Wat is magnetische inductie

In dit artikel zullen we proberen te begrijpen wat magnetische inductie is, hoe het gerelateerd is aan een magnetisch veld, wat magnetische inductie te maken heeft met stroom en hoe het stroom beïnvloedt. Laten we ons de basisregels herinneren die de richting van de inductielijnen bepalen, en we zullen ook enkele formules opmerken die zullen helpen bij het oplossen van de problemen van magnetostatica.

De karakteristieke sterkte van het magnetische veld op een geselecteerd punt in de ruimte is de magnetische inductie B. Deze vectorgrootheid bepaalt de kracht waarmee het magnetische veld inwerkt op een daarin bewegend geladen deeltje. Als de lading van het deeltje q is, de snelheid v is en de inductie van het magnetische veld op een bepaald punt in de ruimte B is, dan werkt er een kracht op het deeltje op dat punt vanaf de kant van het magnetische veld:

B is dus een vector waarvan de grootte en richting zodanig zijn dat de Lorentzkracht die werkt op een bewegende lading aan de kant van het magnetische veld gelijk is aan:

Hier is alfa de hoek tussen de snelheidsvector en de magnetische inductievector. De Lorentz-krachtvector F staat loodrecht op de snelheidsvector en de magnetische inductievector.De richting wordt bepaald voor het geval van beweging van een positief geladen deeltje in een uniform magnetisch veld linker hand regel:

«Als de linkerhand zo is geplaatst dat de vector van magnetische inductie de handpalm binnendringt en vier uitgestrekte vingers in de bewegingsrichting van het positief geladen deeltje worden gericht, dan zal de duim, gebogen op 90 graden, de richting van de Lorentzkracht.»

Aangezien de stroom in de geleider de beweging is van geladen deeltjes, kan de magnetische inductie ook worden gedefinieerd als de verhouding van het maximale mechanische moment dat op het frame werkt met een uniform magnetisch veld tot het product van de stroom in het frame door het gebied van het kader:

Magnetische inductie is een basiskenmerk van een magnetisch veld, vergelijkbaar met de sterkte van een elektrisch veld... In het SI-systeem wordt magnetische inductie gemeten in tesla (T), in het CGS-systeem in gauss (G). 1 tesla = 10.000 gauss. 1 T is de inductie van zo'n uniform magnetisch veld waarin een maximaal roterend mechanisch krachtenmoment gelijk aan 1 N·m werkt op een frame met een oppervlakte van 1 m2 waar een stroom van 1 A doorheen vloeit.

Trouwens, de inductie van het magnetische veld van de aarde op een breedtegraad van 50 ° is gemiddeld 0,00005 T en op de evenaar - 0,000031 T. De magnetische inductievector is altijd tangentieel gericht op de magnetische veldlijn.

De lus geplaatst in een uniform magnetisch veld wordt gepenetreerd door de magnetische flux Ф, — de flux van de magnetische inductievector. De grootte van de magnetische flux F hangt af van de richting van de magnetische inductievector ten opzichte van de contour, de grootte ervan en het gebied van de contour dat wordt doorboord door de lijnen van magnetische inductie.Als de vector B loodrecht op het gebied van de lus staat, is de magnetische flux F die de lus binnendringt maximaal.

De term inductie zelf komt van het Latijnse "inductie", wat "leiding" betekent (bijvoorbeeld een gedachte suggereren - dat wil zeggen een gedachte veroorzaken). Synoniemen: begeleiding, achtergrond, opleiding. Niet te verwarren met het fenomeen elektromagnetische inductie.

De live-draad heeft er omheen magnetisch veld… Het magnetisch veld van een elektrische stroom werd in 1820 ontdekt door de Deense natuurkundige Hans Christian Oersted. Om de richting van de krachtlijnen van de inductie van het magnetische veld B van de elektrische stroom I die langs een rechte draad stroomt te bepalen, gebruikt u de rechtse schroef of cardanische regel:

«De draairichting van de cardanische handgreep geeft de richting van de lijnen van magnetische inductie B aan, en de progressieve beweging van de cardanische ophanging komt overeen met de richting van de stroom in de geleider.»

In dit geval kan de waarde van de magnetische inductie B op een afstand R van een geleider met een stroom I worden gevonden met de formule:

waar is de magnetische constante:

Als de intensiteitslijnen van het elektrostatische veld E, uitgaande van positieve ladingen, eindigen met negatieve, dan zijn de lijnen van magnetische inductie B altijd gesloten. In tegenstelling tot elektrische ladingen zijn er in de natuur geen magnetische ladingen gevonden die polen zouden creëren zoals elektrische ladingen.

Nu een paar woorden over permanente magneten… Aan het begin van de 19e eeuw stelde de Franse onderzoeker en natuurkundige André-Marie Ampere een hypothese op over moleculaire stromingen. Volgens Ampere genereert de beweging van elektronen rond atoomkernen elementaire stromen, die op hun beurt elementaire magnetische velden om hen heen creëren.En als een stuk ferromagneet in een extern magnetisch veld wordt geplaatst, dan gaan deze microscopisch kleine magneten zich oriënteren in het externe veld en wordt het stuk ferromagneet een magneet.

Stoffen met een hoge restmagnetisatiewaarde, zoals de neodymium-ijzer-boorlegering, maken het tegenwoordig mogelijk om krachtige permanente magneten te verkrijgen. Neodymium magneten verliezen niet meer dan 1-2% van hun magnetisatie in 10 jaar. Maar ze kunnen eenvoudig worden gedemagnetiseerd door te verhitten tot een temperatuur van + 70 ° C of meer.

We hopen dat dit artikel je heeft geholpen een algemeen beeld te krijgen van wat magnetische inductie is en waar het vandaan komt.