Een van die basiese konsepte wat in fisika gebruik word, is die magnetiese veld. Dit werk op bewegende elektriese ladings. Dit is onmerkbaar en voel nie deur 'n persoon nie, maar die teenwoordigheid daarvan kan met 'n magneet of yster opgespoor word. Dit is ook redelik maklik om te verstaan watter magneetveld homogeen en inhomogeen genoem word.
Definisie en metodes om 'n magnetiese veld op te spoor
Wanneer ons die konsep van 'n magneetveld teëkom, het ons 'n vraag oor watter soort magneetveld dit is, of dit homogeen of onhomogeen is. Voordat so 'n vraag beantwoord word, is dit nodig om aanvanklike definisies van terme te gee.
Die magnetiese veld is veronderstel om as 'n spesiale soort materie beskou te word wat naby bewegende elektriese ladings bestaan, veral naby geleiers met stroom. Kan met 'n magnetiese naald of ystervylsels opgespoor word.
Uniform field
Kom binne die band voormagneet en in die solenoïde, wanneer sy lengte baie groter is as die deursnee. In hierdie geval, volgens die gimlet-reël, sal die kontoere van die magneetveld antikloksgewys gerig word.
Magnetiese lyne is parallel en reguit, die leemte tussen hulle is altyd dieselfde, die krag van invloed op die magnetiese naald verskil nie op alle punte in sy grootte en rigting nie.
Heterogene veld
In die geval van 'n onhomogene veld, sal die magnetiese lyne gebuig wees, die leemte tussen hulle sal in grootte verskil, die krag van werking op die magnetiese naald sal verskil in grootte en rigting op verskillende punte in die veld. Die krag wat inwerk op 'n pyl wat in die veld van 'n strookmagneet geplaas word, werk ook op verskeie punte met kragte wat verskil in grootte en rigting. Dit word 'n inhomogene veld genoem. Die lyne van so 'n veld is geboë, die frekwensie wissel van punt tot punt.
Dit is moontlik om hierdie soort veld naby 'n reguit geleier met stroom, 'n staafmagneet en 'n solenoïde op te spoor.
Wat is magnetiese lyne
Eerstens, wanneer 'n probleem opduik, moet 'n mens bepaal watter soort magnetiese veld, homogeen of onhomogeen, gevorm word, 'n mens moet leer van magnetiese lyne, uit die vorm waarvan die veldkenmerk duidelik word.
Om die magnetiese veld uit te beeld, het magnetiese lyne begin gebruik. Hulle is denkbeeldige strepe langs 'n magnetiese naald en geplaas in 'n magnetiese veld. Dit is moontlik om 'n magnetiese lyn deur enigeveldpunt, dit sal rigting hê en altyd naby wees.
Rigting
Hulle verlaat die noordpool van die magneet en gaan na die suide. Binne die magneet self is alles streng die teenoorgestelde. Die lyne self het geen begin of einde nie, is gesluit of gaan van oneindigheid na oneindigheid.
Buite die magneet is die lyne so dig as moontlik naby die pole geleë. Hieruit word dit duidelik dat die effek van die veld die sterkste is naby die pale, en soos jy van die bodem af wegbeweeg, verswak dit. Gegewe dat die magnetiese strepe geboë is, verander die rigting van die krag wat op die magnetiese naald inwerk ook.
Hoe om uit te beeld
Om te verstaan hoe homogene magnetiese velde verskil van onhomogene velde, moet jy leer hoe om hulle uit te beeld met behulp van magnetiese lyne.
'n Mens moet die bogenoemde voorbeeld oorweeg van die voorkoms van 'n eenvormige magneetveld in die sogenaamde solenoïde, wat 'n silindriese draadspoel is waardeur stroom gevoer word. Binne dit kan die magnetiese veld as eenvormig beskou word, mits die lengte baie groter is as die deursnee (buite die spoel sal die veld nie-eenvormig wees, die magnetiese lyne sal op dieselfde manier geleë wees as in 'n staafmagneet).
Die eenvormige veld is ook in die middel van die permanente staafmagneet geleë. In enige beperkte area in die ruimte is dit ook moontlik om 'n eenvormige magneetveld weer te gee, waarin die kragte wat op die gemagnetiseerde naald inwerk dieselfde in grootte en rigting sal wees.
Om 'n magnetiese veld uit te beeld, gebruik die volgende voorbeeld. As die lyne geleë isloodreg op die tekenvlak en word vanaf die kyker gerig, dan word hulle met kruise uitgebeeld, indien op die kyker - met kolletjies. Soos met die stroom, is elke kruis as 't ware die sigbare stert van 'n pyl wat van die aanskouer af vlieg, en die punt is skerper as die pyl wat na ons toe vlieg.
Die vereiste "Teken 'n eenvormige en nie-eenvormige magnetiese veld" word ook maklik nagekom. Trek eenvoudig hierdie magnetiese lyne, met inagneming van die kenmerke van die veld (uniformiteit en inhomogeniteit).
Die bestaan van onhomogene velde bemoeilik egter die taak baie. In hierdie geval is dit onwaarskynlik om enige fisiese resultaat te verkry deur die algemene vergelyking te gebruik.
Verskille
Die antwoord op die vraag hoe homogene magnetiese velde van onhomogene verskil, is redelik maklik om te gee. Eerstens hang dit af van die magnetiese lyne. In die geval van 'n eenvormige veld, sal die afstand tussen hulle dieselfde wees, en hulle sal eweredig gespasieer wees, met dieselfde krag wat op enige punt op die instrumente inwerk. Vir onhomogene velde is alles streng die teenoorgestelde. Die lyne is oneweredig geleë, op verskillende plekke werk hulle met ongelyke krag op toestelle in.
In die praktyk is 'n onhomogene veld redelik algemeen, wat ook onthou moet word, aangesien eenvormige velde slegs binne 'n voorwerp, soos 'n magneet of 'n solenoïde, kan voorkom. Buitelugwaarnemings sal heterogeniteit regstel.
Veldbespeuring
Nadat jy verstaan het wat eenvormige en onhomogene magnetiese velde is, en hulle definieernadat jy uitmekaar gehaal is, moet jy uitvind hoe jy hulle kan vind.
Die eenvoudigste hiervoor is die eksperiment wat deur Oersted uitgevoer is. Dit bestaan uit die gebruik van 'n magnetiese naald, wat help om die bestaan van 'n elektriese stroom te bepaal. Sodra die stroom langs die geleier beweeg, sal die pyl wat naby geleë is, beweeg, as gevolg van die feit dat daar eenvormige en nie-uniforme magnetiese velde is.
Interaksie van geleiers met stroom
Elke geleier met stroom het sy eie magnetiese veld, wat met 'n sekere krag op die naaste een inwerk. Afhangende van die rigting van die stroom, sal die geleiers mekaar aantrek of afstoot. Velde wat van verskillende bronne afkomstig is, sal optel en 'n enkele resulterende veld vorm.
Hoe hulle geskep word en hoekom
Voorbeelde van eenvormige en nie-uniforme magnetiese velde wat in katodestra altoestelle gebruik word, word geskep deur spoele wat stroom deurlaat. Om die vereiste vorm van die magneetveld te verkry, word rakpunte en magnetiese skerms gebruik, gemaak van materiale met sterk magnetiese deurlaatbaarheid.
Die invloed van inhomogene magnetiese velde kan die verloop van onomkeerbare fisiese en chemiese verskynsels verander, meestal 'n heterogene proses. Die voorkoms van turbulente diffusie lei tot 'n toename met verskeie ordes van grootte in die tempo van gasbeweging van enige vloeistof na die oppervlak in die vormmikroborrels. Die effek van plaaslike dehidrasie van ione en deeltjies is te wyte aan die intensivering van die mikrokristallisasieproses. In vloeiende media kan hoë-energie reaksies vrye radikale, atomiese suurstof, peroksiede en stikstofverbindings skep. Koagulasie vind plaas, en produkte wat deur erosiewe vernietiging veroorsaak word, verskyn in die vloeistof.
Tydens hidrodinamiese kavitasie bemoeilik die groot grootte van die opkomende borrels en grotte hul meevoer deur vloeistof vanaf die gebied van lae druk na die gebied van hoër druk, waar die borrels ineenstort. Tydens die ineenstorting van 'n klein borrel is daar 'n lae luginhoud en 'n sterk chemiese reaksie vind plaas, soortgelyk aan 'n plasma-ontlading. Die teenwoordigheid van inhomogene magnetiese velde lei tot die onstabiliteit van holtes, hul disintegrasie en die voorkoms van kleinskaalse draaikolke en borrels. Aangesien die druk in die middel van so 'n draaikolk verminder word, skakel dit klein gasborrels om.
Wanneer induksie in 'n nie-eenvormige magnetiese veld gemeet word, onthou dat die Hall-spanning eweredig is aan die gemiddelde waarde van die veldinduksie binne die area wat deur die oppervlak van die transducer begrens word.
Om paraaksiale strale te fokus, word nie-uniforme magnetiese velde ook gebruik, gevorm deur kort spoele, wat meerlaagsolenoïede is, waarvan die lengte ooreenstem met hul deursnee. 'n Elektron wat so 'n veld binnegaan, is onderworpe aan kragte wat sy rigting verander. 'n Elektron onder die invloed van so 'n krag nader die as van die lens, terwyl die vlak waarin sy trajek geleë isdraaie. Die elektron beweeg langs 'n spiraalsegment wat die as van die lens by 'n gegewe punt sny.
Die ruimtelike toenamefaktor word veroorsaak deur die ruimtelike verspreiding van inhomogene velde in die gebied van 'n heterogene sisteem wat met vloeistof afgespoel is. Om die bevolkingsomkering van die vlakke deur die skeidingsmetode te verkry, word nie-uniforme velde wat deur 'n multibandmagneet geskep word, gebruik. Die vorm van die pale is soortgelyk aan die stawe in die vierpoolkapasitor van 'n ammoniak-gebaseerde molekulêre generator.
Gebruik
Die magnetiese-orde metode van foutopsporing is gebaseer op die trekkrag van magnetiese deeltjies deur die kragte van inhomogene velde wat bokant die defekte voorkom. Die ophoping van so 'n poeier bepaal die teenwoordigheid van 'n gebrek, die grootte en posisie daarvan op die onderdeel wat nagegaan word.
'n Klein splitseffek word beskou as 'n beduidende nadeel van die molekulêre bundelmetode wat sterk inhomogene magnetiese velde gebruik. Daar is 'n eenvoudige en skynbaar ongeloofwaardige metode om hierdie effek te verhoog. Dit bestaan uit die toepassing van 'n ligte eksterne magneetveld. Laasgenoemde sal dit moontlik maak om die gebruiksgebied van kernpresessionele magnetometers na nie-uniforme magnetiese velde te vergroot.
Die voordeel van hierdie metode is sy hoë resolusie, wat dit moontlik maak om nie-eenvormige magnetiese velde op te spoor wat ooreenstem met die grootte van die deeltjies van die magnetiese laag van die band, sowel as die vermoë om skade op te vind op komplekse oppervlaktes en in digte openinge.
Die nadele isdie behoefte aan sekondêre verwerking van inligting, slegs deeltjies van magnetiese velde langs die band is vasgestel, die kompleksiteit van demagnetisering en bewaring van die band, en dit is nodig om die invloed van eksterne magnetiese velde te voorkom.
Eenvormige en onhomogene magnetiese velde is redelik algemeen, ten spyte van die feit dat hulle onsigbaar is vir die gemiddelde leek. Voorbeelde van eenvormige en nie-uniforme magnetiese velde kan gevind word in staafmagnete en solenoïede. Terselfdertyd kan jy hulle opmerk deur 'n eenvoudige magnetiese naald of ystervylsels te gebruik.
