Hol keletkezik a mágneses tér? Mágneses tér: okok és jellemzők
mágneses mező az anyagtól eltérő speciális anyagtípusnak nevezik, amelyen keresztül a mágnes hatása átadódik más testeknek.
Mágneses mező mozgó elektromos töltéseket és állandó mágneseket körülvevő térben fordul elő. Csak a mozgó töltésekre van hatással. Az elektromágneses erők hatására a mozgó töltött részecskék eltérnek
Eredeti útvonalától a mezőre merőleges irányban.
A mágneses és az elektromos mezők elválaszthatatlanok, és együtt egyetlen elektromágneses mezőt alkotnak. Bármilyen változás elektromos mező mágneses tér megjelenéséhez vezet, és fordítva, a mágneses tér bármilyen változása elektromos tér megjelenésével jár együtt. Az elektromágneses tér fénysebességgel terjed, azaz 300 000 km/s.
Az állandó mágnesek és az elektromágnesek hatása a ferromágneses testekre, a mágnesek pólusainak létezése és elválaszthatatlan egysége és kölcsönhatása jól ismert (az ellentétes pólusok vonzzák, ahogy a pólusok taszítják). Hasonlóképpen
a Föld mágneses pólusaival a mágnesek pólusait ún Észak és Dél.
A mágneses teret vizuálisan mágneses erővonalak ábrázolják, amelyek meghatározzák a mágneses tér irányát a térben (.1. ábra). Ezeknek a soroknak nincs se eleje, se vége, i.e. zárva vannak.
Az egyenes vezető mágneses terének erővonalai a vezetéket körülvevő koncentrikus körök. Minél erősebb az áramerősség, annál erősebb a mágneses tér a vezeték körül. Ahogy távolodsz az áramot vezető vezetéktől, a mágneses tér gyengül.
A mágnest vagy elektromágnest körülvevő térben az irány északi pólustól dél felé. Minél erősebb a mágneses tér, annál nagyobb a térvonalak sűrűsége.
Meghatározzuk a mágneses erővonalak irányát gimlet szabály:.
Rizs. 1. A mágnesek mágneses tere:
a - közvetlen; b - patkó
Rizs. 2. Mágneses tér:
a - egyenes vezeték; b - induktív tekercs
Ha a csavart az áram irányában csavarja be, akkor a mágneses mágneses erővonalak a csavar mentén irányulnak (2. ábra a)
Az erősebb mágneses tér eléréséhez induktív tekercseket használnak huzaltekerccsel. Ebben az esetben az induktív tekercs egyes meneteinek mágneses tere összeadódik, és erővonalaik közös mágneses fluxussá egyesülnek.
Induktív tekercsből kilépő mágneses erővonalak
a végén, ahol az áramot az óramutató járásával ellentétes irányba irányítják, vagyis ez a vége az északi mágneses pólus (2. ábra, b).
Amikor az induktív tekercsben az áram iránya megváltozik, a mágneses tér iránya is megváltozik.
Ez egy olyan erőtér, amely az elektromos töltésekre és a mozgásban lévő, mágneses nyomatékkal rendelkező testekre hat, függetlenül azok mozgási állapotától. A mágneses mező az elektromágneses mező része.
A töltött részecskék árama vagy az elektronok mágneses momentumai az atomokban mágneses teret hoznak létre. Ezenkívül mágneses mező keletkezik az elektromos tér bizonyos időbeli változásai következtében.
A mágneses tér B indukciós vektora a mágneses tér fő teljesítményjellemzője. A matematikában a B = B (X,Y,Z) vektormezőként van definiálva. Ez a fogalom a fizikai mágneses tér meghatározására és specifikálására szolgál. A tudományban a mágneses indukció vektorát a rövidség kedvéért gyakran egyszerűen mágneses térnek nevezik. Nyilvánvaló, hogy egy ilyen alkalmazás lehetővé teszi a fogalom szabad értelmezését.
Az áram mágneses terének másik jellemzője a vektorpotenciál.
A szakirodalomban gyakran találkozhatunk azzal, hogy a mágneses tér fő jellemzője mágneses közeg (vákuum) hiányában a mágneses térerősség vektora. Formailag ez a helyzet teljesen elfogadható, hiszen vákuumban a H mágneses térerősségvektor és a B mágneses indukciós vektor egybeesik. Ugyanakkor a mágneses közegben lévő mágneses térerősség vektor nem ugyanazzal a fizikai jelentéssel van kitöltve, és másodlagos mennyiség. Ennek alapján a vákuum ezen megközelítéseinek formális egyenlőségével a szisztematikus nézőpont úgy véli, mágneses indukciós vektor az áram mágneses tér fő jellemzője.
A mágneses tér természetesen egy speciális anyag. Ennek az anyagnak a segítségével kölcsönhatás lép fel a mágneses momentum és a mozgó töltött részecskék vagy testek között.
A speciális relativitáselmélet a mágneses tereket maguknak az elektromos mezőknek a létezésének következményeként tekinti.
A mágneses és az elektromos mező együtt elektromágneses mezőt alkot. Az elektromágneses tér megnyilvánulásai a fény és az elektromágneses hullámok.
A mágneses tér kvantumelmélete a mágneses kölcsönhatást az elektromágneses kölcsönhatás külön esetének tekinti. Egy tömeg nélküli bozon hordozza. A bozon egy foton - egy részecske, amely egy elektromágneses mező kvantumgerjesztőjeként ábrázolható.
A mágneses teret vagy a töltött részecskék árama, vagy az időben térben átalakuló elektromos tér, vagy a részecskék belső mágneses momentumai hozzák létre. A részecskék mágneses momentumai az egyenletes érzékelés érdekében formálisan elektromos áramokra redukálódnak.
A mágneses tér értékének kiszámítása.
Az egyszerű esetek lehetővé teszik, hogy a Biot-Savart-Laplace törvény szerint, vagy a keringési tétel segítségével kiszámítsuk a vezető mágneses tere értékét árammal. Ugyanígy a mágneses tér értéke egy térfogatban vagy térben tetszőlegesen elosztott áram esetén is megtalálható. Nyilvánvaló, hogy ezek a törvények állandó vagy viszonylag lassan változó mágneses és elektromos mezőkre vonatkoznak. Vagyis magnetosztatika jelenléte esetén. A bonyolultabb esetekben az érték kiszámítása szükséges mágneses mező áram Maxwell egyenletei szerint.
A mágneses mező jelenlétének megnyilvánulása.
A mágneses tér fő megnyilvánulása a részecskék és testek mágneses momentumaira, a mozgásban lévő töltött részecskékre gyakorolt hatás. Lorentz erő az az erő, amely a mágneses térben mozgó, elektromosan töltött részecskékre hat. Ez az erő állandó merőleges irányú a v és B vektorokra. Arányos a q részecske töltésével is, a v sebesség azon összetevőjével, amely merőleges a B mágneses térvektor irányára, és a B mágneses tér indukcióját kifejező mennyiség. A Nemzetközi Mértékegységrendszer szerinti Lorentz-erő a következő kifejezéssel rendelkezik: F=q, a CGS mértékegységrendszerében: F=q/c
A vektorszorzat szögletes zárójelben jelenik meg.
A Lorentz-erőnek a vezető mentén mozgó töltött részecskékre gyakorolt hatása következtében a mágneses tér az áramvezető vezetőre is hathat. Az ampererő az áramvezetőre ható erő. Ennek az erőnek az összetevői a vezető belsejében mozgó, egyedi töltésekre ható erők.
Két mágnes kölcsönhatásának jelensége.
A mágneses tér jelenségét, amellyel a mindennapi életben is találkozhatunk, két mágnes kölcsönhatásának nevezzük. Az azonos pólusok egymástól való taszításában és az ellentétes pólusok vonzásában fejeződik ki. Formális szempontból a két mágnes közötti kölcsönhatások két monopólus kölcsönhatásaként való leírása meglehetősen hasznos, megvalósítható és kényelmes ötlet. A részletes elemzés ugyanakkor azt mutatja, hogy a valóságban ez nem teljesen helyes leírása a jelenségnek. A fő megválaszolatlan kérdés egy ilyen modellben az, hogy miért nem lehet szétválasztani a monopólusokat. Valójában kísérletileg bebizonyosodott, hogy egyetlen izolált testnek sincs mágneses töltése. Ezenkívül ez a modell nem alkalmazható makroszkopikus áram által létrehozott mágneses térre.
A mi szempontunkból helyesen feltételezzük, hogy az inhomogén térben elhelyezkedő mágneses dipólusra ható erő hajlamos úgy elfordítani, hogy a dipólus mágneses momentuma a mágneses térrel azonos irányú legyen. Nincsenek azonban olyan mágnesek, amelyek ki vannak téve a teljes erőhatásnak egyenletes mágneses téráram. Az az erő, amely a mágneses dipólusra mágneses nyomatékkal hat m a következő képlettel fejezzük ki:
.
Az inhomogén mágneses térből a mágnesre ható erőt az e képlet által meghatározott és a mágnest alkotó elemi dipólusokra ható erők összegeként fejezzük ki.
Elektromágneses indukció.
Abban az esetben, ha a mágneses indukciós vektor fluxusa zárt körön keresztül időben megváltozik, ebben az áramkörben elektromágneses indukció EMF jön létre. Ha az áramkör álló helyzetben van, akkor azt örvény elektromos tér hozza létre, amely a mágneses tér időbeli változása következtében jön létre. Ha a mágneses tér nem változik az idő múlásával, és nincs változás a fluxusban a vezetőhurok mozgása miatt, akkor az EMF a Lorentz-erő hatására jön létre.
Mágneses mező- ez egy anyagi közeg, amelyen keresztül az árammal vagy mozgó töltésekkel kölcsönhatásba lépnek a vezetők.
Mágneses tér tulajdonságai:
A mágneses tér jellemzői:
A mágneses tér vizsgálatához árammal működő tesztáramkört használnak. Kicsi, és a benne lévő áram sokkal kisebb, mint a mágneses teret létrehozó vezetőben lévő áram. Az áramkör ellentétes oldalain a mágneses tér felőli árammal egyenlő nagyságú, de ellentétes irányú erők hatnak, mivel az erő iránya az áram irányától függ. Ezen erők alkalmazási pontjai nem egy egyenesen fekszenek. Az ilyen erőket ún pár erő. Egy pár erő hatására a kontúr nem tud előre mozdulni, forog a tengelye körül. A forgó hatás jellemzi nyomaték.
, ahol l–erőpár karja(az erők alkalmazási pontjai közötti távolság).
Az áramerősség növekedésével a tesztáramkörben vagy az áramkör területén az erőpár nyomatéka arányosan nő. Az áramvezető áramkörre ható erők maximális nyomatékának az áramkörben lévő áram nagyságához és az áramkör területéhez viszonyított aránya állandó érték a mező adott pontjára. Ezt hívják mágneses indukció.
, ahol 
-mágneses momentumáramkörök árammal.
mértékegység mágneses indukció - Tesla [T].
Az áramkör mágneses nyomatéka- vektormennyiség, amelynek iránya az áramkörben áramló áram irányától függ, és az határozza meg jobb csavaros szabály: szorítsa ökölbe a jobb kezét, mutasson négy ujjal az áramkörben lévő áram irányába, ekkor a hüvelykujj jelzi a mágneses nyomatékvektor irányát. A mágneses nyomatékvektor mindig merőleges a kontúrsíkra.
Per mágneses indukciós vektor iránya vegyük a mágneses térben orientált áramkör mágneses momentumának vektorának irányát.
Mágneses indukció vonala- egy egyenes, amelynek érintője minden pontban egybeesik a mágneses indukciós vektor irányával. A mágneses indukció vonalai mindig zártak, soha nem metszik egymást. Egyenes vezető mágneses indukciójának vonalaiárammal kör alakúak, amelyek a vezetőre merőleges síkban helyezkednek el. A mágneses indukció vonalainak irányát a jobb oldali csavar szabálya határozza meg. A köráram mágneses indukciójának vonalai(tekercs árammal) is kör alakúak. Minden tekercselem hosszú 
egy egyenes vezetőnek tekinthető, amely saját mágneses teret hoz létre. Mágneses terek esetében a szuperpozíció (független összeadás) elve teljesül. A köráram mágneses indukciójának összvektorát a tekercs közepén ezeknek a mezőknek az eredményeként határozzuk meg a jobb oldali csavar szabálya szerint.
Ha a mágneses indukciós vektor nagysága és iránya a tér minden pontjában azonos, akkor a mágneses teret ún. homogén. Ha az egyes pontokban a mágneses indukciós vektor nagysága és iránya időben nem változik, akkor egy ilyen mezőt ún. állandó.
Érték mágneses indukció a tér bármely pontján egyenesen arányos a teret létrehozó vezető áramerősségével, fordítottan arányos a vezető és a tér adott pontja közötti távolságával, függ a közeg tulajdonságaitól és a tér alakjától. a mezőt létrehozó karmester.
, ahol 
BE 2 ; H/m a vákuum mágneses állandója,
-a közeg relatív mágneses permeabilitása,
-a közeg abszolút mágneses permeabilitása.
A mágneses permeabilitás nagyságától függően minden anyag három osztályba sorolható:
A közeg abszolút permeabilitásának növekedésével a tér adott pontjában a mágneses indukció is növekszik. A mágneses indukció és a közeg abszolút mágneses permeabilitásának aránya a poli adott pontjára állandó érték, e ún. feszültség.
.
A feszültség és a mágneses indukció vektorai irányban egybeesnek. A mágneses tér erőssége nem függ a közeg tulajdonságaitól.
Erősítő teljesítmény- az az erő, amellyel a mágneses tér az árammal rendelkező vezetőre hat.
Ahol l- a vezeték hossza, 
- a mágneses indukció vektora és az áram iránya közötti szög.
Az Amper-erő irányát az határozza meg bal kéz szabály: a bal kéz úgy van elhelyezve, hogy a mágneses indukciós vektor vezetőre merőleges komponense bejusson a tenyérbe, irányítsa négy kinyújtott ujját az áram mentén, majd a 90 0-ban hajlított hüvelykujj jelzi az Amper erő irányát.
Az Amper-erő hatásának eredménye a vezető adott irányú mozgása.
E 
ha 
= 90 0 , akkor F=max, ha 
= 0 0, majd F= 0.
Lorentz erő- a mágneses mező ereje a mozgó töltésre.
, ahol q a töltés, v a mozgásának sebessége, 
- a feszültség és a sebesség vektorai közötti szög.
A Lorentz-erő mindig merőleges a mágneses indukció- és sebességvektorokra. Az irányt az határozza meg bal kéz szabály(ujjak - a pozitív töltés mozgásáról). Ha a részecske sebességének iránya merőleges az egyenletes mágneses tér mágneses indukciójának vonalaira, akkor a részecske körben mozog anélkül, hogy a kinetikus energiát megváltoztatná.
Mivel a Lorentz-erő iránya a töltés előjelétől függ, a töltések elkülönítésére szolgál.
mágneses fluxus- a mágneses indukció vonalaira merőleges területen átmenő mágneses indukciós vonalak számával egyenlő érték.
, ahol 
- a mágneses indukció és az S területre merőleges normálja közötti szög.
mértékegység– Weber [Wb].
Módszerek a mágneses fluxus mérésére:
A helyszín tájolásának megváltoztatása mágneses térben (szög megváltoztatása)
A mágneses mezőbe helyezett kontúr területének változása
A mágneses teret létrehozó áram erősségének megváltoztatása
A kontúr távolságának megváltoztatása a mágneses tér forrásától
A közeg mágneses tulajdonságainak változása.
F 
Araday egy olyan áramkörben rögzítette az elektromos áramot, amely nem tartalmazott forrást, hanem egy másik, forrást tartalmazó áramkör mellett helyezkedett el. Ezen túlmenően, az áram a primer áramkörben a következő esetekben keletkezett: az áramerősség változása az A áramkörben, az áramkörök relatív mozgása, egy vasrúd bevezetése az A áramkörbe, egy állandó mágnes mozgása az A áramkörhöz képest. B áramkör. A szabad töltések (áram) irányított mozgása csak elektromos térben történik. Ez azt jelenti, hogy a változó mágneses tér elektromos teret hoz létre, amely mozgásba hozza a vezető szabad töltéseit. Ezt az elektromos mezőt ún indukált vagy örvény.
Az örvény elektromos mező és az elektrosztatikus tér közötti különbségek:
Az örvénytér forrása egy változó mágneses tér.
Az örvény térerősség vonalai zártak.
A mező által a töltés zárt körben történő mozgatására végzett munka nem egyenlő nullával.
Az örvénymezőre jellemző energia nem a potenciál, hanem EMF indukció- olyan érték, amely megegyezik a külső erők (nem elektrosztatikus eredetű erők) munkájával egy töltésegység zárt körben történő mozgatásakor.
.Voltban mérve[NÁL NÉL].
Örvény elektromos tér keletkezik a mágneses tér bármilyen változása esetén, függetlenül attól, hogy van-e vezető zárt hurok vagy sem. A kontúr csak az örvény elektromos mezőjének érzékelését teszi lehetővé.
Elektromágneses indukció- ez az indukciós EMF előfordulása zárt áramkörben a felületén áthaladó mágneses fluxus bármilyen változásával.
Az indukció EMF zárt áramkörben induktív áramot hoz létre.
.
Az indukciós áram iránya határozza meg Lenz szabálya: az indukciós áramnak olyan iránya van, hogy az általa létrehozott mágneses tér ellenáll az áramot létrehozó mágneses fluxus bármilyen változásának.
Faraday törvénye az elektromágneses indukcióról: Az indukció EMF zárt hurokban egyenesen arányos a hurok által határolt felületen átmenő mágneses fluxus változási sebességével.
T 
okie foucault- örvényes indukciós áramok, amelyek változó mágneses térbe helyezett nagy vezetőkben lépnek fel. Egy ilyen vezető ellenállása kicsi, mivel nagy S keresztmetszete van, így a Foucault-áramok nagyok lehetnek, aminek következtében a vezető felmelegszik.
önindukció- ez az indukciós EMF előfordulása egy vezetőben, amikor az áramerősség megváltozik.
Az áramot vezető vezető mágneses teret hoz létre. A mágneses indukció az áram erősségétől függ, ezért a saját mágneses fluxus is függ az áram erősségétől.
, ahol L az arányossági együttható, induktivitás.
mértékegység induktivitás - Henry [H].
Induktivitás A vezető méretétől, alakjától és a közeg mágneses áteresztőképességétől függ.
Induktivitás a vezető hosszával nő, a tekercs induktivitása nagyobb, mint egy azonos hosszúságú egyenes vezető induktivitása, a tekercs (nagy menetszámú vezető) induktivitása nagyobb, mint egy fordulat induktivitása , a tekercs induktivitása megnő, ha vasrudat helyezünk bele.
Faraday törvénye az önindukcióra:
.
EMF önindukció egyenesen arányos az áram változási sebességével.
EMF önindukcióönindukciós áramot hoz létre, ami mindig megakadályozza az áramerősség változását az áramkörben, vagyis ha az áram növekszik, az önindukciós áram az ellenkező irányba irányul, amikor az áramkörben csökken az ön- az indukciós áram ugyanabba az irányba van irányítva. Minél nagyobb a tekercs induktivitása, annál nagyobb az öninduktivitású EMF benne.
Mágneses mező energia egyenlő azzal a munkával, amelyet az áram az önindukciós EMF leküzdésére végez addig az idő alatt, amíg az áram nulláról a maximális értékre nem nő.
.
Elektromágneses rezgések- ezek a töltés, az áramerősség és az elektromos és mágneses mezők összes jellemzőjének időszakos változásai.
Elektromos oszcillációs rendszer(oszcillációs áramkör) egy kondenzátorból és egy induktorból áll.
A rezgések előfordulásának feltételei:
A rendszert ki kell hozni az egyensúlyi helyzetből, ehhez töltést kell juttatni a kondenzátorba. A feltöltött kondenzátor elektromos mezőjének energiája:
.
A rendszernek vissza kell térnie az egyensúlyi állapotba. Elektromos mező hatására a töltés a kondenzátor egyik lapjáról a másikra megy át, vagyis az áramkörben elektromos áram keletkezik, amely a tekercsen keresztül áramlik. Az induktor áramának növekedésével önindukciós EMF keletkezik, az önindukciós áram az ellenkező irányba irányul. Amikor a tekercsben az áram csökken, az önindukciós áram ugyanabba az irányba irányul. Így az önindukciós áram arra törekszik, hogy a rendszert egyensúlyi állapotba hozza vissza.
Az áramkör elektromos ellenállásának kicsinek kell lennie.
Ideális oszcillációs áramkör nincs ellenállása. A benne lévő rezgéseket ún ingyenes.
Bármely elektromos áramkör esetében teljesül az Ohm-törvény, amely szerint az áramkörben ható EMF egyenlő az áramkör minden szakaszában lévő feszültségek összegével. Az oszcillációs áramkörben nincs áramforrás, de az induktorban önindukciós EMF keletkezik, amely megegyezik a kondenzátoron lévő feszültséggel.
Következtetés: a kondenzátor töltése a harmonikus törvény szerint változik.
Kondenzátor feszültség:
.
Hurokáram:
.
Érték 
- az áramerősség amplitúdója.
A különbség a töltéstől 
.
A szabad rezgések periódusa az áramkörben:
Kondenzátor elektromos mező energiája:
A tekercs mágneses mező energiája:
Az elektromos és a mágneses tér energiája harmonikus törvény szerint változik, de rezgéseik fázisai eltérőek: amikor az elektromos tér energiája maximális, a mágneses tér energiája nulla.
Az oszcillációs rendszer összenergiája:
.
NÁL NÉL ideális kontúr az összenergia nem változik.
A rezgések során az elektromos tér energiája teljesen átalakul a mágneses tér energiájává és fordítva. Ez azt jelenti, hogy az energia bármely pillanatban megegyezik az elektromos tér maximális energiájával vagy a mágneses tér maximális energiájával.
Valódi oszcillációs áramkör ellenállást tartalmaz. A benne lévő rezgéseket ún elhalványul.
Az Ohm-törvény a következőképpen alakul:
Feltéve, hogy a csillapítás kicsi (a természetes rezgési frekvencia négyzete sokkal nagyobb, mint a csillapítási együttható négyzete), a logaritmikus csillapítás csökken:
Erős csillapítással (a természetes rezgési frekvencia négyzete kisebb, mint az oszcillációs együttható négyzete):
Ez az egyenlet a kondenzátor ellenálláson keresztüli kisütésének folyamatát írja le. Induktivitás hiányában rezgések nem lépnek fel. E törvény szerint a kondenzátorlapokon a feszültség is változik.
teljes energia valós áramkörben csökken, mivel az áram áthaladásakor hő szabadul fel az R ellenálláson.
átmeneti folyamat- az elektromos áramkörökben az egyik üzemmódból a másikba való átmenet során fellépő folyamat. Becsült idő ( 
), melynek során a tranziens folyamatot jellemző paraméter e-szer változik.
Mert áramkör kondenzátorral és ellenállással:
.
Maxwell elmélete az elektromágneses térről:
1 pozíció:
Bármilyen váltakozó elektromos tér örvény mágneses teret hoz létre. A váltakozó elektromos teret Maxwell eltolási áramnak nevezte, mivel az a közönséges áramhoz hasonlóan mágneses teret indukál.
Az eltolási áram észleléséhez figyelembe kell venni az áram áthaladását a rendszeren, amely egy dielektrikummal ellátott kondenzátort tartalmaz.
Előfeszített áramsűrűség:
. Az áramsűrűség az intenzitás változásának irányába irányul.
Maxwell első egyenlete:
- az örvény mágneses terét vezetési áramok (mozgó elektromos töltések) és eltolóáramok (váltakozó E elektromos tér) egyaránt létrehozzák.
2 pozíció:
Bármilyen váltakozó mágneses tér örvény elektromos mezőt hoz létre - ez az elektromágneses indukció alaptörvénye.
Maxwell második egyenlete:
- összekapcsolja a tetszőleges felületen átmenő mágneses fluxus változási sebességét és az ilyenkor fellépő elektromos térerősség vektorának cirkulációját.
Bármely áramvezető mágneses mezőt hoz létre a térben. Ha az áram állandó (időben nem változik), akkor a hozzá tartozó mágneses tér is állandó. A változó áram változó mágneses teret hoz létre. Az áramot vezető vezeték belsejében elektromos mező van. Ezért a változó elektromos tér változó mágneses teret hoz létre.
A mágneses tér örvény, mivel a mágneses indukció vonalai mindig zártak. A H mágneses térerősség nagysága arányos az elektromos térerősség változásának sebességével 
. A mágneses tér vektorának iránya 
az elektromos térerősség változásával függ össze 
a jobb oldali csavar szabálya: szorítsa ökölbe a jobb kezét, mutasson hüvelykujjával az elektromos térerősség változásának irányába, ekkor a behajlított 4 ujj jelzi a mágneses térerősség vonalainak irányát.
Bármilyen változó mágneses tér örvény elektromos mezőt hoz létre, melynek erősségi vonalai zártak és a mágneses térerősségre merőleges síkban helyezkednek el.
Az örvény elektromos tér intenzitásának E nagysága a mágneses tér változási sebességétől függ 
. Az E vektor iránya összefügg a H mágneses tér változásának irányával a bal oldali csavar szabályával: ökölbe szorítva a bal kezét, hüvelykujjával a mágneses tér változásának irányába mutasson, hajlítva. négy ujj jelzi az örvény elektromos mező vonalainak irányát.
Az egymással összekapcsolt örvény elektromos és mágneses terek halmaza reprezentálja elektromágneses mező. Az elektromágneses tér nem marad meg a keletkezési helyén, hanem keresztirányú elektromágneses hullám formájában terjed a térben.
elektromágneses hullám- ez az egymással összefüggő örvény elektromos és mágneses mezők térbeli eloszlása.
Az elektromágneses hullám előfordulásának feltétele- a töltés mozgása gyorsulással.
Elektromágneses hullám egyenlet:
- az elektromágneses rezgések ciklikus frekvenciája
t az oszcilláció kezdetétől eltelt idő
l a hullámforrás és a tér adott pontja közötti távolság
- hullámterjedési sebesség
Az az idő, amely alatt egy hullám eljut egy forrástól egy adott pontig.
Az E és H vektorok egy elektromágneses hullámban merőlegesek egymásra és a hullámterjedés sebességére.
Az elektromágneses hullámok forrása- vezetők, amelyeken keresztül gyorsan váltakozó áramok (makro-emitterek), valamint gerjesztett atomok és molekulák (mikro-emitterek) áramlanak. Minél nagyobb az oszcillációs frekvencia, annál jobbak az elektromágneses hullámok a térben.
Az elektromágneses hullámok tulajdonságai:
Minden elektromágneses hullám átlós
Homogén közegben elektromágneses hullámok állandó sebességgel terjednek, ami a környezet tulajdonságaitól függ:
- a közeg relatív permittivitása
a vákuum dielektromos állandója, 
F/m, Cl 2 /nm 2
- a közeg relatív mágneses permeabilitása
- vákuum mágneses állandó, 
BE 2 ; H/m
Elektromágneses hullámok visszaverődik az akadályokról, elnyelődik, szórt, megtört, polarizált, szórt, interferált.
Térfogati energiasűrűség Az elektromágneses mező az elektromos és mágneses mezők térfogati energiasűrűségéből áll:
Hullámenergia fluxussűrűsége – hullámintenzitás:
-Umov-Poynting vektor.
Minden elektromágneses hullám frekvenciák vagy hullámhosszok sorozatába rendeződik ( 
). Ez a sor az elektromágneses hullám skála.
Alacsony frekvenciájú rezgések. 0 - 10 4 Hz. Generátoroktól szerezték be. Nem sugároznak jól.
rádióhullámok. 10 4 - 10 13 Hz. Szilárd vezetők sugározzák, amelyeken gyorsan váltakozó áramok haladnak át.
Infravörös sugárzás- minden test által 0 K feletti hőmérsékleten kibocsátott hullámok az atomon belüli és intramolekuláris folyamatok következtében.
látható fény- a szemre ható hullámok, amelyek vizuális érzetet okoznak. 380-760 nm
Ultraibolya sugárzás. 10-380 nm. Látható fény és UV akkor keletkezik, amikor az elektronok mozgása az atom külső héjában megváltozik.
röntgensugárzás. 80-10-5 nm. Akkor fordul elő, amikor az elektronok mozgása az atom belső héjában megváltozik.
Gamma sugárzás. Az atommagok bomlása során fordul elő.
Nézzük meg együtt, mi az a mágneses tér. Hiszen sokan egész életükben ezen a területen élnek, és nem is gondolnak rá. Ideje megjavítani!
Mágneses mező
Mágneses mező ez egy speciális ügy. Ez a mozgó elektromos töltésekre és testekre gyakorolt hatásban nyilvánul meg, amelyek saját mágneses nyomatékkal rendelkeznek (állandó mágnesek).
Fontos: a mágneses tér nem hat az álló töltésekre! Mágneses mezőt mozgó elektromos töltések, vagy időben változó elektromos tér, vagy az atomokban lévő elektronok mágneses momentumai is létrehoznak. Vagyis minden vezeték, amelyen áram folyik, szintén mágnessé válik!
Egy test, amelynek saját mágneses tere van.
A mágnesnek északi és déli pólusa van. Az "északi" és a "déli" megjelölés csak a kényelem kedvéért van megadva (pluszként és mínuszként az elektromosságban).
A mágneses mezőt a erő mágneses vonalak. Az erővonalak folytonosak és zártak, irányuk mindig egybeesik a térerők irányával. Ha fémforgácsot szórnak szét egy állandó mágnes körül, a fémrészecskék tiszta képet mutatnak az északról kilépő és a déli pólusba belépő mágneses erővonalakról. A mágneses tér grafikus jellemzői - erővonalak.
A mágneses tér jellemzői
A mágneses tér fő jellemzői a következők mágneses indukció, mágneses fluxusés mágneses permeabilitás. De beszéljünk mindent sorban.
Azonnal megjegyezzük, hogy a rendszerben minden mértékegység adott SI.
Mágneses indukció B - vektorfizikai mennyiség, amely a mágneses tér fő teljesítményjellemzője. Betűvel jelölve B . A mágneses indukció mértékegysége Tesla (Tl).
A mágneses indukció azt jelzi, hogy milyen erős egy tér, meghatározva azt az erőt, amellyel a töltésre hat. Ezt az erőt ún Lorentz erő.
Itt q - töltés, v - sebessége mágneses térben, B - indukció, F az a Lorentz-erő, amellyel a mező hat a töltésre.
F- fizikai mennyiség, amely megegyezik a mágneses indukció szorzatával a kontúr területe és az indukciós vektor közötti koszinusz és a kontúr síkjának normálja között, amelyen az áramlás áthalad. A mágneses fluxus a mágneses mező skaláris jellemzője.
Azt mondhatjuk, hogy a mágneses fluxus az egységnyi területen áthatoló mágneses indukciós vonalak számát jellemzi. A mágneses fluxust mértékegységben mérik Weberach (WB).
Mágneses permeabilitás a közeg mágneses tulajdonságait meghatározó együttható. Az egyik paraméter, amelytől a mező mágneses indukciója függ, a mágneses permeabilitás.
Bolygónk több milliárd éve hatalmas mágnes. A Föld mágneses mezejének indukciója a koordinátáktól függően változik. Az Egyenlítőnél ez körülbelül 3,1-szerese a Tesla mínusz ötödik hatványának. Emellett vannak mágneses anomáliák, ahol a tér értéke és iránya jelentősen eltér a szomszédos területektől. A bolygó egyik legnagyobb mágneses anomáliája Kurszkés Brazil mágneses anomália.
A Föld mágneses mezejének eredete máig rejtély a tudósok számára. Feltételezzük, hogy a mező forrása a Föld folyékony fémmagja. A mag mozog, ami azt jelenti, hogy az olvadt vas-nikkel ötvözet mozog, és a töltött részecskék mozgása a mágneses teret létrehozó elektromos áram. A probléma az, hogy ez az elmélet geodinamó) nem magyarázza meg, hogyan tartják stabilan a mezőt.
A Föld egy hatalmas mágneses dipólus. A mágneses pólusok nem esnek egybe a földrajzi pólusokkal, bár közel vannak. Ráadásul a Föld mágneses pólusai mozognak. Elmozdulásukat 1885 óta jegyezték fel. Például az elmúlt száz év során a déli féltekén a mágneses pólus közel 900 kilométerrel eltolódott, és jelenleg a Déli-óceánban van. A sarki félteke pólusa a Jeges-tengeren át a kelet-szibériai mágneses anomália felé halad, mozgási sebessége (2004-es adatok szerint) évente mintegy 60 kilométer volt. Most felgyorsul a pólusok mozgása - átlagosan évente 3 kilométerrel növekszik a sebesség.
Mi a jelentősége számunkra a Föld mágneses mezőjének? Először is, a Föld mágneses tere megvédi a bolygót a kozmikus sugaraktól és a napszéltől. A mélyűrből származó töltött részecskék nem közvetlenül a földre esnek, hanem egy óriási mágnes eltéríti őket, és annak erővonalai mentén mozognak. Így minden élőlény védett a káros sugárzástól.
A Föld története során több ilyen is volt inverziók mágneses pólusok (változásai). Pólus inverzió amikor helyet cserélnek. Utoljára körülbelül 800 ezer éve fordult elő ez a jelenség, és a Föld történetében több mint 400 geomágneses fordulat történt.Egyes tudósok úgy vélik, hogy a mágneses pólusok mozgásának megfigyelt felgyorsulását figyelembe véve a következő pólusváltásnak meg kell történnie. várható a következő pár ezer évben.
Szerencsére századunkban nem várható pólusváltás. Tehát gondolkodhat a kellemesen és élvezheti az életet a Föld jó öreg állandó mezőjében, figyelembe véve a mágneses mező fő tulajdonságait és jellemzőit. És hogy ezt Ön is megtehesse, ott vannak szerzőink, akikre bízva a sikerben bízhatnak az oktatási gondok egy része! és egyéb munkákat a linken rendelhetsz.
A modern világban minden embert sok láthatatlan hullám és elem vesz körül: mágneses mezők, ultraibolya és röntgensugárzás, mobilkommunikációs állomások jelei. Ezek az "esszenciák" azonban láthatatlanok, bár hatnak az emberi szervezetre, és csak speciális eszközök segítségével ismerhetők fel.
A japán tudósok azonban egy lépéssel tovább mentek, hogy láthatóvá tegyék az emberi szem számára láthatatlan hullámokat. A kutatók kísérletet végeztek laboratóriumi patkányokkal, és megtanították ezeket az állatokat a mágneses mezők felismerésére az agyhoz csatlakoztatott digitális iránytű segítségével. A patkányok elektródák segítségével olvasták az információkat, és az iránytű impulzusokat adott, amikor az állat feje egyik vagy másik irányba fordult. A kísérlet során az állatok nem tudták használni a látószerveket, amelyeket szorosan szövet borított.
A tudósok nagyon meglepődtek, amikor észrevették, hogy a rágcsálók megtanultak felismerni egy teljesen új információforrást. A "képzési" időszak meglehetősen rövidnek bizonyult - mindössze két-három nap. A patkányok meglehetősen sikeresek voltak az űrben való navigálásban és az útvesztőkben való áthaladásban élelmet keresve, és ezt nem kevésbé hatékonyan tették, mint a közönséges állatok, amelyek saját szemükkel tudtak navigálni.
A kutatók úgy vélik, hogy egy ilyen technológia használatával meg lehet tanítani az embert mágneses mezők, ultraibolya vagy röntgensugarak "látására", ez nagyon hasznos dolog lesz számára.
M mágneses mező- az elektromágneses tér olyan összetevője, amelynek segítségével a mozgó elektromosan töltött részecskék közötti kölcsönhatás jön létre.
A mágneses tér erőhatást fejt ki a mozgó elektromos töltésekre. Az álló elektromos töltések nem lépnek kölcsönhatásba mágneses térrel, de a nullától eltérő spinű elemi részecskék, amelyek saját mágneses momentummal rendelkeznek, mágneses tér forrásai és a mágneses tér erőhatást vált ki rájuk, még akkor is, ha pihenőn.
Mágneses tér jön létre például egy vezető körül, amelyen keresztül áramlik, vagy egy állandó mágnes körül.
Mágneses tér kialakulása
Az elektromos töltésekkel ellentétben a mágneses töltések, amelyek hasonló módon mágneses teret hoznának létre, nem figyelhetők meg. Elméletileg létezhetnek ilyen töltések, amelyeket mágneses monopólusoknak neveznek. Ebben az esetben az elektromos és a mágneses tér teljesen szimmetrikus lenne.
Tehát a legkisebb egység, amely mágneses teret képes létrehozni, a mágneses dipólus. A mágneses dipólus abban különbözik, hogy mindig két pólusa van, ahol az erővonalak kezdődnek és végződnek. A mikroszkopikus mágneses dipólusok az elemi részecskék spinjeihez kapcsolódnak. Mind a töltött elemi részecskék, mint az elektronok, mind a semlegesek, például a neutronok, rendelkeznek mágneses dipólussal. A nullától eltérő spinű elemi részecskéket kis mágneseknek tekinthetjük. Általában az ellentétes spinű részecskék párosodnak, ami az általuk létrehozott mágneses mezők kompenzálásához vezet, de esetenként lehetőség van sok részecske spinjét egy irányba igazítani, ami állandó mágnesek kialakulásához vezet.
Mágneses mező - szintén mozgó elektromos töltések, azaz elektromos áram hatására jön létre.
Az elektromos töltéstér létrehozása a vonatkoztatási rendszertől függ. A töltéssel azonos sebességgel mozgó megfigyelő esetében a töltés álló helyzetben van, és az ilyen megfigyelő rögzíti Tilke általa létrehozott elektromos terét. Egy másik megfigyelő, aki eltérő sebességgel mozog, mind az elektromos, mind a mágneses mezőt rögzíti. Így az elektromos és a mágneses mező összefügg egymással, és az általános elektromágneses tér összetevői.
Amikor elektromos áram folyik át egy vezetőn, az elektromosan semleges marad, de töltéshordozók mozognak benne, így a vezető körül csak mágneses tér keletkezik. Ennek a mezőnek a nagyságát a Biot-Savart törvény határozza meg, az irányt pedig az Ampere-szabály vagy a jobbkéz szabály segítségével határozhatjuk meg. Ilyen mező a vortex, azaz. erővonalai zártak.
A mágneses mezőt szintén váltakozó elektromos tér hozza létre. Az elektromágneses indukció törvénye szerint a váltakozó mágneses tér váltakozó elektromos teret hoz létre, amely egyben örvény is. Az elektromos és a mágneses mező kölcsönös létrehozása váltakozó mágneses és elektromos mezők révén az elektromágneses hullámok térbeli terjedésének lehetőségéhez vezet.
A mágneses tér hatása
A mágneses tér mozgó töltésekre gyakorolt hatását a Lorentz-erő határozza meg.
A mágneses térben áramvezető vezetőre ható erőt ampererőnek nevezzük. A vezetők és az áram közötti kölcsönhatás erőit az Ampère-törvény határozza meg.
Az elektromosság nélküli semleges anyagok mágneses térbe vonhatók (paramágnesek), vagy kiszoríthatók onnan (diamágnesek). A diamágnesek mágneses térből való kilökése használható levitációhoz.
A ferromágnesek mágneses térben mágneseződnek, és megtartják a mágneses momentumot, amikor az alkalmazott mezőt eltávolítják.
Egységek
A B mágneses indukciót az SI rendszerben Carpenterben, a CGS rendszerben Gaussban mérik. A H mágneses térerősséget a CI rendszerben A/m-ben, a CGS rendszerben Oerstedben mérik.
Mérés
A mágneses teret magnetométerekkel mérik. A mechanikus magnetométerek az áramtekercs eltérítésével határozzák meg a tér nagyságát. A gyenge mágneses tereket magnetométerekkel mérik a Josephson-effektus - SQUID - alapján. A mágneses teret a mágneses magrezonancia effektus, a Hall-effektus és más módszerek alapján lehet mérni.
Teremtés
A mágneses teret széles körben használják a technológiában és tudományos célokra. Létrehozásához állandó mágneseket és elektromágneseket használnak. Helmholtz-tekercsekkel egyenletes mágneses tér érhető el. A szupravezető alapú elektromágneseket a gyorsítók működéséhez vagy a plazma magfúziós létesítményekben történő bezárásához szükséges erős mágneses mezők létrehozására használják.