作為物質存在的一種特殊形式,地球磁場對生命的起源和保存做出了貢獻。這個領域的碎片,吸引鐵的礦石碎片,帶來了 電 為人類服務。沒有電,生存將是不可想像的。
什麼是磁感應線
磁場由其空間中每個點的強度定義。連接等模強度場中點的曲線稱為磁感應線。某一點的磁場強度是一種力特性,用磁場矢量B來估計。它在磁感應線上特定點的方向與其相切。
如果空間中的一個點受到多個磁場的影響,則通過將每個作用磁場的磁感應矢量相加來確定強度。在這種情況下,對特定點的強度進行模求和,並將磁感應矢量定義為所有磁場的矢量之和。
儘管磁感應線是不可見的,但它們具有某些特性:
- 可以接受的是,磁力線在極 (N) 處退出並從 (S) 處返回。
- 磁感應矢量的方向與直線相切。
- 儘管形狀複雜,但曲線不會相交並且必然會短路。
- 磁鐵內部磁場均勻,線密度最大。
- 只有一條磁感應線穿過磁場中的一點。
永磁體內部磁感應線的方向
從歷史上看,地球上許多地方早已註意到某些石頭具有吸引鐵質物體的天然特性。隨著時間的推移,在中國古代,用鐵礦石(磁性鐵礦石)以某種方式雕刻而成的箭頭變成了指南針,顯示了地球南北兩極的方向,並允許在該地區導航。
對這種自然現象的研究已經確定鐵合金更長時間地保持其更強的磁性。較弱的天然磁鐵是含有鎳或鈷的礦石。在研究電的過程中,科學家們學會瞭如何從含有鐵、鎳或鈷的合金中獲得人工磁化的物品。為此,將它們引入由直流電產生的磁場中,並在必要時通過交流電消磁。
自然磁化或人工生產的產品有兩個不同的磁極——磁力最集中的地方。磁鐵通過磁場相互作用,使同名磁極相斥,異名磁極相吸。這為它們在更強場(例如地球場)空間中的方向形成了旋轉力矩。
弱磁化元素和強磁鐵相互作用的視覺表現給人一種經典的體驗,鋼屑散落在硬紙板上,下面是平磁鐵。特別是如果鋸末是長方形的,你可以清楚地看到它們是如何沿著磁場力線排列的。改變紙板下方磁鐵的位置會改變其圖像的配置。本實驗中羅盤的使用進一步增強了了解磁場結構的效果。
仍然由 M. Faraday 發現的磁場線的特性之一表明它們是封閉的和連續的。從永磁體北極出來的線進入南極。然而,在磁鐵內部,它們並沒有斷開連接,而是從南極進入北極。片內線數最多,磁場均勻,退磁時感應變弱。
使用鑽頭規則確定磁感應矢量的方向
19 世紀初,科學家們發現導體周圍會產生磁場,電流流過它。由此產生的力線按照與天然磁鐵相同的規則運行。更重要的是,導體的電場與電流與磁場之間的相互作用是電磁動力學的基礎。
了解相互作用場中力的空間方向允許我們計算軸向矢量:
- 磁感應;
- 感應電流的大小和方向;
- 角速度。
這種理解是在博拉夫尼克的統治中製定的。
通過將右手波拉夫尼克的平移運動與導體中電流的方向相結合,我們得到了磁力線的方向,這由曲柄的旋轉表示。
不是物理定律,電氣工程中的布拉夫尼克規則不僅用於根據導體中的電流矢量確定磁場線的方向,而且相反,用於確定電流方向與磁感應線的旋轉有關的螺線管導線。
了解這種關係使安培能夠證實旋轉場定律,從而產生了各種原理的電動機。所有使用電感線圈的牽引設備都遵循硼砂的規則。
右手法則
確定在導體(導體閉合線圈的一側)磁場中移動的電流方向清楚地證明了右手法則。
它說右手掌轉向N極(電源線進入手掌),拇指偏轉90度表示導體的方向,然後在閉環(線圈)中磁場感應出電流,其運動矢量由四個手指指示。
這條規則演示了直流發電機最初是如何出現的。一些自然力(水、風)在磁場中旋轉導體的閉合迴路來發電。然後,電機在恆定磁場中接收到電流,將其轉換為機械運動。
右手定則也適用於電感線圈。它們內部的磁芯運動會產生感應電流。
如果右手的四指與線圈中的電流方向對齊,則拇指偏轉 90 度,將指向北極。
boravnik 和右手的規則成功地證明了電場和磁場的相互作用。它們使幾乎每個人都可以理解電氣工程中各種設備的操作,而不僅僅是科學家。
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