CÂmpul magnetiC. liniile CÂmpului magnetiC să ne amintim Corpurile care au proprietatea de a atrage fierul sunt numite magneţi. Aceștia pot fi naturali și artificiali. Regiunile magnetului în care atracţia obiectelor din fier este maximă sunt numite poli magnetici. Polii magnetici nu pot fi separaţi unul de altul. Magnetul mic care se poate roti liber în jurul axei verticale, perpendiculare pe direcţia ce trece prin polii săi – numit ac magnetic – ocupă în spaţiu o poziţie anumită: acesta indică aproximativ direcţia terestră sud-nord. Polul magnetului orientat spre polul terestru nord este numit pol magnetic nord (cu simbo lul N), celălalt pol al magnetului fiind numit sud (cu simbolul S). Polii magneţilor de același nume se resping, iar polii de nume diferite se atrag. Ţinând seama de orientarea acului magnetic, precum și de caracterul interacţiunii polilor magnetici, conchidem că în regiunea polului geografic terestru Nord se află polul geomagnetic sud, iar în regiunea polului geografic Sud se află polul geomagnetic nord.
Interacţiunea magnetică se realizează prin intermediul câmpului magnetic existent în jurul magneţilor. Câmpurile magnetice se cercetează cu ajutorul ácelor magnetice. Pentru a obţine o anu mi tă imagine a câmpului, se trasează liniile mag ne tice. Liniile câmpului magnetic sunt liniile trasate astfel încât tangentele duse în orice punct al lor coincid cu direcţia acului magnetic în locul respectiv. În figura 1.1 sunt repre zentate liniile magnetice – spectrul câm pului mag netic – ale unei bare magnetice rec tilinii. Ele ies din polul magnetic nord și intră în polul magnetic sud. Obser văm că în vecinătatea polilor magnetici, în re giu nile în care acţiunea magnetică este mai puternică, densitatea liniilor magne tice este mai mare. Şi invers, în regiu nile în care acţiunea magne tică este mai slabă, densitatea li niilor magnetice este mai mică. Situaţia dată este similară celei din cazul câmpului electro sta tic. Spectrul câmpului magnetic poate fi vizualizat folosind pilitură de fier, în locul ácelor magnetice.
electromagnetismul Capitolul 1
N S
N
S
Fig. 1.1
6
În anul 1820, fizicianul danez Hans Cristian Oersted (1777–1851) a observat acţiunea curentului electric asupra acului magnetic. Astfel, s-a stabilit că în jurul conductorului prin care circulă curent electric există câmp magnetic. Curentul electric prezintă mișcarea ordonată a purtătorilor de sarcină electrică, prin urmare surse ale câmpului magnetic sunt particulele, în căr cate cu sarcină electrică, în mișcare. Dacă particulele încărcate sunt în repaus, ele generează numai câmp electric. Pe când aflându-se în mișcare ele generează nu numai câmp electric, ci și câmp magnetic. Pentru a stabili forma liniilor magnetice ale câmpului creat de un con duc tor parcurs de curent electric – spectrul câmpului magnetic –, trecem conductorul prin orificiul unei bucăţi de carton. Plasăm conductorul vertical, iar cartonul orizontal și așezăm pe el mai multe ace magnetice mici, care se pot roti în jurul axelor verticale. În lipsa curentului, ácele sunt paralele între ele și indică cu capătul nord spre polul geomagnetic sud. Dacă însă prin conductor circulă curent electric, ácele își schimbă direcţiile formând cercuri (fig. 1.2). Conchidem că liniile magnetice ale câmpului creat de un conductor rectiliniu parcurs de curent au forma unor cercuri situate în plane perpendiculare pe conductor, având ca centre punctele de intersecţie ale planelor cu acesta. Sensul liniilor magnetice este indicat de polul nord al ácelor magnetice. Între sensul liniilor magnetice și sensul curentului electric există o anumită legătură care poate fi exprimată sub formă de mai multe reguli. Cea mai frecvent folosită este regula burghiului cu filet de dreapta: La rotirea burghiului cu filet de dreapta, astfel încât acesta să se deplaseze în sensul curentului electric, sensul rotaţiei mânerului său indică sensul liniilor magnetice. În figura 1.2 se observă o proprietate importantă: liniile magnetice sunt linii închise. În cazul barei magnetice, liniile reprezentate în figura 1.1 din exteriorul ei sunt închise în interiorul barei. Astfel, liniile magnetice se deosebesc esenţial de liniile intensităţii câmpului electrostatic, care sunt linii deschise, având capetele lor la sarcinile electrice sau la infinit. Compa rarea caracterului liniilor magnetice cu al celor electrice denotă lipsa în natură a unor sarcini magnetice care ar avea un rol similar celui al sarcinilor electrice în cazul interacţiunii electrostatice. Cu ajutorul ácelor magnetice mici poate fi stabilit caracterul liniilor câmpului pentru curentul circular, cum este numit inelul conductor parcurs de curent electric (fig. 1.3). Comparând figurile 1.3 și 1.1, constatăm că liniile câmpului magnetic al curentului circular sunt si mi lare celor ale unei bare magnetice scurte (în figura 1.3 bara este reprezentată prin linii întrerupte). Pentru a determina sensul liniilor magnetice ale curentului circular, poate fi folosită o altă variantă a regulii burghiului: Sensul liniilor magnetice coincide cu sensul deplasării bur ghiului la rotirea mânerului său în sensul curentului electric din inel. Această regulă se aplică și la determinarea sen su lui liniilor magnetice în interiorul unei bobine lungi parcurse de curent electric, denumită, de obicei, solenoid (fig. 1.4). Câmpul magnetic al solenoidului este similar câmpului barei magnetice (fig. 1.1). În interiorul solenoidului liniile câm
N
S
I
Fig. 1.2
Fig. 1.4
I
S
S
N N
Fig. 1.3
N S
7
pului sunt paralele și au densitate constantă. Acest câmp este omogen. Asemănarea dintre câmpurile magnetice ale curen tului circular și barei magnetice a fost stabilită în anul 1820 de către André-Marie Ampère (1775– 1836), înainte de introducerea noţiunii de câmp și
Verificaţi-vă cunoştinţele
de linii ale acestuia. Ea a fost folosită pentru explicarea pro prietăţilor magnetice ale substanţei. Pentru a explica magnetismul terestru, Ampère a presupus existenţa în interiorul Pământului a unor curenţi circulari. În prezent se consideră că acești curenţi există în nucleul metalic al Pământului.
Interacţiunea magnetică se realizează prin intermediul câmpului magnetic existent în jurul magneţilor. Câmpurile magnetice se cercetează cu ajutorul ácelor magnetice. Pentru a obţine o anu mi tă imagine a câmpului, se trasează liniile mag ne tice. Liniile câmpului magnetic sunt liniile trasate astfel încât tangentele duse în orice punct al lor coincid cu direcţia acului magnetic în locul respectiv. În figura 1.1 sunt repre zentate liniile magnetice – spectrul câm pului mag netic – ale unei bare magnetice rec tilinii. Ele ies din polul magnetic nord și intră în polul magnetic sud. Obser văm că în vecinătatea polilor magnetici, în re giu nile în care acţiunea magnetică este mai puternică, densitatea liniilor magne tice este mai mare. Şi invers, în regiu nile în care acţiunea magne tică este mai slabă, densitatea li niilor magnetice este mai mică. Situaţia dată este similară celei din cazul câmpului electro sta tic. Spectrul câmpului magnetic poate fi vizualizat folosind pilitură de fier, în locul ácelor magnetice.
electromagnetismul Capitolul 1
N S
N
S
Fig. 1.1
6
În anul 1820, fizicianul danez Hans Cristian Oersted (1777–1851) a observat acţiunea curentului electric asupra acului magnetic. Astfel, s-a stabilit că în jurul conductorului prin care circulă curent electric există câmp magnetic. Curentul electric prezintă mișcarea ordonată a purtătorilor de sarcină electrică, prin urmare surse ale câmpului magnetic sunt particulele, în căr cate cu sarcină electrică, în mișcare. Dacă particulele încărcate sunt în repaus, ele generează numai câmp electric. Pe când aflându-se în mișcare ele generează nu numai câmp electric, ci și câmp magnetic. Pentru a stabili forma liniilor magnetice ale câmpului creat de un con duc tor parcurs de curent electric – spectrul câmpului magnetic –, trecem conductorul prin orificiul unei bucăţi de carton. Plasăm conductorul vertical, iar cartonul orizontal și așezăm pe el mai multe ace magnetice mici, care se pot roti în jurul axelor verticale. În lipsa curentului, ácele sunt paralele între ele și indică cu capătul nord spre polul geomagnetic sud. Dacă însă prin conductor circulă curent electric, ácele își schimbă direcţiile formând cercuri (fig. 1.2). Conchidem că liniile magnetice ale câmpului creat de un conductor rectiliniu parcurs de curent au forma unor cercuri situate în plane perpendiculare pe conductor, având ca centre punctele de intersecţie ale planelor cu acesta. Sensul liniilor magnetice este indicat de polul nord al ácelor magnetice. Între sensul liniilor magnetice și sensul curentului electric există o anumită legătură care poate fi exprimată sub formă de mai multe reguli. Cea mai frecvent folosită este regula burghiului cu filet de dreapta: La rotirea burghiului cu filet de dreapta, astfel încât acesta să se deplaseze în sensul curentului electric, sensul rotaţiei mânerului său indică sensul liniilor magnetice. În figura 1.2 se observă o proprietate importantă: liniile magnetice sunt linii închise. În cazul barei magnetice, liniile reprezentate în figura 1.1 din exteriorul ei sunt închise în interiorul barei. Astfel, liniile magnetice se deosebesc esenţial de liniile intensităţii câmpului electrostatic, care sunt linii deschise, având capetele lor la sarcinile electrice sau la infinit. Compa rarea caracterului liniilor magnetice cu al celor electrice denotă lipsa în natură a unor sarcini magnetice care ar avea un rol similar celui al sarcinilor electrice în cazul interacţiunii electrostatice. Cu ajutorul ácelor magnetice mici poate fi stabilit caracterul liniilor câmpului pentru curentul circular, cum este numit inelul conductor parcurs de curent electric (fig. 1.3). Comparând figurile 1.3 și 1.1, constatăm că liniile câmpului magnetic al curentului circular sunt si mi lare celor ale unei bare magnetice scurte (în figura 1.3 bara este reprezentată prin linii întrerupte). Pentru a determina sensul liniilor magnetice ale curentului circular, poate fi folosită o altă variantă a regulii burghiului: Sensul liniilor magnetice coincide cu sensul deplasării bur ghiului la rotirea mânerului său în sensul curentului electric din inel. Această regulă se aplică și la determinarea sen su lui liniilor magnetice în interiorul unei bobine lungi parcurse de curent electric, denumită, de obicei, solenoid (fig. 1.4). Câmpul magnetic al solenoidului este similar câmpului barei magnetice (fig. 1.1). În interiorul solenoidului liniile câm
N
S
I
Fig. 1.2
Fig. 1.4
I
S
S
N N
Fig. 1.3
N S
7
pului sunt paralele și au densitate constantă. Acest câmp este omogen. Asemănarea dintre câmpurile magnetice ale curen tului circular și barei magnetice a fost stabilită în anul 1820 de către André-Marie Ampère (1775– 1836), înainte de introducerea noţiunii de câmp și
Verificaţi-vă cunoştinţele
de linii ale acestuia. Ea a fost folosită pentru explicarea pro prietăţilor magnetice ale substanţei. Pentru a explica magnetismul terestru, Ampère a presupus existenţa în interiorul Pământului a unor curenţi circulari. În prezent se consideră că acești curenţi există în nucleul metalic al Pământului.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu