Магнитното поле е хомогенно и нехомогенно: характеристиката и дефиницията

Едно от основните понятия, използвани във физиката, е магнитното поле. Той засяга движещи се електрически заряди.

Дефиницията и методите за откриване на магнитно поле

Когато се натъкнем на концепцията за магнитно поле, ние сме изправени пред въпроса дали това магнитно поле е хомогенно или нехомогенно. Преди да отговорите на такъв въпрос, е необходимо да дадете първоначални определения на термините.

Магнитно поле трябва да се счита за специален вид на материята, съществуващи близо до движещи се електрически заряди, особено близо до проводници с ток. Можете да откриете с помощта на магнитна игла или железни стружки.

Хомогенно поле

Настъпва вътре в магнита на лентата и в соленоид, когато дължината му е много по-голяма от диаметъра. В този случай, според правилото на сондажа, контурите на магнитното поле ще бъдат насочени обратно на часовниковата стрелка.

Магнитните линии са успоредни и прави, празнината между тях е винаги една и съща, силата на влияние върху магнитната игла не се различава във всички точки по нейната величина и посока.

Нехомогенно поле

В случай на нехомогенно поле, магнитните линии ще се огънат, празнотата между тях ще варира в сила, силата на действието върху магнитната игла ще се различава в различните точки на полето в неговата величина и посока. Също така силата, действаща върху стрелката, разположена в полето на магнита на лентата, действа в различни точки със силите с различен модул и посока. Това се нарича нехомогенно поле. Линиите на това поле са извити, честотата варира от точка до точка.

Възможно е да се открие такова поле в близост до проводник с постоянен ток, магнит на лентата и соленоид.

Какви са магнитните линии?

На първо място, когато възникне проблемът, е необходимо да се определи кое магнитно поле, хомогенно или нехомогенно, се формира, е необходимо да се научим за магнитните линии, под формата на които характеристиката на полето става ясна.

За да се изобрази магнитно поле, започнаха да се използват магнитни линии. Те са въображаеми ленти, разположени по протежение на магнитната игла и поставени в магнитно поле. Възможно е да се направи магнитна линия през всяка точка на полето, тя ще има посока и винаги ще бъде затворена.

посока

Излизат от северния полюс на магнита и са изпратени на южния полюс. От вътрешността на самия магнит всичко е точно противоположно. Самите линии нямат начало или край, те са затворени или преминават от безкрайност до безкрайност.

Извън магнитните линии са разположени най-плътно близо до полюсите. От това става ясно, че полето е най-силно засегнато в близост до полюсите, и тъй като се отдалечава от дъното, то отслабва. Като се има предвид, че магнитните ленти са усукани, посоката на силата, която действа върху магнитната игла, също се променя.

Как да нарисуваме

За да се разбере как хомогенните магнитни полета се различават от нееднородните, е необходимо да се научим как да ги представяме с помощта на магнитни линии.

Трябва да разгледаме горния пример за появата на хомогенно магнитно поле в т.нар. Соленоид, който е жична цилиндрична намотка, през който започва ток. Вътре в него магнитното поле може да се счита за хомогенно, при условие, че дължината е много по-голяма от диаметъра (извън серпентината полето няма да е равномерно, магнитните линии ще бъдат разположени по същия начин, както в лентовия магнит).

Хомогенно поле също се намира в центъра на постоянен магнит с ленти. В ограничено пространство в пространството също е възможно да се възпроизведе еднородно магнитно поле, в което силите на действие върху магнитизираната стрелка ще бъдат еднакви по магнитуд и посока.

За да нарисувате магнитно поле, използвайте следния пример. Ако линиите са разположени перпендикулярно на равнината на рисуване и са насочени от зрителя, те се представят като кръстове, ако зрителят посочи точките. Както и при течението, всеки кръст е като видимо опасно перо, плаващо от стрелата, а точката е по-рязка от стрелата, която лети към нас.

Също така, изискването "Изчертайте хомогенно и нехомогенно магнитно поле" е лесно осъществимо. Просто нарисувайте тези магнитни линии, като вземете предвид характеристиките на полето (хомогенност и хетерогенност).

Съществуването на нехомогенни полета обаче много усложнява проблема. В този случай е малко вероятно да се получи някакъв физически резултат, използвайки общото уравнение.

разлики

Отговорът на въпроса за това как хомогенните магнитни полета се различават от нехомогенните магнитни полета е доста лесно да се даде. На първо място, това зависи от магнитните линии. В случай на хомогенно поле, разстоянието между тях ще бъде същото и те ще бъдат равномерно разпределени, със същата сила, действаща на устройствата във всяка точка. За хетерогенните полета всичко е точно противоположно. Линиите са неравномерно разпределени, на различни места те работят с неравномерна сила върху инструментите.

На практика често се среща хетерогенно поле, което също трябва да бъде запомнено, тъй като хомогенни полета могат да се появяват само в обект, като например магнит или соленоид. Външните наблюдения обаче определят нехомогенността.

Откриване на поле

След като сме разбрали какви са хомогенните и нехомогенни магнитни полета, и след като сме ги анализирали, е необходимо да разберем по какъв начин е възможно да ги открием.

Най-простият за това е опитът, провеждан от Oersted. Тя се състои в използването на магнитна игла, която помага да се определи съществуването на електрически ток. Веднага след като токът се движи по протежение на проводника, стрелката до него ще се движи, поради факта, че има хомогенни и нехомогенни магнитни полета.

Взаимодействие на проводници с ток

Всеки проводник с ток има свое собствено магнитно поле, действащо с определена сила върху най-близкия. В зависимост от посоката на тока, проводниците ще бъдат привлечени или отблъснати един от друг. Полетата, произхождащи от различни източници, ще се съединят и ще формират единично получено поле.

Как се създават и за какво?

Примери за хомогенно и нехомогенно магнитно поле, използвани в устройства с електронен лъч, се създават чрез бобини, които преминават през ток. За да получите желаната форма на магнитното поле, използвайте върховете и магнитните екрани, изработени от материали със силна магнитна пропускливост.

Влиянието на нехомогенните магнитни полета може да промени хода на необратими явления от физико-химичен характер, главно хетерогенни процеси. Появата на турбулентна дифузия води до увеличаване с няколко порядъка на степента на движение на газа от всякаква течност към повърхността под формата на микромехурчета. Ефектът на локалното обезводняване на йони и частици се дължи на интензификацията на процеса на микрокристализация. В течащи среди високоенергийните реакции могат да създадат свободни радикали, атомен кислород, пероксиди и азотни съединения. Има коагулация, а в течността са продукти, причинени от разрушаване на ерозията.

По време на хидродинамичната кавитация голямото количество възникващи мехурчета и кухини усложнява отстраняването им от течността от зоната с намалено налягане до зоната с по-високо налягане, където се сгъстяват мехурчетата. По време на разпадането на малък балон има малко количество въздух и се получава силна химическа реакция, подобна на плазменото изпускане. Наличието на нехомогенни магнитни полета води до нестабилни пещери, тяхното разпадане и появата на дребни вихри и мехурчета. Като се има предвид, че налягането в центъра на такъв вихър е понижено, то превръща газови мехурчета с малки размери.

По време на измерването на индукцията в нехомогенно магнитно поле, трябва да се има предвид, че напрежението на Хол е пропорционално на средната стойност на индуциране на полето в зоната, ограничена от повърхността на датчика.

За да се фокусира на paraxial греди се използват също нееднакво магнитно поле, образуван от къси намотки са многослойни бобини, дължината на която е съизмерима с диаметър от него. На един електронен, попадащ в такова поле, има сили, които променят посоката си. Електродът под въздействието на такава сила се приближава до оста на лещата и равнината, в която е разположена траекторията, е крива. Електронът се движи по спирална секция, която пресича оста на лещата в дадена точка.

Пространственият фактор на нарастването се дължи на пространствената дисперсия на нехомогенните полета на територията на хетерогенна система, течност с нечестие. За да се постигне инверсия на популацията на нивата чрез метода на разделяне, се използват нехомогенни полета, създадени от многолентов магнит. Формата на полюсите е подобна на пръчките в квадруполния кондензатор на молекулен генератор на амоняк.

Начини за използване

Методът на магнитното разпознаване за откриване на недостатъци се основава на изтеглянето на магнитни частици от силите на нехомогенните полета, които се появяват над дефектите. Чрез натрупване на такъв прах се изяснява наличието на дефекта, неговата величина и позиция върху проверената част.

Един малък недостатък на метода на молекулярните греди при използването на силни нехомогенни магнитни полета е малкият ефект на разцепване. Има един прост и привидно неприемлив метод за увеличаване на този ефект. Тя се състои в прилагането на светло външно магнитно поле. Последното ще позволи да се увеличи използването на ядрени прецесионни магнитометри в посока на нехомогенни магнитни полета.

Предимството на този метод е най-висока разделителна способност, което дава възможност да се определи нехомогенни магнитното поле съизмерим със стойността на магнитното частица слой лента, както и възможността за намиране на щетите върху сложни повърхности и затваряне на отворите.

Недостатъците са необходимостта от вторична обработка на информацията, само частиците от магнитните полета по лентата са фиксирани, демагнетизирането и опазването на лентата са трудни и е необходимо да се предотврати влиянието на външните магнитни полета.

Магнитното поле е хомогенно и хетерогенно се случва доста често, въпреки факта, че те са невидими за обикновения човек на улицата. Примери за хомогенно и нехомогенно магнитно поле могат да се намерят в лентовите магнити и соленоиди. В същото време те могат да бъдат забелязани с помощта на обикновена магнитна игла или железни стружки.