Магнітне поле та його властивості. §16

Джерелами магнітного поляє рухомі електричні заряди (струми) . Магнітне поле виникає в просторі, що оточує провідники зі струмом, подібно до того, як у просторі, що оточує нерухомі електричні заряди, виникає електричне поле. Магнітне поле постійних магнітівтакож створюється електричними мікрострумами, що циркулюють усередині молекул речовини (гіпотеза Ампера).

Для опису магнітного поля необхідно ввести силову характеристику поля, аналогічну вектору напруженості електричного поля. Такою характеристикою є вектор магнітної індукціїВектор магнітної індукції визначає сили, що діють на струми або заряди, що рухаються в магнітному полі.
За позитивний напрямок вектора приймається напрямок від південного полюса S до північного полюса N магнітної стрілки, що вільно встановлюється в магнітному полі. Таким чином, досліджуючи магнітне поле, створюване струмомабо постійним магнітом, за допомогою маленької магнітної стрілки, можна в кожній точці простору

Для того щоб кількісно описати магнітне поле, потрібно вказати спосіб визначення не тільки
напрямки вектора та його модуляМодуль вектора магнітної індукції дорівнює відношенню максимального значення
сили Ампера, що діє на прямий провідник зі струмом, до сили струму Iу провіднику та його довжині Δ l :

Сила Ампера спрямована перпендикулярно вектору магнітної індукції та напрямку струму, що тече по провіднику. Для визначення напрямку сили Ампера зазвичай використовують правило лівої руки: якщо розташувати ліву рукутак, щоб лінії індукції входили в долоню, а витягнуті пальці були спрямовані вздовж струму, то відведений великий палецьвкаже напрям сили, що діє на провідник.

Міжпланетне магнітне поле

Якби міжпланетний простірбуло вакуумом, то єдиними магнітними полями в ньому могли бути лише поля Сонця та планет, а також поле галактичного походження, яке простягається вздовж спіральних гілок нашої Галактики. При цьому поля Сонця та планет у міжпланетному просторі були б вкрай слабкі.
Насправді міжпланетний простір не є вакуумом, а заповнений іонізованим газом, що випромінюється Сонцем (сонячним вітром). Концентрація цього газу 1-10 см -3 типові величини швидкостей між 300 і 800 км/с, температура близька до 10 5 До (нагадаємо, що температура корони 2×10 6 До).
сонячний вітер- Сплив плазми сонячної корони в міжпланетний простір. На рівні орбіти Землі Середня швидкістьчастинок Сонячного вітру (протонів та електронів) близько 400 км/с, число частинок – кілька десятків 1см 3 .

Англійський вчений Вільям Гільберт, придворний лікар королеви Єлизавети, в 1600 вперше показав, що Земля є магнітом, вісь якого не збігається з віссю обертання Землі. Отже, навколо Землі, як і в будь-якого магніту, існує магнітне поле. У 1635 р. Геллібранд виявив, що земного магніту повільно змінюється, а Едмунд Галлей провів першу у світі магнітну зйомку океанів і створив перші світові магнітні карти (1702 р.). У 1835 р. Гаус провів сферичний гармонійний аналіз магнітного поля Землі. Він створив першу у світі магнітну обсерваторію у Геттінгені.

Декілька слів про магнітні карти. Зазвичай через кожні 5 років розподіл магнітного поля на поверхні Землі представляється магнітними картамитрьох чи більше магнітних елементів. На кожній з таких карток проводяться ізолінії, вздовж яких даний елементмає постійну величину. Лінії рівного відмінювання D називаються ізогонами, нахилення I – ізоклінами, величини повної силиВ – ізодинамічними лініями чи ізодинами. Ізо магнітні лініїелементів H, Z, Х і Y називаються відповідно ізолиній горизонтальної, вертикальної, північної або східної компонент.

Повернемося до малюнка. Там показано коло з кутовим радіусом 90 ° - d, який описує положення Сонця на земної поверхні. Дуга великого кола, проведена через точку Р і геомагнітний полюс, перетинає це коло в точках H'n і H'm, які вказують положення Сонця відповідно в моменти геомагнітного полудня і геомагнітної опівночі точки Р. Ці моменти залежать від широти точки Р. Положення Сонця в місцеві справжні опівдніта опівночі вказані точками H n і Н m відповідно. Коли d позитивно (літо у північній півкулі), то ранкова половина геомагнітної доби не дорівнює вечірній. У високих широтах геомагнітний час може дуже відрізнятися від справжнього або середнього часу протягом більшої частини доби.
Говорячи про час і системи координат, скажімо ще про облік ексцентричності магнітного диполя. Ексцентричний диполь повільно дрейфує назовні (на північ і на захід) з 1836 р. Екваторіальну площину він пересів? приблизно в 1862 р. його траєкторія по радіальній проекції розташована в районі острова Гілберта в Тихому океані

ДІЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ НА СТРУМ

У межах кожного сектора швидкість сонячного вітрута щільність частинок систематично змінюються. Спостереження за допомогою ракет показують, що обидва параметри різко збільшуються на межі сектора. Наприкінці другого дня після проходження кордону сектора щільність дуже швидко, а потім, через два чи три дні, повільно починає зростати. Швидкість сонячного вітру зменшується повільно другого або третього дня після досягнення піку. Секторна структура та зазначені варіації швидкості та щільності тісно пов'язані з магнітосферними збуреннями. Секторна структура досить стійка, тому вся структура потоку обертається із Сонцем принаймні протягом кількох сонячних оборотів, проходячи над Землею приблизно через кожні 27 днів.

Тема: Магнітне поле

Підготував: Байгарашев Д.М.

Перевірила: Габдулліна А.Т.

Магнітне поле

Якщо два паралельно розташованих провідника під'єднати до джерела струму так, щоб по них пройшов електричний струм, то залежно від напрямку струму в них провідники або відштовхуються або притягуються.

Пояснення цього явища можливе з позиції виникнення навколо провідників особливого виду матерії – магнітного поля.

Сили, з якими взаємодіють провідники зі струмом, називаються магнітними.

Магнітне поле- це особливий виглядматерії, специфічною особливістю якої є дія на електричний заряд, що рухається, провідники зі струмом, тіла, що володіють магнітним моментом, з силою, що залежить від вектора швидкості заряду, напрями сили струму в провіднику і від напрямку магнітного моменту тіла.

Історія магнетизму сягає корінням у глибоку давнину, до античних цивілізацій Малої Азії Саме на території Малої Азії, у Магнезії, знаходили гірську породу, Зразки якої притягувалися один до одного. За назвою місцевості такі зразки стали називати "магнетиками". Будь-який магніт у формі стрижня чи підкови має два торці, які називаються полюсами; саме в цьому місці найсильніше і виявляються його магнітні властивості. Якщо підвісити магніт на нитці, один полюс завжди вказуватиме на північ. На цьому принципі засновано компас. Повернений на північ полюс вільно висить магніту називається північним полюсом магніту (N). Протилежний полюс називається південним полюсом (S).

Магнітні полюси взаємодіють один з одним: однойменні полюси відштовхуються, а різноіменні – притягуються. Аналогічно концепції електричного поля, що оточує електричний заряд, вводять уявлення про магнітне поле навколо магніту.

У 1820 р. Ерстед (1777-1851) виявив, що магнітна стрілка, розташована поряд з електричним провідником, відхиляється, коли по провіднику тече струм, тобто навколо провідника зі струмом створюється магнітне поле. Якщо взяти рамку зі струмом, то зовнішнє магнітне поле взаємодіє з магнітним полем рамки і виявляє на неї орієнтуючу дію, тобто існує таке положення рамки, при якому зовнішнє магнітне поле надає на неї максимальну обертальну дію, і існує положення, коли момент, що обертає сил дорівнює нулю.

Магнітне поле в будь-якій точці можна охарактеризувати вектором, який називається вектор магнітної індукціїабо магнітною індукцієюу точці.

Магнітна індукція - це векторна фізична величина, що є силовою характеристикою магнітного поля в точці. Вона дорівнює відношенню максимального механічного моменту сил, що діють на рамку зі струмом, поміщену в однорідне поле, до твору сили струму в рамці на її площу.

За напрямок вектора магнітної індукції приймається напрям позитивної нормалі до рамки, яке пов'язане зі струмом в рамці правилом правого гвинта, при механічному моменті, що дорівнює нулю.

Так само, як зображували лінії напруженості електричного поля, зображують лінії індукції магнітного поля. Лінія індукції магнітного поля - уявна лінія, дотична до якої збігається з напрямком у точці.

Напрями магнітного поля в даній точці можна визначити ще як напрямок, який вказує

північний полюсстрілки компаса, поміщений у цю точку. Вважають, лінії індукції магнітного поля спрямовані від північного полюса до південного.

Напрямок ліній магнітної індукції магнітного поля, створеного електричним струмом, що тече прямолінійним провідником, визначається правилом свердла або правого гвинта. За напрямок ліній магнітної індукції приймається напрямок обертання головки гвинта, який би забезпечував поступальний його рух за напрямком електричного струму(Рис. 59).

де n 01 = 4 Пі 10 -7 с/(А м). - магнітна стала, R - відстань, I - сила струму в провіднику.

На відміну від ліній напруженості електростатичного поля, які починаються на позитивному зарядіі закінчуються на негативному, лінії індукції магнітного поля завжди замкнуті. Магнітного заряду аналогічно електричного заряду не виявлено.

За одиницю індукції приймається одна тесла (1 Тл) - індукція такого однорідного магнітного поля, в якому на рамку площею 1 м 2 по якій тече струм в 1 А, діє максимальний обертовий механічний момент сил, рівний 1 Н м.

Індукцію магнітного поля можна визначити і за силою, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі.

На провідник із струмом, поміщений у магнітне поле, діє сила Ампера, величина якої визначається наступним виразом:

де I - сила струму у провіднику, l -довжина провідника, В - модуль вектора магнітної індукції, а - кут між вектором та напрямом струму.

Напрямок сили Ампера можна визначити за правилом лівої руки: долоню лівої руки маємо так, щоб лінії магнітної індукції входили в долоню, чотири пальці розташовуємо у напрямку струму в провіднику, то відігнутий великий палець показує напрямок сили Ампера.

Враховуючи, що I = q 0 nSv, і підставляючи цей вираз (3.21), отримаємо F = q 0 nSh/B sin a. Число частинок (N) у заданому обсязі провідника дорівнює N = nSl, тоді F = q 0 NvB sin a.

Визначимо силу, що діє з боку магнітного поля на окрему заряджену частинку, що рухається в магнітному полі:

Цю силу називають силою Лоренца (1853–1928). Напрямок сили Лоренца можна визначити за правилом лівої руки: долоню лівої руки маємо так, щоб лінії магнітної індукції входили в долоню, чотири пальці показували напрямок руху позитивного заряду, великий відігнутий палець покаже напрямок сили Лоренца.

Сила взаємодії між двома паралельними провідниками, За якими течуть струми I 1 і I 2 дорівнює:

де l -частина провідника, що у магнітному полі. Якщо струми одного напрямку, то провідники притягуються (рис. 60), якщо протилежного напряму відштовхуються. Сили, які діють кожен провідник, рівні по модулю, протилежні за напрямом. Формула (3.22) є основною визначення одиниці сили струму 1 ампер (1 А).

Магнітні властивості речовини характеризує скалярна фізична величина - магнітна проникність, що показує у скільки разів індукція магнітного поля в речовині, що повністю заповнює поле, відрізняється за модулем від індукції 0 магнітного поля у вакуумі:

За своїми магнітними властивостями всі речовини діляться на діамагнітні, парамагнітніі феромагнітні.

Розглянемо природу магнітних властивостей речовин.

Електрони в оболонці атомів речовини рухаються різними орбітами. Для спрощення вважаємо ці орбіти круговими, і кожен електрон, що обертається навколо атомного ядраможна розглядати як круговий електричний струм. Кожен електрон, як круговий струмстворює магнітне поле, яке назвемо орбітальним. Крім того, електрон в атомі має власне магнітне поле, зване спиновим.

Якщо при внесенні в зовнішнє магнітне поле з індукцією 0 всередині речовини створюється індукція< В 0 , то такие вещества называются диамагнитными (n< 1).

У діамагнітнихматеріалах за відсутності зовнішнього магнітного поля магнітні поля електронів скомпенсовані, і при внесенні їх у магнітне поле індукція магнітного поля атома стає спрямованою проти зовнішнього поля. Діамагнетик виштовхується із зовнішнього магнітного поля.

У парамагнітнихматеріалів магнітна індукція електронів в атомах повністю не скомпенсована, і атом в цілому виявляється подібним до маленького постійного магніту. Зазвичай у речовині всі ці дрібні магніти орієнтовані довільно, і сумарна магнітна індукція всіх полів дорівнює нулю. Якщо помістити парамагнетик у зовнішнє магнітне поле, то всі маленькі магніти - атоми повернуться у зовнішньому магнітному полі подібно до стрілок компаса і магнітне поле в речовині посилюється ( n >= 1).

Феромагнітниминазиваються такі матеріали, в яких n 1. У феромагнітних матеріалах створюються так звані домени, макроскопічні області мимовільного намагнічування.

У різних доменах індукції магнітних полів мають різні напрями (рис. 61) та у великому кристалі

взаємно компенсують одне одного. При внесенні феромагнітного зразка у зовнішнє магнітне поле відбувається зміщення кордонів окремих доменів так, що обсяг доменів, орієнтованих на зовнішнє поле, збільшується.

Зі збільшенням індукції зовнішнього поля 0 зростає магнітна індукція намагніченої речовини. При деяких значеннях 0 індукція припиняє різке зростання. Це називається магнітним насиченням.

Характерна особливість феромагнітних матеріалів - явище гістерези, яке полягає у неоднозначній залежності індукції у матеріалі від індукції зовнішнього магнітного поля при його зміні.

Петля магнітної гістерези - замкнута крива (cdc`d`c), що виражає залежність індукції в матеріалі від амплітуди індукції зовнішнього поля при періодичній досить повільній зміні останнього (рис. 62).

Петля гістерезису характеризується наступними величинами Bs, Br, Bc. B s - максимальне значення індукції матеріалу при 0s; r - залишкова індукція, що дорівнює значенню індукції в матеріалі при зменшенні індукції зовнішнього магнітного поля від B 0s до нуля; -В с і В с - коерцитивна сила - величина, що дорівнює індукції зовнішнього магнітного поля, необхідного для зміни індукції в матеріалі від залишкової до нуля.

Для кожного феромагнетика існує така температура (точка Кюрі (Ж. Кюрі, 1859-1906), вище за яку феромагнетик втрачає свої феромагнітні властивості.

Існує два способи приведення намагніченого феромагнетика в розмагнічений стан: а) нагріти вище точки Кюрі та охолодити; б) намагнічувати матеріал змінним магнітним полем з амплітудою, що повільно спадає.

Феромагнетики, що мають малу залишкову індукцію і коерцитивну силу, називаються магнітом'якими. Вони знаходять застосування в пристроях, де феромагнетику доводиться часто перемагнічуватись (сердечники трансформаторів, генераторів та ін.).

Магнітожорсткі феромагнетики, що мають велику коерцитивну силу, застосовуються для виготовлення постійних магнітів.

Про магнітне поле ми ще пам'ятаємо зі школи, ось щойно воно є, “спливає” у спогадах не у кожного. Давайте освіжимо те, що проходили, а можливо, розповімо щось новеньке, корисне та цікаве.

Визначення магнітного поля

Магнітним полем називають силове поле, яке впливає на електричні заряди (частки), що рухаються. Завдяки цьому силовому полю предмети притягуються одна до одної. Розрізняють два види магнітних полів:

1. Гравітаційне – формується виключно поблизу елементарних частинокі вірується у своїй силі виходячи з особливостей та будови цих частинок.
2. Динамічне, виробляється в предметах з електрозарядами, що рухаються (передавачі струму, намагнічені речовини).

Вперше позначення магнітного поля було запроваджено М.Фарадеем в 1845 року, щоправда його значення було трохи помилково, оскільки вважалося, як і електричне, і магнітний впливта взаємодія здійснюється виходячи з одного й того ж матеріального поля. Пізніше 1873 року, Д.Максвелл “презентував” квантову теорію, У якій ці поняття стали розділяти, а раніше виведене силове поле було названо електромагнітним полем.

Як утворюється магнітне поле?

Не сприймаються людським окоммагнітні поля різних предметів, а зафіксувати його можуть лише спеціальні датчики. Джерелом появи магнітного силового поляу мікроскопічному масштабі є рух намагнічених (заряджених) мікрочастинок, якими виступають:

• іони;
• електрони;
• протони.

Їх рух відбувається завдяки спиновому магнітному моменту, який є у кожної мікрочастинки.

Магнітне поле, де його можна знайти?

Як би дивно це не звучало, але майже всі навколишні предмети мають власне магнітне поле. Хоча у понятті багатьох магнітне поле є лише у камінчика під назвою магніт, який притягує до себе залізні предмети. Насправді сила тяжіння є у всіх предметах, тільки проявляється вона в меншій валентності.

Також слід уточнити, що силове поле, яке називається магнітним, з'являється лише за умови, що електричні заряди або тіла рухаються.

Нерухомі заряди мають електричне силове поле (воно може бути присутнім і в зарядах, що рухаються). Виходить, що джерелами магнітного поля є:

• постійні магніти;
• рухомі заряди.

Для розуміння того, що є характеристикою магнітного поля, слід дати визначення багатьом явищам. При цьому наперед треба згадати, як і чому воно з'являється. Дізнатись, що є силовою характеристикою магнітного поля. При цьому важливо те, що подібне поле може зустрічатися не тільки у магнітів. У зв'язку з цим не завадить згадати характеристику магнітного поля землі.

Виникнення поля

Спочатку слід описати виникнення поля. Після цього можна описати магнітне поле та його характеристики. Воно з'являється під час переміщення заряджених частинок. Може проводити особливо на струмопровідні провідники. Взаємодія між магнітним полем і зарядами, що рухаються, або провідниками, якими тече струм, відбувається завдяки силам, іменованим електромагнітними.

Інтенсивність або силова характеристика магнітного поля у певній просторовій точці визначаються за допомогою магнітної індукції. Остання позначається символом.

Графічне уявлення поля

Магнітне поле та його характеристики можуть бути представлені в графічній форміза допомогою ліній індукції. Даним визначенням називають лінії, дотичні до яких у будь-якій точці збігатимуться з напрямом вектора магнітної індукції.

Названі лінії входять у характеристику магнітного поля та застосовуються для визначення його напрямку та інтенсивності. Чим вище інтенсивність магнітного поля, тим більше цих ліній буде проведено.

Що таке магнітні лінії

Магнітні лінії у прямолінійних провідниківзі струмом мають форму концентричного кола, центр якого розташовується на осі даного провідника. Напрямок магнітних ліній біля провідників зі струмом визначається за правилом буравчика, яке звучить так: якщо буравчик буде розташований так, що він буде загвинчуватися в провідник у напрямку струму, тоді напрям звернення рукоятки відповідає напрямку магнітних ліній.

У котушки зі струмом напрямок магнітного поля визначатиметься також за правилом буравчика. Також потрібно обертати рукоятку за напрямком струму у витках соленоїда. Напрямок ліній магнітної індукції буде відповідати напрямку поступального руху свердла.

Є основною характеристикою магнітного поля.

Створюване одним струмом, за рівних умов, поле буде відрізнятися за своєю інтенсивністю в різних середовищахчерез розрізняються магнітних властивостейу цих речовинах. Магнітні властивості середовища характеризуються абсолютною магнітною проникністю. Вимірюється у генрі на метр (г/м).

У характеристику магнітного поля входить абсолютна магнітна проникність вакууму, яка називається магнітною постійною. Значення, що визначає, у скільки разів абсолютна магнітна проникність середовища відрізнятиметься від постійної, називається відносною магнітною проникністю.

Магнітна проникність речовин

Це безрозмірна величина. Речовини, що мають значення проникності менше одиниці, називаються діамагнітними. У цих речовинах поле буде слабшим, ніж у вакуумі. Дані властивості присутні у водню, води, кварцу, срібла та ін.

Середовища з магнітною проникністю, що перевищує одиницю, називаються парамагнітними. У цих речовинах поле буде сильнішим, ніж у вакуумі. До цих середовищ і речовин відносять повітря, алюміній, кисень, платину.

У випадку з парамагнітними та діамагнітними речовинами значення магнітної проникності не буде залежати від напруги зовнішнього поля, що намагнічує. Це означає, що величина є постійною для певної речовини.

До особливої ​​групи належать феромагнетики. У цих речовин магнітна проникність досягатиме кількох тисяч і більше. У названих речовин, що мають властивість намагнічуватися та посилювати магнітне поле, існує широке використанняу електротехніці.

Напруженість поля

Для визначення показників магнітного поля разом з вектором магнітної індукції може застосовуватися значення, що називається напруженістю магнітного поля. Цей термінє визначальною інтенсивність зовнішнього магнітного поля. Напрямок магнітного поля в середовищі однаковими властивостямиза всіма напрямками вектор напруженості співпадатиме з вектором магнітної індукції в точці поля.

Сильні у феромагнітів пояснюються присутністю в них довільно намагнічених малих частин, які можуть бути представлені у вигляді малих магнітів.

З відсутнім магнітним полем феромагнітна речовина може не мати виражених магнітних властивостей, оскільки поля доменів набувають різної орієнтації, та їх загальне магнітне поле дорівнює нулю.

За основною характеристикою магнітного поля, якщо феромагніт буде поміщений у зовнішнє магнітне поле, наприклад, в котушку зі струмом, то під впливом зовнішнього поля домени розгорнуться у напрямку зовнішнього поля. Притому магнітне поле у ​​котушки посилиться, і магнітна індукція збільшиться. Якщо ж зовнішнє поле досить слабке, то перевернеться лише частина всіх доменів, магнітні поля яких у напрямку наближаються до напрямку зовнішнього поля. Протягом збільшення сили зовнішнього поля число повернутих доменів зростатиме, і при певному значеннінапруги зовнішнього поля майже всі частини будуть розгорнуті так, що магнітні поля розташуються у напрямку зовнішнього поля. Даний станназивається магнітним насиченням.

Зв'язок магнітної індукції та напруженості

Взаємопов'язаність магнітної індукції феромагнітної речовини та напруженості зовнішнього поля може зображуватись за допомогою графіка, званого кривою намагнічування. У місці вигину графіка крива швидкість зростання магнітної індукції зменшується. Після вигину, де напруженість досягає певного показника, відбувається насичення, і крива трохи піднімається, поступово набуваючи форми прямої. На цій ділянці індукція все ще зростає, проте досить повільно і лише за рахунок зростання напруженості зовнішнього поля.

Графічна залежність даних показника перестав бути прямий, отже, їх ставлення який завжди, і магнітна проникність матеріалу не незмінний показник, а залежить від зовнішнього поля.

Зміни магнітних властивостей матеріалів

При збільшенні сили струму до повного насичення в котушці з феромагнітним сердечником і подальшим її зменшенням крива намагнічування не співпадатиме з кривою розмагнічування. З нульовою напруженістю магнітна індукція не матиме таке ж значення, а набуде деякого показника, що називається залишковою магнітною індукцією. Ситуація з відставанням магнітної індукції від сили, що намагнічує, іменується гістерезисом.

Для повного розмагнічування феромагнітного осердя в котушці потрібно дати струм зворотної спрямованості, який створить необхідну напруженість. Для різних феромагнітних речовиннеобхідний відрізок різної довжини. Чим він більший, тим більший обсяг енергії необхідний для розмагнічування. Значення, у якому відбувається повне розмагнічування матеріалу, називається коэрцитивной силою.

При подальшому збільшенні струму в котушці індукція знову збільшиться до показника насичення, але з іншим напрямом магнітних ліній. При розмагнічуванні зворотному напрямкубуде отримано залишкову індукцію. Явище залишкового магнетизму застосовується при створенні постійних магнітів з речовин з великим показникомзалишкового магнетизму. З речовин, що мають здатність до перемагнічування, створюються осердя для електричних машинта приладів.

Правило лівої руки

Сила, що впливає на провідник зі струмом, має напрямок, що визначається за правилом лівої руки: при розташуванні долоні дівої руки таким чином, що магнітні лінії входять до неї, і чотири пальці витягнуті у напрямку струму в провіднику, відігнутий великий палець вкаже напрям сили. Ця силаперпендикулярна вектору індукції та струму.

Провідник із струмом, що переміщається в магнітному полі, вважається прообразом електродвигуна, який змінює електричну енергіюу механічну.

Правило правої руки

Під час руху провідника у магнітному полі всередині нього індукується електрорушійна силащо має значення, пропорційне магнітній індукції, задіяній довжині провідника та швидкості його переміщення. Ця залежністьназивається електромагнітною індукцією. При визначенні напряму індукованої ЕРС у провіднику використовують правило правої руки: при розташуванні правої руки так само, як у прикладі з лівої, магнітні лінії входять у долоню, а великий палець вказує напрямок переміщення провідника, витягнуті пальці вкажуть напрямок індукованої ЕРС. Переміщається в магнітному потоці під впливом зовнішньої механічної силипровідник є найпростішим прикладом електричного генератора, в якому перетворюється механічна енергіяв електричну.

Може бути сформульований інакше: в замкнутому контурівідбувається індукування ЕРС при будь-якій зміні магнітного потоку, що охоплюється даним контуром, ЕДЕ в контурі чисельно дорівнює швидкості зміни магнітного потоку, який охоплює даний контур.

Дана форма надає усереднений показник ЕРС та вказує на залежність ЕРС не від магнітного потоку, а від швидкості його зміни.

Закон Ленця

Також слід згадати закон Ленца: струм, що індукується при зміні магнітного поля, що проходить через контур, своїм магнітним полем перешкоджає цій зміні. Якщо витки у котушки пронизуються різними за величиною магнітними потоками, то індукована по цілій котушці ЕРС дорівнює сумі ЕДЕ у різних витках. Сума магнітних потоків різних витків котушки називається потокозчепленням. Одиниця виміру цієї величини, як і магнітного потоку, - вебер.

При зміні електричного струму в контурі відбувається зміна та створеного ним магнітного потоку. При цьому згідно із законом електромагнітної індукції, Всередині провідника відбувається індукування ЕРС. Вона з'являється у зв'язку зі зміною струму у провіднику, тому дане явищеназивають самоіндукцією, і індукована в провіднику ЕРСназивається ЕРС самоіндукції.

Потокосчеплення та магнітний потікзалежить від однієї лише сили струму, а й від величини і форми даного провідника, і магнітної проникності навколишнього речовини.

Індуктивність провідника

Коефіцієнт пропорційності називається індуктивністю провідника. Він означає здатність провідника створювати потокозчеплення при проходженні крізь нього електрики. Це є одним із основних параметрів електричних ланцюгів. Для певних ланцюгів індуктивність є незмінним показником. Вона залежатиме від величини контуру, його конфігурації та магнітної проникності середовища. При цьому сила струму в контурі та магнітний потік не матимуть значення.

Вищеописані визначення та явища дають пояснення тому, що є магнітним полем. Також наводяться основні характеристики магнітного поля, з яких можна дати визначення даного явища.

Магнітне поле – область простору, де конфігурація бионов, передавачів всіх взаємодій, є динамічне, взаимоузгоджене обертання.

Напрямок дії магнітних силзбігається з віссю обертання біонів із застосуванням правила правого гвинта. Силова характеристика магнітного поля визначається частотою обертання біонів. Чим вища частота обертання тим сильніше поле. Магнітне поле правильніше було б називати електродинамічним, так як воно виникає тільки при русі заряджених частинок, і діє тільки на заряди, що рухаються.

Пояснимо, чому магнітне поле динамічне. Щоб виникло магнітне поле, необхідно, щоб біони почали обертатися, а змусити їх обертатися може тільки заряд, що рухається, який буде притягувати один з полюсів біона. Якщо заряд не рухатиметься, то й бион не обертатиметься.

Магнітне поле формується лише навколо електричних зарядів, які перебувають у русі. Саме тому магнітне та електричне поле є, невід'ємними та разом формують електромагнітне поле. Компоненти магнітного поля взаємопов'язані та впливають один на одного, змінюючи свої властивості.

Властивості магнітного поля:

• Магнітне поле виникає під вплив рушійних зарядів електричного струму.
• У будь-якій своїй точці магнітне поле характеризується вектором фізичної величинипід назвою магнітна індукція, яка є силовою характеристикою магнітного поля.
• Магнітне поле може впливати тільки на магніти, на струмопровідні провідники і заряди, що рухаються.
• Магнітне поле може бути постійного та змінного типу
• Магнітне поле вимірюється лише спеціальними приладами і може бути сприйнятим органами почуттів людини.
• Магнітне поля є електродинамічною, оскільки породжується тільки при русі заряджених частинок і впливає тільки на заряди, що знаходяться в русі.
• Заряджені частинки рухаються перпендикулярною траєкторією.

Розмір магнітного поля залежить від швидкості зміни магнітного поля. Відповідно до цієї ознаки існують два види магнітного поля: динамічне магнітне поле та гравітаційне магнітне поле.Гравітаційне магнітне поле виникає лише поблизу елементарних частинок і формується залежно від особливостей будови цих частинок.

Магнітний момент виникає у тому випадку, коли магнітне поле впливає на струмопровідну раму. Іншими словами, магнітний момент це вектор, який розташований на ту лінію, яка йде перпендикулярно до рами.

Магнітне поле можна зобразити графічно за допомогою магнітних силових ліній. Ці лінії проводяться в такому напрямку, так щоб напрям сил поля збігся з напрямом силової лінії. Магнітні силові лінії є безперервними та замкнутими одночасно. Напрямок магнітного поля визначається за допомогою магнітної стрілки. Силові лінії визначають також полярність магніту, кінець із виходом силових ліній це північний полюс, а кінець, із входом цих ліній, це південний полюс.