Как определить направление магнитного поля

Что такое направление магнитного поля

Основным свойством является то, что линии магнитного поля непрерывны, образуя замкнутые петли без начала и конца.

Магнитные поля похожи на электрические, но они создаются только движущимися зарядами, в то время как электрические поля создаются как движущимися, так и неподвижными зарядами. Кроме того, магнитные поля создают силу только для движущихся зарядов.

Это векторная величина, которая имеет как направление, так и величину. Направление линий магнитного поля определяется как направление, в котором находится северный конец иглы компаса. Условно принято считать, что линии магнитного поля выходят из северного полюса и сливаются в южном полюсе. Напряженность магнитного поля можно определить по степени близости линий поля.

Магнитное поле, с которым люди знакомы больше всего, — это магнитное поле Земли. Это геомагнитное поле имеет северный и южный полюс, как и обычные магниты. Это происходит потому, что ядро Земли по сути представляет собой гигантский магнит. Линии намагничивания от северного и южного полюсов всегда следуют предсказуемой схеме. Именно поэтому иглы компаса всегда указывают на север.

Источник: psciences.net

Северный и южный полюса всегда притягиваются, но те же самые полюса отталкиваются друг от друга. Это значит, что, если поставить два северных полюса лицом друг к другу, возникнет сила отталкивания. С другой стороны, если столкнуть северный и южный полюса, возникнет сила притяжения.

1. Движение провода в изменяющемся магнитном потоке (изменяющемся магнитном поле) вызывает напряжение.
2. Величина напряжения и тока пропорциональна скорости и силе изменяющегося магнитного поля.
3. Вызванное движением напряжение заставляет ток течь по проводу.

Как определить

Источник: ru.pinterest.com

Шаг 1: Определите направление тока, протекающего по проводу.

Шаг 2: Выровняйте большой палец правой руки по направлению тока.

Шаг 3: Позвольте остальным пальцам выгнуться естественным образом. Направление, на которое они указывают, и есть направление магнитного поля. Этот метод называется правилом правой руки или буравчика (винта).

Шаг 1: Сначала нам нужно выяснить, в каком направлении течет ток по этому проводу. По определению, ток течет от положительной к отрицательной клемме. Таким образом, в данном примере ток течет слева направо.

Шаг 2: Теперь можем использовать правило правой руки. Представляя, что большой палец правой руки находится на одной линии с током, вы увидите, что созданное магнитное поле закручивается под и вокруг провода следующим образом:

Горизонтальный токопроводящий провод и результирующее магнитное поле:

 

Источник: study.com

Таким образом, прямо над проводом магнитное поле направлено в вашу сторону.

Как изменить

Прохождение электрического тока через провод, изгиб или спираль с пропусканием через него тока, может изменить направление магнитного поля. Величина и направление магнитного поля будет зависеть от величины тока и геометрии проводника.

Понятие полярности в магнетизме помогает нам определить северный и южный полюса силы магнита, что указывает на направление его воздействия на другие объекты. Хотя существует масса способов узнать, какой полюс у магнита, большинство людей будут удивлены, узнав, что их можно менять.

Один из самых распространенных типов магнитов, которые вы можете получить в свои руки, — это магнит в виде бруска. Он имеет форму длинного и узкого прямоугольника и производит собственную магнитную силу без посторонней помощи.

Для того чтобы изменить полярность магнита, понадобятся два магнита, плоскогубцы, длинная нитка медной проволоки, картонная трубка, такая как в рулоне туалетной бумаги, каменная плита или что-то подобное, а также обычная батарейка.

Изменение полярности стержневого магнита:

1. Найдите полюса тока обоих магнитов и обозначьте их (A=притягивать, R=отталкивать).
2. С помощью плоскогубцев оберните медную проволоку вокруг картонной трубки, создав тугую катушку (той же длины, что и стержневой магнит).
3. Оставьте достаточно дополнительного провода на каждом конце для подключения батареи.
4. Положите катушку на жаропрочную поверхность (например, камень) и подсоедините конец к батарее.
5. Вставьте один стержневой магнит внутрь катушки и пропустите через нее один импульс энергии.
6. Полностью отсоедините катушку от батареи.
7. Поднимите второй магнит, чтобы проверить полярность.
8. Повторяйте процесс по мере необходимости, пока не поменяете полюса местами.

Магнитное поле Земли создается благодаря эффекту динамо, при котором в земном ядре возникает электрический ток, поддерживающийся самостоятельно. Если приложить к круговому току сильное магнитное поле, ток может измениться на противоположный в ответ на индуцированное магнитное поле. Магнитное поле должно быть увеличено в том же направлении, что и внутреннее магнитное поле, чтобы вызвать реакцию тока, уменьшив его силу и изменив направление. В результате магнитное поле, вызванное током, становится противоположным его первоначальному направлению. Для поддержания этого нового поля внешнее магнитное поле следует медленно изменять, что создаст эффект гистерезиса, позволяющий создать искусственно перевернутое магнитное поле.

Некоторые материалы, такие как кварц, демонстрируют пьезоэлектрический эффект, при котором они могут изменять свою форму под воздействием электрического поля. При изменении формы материала может меняться и направление его магнитного поля.

Примеры решения задач

Решение:

Используя правило правой руки, чтобы определить направление магнитной силы на движущийся заряд в магнитном поле. Исходя из правила, мы можем определить, что магнитная сила будет выходить за пределы.

Определив направление магнитной силы на движущийся заряд в магнитном поле, используем закон Лоренца, чтобы вычислить значение магнитной силы. Теперь мы можем использовать закон Лоренца для расчета величины магнитной силы, подставив значения, указанные в задаче:

F = (1.1×10^-19C) x (4,3×10⁷ м/с) x (0,6Т) = 2,84 x 10^-12 N (ньютон).

Решение:

Исходя из задачи, для определения направления магнитной силы можно использовать правило правой руки, а для вычисления ее величины — закон Лоренца.  Используем правило правой руки, чтобы определить направление магнитной силы, действующей на движущийся заряд в магнитном поле.

Исходя из правила, мы можем определить, что магнитная сила будет направлена внутрь.

Определив направление магнитной силы на движущийся заряд в магнитном поле, используем закон Лоренца, чтобы вычислить значение магнитной силы. Подставим значения, указанные в задаче, в уравнение:

F = (1.5×10^-19C) x (5×10⁷ м/с) x (0,5Т) = 3,75 x 10^-12 N (ньютон).