Linjat e induksionit magnetik shtrihen në një plan. Induksioni i fushës magnetike. Linjat e induksionit magnetik. Fusha magnetike e Tokës. Shihni se çfarë janë "linjat e induksionit magnetik" në fjalorë të tjerë

Tashmë në shek. para Krishtit. Në Kinë, dihej se disa xehe kanë aftësinë të tërheqin njëri-tjetrin dhe të tërheqin objekte hekuri. Copa të xeheve të tilla u gjetën pranë qytetit të Magnezisë në Azinë e Vogël, kështu që ata morën emrin magnete.

Si ndërveprojnë magnetet dhe objektet prej hekuri? Le të kujtojmë pse tërhiqen trupat e elektrizuar? Sepse një formë e veçantë e materies formohet pranë një ngarkese elektrike - një fushë elektrike. Ekziston një formë e ngjashme e materies rreth magnetit, por ajo ka një natyrë tjetër origjine (në fund të fundit, minerali është elektrikisht neutral), quhet fushë magnetike.

Për të studiuar fushën magnetike, përdoren magnet të drejtë ose patkua. Vende të caktuara në një magnet kanë efektin më të madh tërheqës, quhen ato polet(veri dhe jug). Polet e kundërta magnetike tërhiqen, dhe si polet magnetike zmbrapsen.

Për karakteristikat e forcës së fushës magnetike, përdorni vektori i induksionit të fushës magnetike B. Fusha magnetike paraqitet grafikisht duke përdorur linjat e forcës ( linjat e induksionit magnetik). Linjat janë të mbyllura, nuk kanë as fillim e as fund. Vendi nga i cili dalin linjat magnetike është Poli i Veriut; linjat magnetike hyjnë në Polin e Jugut.

Fusha magnetike mund të bëhet "e dukshme" duke përdorur fije hekuri.

Fusha magnetike e një përcjellësi me rrymë

Dhe tani për atë që gjetëm Hans Christian Oersted Dhe Andre Marie Ampere në 1820. Rezulton se një fushë magnetike ekziston jo vetëm rreth një magneti, por edhe rreth çdo përcjellësi që mbart rrymë. Çdo tel, si për shembull kordoni i llambës, përmes të cilit rrjedh rryma elektrike është një magnet! Një tel me rrymë ndërvepron me një magnet (provoni të mbani një busull pranë tij), dy tela me rrymë ndërveprojnë me njëri-tjetrin.

Linjat e fushës magnetike të rrymës së drejtpërdrejtë janë rrathë rreth një përcjellësi.

Drejtimi i vektorit të induksionit magnetik

Drejtimi i fushës magnetike në një pikë të caktuar mund të përcaktohet si drejtimi i treguar nga poli verior i gjilpërës së busullës të vendosur në atë pikë.

Drejtimi i linjave të induksionit magnetik varet nga drejtimi i rrymës në përcjellës.

Drejtimi i vektorit të induksionit përcaktohet sipas rregullit gimlet ose rregull dora e djathtë.

Vektor i induksionit magnetik

Kjo është një sasi vektoriale që karakterizon veprimin e forcës së fushës.

Induksioni i fushës magnetike të një përcjellësi të drejtë pafund me rrymë në një distancë r prej tij:

Induksioni i fushës magnetike në qendër të një spirale të hollë rrethore me rreze r:

Induksioni i fushës magnetike solenoid(një spirale, kthesat e së cilës kalojnë rrymë në mënyrë sekuenciale në një drejtim):

Parimi i mbivendosjes

Nëse një fushë magnetike në një pikë të caktuar të hapësirës krijohet nga disa burime fushe, atëherë induksioni magnetik është shuma vektoriale e induksioneve të secilës fushë veç e veç.

Toka nuk është vetëm një ngarkesë e madhe negative dhe një burim i fushës elektrike, por në të njëjtën kohë fusha magnetike e planetit tonë është e ngjashme me fushën e një magneti të drejtpërdrejtë me përmasa gjigande.

Jugu gjeografik është afër veriut magnetik, dhe veriu gjeografik është afër jugut magnetik. Nëse në fushën magnetike të Tokës vendoset një busull, atëherë shigjeta e saj veriore është e orientuar përgjatë vijave të induksionit magnetik në drejtim të polit magnetik jugor, domethënë do të na tregojë se ku ndodhet veriu gjeografik.

Elementet karakteristike të magnetizmit tokësor ndryshojnë shumë ngadalë me kalimin e kohës - ndryshimet laike. Megjithatë, herë pas here ndodhin stuhi magnetike, kur fusha magnetike e Tokës shtrembërohet shumë për disa orë dhe pastaj gradualisht kthehet në vlerat e mëparshme. Një ndryshim i tillë drastik ndikon në mirëqenien e njerëzve.

Fusha magnetike e Tokës është një "mburojë" që mbron planetin tonë nga grimcat që depërtojnë nga hapësira ("era diellore"). Pranë poleve magnetike, rrjedhat e grimcave vijnë shumë më afër sipërfaqes së Tokës. Gjatë ndezjeve të fuqishme diellore, magnetosfera deformohet dhe këto grimca mund të lëvizin në shtresat e sipërme të atmosferës, ku përplasen me molekulat e gazit, duke formuar aurora.

Grimcat e dioksidit të hekurit në film magnetik magnetizohen shumë gjatë procesit të regjistrimit.

Trenat e levitacionit magnetik rrëshqasin mbi sipërfaqe pa absolutisht asnjë fërkim. Treni është i aftë të arrijë shpejtësi deri në 650 km/h.

Puna e trurit, pulsimi i zemrës shoqërohet me impulse elektrike. Në këtë rast, një fushë magnetike e dobët shfaqet në organe.

Fusha magnetike është një komponent i fushës elektromagnetike që shfaqet në prani të një fushe elektrike që ndryshon nga koha. Përveç kësaj, një fushë magnetike mund të krijohet nga një rrymë e grimcave të ngarkuara, ose nga momentet magnetike të elektroneve në atome (magnetët e përhershëm).

Induksioni magnetik-sasia vektoriale, e cila është forca karakteristike e fushës magnetike në një pikë të caktuar të hapësirës. Tregon forcën me të cilën fusha magnetike vepron në një ngarkesë që lëviz me shpejtësi.

Linjat e induksionit magnetik(vijat e fushës magnetike) janë vija të vizatuara në një fushë magnetike në mënyrë që në çdo pikë të fushës tangjentja me vijën e induksionit magnetik të përputhet me drejtimin e vektorit. NË në këtë pikë në terren.

Linjat e induksionit magnetik vërehen më lehtë duke përdorur të vogla

Mbushjet e hekurit në formë gjilpëre, të cilat magnetizohen në fushën në studim dhe sillen si gjilpëra të vogla magnetike (një gjilpërë magnetike e lirë rrotullohet në një fushë magnetike në mënyrë që boshti i gjilpërës, që lidh polin e saj jugor me veriun, përputhet me drejtimin NË).

Tregohet lloji i linjave të induksionit magnetik të fushave magnetike më të thjeshta

në Fig. Nga Fig. b- G mund të shihet se këto linja mbyllin një përcjellës rryme që krijon një fushë. Pranë përcjellësit shtrihen në rrafshe pingul me përcjellësin.

N
Drejtimi i linjave të induksionit përcaktohet nga rregull gimlet: nëse vidhosni një gjilpërë në drejtim të vektorit të densitetit të rrymës në një përcjellës, atëherë drejtimi i lëvizjes së dorezës së gjilpërës do të tregojë drejtimin e linjave të induksionit magnetik.

Linjat e fushës magnetike

Rryma nuk mund të prishet në asnjë pikë, d.m.th., as të fillojë as të përfundojë: ato ose janë të mbyllura (Fig. b, c, d), ose rrotullohen pafundësisht rreth një sipërfaqe të caktuar, duke e mbushur dendur kudo, por nuk kthehen kurrë për herë të dytë në asnjë pikë të sipërfaqes.

Teorema e Gausit për induksionin magnetik

Fluksi i vektorit të induksionit magnetik nëpër çdo sipërfaqe të mbyllur është zero:

Kjo është e barabartë me faktin se në natyrë nuk ka "ngarkesa magnetike" (monopole) që do të krijonin një fushë magnetike, ashtu si ngarkesat elektrike krijojnë një fushë elektrike. Me fjalë të tjera, teorema e Gausit për induksionin magnetik tregon se fusha magnetike është vorbull.

2 Ligji Biot-Savart–Laplace

Lëreni një rrymë të drejtpërdrejtë të rrjedhë përgjatë një konture γ të vendosur në një vakum - pika në të cilën kërkohet fusha, atëherë induksioni i fushës magnetike në këtë pikë shprehet me integralin (në sistemin SI)

Drejtimi është pingul, domethënë pingul me rrafshin në të cilin shtrihen, dhe përkon me tangjenten me vijën e induksionit magnetik. Ky drejtim mund të gjendet me rregullin për gjetjen e linjave të induksionit magnetik (rregulli i vidhos së djathtë): drejtimi i rrotullimit të kokës së vidhos jep drejtimin nëse lëvizja përkthimore e gjilpërës korrespondon me drejtimin e rrymës në element. Moduli i vektorit përcaktohet nga shprehja (në sistemin SI)

Potenciali vektor është dhënë nga integrali (në sistemin SI)

Ligji Biot-Savart-Laplace mund të merret nga ekuacionet e Maxwell-it për një fushë të palëvizshme. Në këtë rast, derivatet kohore janë të barabarta me 0, kështu që ekuacionet për fushën në vakum marrin formën (në sistemin SGS)

ku është dendësia e rrymës në hapësirë. Në këtë rast, fushat elektrike dhe magnetike rezultojnë të jenë të pavarura. Le të përdorim potencialin vektorial për fushën magnetike (në sistemin SGS):

Invarianca matës e ekuacioneve na lejon të vendosim një kusht shtesë në potencialin vektorial:

Duke zgjeruar rotorin e dyfishtë duke përdorur formulën e analizës vektoriale, marrim për potencialin vektorial një ekuacion si ekuacioni Poisson:

Zgjidhja e tij e veçantë jepet nga një integral i ngjashëm me potencialin Njutonian:

Pastaj fusha magnetike përcaktohet nga integrali (në sistemin SGS)

të ngjashme në formë me ligjin Biot-Savart-Laplace. Kjo korrespodencë mund të bëhet e saktë nëse përdorim funksione të përgjithësuara dhe shkruajmë densitetin e rrymës hapësinore që i korrespondon një mbështjelljeje me rrymë në hapësirën boshe. Lëvizja nga integrimi në të gjithë hapësirën në një integral të përsëritur përgjatë bobinës dhe përgjatë planeve ortogonale me të dhe duke marrë parasysh se

marrim ligjin Biot - Savart - Laplace për fushën e një bobine me rrymë.

Ashtu si ato elektrike, ato mund të paraqiten grafikisht duke përdorur linjat e induksionit magnetik. Në çdo pikë të fushës magnetike mund të vizatohet një vijë induksioni. Meqenëse induksioni i fushës në çdo pikë ka një drejtim të caktuar, drejtimi i vijës së induksionit në secilën pikë të një fushe të caktuar mund të jetë vetëm unik, që do të thotë se linjat e fushës magnetike, si dhe fusha elektrike, linjat e induksionit të fushës magnetike vizatohen me një densitet të tillë që numri i vijave që kalojnë një sipërfaqe njësi pingul me to ishte i barabartë me (ose proporcional me) induksionin e fushës magnetike në një vend të caktuar. Prandaj, duke përshkruar linjat e induksionit, mund të imagjinoni qartë se si ndryshon induksioni në hapësirë, dhe, rrjedhimisht, forca e fushës magnetike në madhësi dhe drejtim.

Lidhjet

• Vizualizimi i linjave të fushës magnetike duke përdorur grimcat metalike (video).

Fondacioni Wikimedia. 2010.

Shihni se çfarë janë "linjat e induksionit magnetik" në fjalorë të tjerë:

Vijat e tërhequra mendërisht në një fushë magnetike në mënyrë që në çdo pikë të fushës vektori i induksionit magnetik të drejtohet tangjent me fushën magnetike që kalon nëpër këtë pikë. L. m dhe. fushat e postimit elektrike mbulon rrymë përçuesit me rrymë dhe janë ose të mbyllur,... ...

tub induksioni magnetik- Një zonë e një fushe magnetike të kufizuar nga një sipërfaqe e vazhdueshme, pjesët formuese të së cilës janë linja të induksionit magnetik... Fjalor shpjegues terminologjik politeknik

Fushat elektrike dhe magnetike, vija, tangjentet e të cilave në secilën pikë të fushës përputhen me drejtimin e fuqisë së fushës elektrike ose magnetike, përkatësisht; karakterizojnë në mënyrë cilësore shpërndarjen e fushës elektromagnetike në... ... fjalor enciklopedik

Ky artikull ose seksion ka nevojë për rishikim. Ju lutemi përmirësoni artikullin në përputhje me rregullat për shkrimin e artikujve... Wikipedia

Vijat e tërhequra në çdo fushë force (elektrike, magnetike, gravitacionale), tangjentet në të cilat në çdo pikë të hapësirës përkojnë në drejtim me vektorin që karakterizon këtë fushë (elektrike ose ...

Vijat e tërhequra mendërisht në k.l. fusha e forcës (elektrike.. magnetike, graviteti) në mënyrë që në çdo pikë të fushës drejtimi i tangjentës në vijë të përputhet me drejtimin e fuqisë së fushës (induksioni magnetik në rastin e një fushe magnetike). Nëpërmjet…… Fjalori i madh enciklopedik politeknik

rruga e vijës së fushës magnetike- linjë induksioni magnetik - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Fjalori anglisht-rusisht i inxhinierisë elektrike dhe inxhinierisë së energjisë, Moskë, 1999] Temat e inxhinierisë elektrike, konceptet themelore Sinonimet e linjës së induksionit magnetik EN... ... Udhëzues teknik i përkthyesit

Gjatësia mesatare e vijës së fushës magnetike të kampionit- gjatësia e një kampioni të magnetizuar në mënyrë uniforme të bërë nga i njëjti material magnetik si kampioni i provës, i magnetizuar me të njëjtën forcë të fushës magnetike si kjo e fundit në të njëjtat vlera të induksionit magnetik, forcës magnetomotore dhe... ... Fjalor-libër referues i termave të dokumentacionit normativ dhe teknik

1) Vetitë e magneteve. Dukuria magnetike më karakteristike, tërheqja e copave të hekurit nga një magnet, është e njohur që nga kohërat e lashta. Mirëpo, në Evropë, deri në shekullin e 12-të, kjo dukuri vërehej vetëm me magnet natyrorë, pra me copa... ... Fjalor Enciklopedik F.A. Brockhaus dhe I.A. Efron

Një fushë force që vepron në ngarkesat elektrike lëvizëse dhe mbi trupat që zotërojnë një moment magnetik (Shih Momentin magnetik), pavarësisht nga gjendja e tyre e lëvizjes. Fusha magnetike karakterizohet nga vektori i induksionit magnetik B, i cili përcakton: ... ... Enciklopedia e Madhe Sovjetike

29. Forca Coriolis

Forca më e tmerrshme që nuk ka nevojë për gravitone

Së pari, çfarë di bota shkencore për forcën Coriolis?

Kur disku rrotullohet, pikat më larg nga qendra lëvizin me një shpejtësi tangjenciale më të lartë se pikat më pak të largëta (një grup shigjetash të zeza përgjatë rrezes). Ju mund të lëvizni një trup përgjatë rrezes në mënyrë që të mbetet në rreze (shigjeta blu nga pozicioni "A" në pozicionin "B") duke rritur shpejtësinë e trupit, domethënë, duke i dhënë atij nxitim. Nëse kornizën e referencës rrotullohet së bashku me diskun, është e qartë se trupi "nuk dëshiron" të qëndrojë në rreze, por "përpiqet" të shkojë në të majtë - kjo është forca Coriolis.

Trajektoret e një topi që lëviz përgjatë sipërfaqes së një pllake rrotulluese në sisteme të ndryshme referimi (sipër - në inerciale, poshtë - në jo-inerciale).

Forca Coriolis- nje nga forcat e inercisë që ekzistojnë në sistem referimi joinercial për shkak të rrotullimit dhe ligjeve të inercisë , manifestohet kur lëviz në një drejtim në një kënd me boshtin e rrotullimit. Emërtuar pas shkencëtarit francezGustave Gaspard Coriolis , i cili e përshkroi i pari. Përshpejtimi i Coriolis u mor nga Coriolis në 1833, Gauss në 1803 dhe Euler në 1765.

Arsyeja e shfaqjes së forcës Coriolis është nxitimi Coriolis (rrotullues). NËsistemet e referencës inerciale zbatohet ligji i inercisë , pra çdo trup tenton të lëvizë në vijë të drejtë dhe me konstante shpejtësia . Nëse marrim parasysh lëvizjen e një trupi, të njëtrajtshme përgjatë një rrezeje të caktuar rrotulluese dhe të drejtuar nga qendra, bëhet e qartë se që ajo të ndodhë, është e nevojshme t'i jepet trupit nxitimi , pasi sa më larg qendrës, aq më e madhe duhet të jetë shpejtësia e rrotullimit tangjencial. Kjo do të thotë se nga pikëpamja e kornizës rrotulluese të referencës, një forcë do të përpiqet të zhvendosë trupin nga rrezja.

Në mënyrë që një trup të lëvizë me nxitimin e Coriolis, është e nevojshme të aplikohet një forcë ndaj trupit të barabartë me F = ma, Ku a- Nxitimi i Coriolis. Prandaj, trupi vepron sipas Ligji i tretë i Njutonit me një forcë në drejtim të kundërt.F K = — ma.

Forca që vepron nga trupi do të quhet forca Coriolis. Forca Coriolis nuk duhet të ngatërrohet me një tjetër forca e inercisë - forcë centrifugale , e cila drejtohet së bashku rrezja e rrethit rrotullues. Nëse rrotullimi ndodh në drejtim të akrepave të orës, atëherë një trup që lëviz nga qendra e rrotullimit do të priret të lërë rrezen në të majtë. Nëse rrotullimi ndodh në të kundërt të akrepave të orës, atëherë në të djathtë.

Rregulli i Zhukovskit

Shtesat:

Rregulli i Gimlet

Tel i drejtë me rrymë. Rryma (I) që rrjedh nëpër një tel krijon një fushë magnetike (B) rreth telit.Rregulli i Gimlet(gjithashtu rregulli i dorës së djathtë) - mnemonike Rregulli për përcaktimin e drejtimit të një vektorishpejtësia këndore , që karakterizon shpejtësinë e rrotullimit të trupit, si dhe vektorininduksioni magnetik B ose për të përcaktuar drejtiminrryma e induktuar . Rregulli i dorës së djathtë Rregulli i Gimlet: “Nëse drejtimi i lëvizjes përkthimore gjilpërë (vidhos) ) përkon me drejtimin e rrymës në përcjellës, pastaj drejtimi i rrotullimit të dorezës së gjilpërës përkon me drejtiminvektor i induksionit magnetik “.

Përcakton drejtimin e rrymës së induktuar në një përcjellës që lëviz në një fushë magnetike

Rregulli i dorës së djathtë: "Nëse pëllëmba e dorës së djathtë është e pozicionuar në mënyrë që linjat e fushës magnetike të hyjnë në të, dhe gishti i madh i përkulur drejtohet përgjatë lëvizjes së përcjellësit, atëherë 4 gishta të shtrirë do të tregojnë drejtimin e rrymës së induksionit."

Për solenoidështë formuluar si më poshtë: "Nëse e lidhni solenoidin me pëllëmbën e dorës së djathtë në mënyrë që katër gishta të drejtohen përgjatë rrymës në kthesat, atëherë gishti i madh i zgjatur do të tregojë drejtimin e vijave të fushës magnetike brenda solenoidit."

Rregulli i dorës së majtë

Nëse ngarkesa është në lëvizje dhe magneti është në qetësi, atëherë zbatohet rregulli i dorës së majtë për të përcaktuar forcën: "Nëse dora e majtë është e pozicionuar në mënyrë që linjat e induksionit të fushës magnetike të hyjnë në pëllëmbë pingul me të dhe katër gishtat drejtohen. përgjatë rrymës (përgjatë lëvizjes së një grimce të ngarkuar pozitivisht ose kundër lëvizjes së ngarkuar negativisht), atëherë gishti i madh i vendosur në 90° do të tregojë drejtimin e forcës Lorentz ose Amper që vepron."

NJË FUSHË MAGNETIKE

VETITË E FUSHËS MAGNETIKE (STACIONARE).

E përhershme (ose e palëvizshme) Një fushë magnetike është një fushë magnetike që nuk ndryshon me kalimin e kohës.

1. Fusha magnetike është krijuar lëvizin grimcat dhe trupat e ngarkuar, përcjellësit me rrymë, magnetët e përhershëm.

2. Fusha magnetike e vlefshme në lëvizjen e grimcave dhe trupave të ngarkuar, në përcjellës me rrymë, në magnet të përhershëm, në një kornizë me rrymë.

3. Fusha magnetike vorbull, d.m.th. nuk ka burim.

FORCA MAGNETIKE- këto janë forcat me të cilat përçuesit me rrymë veprojnë mbi njëri-tjetrin.

………………

INDUKSIONI MAGNETIK

Vektori i induksionit magnetik drejtohet gjithmonë në të njëjtën mënyrë si një gjilpërë magnetike që rrotullohet lirshëm është e orientuar në një fushë magnetike.

LINJA INDUKTIKE MAGNETIKE - këto janë linja tangjente me të cilat në çdo pikë është vektori i induksionit magnetik.

Fushë magnetike uniforme– kjo është një fushë magnetike në të cilën në çdo pikë vektori i induksionit magnetik është konstant në madhësi dhe drejtim; vërehet midis pllakave të një kondensatori të sheshtë, brenda një solenoidi (nëse diametri i tij është shumë më i vogël se gjatësia e tij) ose brenda një magneti shiriti.

VETITË E LINJAVE TË INDUKTIVE MAGNETIKE

– të ketë një drejtim;

– e vazhdueshme;

– e mbyllur (d.m.th. fusha magnetike është vorbull);

– mos kryqëzoni;

– dendësia e tyre përdoret për të gjykuar madhësinë e induksionit magnetik.

Rregulli i Gimlet(kryesisht për një përcjellës me rrymë të drejtë):

	Nëse drejtimi i lëvizjes së përkthimit të gjilpërës përkon me drejtimin e rrymës në përcjellës, atëherë drejtimi i rrotullimit të dorezës së gemullit përkon me drejtimin e vijave të fushës magnetike të rrymës.Rregulli i dorës së djathtë (kryesisht për të përcaktuar drejtimin e vijave magnetike brenda solenoidit):Nëse e lidhni solenoidin me pëllëmbën e dorës së djathtë në mënyrë që katër gishta të drejtohen përgjatë rrymës në kthesat, atëherë gishti i madh i zgjatur do të tregojë drejtimin e vijave të fushës magnetike brenda solenoidit.
	Ka aplikime të tjera të mundshme të rregullave të gimletit dhe të dorës së djathtë.
	FUQIA AMPështë forca me të cilën një fushë magnetike vepron në një përcjellës që mbart rrymë.Moduli i forcës së amperit është i barabartë me produktin e forcës së rrymës në përcjellës nga madhësia e vektorit të induksionit magnetik, gjatësia e përcjellësit dhe sinusi i këndit midis vektorit të induksionit magnetik dhe drejtimit të rrymës në përcjellës .Forca e Amperit është maksimale nëse vektori i induksionit magnetik është pingul me përcjellësin.Nëse vektori i induksionit magnetik është paralel me përcjellësin, atëherë fusha magnetike nuk ka asnjë ndikim në përcjellësin që bartë rrymë, d.m.th. Forca e Amperit është zero.Drejtimi i forcës së amperit percaktuar nga Rregulli i dorës së majtë:

Nëse dora e majtë është e pozicionuar në mënyrë që përbërësi i vektorit të induksionit magnetik pingul me përcjellësin të hyjë në pëllëmbë dhe 4 gishta të zgjatur drejtohen në drejtim të rrymës, atëherë gishti i madh i përkulur 90 gradë do të tregojë drejtimin e forcës që vepron. në përcjellësin me rrymë.

Kështu, në fushën magnetike të një përcjellësi të drejtë me rrymë (është jo uniforme), korniza me rrymë orientohet përgjatë rrezes së vijës magnetike dhe tërhiqet ose zmbrapset nga përcjellësi i drejtë me rrymë, në varësi të drejtimit të rrymat.

Drejtimi i forcës Coriolis në një Tokë rrotulluese.Forca centrifugale , duke vepruar në një trup me masë m, modul i barabartë me F pr = mb 2 r, ku b = omega – shpejtësia këndore e rrotullimit dhe r- largësia nga boshti i rrotullimit. Vektori i kësaj force shtrihet në rrafshin e boshtit të rrotullimit dhe është i drejtuar pingul me të. Madhësia Forcat Coriolis , duke vepruar në një grimcë që lëviz me shpejtësi në lidhje me një kornizë të caktuar rrotulluese referimi, jepet nga, ku alfa është këndi ndërmjet vektorëve të shpejtësisë së grimcave dhe shpejtësisë këndore të kornizës referuese. Vektori i kësaj force është i drejtuar pingul me të dy vektorët dhe në të djathtë të shpejtësisë së trupit (përcaktuar ngarregull gimlet ).

Efektet e forcës Coriolis: eksperimente laboratorike

Lavjerrësi i Foucault në Polin e Veriut. Boshti i rrotullimit të Tokës shtrihet në rrafshin e lëkundjes së lavjerrësit.Lavjerrësi i Fukosë . Një eksperiment që tregon qartë rrotullimin e Tokës u krye në 1851 nga një fizikan francez Leon Foucault . Kuptimi i tij është se rrafshi i lëkundjeslavjerrës matematik është konstante në lidhje me kornizën inerciale të referencës, në këtë rast në lidhje me yjet fikse. Kështu, në kornizën e referencës të lidhur me Tokën, rrafshi i lëkundjes së lavjerrësit duhet të rrotullohet. Nga pikëpamja e një kornize referimi jo-inerciale të lidhur me Tokën, rrafshi i lëkundjes së lavjerrësit të Foucault rrotullohet nën ndikimin e forcës Coriolis.Ky efekt duhet të shprehet më qartë në polet, ku periudha e rrotullimit të plotë të rrafshit të lavjerrësit është e barabartë me periudhën e rrotullimit të Tokës rreth boshtit të saj (ditë anësore). Në përgjithësi, periudha është në përpjesëtim të zhdrejtë me sinusin e gjerësisë gjeografike; në ekuator, rrafshi i lëkundjes së lavjerrësit është i pandryshuar.

Aktualisht Lavjerrësi i Fukosë demonstruar me sukses në një numër muzeumesh shkencore dhe planetariumesh, veçanërisht në planetariumShën Petersburg , planetar i Volgogradit.

Ka një sërë eksperimentesh të tjera me lavjerrës që përdoren për të vërtetuar rrotullimin e Tokës. Për shembull, në eksperimentin Bravais (1851) u përdorlavjerrës konik . Rrotullimi i Tokës u vërtetua nga fakti se periudhat e lëkundjeve në drejtim të akrepave të orës dhe në të kundërt ishin të ndryshme, pasi forca Coriolis në këto dy raste kishte një shenjë të ndryshme. Në vitin 1853 Gausi sugjeroi përdorimin e një lavjerrës jo matematikor, si p.sh Foucault, një fizik , gjë që do të bënte të mundur zvogëlimin e madhësisë së konfigurimit eksperimental dhe rritjen e saktësisë së eksperimentit. Kjo ide u zbatua Kamerlingh Onnes në 1879

Xhiroskopi– një trup rrotullues me një moment inercie të konsiderueshme ruan momentin këndor nëse nuk ka shqetësime të forta. Foucault, i cili ishte i lodhur duke shpjeguar se çfarë ndodh me një lavjerrës Foucault jo në pol, zhvilloi një tjetër demonstrim: një xhiroskop i pezulluar ruajti orientimin e tij, që do të thotë se u kthye ngadalë në lidhje me vëzhguesin.

Devijimi i predhave gjatë gjuajtjes me armë. Një tjetër manifestim i dukshëm i forcës Coriolis është devijimi i trajektoreve të predhave (në të djathtë në hemisferën veriore, në të majtë në hemisferën jugore) të shkrepura në një drejtim horizontal. Nga pikëpamja e kornizës së referencës inerciale, për predha të shkrepura përgjatë meridiani , kjo është për shkak të varësisë së shpejtësisë lineare të rrotullimit të Tokës nga gjerësia gjeografike: kur lëviz nga ekuatori në pol, predha ruan komponentin horizontal të shpejtësisë të pandryshuar, ndërsa shpejtësia lineare e rrotullimit të pikave në sipërfaqja e tokës zvogëlohet, gjë që çon në një zhvendosje të predhës nga meridiani në drejtim të rrotullimit të Tokës. Nëse gjuajtja është shkrepur paralelisht me ekuatorin, atëherë zhvendosja e predhës nga paralelja është për faktin se trajektorja e predhës shtrihet në të njëjtin rrafsh me qendrën e Tokës, ndërsa pikat në sipërfaqen e tokës lëvizin në rrafshi pingul me boshtin e rrotullimit të Tokës.

Devijimi i trupave që bien lirisht nga vertikali. Nëse shpejtësia e një trupi ka një komponent të madh vertikal, forca Coriolis drejtohet në lindje, gjë që çon në një devijim përkatës në trajektoren e një trupi që bie lirshëm (pa shpejtësi fillestare) nga një kullë e lartë. Kur konsiderohet në një kornizë referimi inerciale, efekti shpjegohet me faktin se maja e kullës në lidhje me qendrën e Tokës lëviz më shpejt se baza, për shkak të së cilës trajektorja e trupit rezulton të jetë një parabolë e ngushtë dhe trupi është pak përpara bazës së kullës.

Ky efekt ishte parashikuar Njutoni në 1679. Për shkak të kompleksitetit të kryerjes së eksperimenteve përkatëse, efekti mund të konfirmohej vetëm në fund të shekullit të 18-të - gjysma e parë e shekullit të 19-të (Guglielmini, 1791; Benzenberg, 1802; Reich, 1831).

astronom austriak Johann Hagen (1902) kreu një eksperiment që ishte modifikim i këtij eksperimenti, ku në vend që të binte lirshëm pesha, u përdor. Makina e Atwood . Kjo bëri të mundur uljen e përshpejtimit të rënies, gjë që çoi në një reduktim të madhësisë së konfigurimit eksperimental dhe një rritje të saktësisë së matjeve.

Efekti Eötvös. Në gjerësi të ulëta, forca Coriolis kur lëviz përgjatë sipërfaqes së tokës drejtohet në drejtim vertikal dhe veprimi i saj çon në një rritje ose ulje të përshpejtimit të gravitetit, në varësi të faktit nëse trupi po lëviz në perëndim ose në lindje. Ky efekt quhet Efekti Eötvös për nder të fizikanit hungarez Roland Eötvös , i cili e zbuloi eksperimentalisht në fillim të shekullit të 20-të.

Eksperimente duke përdorur ligjin e ruajtjes së momentit këndor. Disa eksperimente bazohen nëligji i ruajtjes së momentit këndor : në një kornizë referimi inerciale, madhësia e momentit këndor (e barabartë me produktin Momenti i inercisë në shpejtësinë këndore të rrotullimit) nuk ndryshon nën ndikimin e forcave të brendshme. Nëse në një moment fillestar të kohës instalimi është i palëvizshëm në lidhje me Tokën, atëherë shpejtësia e rrotullimit të tij në raport me sistemin e referencës inerciale është e barabartë me shpejtësinë këndore të rrotullimit të Tokës. Nëse ndryshoni momentin e inercisë së sistemit, atëherë shpejtësia këndore e rrotullimit të tij duhet të ndryshojë, domethënë do të fillojë rrotullimi në lidhje me Tokën. Në një kornizë referimi jo-inerciale të lidhur me Tokën, rrotullimi ndodh si rezultat i forcës Coriolis. Kjo ide u propozua nga një shkencëtar francez Louis Poinsot në 1851

Eksperimenti i parë i tillë u krye Hagen në vitin 1910: dy pesha në një shirit të lëmuar u instaluan të palëvizshëm në lidhje me sipërfaqen e Tokës. Pastaj distanca midis ngarkesave u zvogëlua. Si rezultat, instalimi filloi të rrotullohej. Një shkencëtar gjerman kreu një eksperiment edhe më demonstrues. Hans Bucca (Hans Bucka) në vitin 1949. Një shufër afërsisht 1.5 metra e gjatë u instalua pingul me një kornizë drejtkëndëshe. Fillimisht, shufra ishte horizontale, instalimi ishte i palëvizshëm në lidhje me Tokën. Pastaj shufra u soll në një pozicion vertikal, i cili çoi në një ndryshim në momentin e inercisë prej afërsisht 10 4 herë dhe rrotullimi i tij i shpejtë me një shpejtësi këndore prej 10 4 herë shpejtësia e rrotullimit të Tokës.

Gyp në banjë. Meqenëse forca Coriolis është shumë e dobët, ajo ka një efekt të papërfillshëm në drejtimin e rrotullimit të ujit kur kullon një lavaman ose vaskë, kështu që në përgjithësi drejtimi i rrotullimit në gyp nuk lidhet me rrotullimin e Tokës. Sidoqoftë, në eksperimentet e kontrolluara me kujdes është e mundur të izolohen efektet e forcës Coriolis nga faktorë të tjerë: në hemisferën veriore gypi do të rrotullohet në të kundërt të akrepave të orës, në hemisferën jugore do të rrotullohet në drejtim të kundërt (e kundërta është e vërtetë).

Efektet e forcës Coriolis: dukuri në natyrën përreth

Ligji i Baer-it. Siç vuri në dukje fillimisht akademiku i Shën Petersburgut Karl Baer në 1857, lumenjtë gërryen bregun e djathtë në hemisferën veriore (bregu i majtë në hemisferën jugore), i cili rrjedhimisht rezulton të jetë më i pjerrët ( Ligji i birrës ). Shpjegimi për efektin është i ngjashëm me shpjegimin e devijimit të predhave kur gjuhen në drejtim horizontal: nën ndikimin e forcës Coriolis, uji godet më fort bregun e djathtë, gjë që çon në mjegullimin e tij dhe, anasjelltas, tërhiqet nga bregun e majtë.

Ciklon mbi bregun juglindor të Islandës (pamje nga hapësira).Erërat: erërat tregtare, ciklonet, anticiklonet. Fenomenet atmosferike shoqërohen gjithashtu me praninë e forcës Coriolis, e drejtuar djathtas në hemisferën veriore dhe majtas në hemisferën jugore: erërat tregtare, ciklonet dhe anticiklonet. Fenomeni erërat tregtare shkaktohet nga ngrohja e pabarabartë e shtresave të poshtme të atmosferës së tokës në zonën ekuatoriale dhe në gjerësinë gjeografike të mesme, duke çuar në rrjedhën e ajrit përgjatë meridianit në jug ose në veri, përkatësisht në hemisferat veriore dhe jugore. Veprimi i forcës Coriolis çon në devijimin e rrjedhave të ajrit: në hemisferën veriore - drejt verilindjes (era tregtare verilindore), në hemisferën jugore - drejt juglindjes (era tregtare juglindore).

Ciklon quhet një vorbull atmosferike me presion të reduktuar të ajrit në qendër. Masat e ajrit, që priren drejt qendrës së ciklonit, nën ndikimin e forcës Coriolis, rrotullohen në drejtim të kundërt të akrepave të orës në hemisferën veriore dhe në drejtim të akrepave të orës në hemisferën jugore. Po kështu, në anticiklon , ku ka një presion maksimal në qendër, prania e forcës Coriolis çon në lëvizje vorbullash në drejtim të akrepave të orës në hemisferën veriore dhe në drejtim të kundërt në hemisferën jugore. Në një gjendje të palëvizshme, drejtimi i lëvizjes së erës në një ciklon ose anticiklon është i tillë që forca Coriolis balancon gradientin e presionit midis qendrës dhe periferisë së vorbullës (era gjeostrofike ).

Eksperimentet optike

Një numër eksperimentesh që demonstrojnë rrotullimin e Tokës bazohen në Efekti Sagnac: nëse një interferometër unazor kryen një lëvizje rrotulluese, pastaj për shkak të efekteve relativiste shiritat zhvendosen nga një kënd

Rregulli i gimletit në jetën e delfinëve

Megjithatë, nuk ka gjasa që delfinët të jenë në gjendje ta ndiejnë këtë forcë në një shkallë kaq të vogël, shkruan MIGNews. Sipas një versioni tjetër të Menger, fakti është se kafshët notojnë në një drejtim për të qëndruar në një grup gjatë cenueshmërisë relative të orëve gjysmë të fjetur. "Kur delfinët janë zgjuar, ata përdorin fishkëllimë për të qëndruar së bashku," shpjegon shkencëtari. “Por kur flenë, nuk duan të bëjnë zhurmë sepse kanë frikë të tërheqin vëmendjen.” Por Menger nuk e di pse zgjedhja e drejtimit ndryshon në varësi të hemisferës: "Është përtej mua," pranon studiuesi.

Mendimi i amatorit

Pra, ne kemi asamblenë:

1. Forca Coriolis është një nga

5. NJË FUSHË MAGNETIKE- ky është një lloj i veçantë i materies përmes së cilës ndodh ndërveprimi ndërmjet grimcave të ngarkuara elektrike në lëvizje.

6. INDUKSIONI MAGNETIK- kjo është forca karakteristike e fushës magnetike.

7. DREJTIMI I LINJAT E INDUKSIONIT MAGNETIK- përcaktohet nga rregulli i gimletit ose rregulli i dorës së djathtë.

9. Devijimi i trupave që bien lirisht nga vertikali.

10. Gyp në banjë

11. Efekti i bregut të djathtë.

12. Delfinët.

Një eksperiment me ujë u krye në ekuator. Në veri të ekuatorit, gjatë kullimit, uji rrotullohej në drejtim të akrepave të orës dhe në jug të ekuatorit, në drejtim të kundërt. Fakti që bregu i djathtë është më i lartë se i majti është sepse uji e tërheq shkëmbin lart.

Forca Coriolis nuk ka asnjë lidhje me rrotullimin e Tokës!

Një përshkrim i detajuar i tubave të komunikimit me satelitët, Hënën dhe Diellin është dhënë në monografinë "Ftohja bërthamore e ftohtë".

Ka edhe efekte që lindin kur reduktohen potencialet e frekuencave individuale në tubat e komunikimit.

Efektet e vërejtura që nga viti 2007:

Gjatë kullimit, uji rrotullohej në drejtim të akrepave të orës dhe në të kundërt; ndonjëherë kullimi kryhej pa rrotullim.

Delfinët u hodhën në breg.

Nuk kishte asnjë transformim aktual (gjithçka është në hyrje, asgjë në dalje).

Gjatë transformimit, fuqia dalëse tejkaloi ndjeshëm fuqinë hyrëse.

Djegia e nënstacioneve të transformatorëve.

Dështimet e sistemit të komunikimit.

Rregulli i gimletit nuk funksionoi për induksionin magnetik.

Rryma e Gjirit është zhdukur.

Planifikuar:

Ndalimi i rrymave oqeanike.

Ndalimi i lumenjve që derdhen në Detin e Zi.

Ndalimi i lumenjve që derdhen në detin Aral.

Ndalesa e Yenisei.

Eliminimi i tubave të komunikimit do të çojë në zhvendosjen e satelitëve planetarë në orbita rrethore rreth Diellit, rrezja e orbitave do të jetë më e vogël se rrezja e orbitës së Mërkurit.

Heqja e tubit të komunikimit me Diellin do të thotë shuarje e koronës.

Heqja e tubit të komunikimit me Hënën nënkupton eliminimin e riprodhimit të "miliardës së artë" dhe "milionit të artë", ndërsa Hëna "largohet" nga Toka me 1.200.000 km.

Temat e kodifikuesit të Provimit të Unifikuar të Shtetit: bashkëveprimi i magneteve, fusha magnetike e një përcjellësi me rrymën.

Vetitë magnetike të materies janë të njohura për njerëzit për një kohë të gjatë. Magnetët e morën emrin e tyre nga qyteti antik i Magnezisë: në afërsi të tij kishte një mineral të zakonshëm (më vonë i quajtur mineral hekuri magnetik ose magnetit), pjesët e të cilit tërhiqnin objekte hekuri.

Ndërveprimi i magnetit

Në dy anët e secilit magnet ka Poli i Veriut Dhe Poli i Jugut. Dy magnet tërhiqen nga njëri-tjetri nga pole të kundërta dhe zmbrapsen nga pole të ngjashëm. Magnetët mund të veprojnë mbi njëri-tjetrin edhe përmes një vakumi! Megjithatë, e gjithë kjo i ngjan ndërveprimit të ngarkesave elektrike bashkëveprimi i magneteve nuk është elektrik. Kjo dëshmohet nga faktet eksperimentale të mëposhtme.

Forca magnetike dobësohet ndërsa magneti nxehet. Fuqia e ndërveprimit të ngarkesave pika nuk varet nga temperatura e tyre.

Forca magnetike dobësohet nëse magneti tundet. Asgjë e tillë nuk ndodh me trupat me ngarkesë elektrike.

Ngarkesat elektrike pozitive mund të ndahen nga ato negative (për shembull, kur elektrizohen trupat). Por është e pamundur të ndash polet e një magneti: nëse e ndani një magnet në dy pjesë, atëherë polet shfaqen gjithashtu në vendin e prerjes, dhe magneti ndahet në dy magnet me pole të kundërta në skajet (të orientuar në të njëjtën mënyrë si polet e magnetit origjinal).

Pra magnet Gjithmonë bipolare, ato ekzistojnë vetëm në formë dipole. Polet magnetike të izoluara (të quajtura monopole magnetike- analoge të ngarkesës elektrike) nuk ekzistojnë në natyrë (në çdo rast, ato ende nuk janë zbuluar eksperimentalisht). Kjo është ndoshta asimetria më e habitshme midis elektricitetit dhe magnetizmit.

Ashtu si trupat me ngarkesë elektrike, magnetët veprojnë mbi ngarkesat elektrike. Sidoqoftë, magneti vepron vetëm duke lëvizur tarifë; nëse ngarkesa është në qetësi në raport me magnetin, atëherë efekti i forcës magnetike në ngarkesë nuk vërehet. Përkundrazi, një trup i elektrizuar vepron me çdo ngarkesë, pavarësisht nëse është në qetësi apo në lëvizje.

Sipas koncepteve moderne të teorisë me rreze të shkurtër, ndërveprimi i magneteve kryhet përmes fushë magnetike Përkatësisht, një magnet krijon një fushë magnetike në hapësirën përreth, e cila vepron në një magnet tjetër dhe shkakton një tërheqje ose zmbrapsje të dukshme të këtyre magneteve.

Një shembull i një magneti është gjilpërë magnetike busull. Duke përdorur një gjilpërë magnetike, mund të gjykoni praninë e një fushe magnetike në një zonë të caktuar të hapësirës, ​​si dhe drejtimin e fushës.

Planeti ynë Tokë është një magnet gjigant. Jo shumë larg polit gjeografik verior të Tokës është poli magnetik i jugut. Prandaj, skaji verior i gjilpërës së busullës, duke u kthyer drejt polit magnetik jugor të Tokës, tregon veriun gjeografik. Nga këtu erdhi emri "poli i veriut" i një magneti.

Linjat e fushës magnetike

Ne kujtojmë, fusha elektrike studiohet duke përdorur ngarkesa të vogla provë, me efektin mbi të cilin mund të gjykohet madhësia dhe drejtimi i fushës. Analogu i një ngarkese provë në rastin e një fushe magnetike është një gjilpërë e vogël magnetike.

Për shembull, ju mund të merrni një pasqyrë gjeometrike në fushën magnetike duke vendosur gjilpëra shumë të vogla të busullës në pika të ndryshme në hapësirë. Përvoja tregon se shigjetat do të rreshtohen përgjatë linjave të caktuara - të ashtuquajturat linjat e fushës magnetike. Le ta përcaktojmë këtë koncept në formën e tre pikave të mëposhtme.

1. Linjat e fushës magnetike, ose linjat magnetike të forcës, janë linja të drejtuara në hapësirë ​​që kanë veçoritë e mëposhtme: një gjilpërë e vogël busull e vendosur në çdo pikë të një linje të tillë është e orientuar tangjent me këtë linjë..

2. Drejtimi i vijës së fushës magnetike konsiderohet të jetë drejtimi i skajeve veriore të gjilpërave të busullës të vendosura në pikat në këtë linjë.

3. Sa më të dendura të jenë linjat, aq më e fortë është fusha magnetike në një zonë të caktuar të hapësirës..

Thardhjet e hekurit mund të shërbejnë me sukses si gjilpëra busull: në një fushë magnetike, llambat e vogla magnetizohen dhe sillen tamam si hala magnetike.

Pra, duke derdhur fije hekuri rreth një magneti të përhershëm, do të shohim përafërsisht figurën e mëposhtme të linjave të fushës magnetike (Fig. 1).

Oriz. 1. Fusha magnetike e përhershme

Poli verior i një magneti tregohet nga ngjyra blu dhe shkronja; poli i jugut - me të kuqe dhe shkronja . Ju lutemi vini re se linjat e fushës largohen nga poli verior i magnetit dhe hyjnë në polin jugor: në fund të fundit, skaji verior i gjilpërës së busullës do të drejtohet drejt polit jugor të magnetit.

Përvoja e Oersted

Përkundër faktit se fenomenet elektrike dhe magnetike janë të njohura për njerëzit që nga lashtësia, për një kohë të gjatë nuk u vërejt asnjë lidhje mes tyre. Për disa shekuj, kërkimet mbi energjinë elektrike dhe magnetizmin vazhduan paralelisht dhe në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri.

Fakti i jashtëzakonshëm që fenomenet elektrike dhe magnetike janë në të vërtetë të lidhura me njëri-tjetrin u zbulua për herë të parë në 1820 - në eksperimentin e famshëm të Oersted.

Diagrami i eksperimentit të Oersted është paraqitur në Fig. 2 (imazhi nga faqja rt.mipt.ru). Mbi gjilpërën magnetike (dhe janë polet veriore dhe jugore të gjilpërës) ka një përcjellës metalik të lidhur me një burim rryme. Nëse mbyllni qarkun, shigjeta kthehet pingul me përcjellësin!
Ky eksperiment i thjeshtë tregoi drejtpërdrejt marrëdhënien midis elektricitetit dhe magnetizmit. Eksperimentet që pasuan eksperimentin e Oersted vendosën në mënyrë të vendosur modelin e mëposhtëm: fusha magnetike krijohet nga rrymat elektrike dhe vepron mbi rrymat.

Oriz. 2. Eksperimenti i Oersted

Modeli i linjave të fushës magnetike të krijuara nga një përcjellës me rrymë varet nga forma e përcjellësit.

Fusha magnetike e një teli të drejtë që mban rrymë

Linjat e fushës magnetike të një teli të drejtë që mbart rrymë janë rrathë koncentrikë. Qendrat e këtyre rrathëve shtrihen në tel dhe rrafshet e tyre janë pingul me telin (Fig. 3).

Oriz. 3. Fusha e një teli të drejtë me rrymë

Ekzistojnë dy rregulla alternative për përcaktimin e drejtimit të vijave të fushës magnetike përpara.

Rregulli në drejtim të akrepave të orës. Vijat e fushës shkojnë në drejtim të kundërt të akrepave të orës nëse shikoni në mënyrë që rryma të rrjedhë drejt nesh.

Rregulli i vidhave(ose rregull gimlet, ose rregulli i tapës- kjo është diçka më afër dikujt ;-)). Linjat e fushës shkojnë aty ku duhet të rrotulloni vidën (me një fije të rregullt të djathtë) në mënyrë që të lëvizë përgjatë fillit në drejtim të rrymës.

Përdorni rregullin që ju përshtatet më së miri. Është më mirë të mësoheni me rregullin e akrepave të orës - më vonë do ta shihni vetë se ai është më universal dhe më i lehtë për t'u përdorur (dhe më pas mbani mend me mirënjohje në vitin e parë, kur studioni gjeometrinë analitike).

Në Fig. 3 diçka e re është shfaqur: ky është një vektor i quajtur induksioni i fushës magnetike, ose induksioni magnetik. Vektori i induksionit magnetik është analog me vektorin e forcës së fushës elektrike: ai shërben karakteristikë e fuqisë fushë magnetike, që përcakton forcën me të cilën fusha magnetike vepron në ngarkesat lëvizëse.

Ne do të flasim për forcat në një fushë magnetike më vonë, por tani për tani do të vërejmë vetëm se madhësia dhe drejtimi i fushës magnetike përcaktohet nga vektori i induksionit magnetik. Në çdo pikë të hapësirës, ​​vektori drejtohet në të njëjtin drejtim si skaji verior i gjilpërës së busullës, i vendosur në një pikë të caktuar, domethënë, tangjent me vijën e fushës në drejtim të kësaj linje. Induksioni magnetik matet në Tesla(Tl).

Ashtu si në rastin e fushës elektrike, për induksionin e fushës magnetike vlen sa vijon: parimi i mbivendosjes. Ajo qëndron në faktin se induksionet e fushave magnetike të krijuara në një pikë të caktuar nga rryma të ndryshme mblidhen në mënyrë vektoriale dhe japin vektorin që rezulton i induksionit magnetik:.

Fusha magnetike e një spirale me rrymë

Konsideroni një spirale rrethore përmes së cilës qarkullon një rrymë e drejtpërdrejtë. Ne nuk tregojmë burimin që krijon rrymën në figurë.

Fotografia e linjave fushore të orbitës sonë do të duket përafërsisht si më poshtë (Fig. 4).

Oriz. 4. Fusha e një mbështjelljeje me rrymë

Do të jetë e rëndësishme për ne që të jemi në gjendje të përcaktojmë se në cilën gjysmë hapësirë ​​(në lidhje me rrafshin e spirales) drejtohet fusha magnetike. Përsëri kemi dy rregulla alternative.

Rregulli në drejtim të akrepave të orës. Linjat e fushës shkojnë atje, duke parë nga ku duket se rryma qarkullon në të kundërt të akrepave të orës.

Rregulli i vidhave. Linjat e fushës shkojnë aty ku vidhosja (me një fije normale djathtas) do të lëvizë nëse rrotullohet në drejtim të rrymës.

Siç mund ta shihni, rryma dhe fusha ndryshojnë rolet - në krahasim me formulimin e këtyre rregullave për rastin e rrymës direkte.

Fusha magnetike e një mbështjelljeje aktuale

Spirale Do të funksionojë nëse e mbështjellni telin fort, kthejeni për ta kthyer, në një spirale mjaft të gjatë (Fig. 5 - imazhi nga en.wikipedia.org). Spiralja mund të ketë disa dhjetëra, qindra apo edhe mijëra kthesa. Spiralja quhet gjithashtu solenoid.

Oriz. 5. Bobina (solenoid)

Fusha magnetike e një kthese, siç e dimë, nuk duket shumë e thjeshtë. Fushat? kthesat individuale të spirales janë mbivendosur mbi njëra-tjetrën, dhe duket se rezultati duhet të jetë një pamje shumë konfuze. Megjithatë, kjo nuk është kështu: fusha e një spirale të gjatë ka një strukturë të thjeshtë të papritur (Fig. 6).

Oriz. 6. fusha e mbështjelljes aktuale

Në këtë figurë, rryma në spirale rrjedh në drejtim të kundërt kur shikohet nga e majta (kjo do të ndodhë nëse në Fig. 5 skaji i djathtë i spirales është i lidhur me "plus" të burimit aktual dhe skaji i majtë me " minus"). Shohim se fusha magnetike e spirales ka dy veti karakteristike.

1. Brenda spirales, larg nga skajet e saj, është fusha magnetike homogjene: në çdo pikë vektori i induksionit magnetik është i njëjtë në madhësi dhe drejtim. Vijat e terrenit janë drejtëza paralele; ato përkulen vetëm pranë skajeve të spirales kur dalin jashtë.

2. Jashtë spirales fusha është afër zeros. Sa më shumë rrotullime në spirale, aq më e dobët është fusha jashtë saj.

Vini re se një spirale pafundësisht e gjatë nuk e lëshon fare fushën nga jashtë: nuk ka fushë magnetike jashtë spirales. Brenda një spirale të tillë, fusha është uniforme kudo.

Nuk ju kujton asgjë? Një spirale është analoge "magnetike" e një kondensatori. Ju kujtohet se një kondensator krijon një fushë elektrike uniforme brenda vetes, linjat e së cilës përkulen vetëm pranë skajeve të pllakave, dhe jashtë kondensatorit fusha është afër zeros; një kondensator me pllaka të pafundme nuk e lëshon fare fushën nga jashtë dhe fusha është uniforme kudo brenda tij.

Dhe tani - vëzhgimi kryesor. Ju lutemi krahasoni figurën e linjave të fushës magnetike jashtë spirales (Fig. 6) me linjat e fushës magnetike në Fig. 1 . Është e njëjta gjë, apo jo? Dhe tani kemi ardhur në një pyetje që ndoshta ju ka lindur në mendjen tuaj për një kohë të gjatë: nëse një fushë magnetike krijohet nga rrymat dhe vepron në rryma, atëherë cila është arsyeja e shfaqjes së një fushe magnetike pranë një magneti të përhershëm? Në fund të fundit, ky magnet nuk duket të jetë një përcjellës me rrymë!

Hipoteza e Amperit. Rrymat elementare

Në fillim u mendua se ndërveprimi i magneteve shpjegohej me ngarkesa të veçanta magnetike të përqendruara në pole. Por, ndryshe nga energjia elektrike, askush nuk mund ta izolonte ngarkesën magnetike; në fund të fundit, siç kemi thënë tashmë, nuk ishte e mundur të merreshin veçmas polet veriore dhe jugore të një magneti - polet janë gjithmonë të pranishëm në një magnet në çifte.

Dyshimet për ngarkesat magnetike u përkeqësuan nga eksperimenti i Oersted, kur doli se fusha magnetike krijohet nga rryma elektrike. Për më tepër, doli se për çdo magnet është e mundur të zgjidhet një përcjellës me një rrymë të konfigurimit të duhur, në mënyrë që fusha e këtij përcjellësi të përkojë me fushën e magnetit.

Amperi parashtroi një hipotezë të guximshme. Nuk ka ngarkesa magnetike. Veprimi i një magneti shpjegohet me rryma elektrike të mbyllura brenda tij.

Cilat janë këto rryma? Këto rrymat elementare qarkullojnë brenda atomeve dhe molekulave; ato shoqërohen me lëvizjen e elektroneve përgjatë orbitave atomike. Fusha magnetike e çdo trupi përbëhet nga fushat magnetike të këtyre rrymave elementare.

Rrymat elementare mund të vendosen rastësisht në lidhje me njëra-tjetrën. Pastaj fushat e tyre anulohen reciprokisht dhe trupi nuk shfaq veti magnetike.

Por nëse rrymat elementare janë rregulluar në mënyrë të koordinuar, atëherë fushat e tyre, duke u shtuar, përforcojnë njëra-tjetrën. Trupi bëhet magnet (Fig. 7; fusha magnetike do të drejtohet drejt nesh; poli verior i magnetit do të drejtohet gjithashtu drejt nesh).

Oriz. 7. Rrymat elementare të magnetit

Hipoteza e Amperit për rrymat elementare sqaroi vetitë e magneteve.Ngrohja dhe lëkundja e një magneti shkatërron rendin e rrymave të tij elementare dhe vetitë magnetike dobësohen. Pandashmëria e poleve të magnetit është bërë e dukshme: në pikën ku është prerë magneti, marrim të njëjtat rryma elementare në skajet. Aftësia e një trupi për t'u magnetizuar në një fushë magnetike shpjegohet me shtrirjen e koordinuar të rrymave elementare që "kthehen" siç duhet (lexoni rreth rrotullimit të një rryme rrethore në një fushë magnetike në fletën tjetër).

Hipoteza e Amperit doli të jetë e vërtetë - kjo u tregua nga zhvillimi i mëtejshëm i fizikës. Idetë për rrymat elementare u bënë pjesë përbërëse e teorisë së atomit, e zhvilluar tashmë në shekullin e njëzetë - pothuajse njëqind vjet pas supozimit të shkëlqyer të Amperit.