Znanost magnetnih polj

A magnetno polje obdaja vsak električni naboj v gibanju. Magnetno polje je neprekinjeno in nevidno, vendar je njegova moč in orientacija lahko predstavljena s črtami magnetnega polja. V idealnem primeru linije magnetnega polja ali linije magnetnega pretoka kažejo jakost in usmeritev magnetnega polja. Predstavitev je uporabna, ker ljudem omogoča, da vidijo nevidno silo in ker matematični zakoni fizike zlahka sprejmejo "število" ali gostoto poljskih črt.

Magnetno polje je a vektor, kar pomeni, da ima velikost in smer. Če električni tok teče po ravni črti, pravilo desne roke prikazuje smer nevidnih magnetnih polj, ki tečejo okoli žice. Če si predstavljate, da z desno roko držite žico s palcem, usmerjenim v smeri toka, magnetno polje potuje v smeri prstov okoli žice. Toda, kaj če ne veste smeri toka ali preprosto želite vizualizirati magnetno polje?

Kot zrak je magnetno polje nevidno. Veter si lahko ogledate tako, da v zrak vržete majhne koščke papirja. Podobno namestitev koščkov magnetnega materiala v magnetno polje omogoča sledenje njegove poti. Preproste metode vključujejo:

Uporabite kompas

Mahanje samca kompas okoli magnetnega polja prikazuje smer poljskih črt. Če dejansko preslikamo magnetno polje, namestitev številnih kompasov kaže smer magnetnega polja na kateri koli točki. Če želite narisati črte magnetnega polja, povežite kompas "pike". Prednost te metode je, da prikazuje smer linij magnetnega polja. Pomanjkljivost je, da ne kaže jakosti magnetnega polja.

Uporabljajte železne filtre ali magnetitni pesek

Železo je feromagnetno. To pomeni, da se poravna po črtah magnetnega polja in tvori drobne magnete s severnim in južnim polom. Drobni koščki železa, na primer železni nalivi, se poravnajo, da ustvarijo podroben zemljevid poljskih črt, ker se severni pol enega kosa usmeri v odboj severnega pola drugega kosa in privabi njegov južni pol. Toda obloge ne morete samo posipati na magnet, ker jih privlačijo in se bodo lepile namesto na sled magnetnega polja.

Da bi rešili to težavo, železne obloge na magnetno polje posujemo na papir ali plastiko. Ena od tehnik, ki se uporablja za razprševanje oblog, je, da jih poškropimo na površino z višine nekaj centimetrov. Dodate lahko še več vložkov, da bodo črte polja bolj jasne, vendar le do točke.

Namesto železnih vložkov so jeklene BB pelete, ponikaste železne obloge (ki ne rjavijo), majhne sponke za papir, sponke ali magnetitni pesek. Prednost uporabe delcev železa, jekla ali magnetita je, da delci tvorijo podroben zemljevid magnetnih polj. Zemljevid prikazuje tudi približno moč magnetnega polja. Tam, kjer je polje najmočnejše, se pojavljajo tesno razmaknjene, goste črte, široko ločene, redke črte pa kažejo, kje je šibkejše. Slabost uporabe železnih oblog je, da ni znakov orientacije magnetnega polja. Najlažji način za premagovanje tega je uporaba kompasa z železnimi vložki za kartiranje orientacije in smeri.

Poskusite magnetni ogled filma

Magnetni ogledni film je prilagodljiv plastični ki vsebujejo mehurčke tekočine, obložene z drobnimi magnetnimi palicami. Filmi so videti temnejši ali svetlejši, odvisno od orientacije palic v magnetnem polju. Magnetni film za ogled najbolje deluje tako, da preslika kompleksno magnetno geometrijo, kakršno proizvede ploščati magnet za hladilnik.

V naravi se pojavljajo tudi črte magnetnega polja. Med a popolni sončni mrk, črte v koroni sledijo Sončevemu magnetnemu polju. Nazaj na Zemljo črte v aurori označi pot magnetnega polja planeta. V obeh primerih so vidne črte žareče naboji delcev.

S pomočjo magnetnih polj za izdelavo zemljevida postanejo očitna pravila:

1. Linije magnetnega polja se nikoli ne križajo.
2. Linije magnetnega polja so neprekinjene. Tvorijo zaprte zanke, ki se skozi magnetni material nadaljujejo vse do konca.
3. Linije magnetnega polja se združijo tam, kjer je magnetno polje najmočnejše. Z drugimi besedami, gostota poljskih črt kaže na jakost magnetnega polja. Če so polja polja okoli magneta preslikana, je to najmočnejše magnetno polje je na katerem koli polu.
4. Če magnetno polje ni preslikano s kompasom, je smer magnetnega polja morda neznana. Po dogovoru je smer označena z risanjem puščic po črtah magnetnega polja. V katerem koli magnetnem polju črte vedno tečejo od severnega do južnega pola. Imeni "sever" in "jug" sta zgodovinski in morda nimata vpliva na geografsko usmerjenost magnetnega polja

• Durney, Carl H. in Curtis C. Johnson (1969). Uvod v sodobno elektromagnetiko. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-018388-9.
• Griffiths, David J. (2017). Uvod v elektrodinamiko (4. izd.). Cambridge University Press. ISBN 9781108357142.
• Newton, Henry Black in Harvey N. Davis (1913). Praktična fizika. MacMillan Co., ZDA.
• Tipler, Paul (2004). Fizika za znanstvenike in inženirje: elektrika, magnetizem, svetloba in elementarna moderna fizika (5. izd.). W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-0810-0.