什么是磁感应
在本文中,我们将尝试了解什么是磁感应,它与磁场有何关系,磁感应与电流有什么关系,以及它如何影响电流。让我们回忆一下确定感应线方向的基本规则,我们还将注意一些有助于解决静磁学问题的公式。
空间中选定点处磁场的特征强度是磁感应强度 B。该矢量决定了磁场作用于其中移动的带电粒子的力。如果粒子的电荷为q,速度为v,空间中给定点的磁场感应强度为B,则在该点处,从磁场的一侧对粒子作用力:
因此,B 是一个矢量,其大小和方向使得作用在磁场一侧的移动电荷上的洛伦兹力等于:
这里,alpha 是速度矢量和磁感应矢量之间的角度。洛伦兹力矢量 F 垂直于速度矢量和磁感应矢量。它的方向是由带正电的粒子在均匀磁场中运动的情况确定的 左手定则:
«如果左手的位置使磁感应矢量进入手掌,并且四根伸出的手指指向带正电粒子的运动方向,那么弯曲 90 度的拇指将显示粒子的方向洛伦兹力。»
由于导体中的电流是带电粒子的运动,因此磁感应强度也可以定义为作用在具有均匀磁场的框架上的最大机械力矩与框架中电流与面积的乘积之比框架:
磁感应强度是磁场的一个基本特征,类似于电场的强度……在SI系统中,磁感应强度的单位是特斯拉(T),在CGS系统中是高斯(G)。 1 特斯拉 = 10,000 高斯。 1 T 是这样一个均匀磁场的感应,其中等于 1 N • m 的最大旋转机械力矩作用在面积为 1 m2 的框架上,流过 1 A 的电流。
顺便说一下,地球磁场在纬度 50° 处的平均感应强度为 0.00005 T,在赤道处 - 0.000031 T。磁感应矢量始终与磁场线相切。
置于均匀磁场中的线圈被磁通量 Ф, — 磁感应矢量的通量贯穿。磁通量F的大小取决于磁感应矢量相对于轮廓的方向、其大小和磁感应线穿过轮廓的面积。如果矢量B垂直于环路面积,则穿过环路的磁通量F将最大。
归纳一词本身来自拉丁语“归纳法”,意思是“指导”(例如,提出一个想法——即引起一个想法)。同义词:指导、背景、教育。不要与电磁感应现象相混淆。
带电的电线绕着它 磁场……电流的磁场于 1820 年由丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特 (Hans Christian Oersted) 发现。要确定沿直线流动的电流 I 的磁场 B 的感应力线的方向,请使用右手螺旋或万向节规则:
«万向节手柄的旋转方向指示磁感应线 B 的方向,万向节的渐进运动对应于导体中电流的方向。»
在这种情况下,与电流为 I 的导体距离 R 处的磁感应强度 B 的值可以通过以下公式求得:
磁常数在哪里:
如果静电场 E 的强度线从正电荷开始,以负电荷结束,则磁感应线 B 总是闭合的。与电荷不同,在自然界中尚未发现会像电荷一样产生磁极的磁荷。
现在说几句 关于永磁体…… 19世纪初,法国研究员、自然物理学家安德烈-玛丽·安培提出了一个关于分子电流的假说。根据安培的说法,电子围绕原子核的运动会产生基本电流,进而在它们周围产生基本磁场。而如果将一块铁磁体放在外磁场中,那么这些微小的磁铁就会在外场中自行定向,这块铁磁体就会变成一块磁铁。
具有高剩余磁化值的物质,例如钕铁硼合金,如今可获得强大的永磁体。钕磁铁在 10 年内失去的磁化强度不超过 1-2%。但它们很容易通过加热到+70°C或更高的温度而消磁。
我们希望本文能帮助您大致了解什么是磁感应以及它的来源。