Què és la inducció magnètica
En aquest article, intentarem entendre què és la inducció magnètica, com es relaciona amb un camp magnètic, què té a veure la inducció magnètica amb el corrent i com afecta el corrent. Recordem les regles bàsiques que determinen la direcció de les línies d'inducció, i també anotarem algunes fórmules que ajudaran a resoldre els problemes de la magnetostàtica.
La força característica del camp magnètic en un punt seleccionat de l'espai és la inducció magnètica B. Aquesta magnitud vectorial determina la força amb la qual actua el camp magnètic sobre una partícula carregada que es mou en ell. Si la càrrega de la partícula és q, la seva velocitat és v i la inducció del camp magnètic en un punt donat de l'espai és B, aleshores una força actua sobre la partícula en aquest punt des del costat del camp magnètic:
Així, B és un vector la magnitud i direcció del qual són tals que la força de Lorentz que actua sobre una càrrega en moviment al costat del camp magnètic és igual a:
Aquí, alfa és l'angle entre el vector velocitat i el vector d'inducció magnètica. El vector de força de Lorentz F és perpendicular al vector velocitat i al vector d'inducció magnètica.La seva direcció es determina per al cas del moviment d'una partícula carregada positivament en un camp magnètic uniforme regla de la mà esquerra:
"Si la mà esquerra es col·loca de manera que el vector d'inducció magnètica entri al palmell, i quatre dits estesos es dirigeixen en la direcció del moviment de la partícula carregada positivament, aleshores el polze, doblegat a 90 graus, mostrarà la direcció de la partícula. Força de Lorentz.»
Atès que el corrent al conductor és el moviment de partícules carregades, la inducció magnètica també es pot definir com la relació del moment mecànic màxim que actua sobre el bastidor amb un camp magnètic uniforme al producte del corrent al bastidor per l'àrea de el marc:
La inducció magnètica és una característica bàsica d'un camp magnètic, semblant a la força d'un camp elèctric... En el sistema SI, la inducció magnètica es mesura en tesla (T), en el sistema CGS en gauss (G). 1 tesla = 10.000 gauss. 1 T és la inducció d'un camp magnètic tan uniforme en el qual un moment mecànic de forces giratori màxim igual a 1 N • m actua sobre un bastidor d'àrea d'1 m2 per on circula un corrent d'1 A.
Per cert, la inducció del camp magnètic de la Terra a una latitud de 50 ° és de mitjana 0,00005 T, i a l'equador - 0,000031 T. El vector d'inducció magnètica sempre es dirigeix tangencialment a la línia del camp magnètic.
El bucle situat en un camp magnètic uniforme és penetrat pel flux magnètic Ф, el flux del vector d'inducció magnètica. La magnitud del flux magnètic F depèn de la direcció del vector d'inducció magnètica respecte al contorn, la seva magnitud i l'àrea del contorn travessat per les línies d'inducció magnètica.Si el vector B és perpendicular a l'àrea del bucle, aleshores el flux magnètic F que penetra en el bucle serà màxim.
El mateix terme inducció prové del llatí "inducció", que significa "orientació" (per exemple, suggerir un pensament, és a dir, provocar un pensament). Sinònims: orientació, formació, formació. No s'ha de confondre amb el fenomen de la inducció electromagnètica.
El cable viu té al seu voltant camp magnètic… El camp magnètic d'un corrent elèctric va ser descobert l'any 1820 pel físic danès Hans Christian Oersted. Per determinar la direcció de les línies de força de la inducció del camp magnètic B del corrent elèctric I que flueix al llarg d'un cable recte, utilitzeu la regla del cargol de la dreta o del cardan:
"La direcció de gir del mànec del cardan indica la direcció de les línies d'inducció magnètica B, i el moviment progressiu del cardan correspon a la direcció del corrent en el conductor".
En aquest cas, el valor de la inducció magnètica B a una distància R d'un conductor amb un corrent I es pot trobar per la fórmula:
On és la constant magnètica:
Si les línies d'intensitat del camp electrostàtic E, a partir de càrregues positives, acaben amb negatives, aleshores les línies d'inducció magnètica B estan sempre tancades. A diferència de les càrregues elèctriques, les càrregues magnètiques que crearien pols com les càrregues elèctriques no s'han trobat a la natura.
Ara unes paraules sobre imants permanents… A principis del segle XIX, l'investigador i físic natural francès André-Marie Ampere va proposar una hipòtesi sobre els corrents moleculars. Segons Ampere, el moviment dels electrons al voltant dels nuclis atòmics genera corrents elementals, que al seu torn creen camps magnètics elementals al seu voltant.I si es col·loca una peça de ferroimant en un camp magnètic extern, aquests imants microscòpics s'orientaran en el camp extern i la peça de ferroimant es convertirà en un imant.
Substàncies amb un alt valor de magnetització residual, com l'aliatge de neodimi-ferro-bor, permeten avui dia l'obtenció d'imants permanents potents. Els imants de neodimi no perden més de l'1-2% de la seva magnetització en 10 anys. Però es poden desmagnetitzar fàcilment escalfant-se a una temperatura de + 70 ° C o més.
Esperem que aquest article us hagi ajudat a fer-vos una idea general de què és la inducció magnètica i d'on prové.