Магнітнае поле аднастайнае і неаднароднае: характарыстыка і вызначэнне

Адным з асноўных паняццяў, якія выкарыстоўваюцца ў фізіцы, з'яўляецца магнітнае поле. Яно ўздзейнічае на якія перамяшчаюцца электрычныя зарады. Непрыкметна і не адчуваецца чалавекам, аднак яго наяўнасць можна выявіць з дапамогай магніта або жалеза. Таксама досыць лёгка зразумець, якое магнітнае поле называецца аднастайным і неаднародным.

Вызначэнне і спосабы выяўлення магнітнага поля

Калі мы сутыкаемся з паняццем магнітнага поля, у нас узнікае пытанне датычна таго, якое гэта магнітнае поле, аднастайнае або неаднароднае яно. Перш чым даць адказ на такое пытанне, варта даць пачатковыя вызначэння тэрмінаў.

Магнітнае поле належыць лічыць асаблівым відам матэрыі, існуючым каля перамяшчаюцца электрычных зарадаў, асабліва каля правадыроў з токам. Выявіць можна, выкарыстоўваючы магнітную стрэлку або жалезныя пілавінне.

аднастайнае поле

Сустракаецца ўнутры полосового магніта і ў саленоід, калі яго даўжыня нашмат больш дыяметра. У такім выпадку па правіле свярдзёлка контуры магнітнага поля будуць накіроўвацца супраць гадзінны стрэлкі.

Магнітныя лініі раўналежныя і прамыя, пустата паміж імі заўсёды аднолькавая, сіла ўплыву на магнітную стрэлку ня адрозніваецца ва ўсіх кропках па сваёй велічыні і кірунку.

неаднароднае поле

У выпадку з неаднародным полем магнітныя лініі будуць перакрыўляцца, пустата паміж імі адрозніваецца па велічыні, сіла ўздзеяння на магнітную стрэлку адрозніваецца ў розных кропках поля па сваёй велічыні і кірунку. Таксама сіла, якая дзейнічае на змешчаны ў поле полосового магніта стрэлку, дзейнічае ў розныя пункты з рознымі па модулю і кірунку сіламі. Гэта называюць неаднародным полем. Лініі такога поля скрыўленыя, частата змяняецца ад кропкі да кропкі.

Выявіць такога роду поле магчыма ля прамога правадніка з токам, полосового магніта і саленоіда.

Што такое магнітныя лініі

У першую чаргу пры ўзнікненні задачы варта вызначыць, якое магнітнае поле, аднастайнае або неаднароднае, утворыцца, варта даведацца аб магнітных лініях, па форме якіх становіцца зразумелая характарыстыка поля.

Каб адлюстраваць магнітнае поле, сталі выкарыстоўваць магнітныя лініі. Яны з'яўляюцца ўяўнымі палосамі, размешчанымі ўздоўж магнітнай стрэлкі і размешчанымі ў магнітным полі. Правесці магнітную лінію магчыма скрозь любую кропку поля, яна будзе мець кірунак і заўсёды замыкацца.

напрамак

Выходзяць з паўночнага канцавосся магніта і накіроўваюцца ў паўднёвы. Знутры самога магніта усё строга наадварот. Самі лініі не валодаюць пачаткам або канцом, самкнёныя або праходзяць з бясконцасці ў бясконцасць.

За межамі магніта лініі размяшчаюцца максімальна густа каля палюсоў. З гэтага становіцца ясна, што найбольш моцна ўздзеянне поля паблізу палюсоў, і па меры выдалення ад нізу яно слабее. Улічваючы, што магнітныя паласы скрыўленыя, то кірунак сілы, якая дзейнічае на магнітную стрэлку, таксама змяняецца.

як адлюстраваць

Каб зразумець, чым адрозніваюцца аднастайныя магнітныя палі ад неаднародных, неабходна іх навучыцца адлюстроўваць, выкарыстоўваючы магнітныя лініі.

Варта разгледзець названы вышэй прыклад ўзнікнення аднастайнага магнітнага поля ў так званым саленоід, які ўяўляе сабой драцяную цыліндрычную шпульку, праз якую пускаюць ток. Усярэдзіне яго магнітнае поле можа лічыцца аднастайным, пры ўмове што даўжыня нашмат больш дыяметра (па-за шпулькі поле будзе неаднародным, магнітныя лініі будуць размяшчацца так жа, як і ў полосового магніта).

Аднастайнае поле таксама размяшчаецца ў цэнтры пастаяннага полосового магніта. У якой-небудзь абмежаванай вобласці ў прасторы магчыма прайграць і аднастайнае магнітнае поле, у якім сілы ўздзеяння на намагнічанага стрэлку будуць аднолькавыя па модулю і кірунку.

Каб адлюстраваць магнітнае поле, выкарыстоўваюць наступны прыклад. Калі лініі размесцяцца перпендыкулярна да чертежной плоскасці і накіроўваюцца ад таго, хто глядзіць, то іх малююць крыжыкамі, калі на таго, хто глядзіць - кропкамі. Як і з токам, кожны крыжык з'яўляецца як бы бачным хваставым апярэннем якая ляціць ад таго, хто глядзіць стрэлы, а кропка - вастрэй стрэлы, якая ляціць да нас.

Таксама патрабаванне "Адлюстраваць аднастайнае і неаднароднае магнітнае поле" лёгка выканальна. Папросту намалюйце гэтыя магнітныя лініі, улічваючы характарыстыкі поля (аднастайнасць і неаднароднасць).

Аднак існаванне неаднародных палёў моцна ўскладняе задачу. У такім варыянце атрыманне якога-небудзь фізічнага выніку з выкарыстаннем агульнай ўраўненні малаверагодна.

адрозненні

Адказ на пытанне пра тое, чым адрозніваюцца аднастайныя магнітныя палі ад неаднародных, досыць лёгка даць. У першую чаргу гэта залежыць ад магнітных ліній. У выпадку з аднастайным полем адлегласць паміж імі будзе аднолькава, і яны будуць раўнамерна размяшчацца, з адной і той жа сілай дзейнічаючы на прыборы ў любым пункце. Для неаднародных палёў усё строга наадварот. Лініі нераўнамерна размешчаны, у розных месцах дзейнічаюць з неаднолькавай сілай на прыборы.

На практыцы досыць часта сустракаецца неаднароднае поле, пра што таксама варта памятаць, паколькі аднастайныя палі могуць сустракацца хіба што ўнутры прадмета, накшталт магніта або саленоіда. Вонкавыя ж назіранні зафіксуюць неаднастайнасць.

выяўленне поля

Зразумеўшы, што такое аднастайныя і неаднародныя магнітныя палі, і вызначэння іх разабраўшы, варта даведацца, якім спосабам можна выявіць іх.

Найбольш простым для гэтага з'яўляецца вопыт, праведзены Эрстэдам. Складаецца ён у выкарыстанні магнітнай стрэлкі, якая дапамагае вызначыць існаванне электрычнага току. Як толькі ток будзе перасоўвацца па правадыру, размешчаная побач стрэлка прыйдзе ў рух, за кошт таго што існуюць аднастайныя і неаднародныя магнітныя палі.

Ўзаемадзеянне правадыроў з токам

У кожнага правадыра з токам назіраецца сваё магнітнае поле, якое ўздзейнічае з пэўнай сілай на бліжэйшы. У залежнасці ад кірунку току, праваднікі будуць прыцягвацца або адштурхоўвацца адзін ад аднаго. Поля, якія ўзніклі ад розных крыніц, будуць складвацца і ўтвараць адзінае выніковае поле.

Як ствараюцца і для чаго

Прыклады аднастайнага і неаднароднага магнітнага поля, якія прымяняюцца ў электронна-прамянёвых прыборах, ствараюцца шпулькамі, якія прапускаюць ток. Для атрымання неабходнай формы магнітнага поля ўжываюць палічныя наканечнікі і магнітныя экраны, зробленыя з матэрый, якія маюць моцную магнітную пранікальнасць.

Уплыў неаднародных магнітных палёў здольна змяніць праходжанне незваротных з'яў фізіка-хімічнага характару, у асноўным гетэрагеннага працэсу. З'яўленне турбулентнай дыфузіі вядзе да павелічэння на некалькі парадкаў хуткасці перамяшчэння газу з якой-небудзь вадкасці да паверхні ў выглядзе микропузырьков. Эфект лакальнай дэгідратаціі іёнаў і часціц абумоўлены інтэнсіфікацыяй працэсу микрокристаллизации. У праточных асяроддзях высокаэнергетычныя рэакцыі здольныя ствараць свабодныя радыкалы, атамарным кісларод, перакісу і азоцістыя злучэнні. Здараецца каагуляцыя, і ў вадкасці аказваюцца прадукты, выкліканыя эразійны разбурэннем.

Падчас гідрадынамічнай кавітацыі вялікая велічыня ўзнікаюць бурбалак і кавернаў ўскладняе іх выносяць вадкасцю з тэрыторыі паніжанага ціску ў зону большага ціску, дзе вядзецца калапсаваннем бурбалак. Падчас калапсу бурбалкі малой велічыні маецца малое ўтрыманне паветра і ўзнікае моцная хімічная рэакцыя, падобная з плазменным разрадам. Прысутнасць неаднародных магнітных палёў вядзе да няўстойлівасці кавернаў, іх распаду і ўзнікненню дробнамаштабных віхур і бурбалак. Улічваючы, што ціск у цэнтры такога віхуры паніжаны, ён конверсирует газавыя бурбалкі нязначнага памеру.

Падчас вымярэння індукцыі ў неаднастайным магнітным полі варта памятаць, што напружанне Хола прапарцыйна усярэдненай велічыні індукцыі поля ў межах тэрыторыі, абмежаванай паверхняй пераўтваральніка.

Каб сфакусаваць параксіяльнае пучкі, таксама выкарыстоўваюць неаднародныя магнітныя палі, ўтваралі кароткімі шпулькамі, якія з'яўляюцца шматпластовымі саленоід, даўжыня якіх сувымерная з іх дыяметрам. На электрон, які трапляе ў такое поле, дзейнічаюць сілы, якія змяняюць яго кірунак. Электрон пад уплывам такой сілы набліжаецца да восі лінзы, пры тым плоскасць, у якой знаходзіцца яго траекторыя, перакрыўляецца. Электрон прасоўваецца па спіралепадобнае адрэзку, які перасякае восі лінзы ў зададзенай кропцы.

Прасторавы фактар павелічэння выкліканы прасторавым размеркаваннем неаднародных палёў на тэрыторыі гетэрагеннай сістэмы, запиленной вадкасцю. Каб атрымаць інверсію населенасці ўзроўняў метадам падзелу, ужываюць неаднародныя поля, створаныя шматпалосная магнітам. Форма палюсоў падобная стрыжням ў квадрупольны кандэнсатары малекулярнага генератара на аміяку.

спосабы выкарыстання

Магнітна-парадкавы спосаб дэфектаскапіі грунтуецца на цязе магнітных часціц сіламі неаднародных палёў, якія з'яўляюцца над дэфектамі. Па навалы такога парашка высвятляюць прысутнасць дэфекту, яго велічыню і становішча на правяранай дэталі.

Немалым недахопам метаду малекулярных пучкоў з ужываннем моцных неаднародных магнітных палёў лічыцца малы эфект расшчаплення. Маецца просты і ўяўны непраўдападобным метад павелічэння гэтага эфекту. Складаецца ён ва ўжыванні лёгкага вонкавага магнітнага поля. Апошняе дасць магчымасць павялічыць вобласць выкарыстання ядзерных прецессионных магнітометры ў бок неаднародных магнітных палёў.

Перавагай такога метаду з'яўляецца высокая адрознівальная здольнасць, якая дае магчымасць фіксаваць неаднародныя магнітныя палі, супамерныя з велічынёй часціц магнітнага пласта стужкі, а таксама магчымасць знаходжання пашкоджанняў на складаных паверхнях і ў цесных праёмах.

Недахопамі з'яўляюцца неабходнасць другаснай апрацоўкі інфармацыі, фіксуюцца толькі часціцы магнітных палёў ўздоўж стужкі, складанасць размагничивания і захавання стужкі, і неабходна прадухіляць ўплыў знешніх магнітных палёў.

Магнітнае поле аднастайнае і неаднароднае сустракаюцца досыць часта, нягледзячы на тое, што незаўважныя простаму абывацелю. Прыклады аднастайнага і неаднароднага магнітнага поля можна выявіць у полосовых магнітах і саленоіда. Пры гэтым заўважыць іх можна, выкарыстоўваючы найпростую магнітную стрэлку або жалезныя пілавінне.