作为物质存在的一种特殊形式,地球磁场对生命的起源和保存做出了贡献。这个领域的碎片,吸引铁的矿石碎片,带来了 电 为人类服务。没有电,生存将是不可想象的。
什么是磁感应线
磁场由其空间中每个点的强度定义。连接等模强度场中点的曲线称为磁感应线。某一点的磁场强度是一种力特性,用磁场矢量B来估计。它在磁感应线上特定点的方向与其相切。
如果空间中的一个点受到多个磁场的影响,则通过将每个作用磁场的磁感应矢量相加来确定强度。在这种情况下,特定点的强度以模相加,磁感应矢量定义为所有磁场矢量的总和。
尽管磁感应线是不可见的,但它们具有某些特性:
- 可以接受的是,磁力线在极 (N) 处退出并从 (S) 处返回。
- 磁感应矢量的方向与直线相切。
- 尽管形状复杂,但曲线不会相交并且必然会短路。
- 磁铁内部磁场均匀,线密度最大。
- 只有一条磁感应线穿过磁场中的一点。
永磁体内部磁感应线的方向
从历史上看,地球上许多地方早已注意到某些石头具有吸引铁质物体的天然品质。随着时间的推移,在中国古代,用铁矿石(磁性铁矿石)以某种方式雕刻而成的箭头变成了指南针,指示地球南北两极的方向,并允许在该地区导航。
对这种自然现象的研究已经确定铁合金更长时间地保持其更强的磁性。较弱的天然磁铁是含有镍或钴的矿石。在研究电的过程中,科学家们学会了如何从含有铁、镍或钴的合金中获得人工磁化的物品。为此,将它们引入由直流电产生的磁场中,并在必要时通过交流电消磁。
自然磁化或人工生产的产品有两个不同的磁极——磁力最集中的地方。磁铁通过磁场相互作用,使同名磁极相斥,异名磁极相吸。这为它们在更强场(例如地球场)空间中的方向形成了旋转力矩。
弱磁化元素和强磁铁相互作用的视觉表现给人一种经典的体验,钢屑散布在纸板上,下面有一块扁平磁铁。特别是如果锯末是长方形的,你可以清楚地看到它们是如何沿着磁场力线排列的。改变纸板下方磁铁的位置会改变其图像的配置。本实验中罗盘的使用进一步增强了了解磁场结构的效果。
仍然由 M. Faraday 发现的磁场线的特性之一表明它们是封闭的和连续的。从永磁体北极出来的线进入南极。然而,在磁铁内部,它们并没有断开连接,而是从南极进入北极。片内线数最多,磁场均匀,退磁时感应变弱。
使用钻头规则确定磁感应矢量的方向
19 世纪初,科学家们发现导体周围会产生磁场,电流流过它。由此产生的力线按照与天然磁铁相同的规则运行。更重要的是,导体的电场与电流与磁场之间的相互作用是电磁动力学的基础。
了解相互作用场中力的空间方向允许我们计算轴向矢量:
- 磁感应;
- 感应电流的大小和方向;
- 角速度。
这种理解是在博拉夫尼克的统治中制定的。
通过将右手波拉夫尼克的平移运动与导体中电流的方向相结合,我们得到了磁力线的方向,这由曲柄的旋转表示。
不是物理定律,电气工程中的布拉夫尼克规则不仅用于根据导体中的电流矢量确定磁场线的方向,而且相反,用于确定电流在导体中的方向。与磁感应线的旋转有关的螺线管导线。
了解这种关系使安培能够证实旋转场定律,从而产生了各种原理的电动机。所有使用电感线圈的牵引设备都遵循硼砂的规则。
右手法则
确定在导体(导体闭合线圈的一侧)磁场中移动的电流方向清楚地证明了右手法则。
它说右手掌转向N极(电源线进入手掌),拇指偏转90度表示导体的方向,然后在闭环(线圈)中磁场感应出电流,其运动矢量由四个手指指示。
这条规则演示了直流发电机最初是如何出现的。一些自然力(水、风)在磁场中旋转导体的闭合回路来发电。然后,电机在恒定磁场中接收到电流,将其转换为机械运动。
右手定则也适用于电感线圈。它们内部的磁芯运动会产生感应电流。
如果右手的四指与线圈中的电流方向对齐,则拇指偏转 90 度,将指向北极。
boravnik 和右手的规则成功地证明了电场和磁场的相互作用。它们使几乎每个人都可以理解电气工程中各种设备的操作,而不仅仅是科学家。
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