Magnetische veldmaterie: formules, voorbeelden van problemen en verklaringen

Het magnetische veld is een illustratie die tot doel heeft te beschrijven en visualiseren hoe de magnetische kracht wordt verdeeld tussen een magnetisch object of rond een magnetisch object zelf.

Zoals we al weten, hebben magneten twee polen, een noordpool en een zuidpool.

Als een magneet dicht bij een andere magneet wordt gebracht waarvan de polen van hetzelfde type zijn, zullen de twee magneten afstoting ervaren.

Het is anders als de twee magneten dichtbij een ander type paal worden gebracht, de resultaten zullen wederzijds worden aangetrokken.

Visualisatie van magnetische velden

Het magnetisch veld kan op twee manieren worden gevisualiseerd, namelijk:

• Wiskundig beschreven als een vector. Elke vector op elk punt in de vorm van een pijl heeft een richting en een grootte die afhankelijk is van de grootte van de magnetische kracht op dat punt.

• Illustreert het gebruik van lijnen. Elke vector is verbonden door een ononderbroken lijn en er kunnen zoveel mogelijk lijnen worden gemaakt. Deze methode wordt meestal gebruikt om een ​​magnetisch veld te beschrijven.

Kenmerken van magnetische veldlijnen

Magnetische veldlijnen hebben kenmerken die nuttig zijn voor analyse, namelijk:

• Elke lijn snijdt elkaar nooit

• De lijnen worden strakker in gebieden waar het magnetische veld groter wordt. Dit geeft aan dat hoe dichter de magnetische veldlijnen, hoe groter de magnetische kracht in het gebied.

• Deze lijnen starten of stoppen nergens vandaan, maar de lijnen vormen een gesloten cirkel en blijven verbonden in het magnetische materiaal.

• De richting van het magnetische veld wordt weergegeven door pijlen op de lijnen. Soms worden pijlen niet getekend op magnetische veldlijnen, maar zal het magnetische veld altijd een richting hebben van de Noord (Noord) naar de Zuid (Zuid) pool.

• Deze lijnen kunnen in reële termen worden gevisualiseerd. De eenvoudigste methode is om ijzergruispoeder rond de magneet te verspreiden en het zal dezelfde eigenschappen produceren als de magnetische veldlijnen.

Meting en magnetische veldformules

Het magnetische veld is een vectorgrootheid, dus er zijn twee aspecten bij het meten van het magnetische veld, namelijk de grootte en richting.

Om de richting te meten, kunnen we een magnetisch kompas gebruiken. Als een magnetisch kompas om een ​​magnetisch veld wordt geplaatst, zal de kompasnaald ook op dat punt de richting van het magnetische veld volgen.

Lees ook: Definitie en verschil van homoniemen, homofonen en homografen

In de magnetische veldformule wordt de grootte van het magnetische veld geschreven met het symbool B. In overeenstemming met het internationale systeem heeft het aantal eenheden in tesla (T) die is ontleend aan de naam Nikola Tesla.

Tesla wordt gedefinieerd als hoeveel kracht het magnetische veld is. Een kleine koelkast produceert bijvoorbeeld een magnetisch veld van 0,001 T.

Er is een manier om een ​​magnetisch veld te creëren zonder een magneet te gebruiken, namelijk door een elektrische stroom te geleiden.

Als we een elektrische stroom door een draad leiden (bijvoorbeeld door deze op een batterij aan te sluiten), hebben we twee verschijnselen. Hoe groter de stroom die in de kabel vloeit, hoe groter het geproduceerde magnetische veld. Evenzo het tegenovergestelde.

In overeenstemming met de wet van Ampere worden magnetische velden op veel manieren toegepast, zodat sommige vergelijkingen als volgt zijn:

Magnitude-formule voor magnetisch veld

B = μ Ik / 2 π r

Informatie:

• B = grootte van het magnetische veld (T)
• μ = permeabiliteitsconstante (4π 10-7 Tm / A)
• Ik = elektrische stroom (A)
• r = afstand tot kabel (m)

De formule voor de hoeveelheid elektrische stroom

Ik = B 2πr / μ

Informatie:

• B = grootte van het magnetische veld (T)
• μ = permeabiliteitsconstante (4π 10-7 Tm / A)
• Ik = elektrische stroom (A)
• r = afstand tot kabel (m)

De magnetische pool bepalen met de rechterhand

Om de richting te achterhalen, kunnen we het rechterhandprincipe gebruiken. De duim is de richting van de stroom van elektriciteit en de andere vingers geven de richting van het magnetische veld rond de draad aan.

De richting van de duim die omhoog wijst, geeft de richting van de elektrische stroom aan met het symbool i. Terwijl de richting van de andere vier stralen de richting van het megnetveld met symbool B vertegenwoordigt. De afbeelding hierboven is in een horizontale en verticale positie.

Voorbeelden van magnetische veldproblemen en hun verklaringen

Probleem 1

Een draad geëlektrificeerd i = 4 A zoals hieronder getoond!

Specificeer:

• Magnetische veldsterkte op punt A.
• Magnetische veldsterkte op punt B
• De richting van het magnetische veld op punt A.
• De richting van het magnetische veld op punt B

Discussie:

Is bekend

• Ik = 4 A
• r _A = 2m
• r _B = 1m

Regeling

• B = μI / 2 π r _EEN
• = 4 π 10-7 4/2 π 2
• = 4 10-7 T.

Het magnetische veld op punt A is dus 4 10-7 T

• B = μIk / 2 π r _B
• B = 4 π 10-7 4/2 π 1
• B = 8 10-7 T

Het magnetische veld op punt B is dus 8 10-7 T

Bij een probleem dat om richting vraagt, kunnen we de rechterhandregel gebruiken, waarbij wordt aangenomen dat de duim stroom is en de andere vier vingers een magnetisch veld zijn terwijl ze de draad vastgrijpen op punt A.

Lees ook: 24+ taalstijlen (soorten Majas) samen met volledig begrip en voorbeelden

Zodat de richting van het magnetische veld op punt A naar buiten of naar de lezer gericht is.

In een probleem dat om richting vraagt, kunnen we de rechterhandregel gebruiken, waarbij wordt aangenomen dat de duim stroom is en de andere vier vingers een magnetisch veld zijn terwijl ze de draad op punt B vastgrijpen.

Zodat de richting van het magnetische veld op punt B in of weg is van de lezer

Probleem 2

Kijk naar de volgende foto!

Bepaal de grootte en richting van het magnetische veld op punt P!

Discussie

Stroom A zal een magnetisch veld produceren op punt P met de richting waarin het veld binnenkomt, terwijl stroom B een magnetisch veld produceert met de richting uit het veld.

De richting volgens B _a is het veld betreden.

Probleem 3

Kijk naar de afbeelding hierboven, een draad met een elektrische stroom is bij het magnetische kompas geplaatst. Hoeveel elektrische stroom (en richting) is er nodig om het magnetische veld van de aarde tegen het kompas op te heffen, zodat het kompas niet werkt?

Aangenomen wordt dat het magnetische veld van de aarde dat is

Discussie

Met behulp van de magnetische veldformule:

U kunt de hoeveelheid elektrische stroom vinden, namelijk:

Je weet dat de afstand r van het kompas tot de kabel 0,05 m is. vervolgens verkregen:

Met behulp van de rechterhandregel moeten we onze duimen naar beneden plaatsen, zodat de andere vingers in de tegenovergestelde richting van het magnetische veld van het kompas zijn. Zodat de richting van de stroom het papier / scherm moet binnendringen, weg van ons.

Probleem 4

Draad A en B liggen 1 m uit elkaar en worden bekrachtigd door respectievelijk 1 A en 2 A in de richting die wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Bepaal de locatie van punt C waar de magnetische veldsterkte NUL is!

Discussie

Om de veldsterkte nul te laten zijn, moeten de veldsterkten geproduceerd door draad A en draad B tegengesteld en gelijk zijn. Mogelijke posities zijn links van draad A of rechts van draad B. Welke te nemen, breng het punt dichter bij de sterkte van de kleinere stroom. Zodat de positie zich links van draad A bevindt, noem je de afstand als x.

Dat is de uitleg van het magnetische veldmateriaal en voorbeelden van problemen. Zou handig kunnen zijn.

Referentie:

• Magnetisch veld is belangrijk
• Magnetisch veld begrijpen
• Magnetisch veld - formule, definitie, complete materie, voorbeeldprobleem
• Magnetisch veld: definitie, typen, formules, voorbeeldproblemen