magnetskog pola?

Zemljino magnetsko polje dugo je pomagalo putnicima, mornarima, vojnom osoblju i drugima u navigaciji. Dokazano je da se ribe, morski sisavci i ptice tijekom svojih selidbi orijentiraju prema magnetskom polju Zemlje. Neke životinje, poput mačaka, također navigiraju kada traže put kući.

Saznajte više o magnetskim olujama

Istraživanja su pokazala da se u bilo kojem području Zemljino magnetsko polje mijenja periodički, svaki dan. Osim toga, opažaju se male godišnje promjene u Zemljinom magnetskom polju. Međutim, postoje i nagle promjene. Jaki poremećaji u Zemljinom magnetskom polju koji zahvate cijeli planet i traju od jednog do nekoliko dana nazivaju se magnetske oluje. Zdravi ljudi ih praktički ne osjećaju, ali za one koji imaju kardiovaskularne bolesti i bolesti živčanog sustava, magnetske oluje uzrokuju pogoršanje njihovog blagostanja.

Zemljino magnetsko polje je neka vrsta "štita" koji štiti naš planet od nabijenih čestica koje lete iz svemira, uglavnom sa Sunca ("solarni vjetar"). U blizini magnetskih polova, struje čestica lete sasvim blizu Zemljine atmosfere. S povećanjem Sunčeve aktivnosti kozmičke čestice ulaze u gornje slojeve atmosfere i ioniziraju molekule plina – na Zemlji se opažaju polarne svjetlosti (sl. 2.10).

Sažmimo to

Magnetska indukcija B je vektorska fizikalna veličina koja karakterizira djelovanje sile magnetskog polja. Smjer vektora magnetske indukcije poklapa se sa smjerom na koji pokazuje sjeverni pol magnetske igle. SI jedinica magnetske indukcije je tesla (T).

Uvjetno usmjerene linije, u čijoj se svakoj točki tangenta poklapa s linijom duž koje je usmjeren vektor magnetske indukcije, nazivaju se linije magnetske indukcije ili magnetske linije.

Linije magnetske indukcije su uvijek zatvorene, izvan magneta napuštaju sjeverni pol magneta i ulaze u južni pol, a gušće su u onim područjima magnetskog polja gdje je modul magnetske indukcije veći.

Planet Zemlja ima magnetsko polje. U blizini sjevernog zemljopisnog pola Zemlje nalazi se njezin južni magnetski pol, a u blizini južnog zemljopisnog pola je njezin sjeverni magnetski pol.

Kontrolna pitanja

1. Definirajte magnetsku indukciju. 2. Koji je smjer vektora magnetske indukcije? 3. Koja je SI jedinica za magnetsku indukciju? Po kome je dobio ime? 4. Dajte definiciju linija magnetske indukcije. 5. Koji se smjer prihvaća kao smjer magnetskih linija? 6. Što određuje gustoću magnetskih linija? 7. Koje magnetsko polje nazivamo uniformnim? 8. Dokažite da Zemlja ima magnetsko polje. 9. Kako su Zemljini magnetski polovi smješteni u odnosu na geografske? 10. Što su magnetske oluje? Kako oni utječu na osobu?


Vježba br. 2

1. Na sl. Slika 1 prikazuje linije magnetske indukcije u određenom dijelu magnetskog polja. Za svaki slučaj a-c odredite: 1) o kakvom se polju radi - homogenom ili heterogenom; 2) smjer vektora magnetske indukcije u točkama A i B polja; 3) u kojoj točki - A ili B - je veća indukcija magnetskog polja.

2. Zašto bi se čelična prozorska rešetka s vremenom mogla magnetizirati?

3. Na sl. Na slici 2 prikazane su linije magnetskog polja koje stvaraju dva identična permanentna magneta okrenuta jedan prema drugom s jednakim polovima.

1) Postoji li magnetsko polje u točki A?

2) Koji je smjer vektora magnetske indukcije u točki B? u točki C?

3) U kojoj je točki - A, B ili C - indukcija magnetskog polja najveća?

4) Koji je smjer vektora magnetske indukcije unutar magneta?

4. Prije toga, tijekom ekspedicija na Sjeverni pol, pojavile su se poteškoće u određivanju smjera kretanja, jer u blizini pola obični kompasi gotovo nisu radili. Zašto misliš?

5. Iskoristite dodatne izvore informacija i saznajte koliki je značaj magnetskog polja za život na našem planetu. Što bi se dogodilo da Zemljino magnetsko polje odjednom nestane?

6. Postoje područja zemljine površine gdje je magnetska indukcija Zemljinog magnetskog polja mnogo veća nego u susjednim područjima. Koristite dodatne izvore informacija i saznajte više o magnetskim anomalijama.

7. Objasnite zašto svako nenabijeno tijelo uvijek privlači tijelo koje ima električni naboj.

Ovo je udžbenički materijal

Baš kao i električni, mogu se grafički prikazati pomoću linija magnetske indukcije. Kroz svaku točku magnetskog polja može se povući linija indukcije. Budući da indukcija polja u bilo kojoj točki ima određeni smjer, smjer linije indukcije u svakoj točki danog polja može biti samo jedinstven, što znači da su linije magnetskog polja, kao i električno polje, linije indukcije magnetskog polja crtaju se takvom gustoćom da je broj linija koje sijeku jediničnu površinu okomito na njih bio jednak (ili proporcionalan) indukciji magnetskog polja na danom mjestu. Stoga se prikazom indukcijskih linija jasno može zamisliti kako se indukcija mijenja u prostoru, a time i jakost magnetskog polja po veličini i smjeru.

Linkovi

  • Vizualizacija linija magnetskog polja pomoću metalnih čestica (video).

Zaklada Wikimedia. 2010.

Pogledajte što su "linije magnetske indukcije" u drugim rječnicima:

    Linije mentalno nacrtane u magnetskom polju tako da je u bilo kojoj točki polja vektor magnetske indukcije usmjeren tangentno na magnetsko polje koje prolazi kroz ovu točku. L. m. i. post polja električni struja pokriva vodiče kroz koje teče struja i zatvoreni su, ... ...

    magnetska indukcijska cijev- Područje magnetskog polja ograničeno kontinuiranom površinom, čiji su sastavni dijelovi magnetske indukcijske linije... Politehnički terminološki eksplanatorni rječnik

    Električno i magnetsko polje, linije čije se tangente u svakoj točki polja podudaraju sa smjerom jakosti električnog odnosno magnetskog polja; kvalitativno okarakterizirati distribuciju elektromagnetskog polja u... ... enciklopedijski rječnik

    Ovaj članak ili odjeljak treba revidirati. Molimo poboljšajte članak u skladu s pravilima za pisanje članaka... Wikipedia

    Linije nacrtane u bilo kojem polju sile (električnom, magnetskom, gravitacijskom), čije se tangente u svakoj točki prostora podudaraju u smjeru s vektorom koji karakterizira ovo polje (električno ili...

    Linije mentalno nacrtane u k.l. polje sila (električno.. magnetsko, gravitacijsko) tako da se u svakoj točki polja smjer tangente na pravac poklapa sa smjerom jakosti polja (magnetska indukcija kod magnetskog polja). Kroz…… Veliki enciklopedijski politehnički rječnik

    put linije magnetskog polja- linija magnetske indukcije - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Englesko-ruski rječnik elektrotehnike i elektroenergetike, Moskva, 1999] Teme elektrotehnika, osnovni pojmovi Sinonimi magnetska indukcijska linija EN... ... Vodič za tehničke prevoditelje

    Prosječna duljina linije magnetskog polja uzorka- duljina jednoliko magnetiziranog uzorka izrađenog od istog magnetskog materijala kao ispitni uzorak, magnetiziranog istom jakošću magnetskog polja kao potonji pri istim vrijednostima magnetske indukcije, magnetomotorne sile i... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

    1) Svojstva magneta. Najkarakterističnija magnetska pojava, privlačenje komadića željeza magnetom, poznata je od davnina. Međutim, u Europi se sve do 12. stoljeća ova pojava promatrala samo prirodnim magnetima, odnosno komadima... ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron

    Polje sile koje djeluje na pokretne električne naboje i na tijela koja posjeduju magnetski moment (vidi Magnetski moment), bez obzira na njihovo stanje gibanja. Magnetsko polje karakterizira vektor magnetske indukcije B, koji određuje: ... ... Velika sovjetska enciklopedija

Radi jasnoće slike promjena vektora magnetske indukcije pri kretanju iz jedne točke u prostoru u drugu, uvodi se koncept vektorske linije magnetske indukcije(crte magnetskog polja). Kontinuirana linija, čija tangenta u bilo kojoj točki određuje smjer vektora magnetske indukcije, naziva se linija magnetskog polja. Gustoća vodova izravno je proporcionalna veličini vektora magnetske indukcije.

Slika 7 prikazuje proučavanje magnetskog polja oko polarnog magneta pomoću magnetskih igala i sliku linija magnetskog polja oko takvog magneta.

Magnetne kazaljke mogu se zamijeniti željeznim strugotinama koje se magnetiziraju u polju određenog magneta i postaju male kazaljke. (Na karton koji se nalazi na magnetu se sipa piljevina. Kada se karton lagano protrese, piljevina je dobro usmjerena.)

Naziva se polje u čijoj je točki vektor magnetske indukcije konstantan po veličini i smjeru homogena. Slika 8 prikazuje načine prikazivanja linija sile uniformnog magnetskog polja usmjerenog udesno ( A), lijevo ( b), u ravninu lista od nas ( V) i od njega do nas ( G).

Izvor magnetskog polja nisu samo stalni magneti, već i vodiči s strujom. Slika linija magnetskog polja koje stvara stalni potkovasti magnet ( A), izravna žica sa strujom ( b) i žičani prsten ( V), kroz koje teče struja, prikazan je na slici 9. Linije magnetskog polja su zatvorene linije. U vanjskom prostoru trajni magneti idu od sjevernog do južnog pola. Smjer električnih vodova oko ravne žice s strujom određen je pravilom gimleta (desnorotirajući vijak, vadičep): ako se smjer translatornog gibanja gimleta podudara sa smjerom struje u vodiču, tada je smjer rotacija ručke gimleta poklapa se sa smjerom vektora magnetske indukcije.