물질 존재의 특별한 형태인 지구의 자기장은 생명의 기원과 보존에 기여했습니다. 이 들판의 파편들, 철을 끌어당긴 광석 조각들이 전기 인류를 위해. 전기가 없으면 생존은 생각할 수 없습니다.
자기 유도선이란
자기장은 공간의 각 지점에서의 강도로 정의됩니다. 동일한 모듈로 강도의 필드에서 점을 연결하는 곡선을 자기 유도선이라고 합니다. 특정 지점에서의 자기장 강도는 힘 특성이며 자기장 벡터 B를 사용하여 추정합니다. 자기 유도선의 특정 지점에서의 방향은 접선입니다.
공간의 한 지점이 여러 자기장의 영향을 받는 경우 각 작용 자기장의 자기 유도 벡터를 합하여 강도를 결정합니다. 이때 특정 지점에서의 세기를 모듈로 합산하고 자기유도벡터는 모든 자기장의 벡터의 합으로 정의한다.
자기 유도선이 보이지 않는다는 사실에도 불구하고 다음과 같은 특성이 있습니다.
- 자기장의 힘선은 극(N)에서 빠져나왔다가 극(S)에서 되돌아온다는 것이 받아들여진다.
- 자기 유도 벡터의 방향은 선에 접선입니다.
- 복잡한 모양에도 불구하고 곡선은 교차하지 않으며 반드시 단락됩니다.
- 자석 내부의 자기장은 균일하고 선 밀도는 최대입니다.
- 자기장의 한 점을 통과하는 자기 유도선은 단 하나뿐입니다.
영구자석 내부의 자기유도선 방향
역사적으로, 철 물체를 끌어들이는 특정 돌의 자연적 품질은 지구상의 여러 곳에서 오랫동안 주목되어 왔습니다. 시간이 지남에 따라 고대 중국에서는 철광석(자성 철광석) 조각에서 일정한 방식으로 새긴 화살이 나침반으로 바뀌었고 지구의 북극과 남극 방향을 보여주고 그 지역을 탐색할 수 있게 되었습니다.
이 자연 현상에 대한 연구에 따르면 철 합금은 더 강한 자기 특성을 더 오래 유지합니다. 약한 천연 자석은 니켈 또는 코발트를 함유한 광석입니다. 전기를 연구하는 과정에서 과학자들은 철, 니켈 또는 코발트를 포함하는 합금에서 인공적으로 자화 된 항목을 얻는 방법을 배웠습니다. 이를 위해 직류에 의해 생성된 자기장에 도입되었고, 필요한 경우 교류에 의해 자기가 소거되었습니다.
자연에서 자화되거나 인공적으로 생산된 제품은 자기가 가장 집중되는 두 개의 다른 극을 가지고 있습니다. 자석은 자기장에 의해 서로 상호작용하여 같은 이름의 극은 밀어내고 다른 이름의 극은 끌어당깁니다. 이것은 지구의 자기장과 같은 더 강한 자기장의 공간에서 방향에 대한 회전 모멘트를 형성합니다.
약한 자화 요소와 강한 자석의 상호 작용에 대한 시각적 표현은 판지에 흩어져 있는 강철 파일과 그 아래에 평평한 자석이 있는 고전적인 경험을 제공합니다. 특히 톱밥이 직사각형인 경우 자기장의 힘선을 따라 정렬되는 방식을 명확하게 볼 수 있습니다. 판지 아래의 자석 위치를 변경하면 이미지 구성이 변경됩니다. 이 실험에서 나침반을 사용하면 자기장의 구조를 이해하는 효과가 더욱 높아집니다.
M. Faraday가 여전히 발견한 자기장 라인의 특성 중 하나는 자기장 라인이 폐쇄적이고 연속적임을 시사합니다. 영구자석의 북극에서 나온 선은 남극으로 들어갑니다. 그러나 자석 내부에서는 분리되지 않고 남극에서 북극으로 들어갑니다. 조각 내부의 선 수는 최대이고 자기장은 균질하며 자기를 제거하면 유도가 약해질 수 있습니다.
드릴의 규칙을 사용하여 자기 유도 벡터의 방향 결정
19세기 초에 과학자들은 전류가 흐르는 도체 주위에 자기장이 생성된다는 것을 발견했습니다. 결과적인 힘선은 자연 자석과 동일한 규칙에 따라 거동합니다. 더 중요한 것은 도체의 전기장과 전류와 자기장 사이의 상호 작용이 전자기 역학의 기초 역할을 한다는 것입니다.
상호 작용하는 필드에서 힘의 공간 방향을 이해하면 축 벡터를 계산할 수 있습니다.
- 자기 유도;
- 유도 전류의 크기와 방향
- 각속도.
이 이해는 보라브니크의 규칙에서 공식화되었습니다.
오른손잡이 보라브니크의 병진 운동을 도체의 전류 방향과 결합하여 크랭크의 회전으로 표시되는 자기장 선의 방향을 얻습니다.
물리학 법칙이 아니라 전기 공학에서 Buravnik의 규칙은 도체의 전류 벡터에 따라 자기장 라인의 방향뿐만 아니라 반대로 전류의 방향을 결정하는 데 사용됩니다. 자기 유도선의 회전과 관련된 솔레노이드 와이어.
이 관계를 이해함으로써 Ampere는 회전장의 법칙을 입증할 수 있었고, 이는 다양한 원리의 전기 모터를 탄생시켰습니다. 인덕턴스 코일을 사용하는 모든 풀링 장비는 붕사의 법칙을 따릅니다.
오른손 법칙
도체의 자기장(도체의 닫힌 코일의 한쪽)에서 이동하는 전류의 방향을 결정하는 것은 오른손 법칙을 명확하게 보여줍니다.
오른쪽 손바닥이 N극으로 향하고(전원선이 손바닥으로 들어옴) 엄지손가락이 90도 구부러진 상태에서 도체의 방향을 나타낸 다음 폐루프(코일)에서 자기장이 전류를 유도하고, 네 개의 손가락으로 표시되는 운동 벡터.
이 규칙은 직류 발전기가 원래 어떻게 등장했는지 보여줍니다. 자연의 일부 힘(물, 바람)은 전기를 생성하는 자기장에서 도체의 닫힌 루프를 회전시킵니다. 그런 다음 일정한 자기장에서 전류를 받은 모터는 이를 기계적 운동으로 변환했습니다.
인덕턴스 코일의 경우에도 오른손 법칙이 적용됩니다. 그들 내부의 자기 코어의 움직임은 유도 전류로 이어집니다.
오른손의 네 손가락이 코일 코일의 전류 방향과 정렬되면 90도 구부러진 엄지손가락이 북극을 가리킵니다.
보라브니크와 오른손의 규칙은 전기장과 자기장의 상호 작용을 성공적으로 보여줍니다. 그들은 과학자뿐만 아니라 거의 모든 사람이 전기 공학의 다양한 장치 작동을 이해할 수 있도록 합니다.
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