物質存在の特別な形態である地球の磁場は、生命の誕生と保存に貢献しました。この畑の破片、鉄を引き寄せた鉱石のかけらがもたらした 電気 人類への奉仕において。電気がなければ、生き残ることは考えられません。
磁気誘導線とは
磁場は、その空間の各点での強度によって定義されます。等しいモジュロ強度のフィールド内の点を結ぶ曲線は、磁気誘導線と呼ばれます。特定の点での磁場強度は力の特性であり、磁場ベクトル B を使用して推定します。磁気誘導線上の特定の点でのその方向は、それに接しています。
空間内の点が複数の磁場の影響を受ける場合、強度は各作用磁場の磁気誘導ベクトルを合計することによって決定されます。この場合、特定のポイントでの強度がモジュロで合計され、磁気誘導ベクトルはすべての磁場のベクトルの合計として定義されます。
磁気誘導線は目に見えないという事実にもかかわらず、特定の特性があります。
- 磁力線は極 (N) で出て (S) から戻ることが認められています。
- 磁気誘導ベクトルの方向は、直線に対して接線方向です。
- 複雑な形状にもかかわらず、曲線は交差せず、必然的に短絡します。
- 磁石内部の磁場は均一で、線密度は最大です。
- 磁場内のある点を通過する磁気誘導線は 1 本だけです。
永久磁石内の磁気誘導線の向き
歴史的に、鉄の物体を引き付ける特定の石の自然な性質は、地球上の多くの場所で長い間注目されてきました.古代中国では、鉄鉱石（磁性鉄鉱石）の破片から特定の方法で彫られた矢がコンパスに変わり、地球の北極と南極の方向を示し、その地域をナビゲートできるようになりました。
この自然現象の研究により、鉄合金はより強力な磁気特性をより長く保持することが判明しました。より弱い天然磁石は、ニッケルまたはコバルトを含む鉱石です。電気を研究する過程で、科学者は鉄、ニッケル、またはコバルトを含む合金から人工的に磁化されたアイテムを取得する方法を学びました。これを行うために、それらは直流電流によって生成された磁場に導入され、必要に応じて交流電流によって消磁されました。
自然に磁化された、または人工的に製造された製品には、磁気が最も集中する場所である 2 つの異なる極があります。磁石は、同じ名前の極が反発し、異なる名前の極が引き寄せられるように、磁場によって互いに相互作用します。これは、地球のフィールドなどのより強力なフィールドの空間での向きの回転モーメントを形成します。
弱く磁化された要素と強力な磁石の相互作用を視覚的に表現することで、ボール紙の上に散らばった鋼鉄のやすりとその下の平らな磁石による古典的な体験が得られます。特におがくずが長方形の場合、磁力線に沿って並んでいる様子がはっきりとわかります。段ボールの下の磁石の位置を変えると、イメージの構成が変わります。この実験でコンパスを使用すると、磁場の構造を理解する効果がさらに高まります。
M. ファラデーによってまだ発見されている磁力線の性質の 1 つは、磁力線が閉じていて連続していることを示唆しています。永久磁石の北極から出る線は南極に入ります。ただし、磁石の内部では切断されず、S 極から N 極に入ります。ピース内の線の数は最大で、磁場は均一で、消磁すると誘導が弱くなる可能性があります。
ドリルの法則で磁気誘導ベクトルの向きを決める
19 世紀初頭、科学者たちは、電流が流れると導体の周囲に磁場が形成されることを発見しました。結果として生じる力の線は、自然の磁石と同じ規則に従って振る舞います。さらに重要なことは、導体の電場と電流および磁場との間の相互作用が電磁力学の基礎として機能したことです。
相互作用するフィールドの力の空間方向を理解することで、軸ベクトルを計算できます。
- 磁気誘導;
- 誘導電流の大きさと方向;
- 角速度。
この理解は、ボラヴニクの規則で定式化されました。
右手のボラヴニクの並進運動と導体の電流の方向を組み合わせることで、クランクの回転によって示される磁力線の方向が得られます。
物理法則ではありませんが、電気工学におけるブラヴニクの法則は、導体内の電流のベクトルに応じて磁力線の方向を決定するだけでなく、逆に導体内の電流の方向を決定するためにも使用されます。磁気誘導線の回転に関連するソレノイドワイヤ。
この関係を理解することで、アンペールは回転場の法則を立証することができ、それがさまざまな原理の電気モーターの作成につながりました。インダクタンスコイルを使用するすべての牽引装置は、ホウ砂の法則に従います。
右手の法則
導体 (導体の閉じたコイルの片側) の磁場内を移動する電流の方向を決定すると、明らかに右手の法則が示されます。
右の手のひらが極 N を向いている (電力線が手のひらに入る) と書かれており、90 度偏向した親指は導体の方向を示し、閉ループ (コイル) で磁場が電流を誘導し、その動きのベクトルは 4 本の指で示されます。
この規則は、直流発電機が最初にどのように登場したかを示しています。自然の力 (水、風) が磁場内で導体の閉ループを回転させ、電気を発生させました。次に、一定の磁場で電流を受け取ったモーターが、それを機械的な動きに変換しました。
右手の法則は、インダクタンス コイルの場合にも当てはまります。それらの内部の磁気コアの動きは、誘導電流につながります。
右手の 4 本の指がコイルのコイルの電流の方向と一致している場合、90 度偏向した親指は北極を指します。
ボラブニクと右手のルールは、電場と磁場の相互作用をうまく示しています。それらは、電気工学におけるさまざまなデバイスの操作を科学者だけでなく、ほぼすべての人が理解できるようにします。
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