Магнитное поле

А.С.Пушкинаг г.Йошкар-Олы.» Бурлаченко Роман
2009-2010 г.г
Тьютер: учитель физики Доля А.Д.

Земли
Солнечный ветер
Магнитные бури
Магнитные аномалии
Компас

себя магнитное поле. На попавшие в поле железные предметы действует

сила, притягивающая к магниту.
У магнита два полюса – северный и южный. Разные полюса притягиваются друг к другу, а одинаковые отталкиваются.

не создают единого магнитного поля, поскольку полюса их направлены в

разные стороны.
Но если поднести к железу магнит, под действием его поля все домены ориентируются в одном направлении, и железо временно становится магнитом. Сильное магнитное поле может превратить кусок железа в постоянный магнит.

магнита называются северным и южным потому, что соответствующие полюса «земного

магнита» находятся возле географических полюсов планеты.
При этом южный геомагнитный полюс находится в северном полушарии.

СГС, обозначается Э. Названа в честь Х.К.Эстреда.
1 Э =

(1/4 π) х 103 А/м = 79,5775 А/м

Эрстед Ханс Кристиан (1777 – 1851), датский физик, иностранный почетный член Петербургской Академии Наук (1830).
Труды по электричеству, акустике, молекулярной физике.
В 1820 открыл магнитное действие электрического тока.

действию электрического конфликта на магнитную стрелку».
В ней учёный пишет

резюме: «Основной вывод из этих опытов состоит в том, что магнитная стрелка отклоняется от своего положения равновесия под действием вольтаического аппарата и что этот эффект проявляется, когда контур замкнут, и он не проявляется, когда контур разомкнут.

помощью которого можно было бы заранее определить направление магнитного действия

сил, возникающих в проводнике при прохождении по нему электрического тока.
Вот это правило: «Полюс, который видит отрицательное электричество входящим над собой, отклоняется к западу, а полюс, который видит его входящим под собой, отклоняется к востоку».

Из экспериментов следовало, что сила, действующая между магнитным полюсом и током в проводнике, направлена не по соединяющей их прямой, а по нормали к этой прямой, т. е. перпендикулярно.

моментами атомных носителей (электронов, протоном и др.). Полное описание электрических

и магнитных полей и их взаимосвязь дают уравнения Максвелла.

1 Тл = 1 Н / А·м.
Направление магнитной индукции

устанавливают
с помощью
Правила буравчика.

Магнитный поток.
Единицей измерения магнитного потока
является 1 Вебер.
1 Вб = 1 Тл ·м2.

Сила Ампера -
Сила действующая на проводник с током в магнитном поле. Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки.

Сила Лоренца.
Действует на заряд, движущийся в магнитном поле. Определить направление силы Лоренца можно с помощью правила левой руки.

имеется нормальная составляющая вектора намагниченности ( этот участок поверхности пересекают

силовые линии магнитного поля).

Магнитный полюс называют северным N (положительным), если из него выходят силовые линии

Магнитный полюс называют южным S (отрицательным), если на этом участке силовые линии входят в тело

S

N

направлен сверху вниз, то направление магнитного поля – по часовой

стрелке провода.
Слабое поле можно сделать более сильным, смотав провод в катушку.

Картина поля будет такой же, как у прямого постоянного магнита,

т.е. с полюсами на концах катушки. Железный сердечник усилит эффект.

с проводом в ней наводится электрический ток (явление электромагнитной индукции).

Если поместить провод с током между полюсами постоянного магнита, то провод будет двигаться, - таково механическое действие магнитного поля на ток.

Земли) соответствует приблизительно полю однородно намагниченного шара с напряженностью поля

~ 55,7 А/м (0,70 Э) у магнитных полюсов Земли и 33, 4 А/м (0,42 Э) на магнитном экваторе.
На расстояниях > 3R магнитное поле Земли имеет более сложное строение, и называется магнитосфера.

Магнитное поле Земли удерживает огромное число энергичных частиц, как электронов, так и протонов. Их энергия и концентрация зависят от расстояния до Земли и геомагнитной широты. Частицы заполняют как бы огромные кольца или пояса, охватывающие Землю вокруг геомагнитного экватора.

Земли. Магнитосфера формируется в результате взаимодействия солнечного ветра с плазмой

верхних слоев атмосферы и магнитным полем Земли.

Магнитосфера Земли с дневной стороны простирается до 8-14 R, с ночной – вытянута, образуя так называемый магнитный хвост Земли в несколько сот R, в магнитосфере находятся радиационные пояса.

из полярных областей и вытянутых под действием солнечного ветра на

сотни земных радиусов от Солнца в ночную сторону Земли. В итоге плазма солнечного ветра и солнечных корпускулярных потоков как бы обтекают земную магнитосферу, придавая ей своеобразную хвостатую форму.

Магнитосфера Земли – самая внешняя из защитных оболочек Земли. Она представляет собою деформированное солнечным ветром геомагнитное поле и является препятствием для плазмы солнечного ветра, увлекающей за собою солнечное магнитное поле.

пространство. На уровне орбиты Земли средняя скорость частиц солнечного ветра

(протонов и электронов) около 400 км/с, число частиц – несколько десятков в 1 см3.

иногда в течение многих часов, а потом восстанавливаются до прежнего

уровня. Это явление называется магнитной бурей. Магнитные бури часто начинаются внезапно и одновременно по всему земному шару.

напряженности отдельных областей с характерными размерами до10 000 км. Эти

аномальные поля испытывают вековые вариации, приводящие к изменениям со временем в течение многих лет и столетий.
Примеры аномалий: Бразильская, Канадская, Сибирская, Курская.
В ходе вековых вариаций мировые аномалии смещаются, распадаются и возникают вновь.
Магнитные поля локальных областей внешних оболочек с протяженностью от нескольких до сотен км обусловлены намагниченностью горных пород в верхнем слое Земли, слагающих земную кору и расположенных близко к поверхности.
Одна из наиболее мощных – Курская магнитная аномалия.

при пользовании компасом.
Стрелка
компаса
всегда
указывает
на северный
полюс
Земли

принципиально различных вида компаса:
магнитный компас,
гирокомпас и
электронный компас.

магнитов компаса с горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.
Свободно вращающаяся

магнитная стрелка поворачивается вокруг оси, располагаясь вдоль силовых линий магнитного поля.
Таким образом, стрелка всегда указывает одним из концов в направлении линии магнитного поля, которая идет к Северному магнитному полюсу.

состав входит один или несколько гироскопов. Используется в системах навигации

и управления крупных морских судов; в отличие от магнитного компаса его показания связаны с направлением на истинный географический (а не магнитный) Северный полюс. Обычно гирокомпас применяется как опорное навигационное устройство. Морской гирокомпас, как правило, очень тяжел; в некоторых конструкциях вес гироскопического ротора превышает 25 кг.

навигации. Существуют также компасы, использующие в качестве датчика блок магниторезисторов.
Принцип

действия такого компаса весьма прост:
На основании сигналов со спутников определяются координаты приёмника системы спутниковой навигации
Засекается момент времени, в который было сделано определение координат
Выжидается некоторый интервал времени.
Повторно определяется местоположение объекта.
На основании координат двух точек и размера временного интервала вычисляется вектор скорости движения

получения электричества.
В 1800 году итальянский учёный Алессандро Вольта опустил в

банку с кислотой две пластинки — цинковую и медную — и соединил их проволокой. После этого цинковая пластина начала растворяться, а на медной стали выделяться пузырьки газа. Вольта предположил и показал, что по проволоке протекает электрический ток. Так был изобретён «элемент Вольта» — первый гальванический элемент.
Для удобства Вольта придал ему форму вертикального цилиндра (столба), состоящего из соединённых между собой колец цинка, меди и сукна, пропитанных кислотой. Вольтов столб высотою в полметра развивал напряжение, чувствительное для человека.
В 1803 русский физик Василий Петров создал самый мощный в мире вольтов столб, составленный из 4 200 медных и цинковых кругов и развивающий напряжение до 2 500 вольт. С помощью этого прибора ему удалось открыть такое важное явление, как электрическая дуга, применяемая в электросварке; а в Российской армии стал применяться электрический запал пороха и взрывчатки.

в проводнике, то направление ручки буравчика совпадает с направлением вектора

магнитной индукции.

Направление тока в проводнике

В

индукции (В) входили в ладонь, четыре вытянутых пальца были направлены

вдоль тока (I), то тогда отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Ампера.

F = B I l sin α, где
B – магнитная индукция поля
I – сила тока в проводнике
L – длина участка проводника
α – угол между направлением силы тока и вектором магнитной индукции

В

I

F

α

индукции (В), перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре

вытянутых пальца были направлены по движению положительного заряда (против движения отрицательного), то отогнутый на 90° большой палец покажет направление действующей на заряд силы Лоренца.

F = B q◦ V sin α, где
B – магнитная индукция поля
V – скорость заряда
α – угол между направлением силы тока и вектором магнитной индукции

В

V

F

α