Materia câmpului magnetic: formule, exemple de probleme și explicații

Câmpul magnetic este o ilustrare care își propune să descrie și să vizualizeze modul în care forța magnetică este distribuită între un obiect magnetic sau în jurul unui obiect magnetic în sine.

După cum știm deja, magneții au doi poli numiți pol nord și pol sud.

Dacă un magnet este apropiat de un alt magnet ai cărui poli sunt de același tip, cei doi magneți vor avea respingere.

Este diferit dacă cei doi magneți sunt apropiați de un alt tip de pol, rezultatele vor experimenta atracție reciprocă.

Vizualizare câmp magnetic

Câmpul magnetic poate fi vizualizat în două moduri, și anume:

• Descris matematic ca vector. Fiecare vector din fiecare punct sub forma unei săgeți are o direcție și o magnitudine în funcție de magnitudinea forței magnetice în acel punct.

• Ilustrează folosind linii. Fiecare vector este conectat printr-o linie continuă și se pot face cât mai multe linii posibil. Această metodă este folosită cel mai adesea pentru a descrie un câmp magnetic.

Caracteristicile liniilor de câmp magnetic

Liniile câmpului magnetic au caracteristici utile pentru analiză și anume:

• Fiecare linie nu se intersectează niciodată

• Liniile se vor strânge în zonele în care câmpul magnetic este din ce în ce mai mare. Acest lucru indică faptul că, cu cât sunt mai apropiate liniile câmpului magnetic, cu atât este mai mare forța magnetică din regiune.

• Aceste linii nu pornesc sau se opresc de oriunde, dar liniile formează un cerc închis și rămân conectate în materialul magnetic.

• Direcția câmpului magnetic este reprezentată de săgeți pe linii. Uneori, săgețile nu sunt trasate pe liniile câmpului magnetic, dar câmpul magnetic va avea întotdeauna o direcție de la polul nord (nord) la sud (sud).

• Aceste linii pot fi vizualizate în termeni reali. Cea mai simplă metodă este de a răspândi pulbere de fier în jurul magnetului și va produce aceleași caracteristici ca liniile câmpului magnetic.

Formule de măsurare și câmp magnetic

Câmpul magnetic este o cantitate vectorială, deci există două aspecte ale măsurării câmpului magnetic, și anume magnitudinea și direcția acestuia.

Pentru a măsura direcția, putem folosi o busolă magnetică. Dacă o busolă magnetică este plasată în jurul unui câmp magnetic, acul busolei va urma și direcția câmpului magnetic în acel punct.

De asemenea, citiți: Definiție și diferență de omonime, homofoane și omografe

În formula câmpului magnetic, magnitudinea câmpului magnetic este scrisă cu simbolul B. În conformitate cu sistemul internațional, cantitatea are unități în tesla (T), care este preluată de la numele Nikola Tesla.

Tesla este definită ca cantitatea de forță a câmpului magnetic. De exemplu, un frigider mic produce un câmp magnetic de 0,001 T.

Există o modalitate de a crea un câmp magnetic fără a utiliza un magnet, și anume prin conducerea unui curent electric.

Când trecem un curent electric printr-un cablu (de exemplu, conectându-l la o baterie), atunci vom avea două fenomene. Cu cât curentul curge în cablu, cu atât este mai mare câmpul magnetic produs. La fel, opusul.

În conformitate cu legea lui Ampere, câmpurile magnetice sunt aplicate în mai multe moduri, astfel încât unele dintre ecuații sunt după cum urmează:

Formula de magnitudine pentru câmpul magnetic

B = μ I / 2 π r

Informație:

• B = magnitudinea câmpului magnetic (T)
• μ = constanta de permeabilitate (4π 10-7 Tm / A)
• I = curent electric (A)
• r = distanța de la cablu (m)

Formula pentru cantitatea de curent electric

I = B 2πr / μ

Informație:

• B = magnitudinea câmpului magnetic (T)
• μ = constanta de permeabilitate (4π 10-7 Tm / A)
• I = curent electric (A)
• r = distanța de la cablu (m)

Determinarea polului magnetic cu mâna dreaptă

Pentru a afla direcția, putem folosi principiul mâinii drepte. Degetul mare este direcția fluxului de electricitate, iar celelalte degete arată direcția câmpului magnetic din jurul firului.

Direcția degetului mare îndreptată în sus indică direcția fluxului electric cu simbolul i. În timp ce direcția celorlalte patru raze reprezintă direcția câmpului megnet cu simbolul B. Imaginea de mai sus este în poziție orizontală și verticală.

Exemple de probleme ale câmpului magnetic și explicațiile lor

Problema 1

Un fir electrificat i = 4 A așa cum se arată mai jos!

Specifica:

• Intensitatea câmpului magnetic în punctul A.
• Intensitatea câmpului magnetic în punctul B
• Direcția câmpului magnetic în punctul A.
• Direcția câmpului magnetic în punctul B

Discuţie:

Este cunoscut

• I = 4 A
• r _A = 2m
• r _B = 1m

Decontare

• B = μI / 2 π r _A
• = 4 π 10 - 7 4/2 π 2
• = 4 10-7 T

Deci câmpul magnetic din punctul A este 4 10-7 T

• B = μI / 2 π r _B
• B = 4 π 10 - 7 4/2 π 1
• B = 8 10-7 T

Deci câmpul magnetic din punctul B este 8 10-7 T

Într-o problemă care solicită direcția, putem folosi regula mâinii drepte, în care se presupune că degetul mare este un curent, iar celelalte patru degete sunt un câmp magnetic în timp ce prindeți firul în punctul A.

De asemenea, citiți: peste 24 de stiluri lingvistice (tipuri de majas) împreună cu înțelegerea completă și exemple

Astfel încât direcția câmpului magnetic din punctul A să fie spre exterior sau spre cititor.

Într-o problemă care solicită direcția, putem folosi regula mâinii drepte, în care se presupune că degetul mare este un curent, iar celelalte patru degete sunt un câmp magnetic în timp ce prindeți firul în punctul B.

Astfel încât direcția câmpului magnetic din punctul B să fie în sau departe de cititor

Problema 2

Uită-te la următoarea imagine!

Determinați magnitudinea și direcția câmpului magnetic în punctul P!

Discuţie

Curentul A va produce un câmp magnetic în punctul P cu direcția de intrare în câmp, în timp ce curentul B produce un câmp magnetic cu direcția în afara câmpului.

Direcția conform B _a intră pe câmp.

Problema 3

Uită-te la imaginea de mai sus, un fir cu curent electric este plasat lângă busola magnetică. Cât de mult curent electric (și direcție) este necesar pentru a anula câmpul magnetic al pământului împotriva busolei, astfel încât busola să nu funcționeze?

Se presupune că este câmpul magnetic al Pământului

Discuţie

Folosind formula câmpului magnetic:

Puteți găsi cantitatea de curent electric, și anume:

Știți că distanța r de la busolă la cablu este de 0,05 m. apoi a obținut:

Folosind regula mâinii drepte trebuie să așezăm degetele mari în jos, astfel încât celelalte degete să fie în direcția opusă câmpului magnetic al busolei. Astfel încât direcția curentului să pătrundă pe hârtie / ecran, departe de noi.

Problema 4

Sârmele A și B sunt la distanță de 1 m și sunt alimentate cu 1 A și respectiv 2 A în direcția prezentată în figura de mai jos.

Determinați locația punctului C în care intensitatea câmpului magnetic este ZERO!

Discuţie

Pentru ca intensitatea câmpului să fie zero, puterile câmpului produse de firul A și firul B trebuie să fie opuse și egale. Pozițiile posibile sunt la stânga firului A sau la dreapta firului B. Pe care să îl luați, luați punctul mai aproape de puterea curentului mai mic. Pentru ca poziția să fie în stânga firului A, numiți distanța ca x.

Aceasta este explicația materialului câmpului magnetic și exemple de probleme. Poate fi util.

Referinţă:

• Materia câmpului magnetic
• Înțelegerea câmpului magnetic
• Câmp magnetic - Formula, definiție, materie completă, exemplu de problemă
• Câmp magnetic: definiție, tipuri, formule, exemple de probleme