Bentuk khusus dari keberadaan materi - medan magnet bumi berkontribusi pada asal usul dan pelestarian kehidupan. Fragmen bidang ini, potongan bijih, menarik besi, dipimpin listrik untuk melayani kemanusiaan. Tanpa listrik, kelangsungan hidup tidak akan terpikirkan.
Isi
Apa itu garis induksi magnet?
Medan magnet ditentukan oleh kekuatan di setiap titik dalam ruangnya. Kurva yang menyatukan titik-titik medan dengan kekuatan yang sama besar disebut garis induksi magnet. Kuat medan magnet pada suatu titik tertentu merupakan karakteristik daya, dan vektor medan magnet B digunakan untuk mengevaluasinya.Arahnya pada suatu titik tertentu pada garis induksi magnet terjadi secara tangensial padanya.
Jika suatu titik dalam ruang dipengaruhi oleh beberapa medan magnet, maka intensitasnya ditentukan dengan menjumlahkan vektor-vektor induksi magnet dari masing-masing medan magnet yang bekerja. Dalam hal ini, intensitas pada titik tertentu dijumlahkan dalam nilai absolut, dan vektor induksi magnetik didefinisikan sebagai jumlah vektor semua medan magnet.
Terlepas dari kenyataan bahwa garis-garis induksi magnet tidak terlihat, mereka memiliki sifat-sifat tertentu:
- Secara umum diterima bahwa garis medan magnet keluar di kutub (N) dan kembali dari (S).
- Arah vektor induksi magnet adalah tangensial terhadap garis.
- Meskipun bentuknya kompleks, kurva tidak berpotongan dan harus menutup.
- Medan magnet di dalam magnet seragam dan kerapatan garis maksimum.
- Hanya satu garis induksi magnet yang melewati titik medan.
Arah garis induksi magnet di dalam magnet permanen
Secara historis, di banyak tempat di Bumi, kualitas alami beberapa batu untuk menarik produk besi telah lama diperhatikan. Seiring waktu, di Tiongkok kuno, panah yang diukir dengan cara tertentu dari potongan bijih besi (bijih besi magnetik) berubah menjadi kompas, menunjukkan arah ke kutub utara dan selatan Bumi dan memungkinkan Anda untuk menavigasi medan.
Studi tentang fenomena alam ini telah menentukan bahwa sifat magnetik yang lebih kuat bertahan lebih lama dalam paduan besi. Magnet alam yang lebih lemah adalah bijih yang mengandung nikel atau kobalt. Dalam proses mempelajari listrik, para ilmuwan belajar bagaimana mendapatkan produk magnet buatan dari paduan yang mengandung besi, nikel atau kobalt.Untuk melakukan ini, mereka dimasukkan ke dalam medan magnet yang diciptakan oleh arus listrik searah, dan, jika perlu, didemagnetisasi oleh arus bolak-balik.
Produk yang dimagnetisasi dalam kondisi alami atau diperoleh secara artifisial memiliki dua kutub berbeda - tempat di mana magnetisme paling terkonsentrasi. Magnet berinteraksi satu sama lain melalui medan magnet sehingga kutub yang sama akan saling tolak menolak dan kutub yang tidak sejenis akan saling tarik menarik. Ini menghasilkan torsi untuk orientasi mereka di ruang bidang yang lebih kuat, seperti bidang Bumi.
Representasi visual dari interaksi elemen magnet lemah dan magnet kuat memberikan pengalaman klasik dengan serbuk baja yang tersebar di karton dan magnet datar di bawahnya. Apalagi jika serbuk gergaji berbentuk bujur, terlihat jelas bagaimana mereka berbaris di sepanjang garis medan magnet. Dengan mengubah posisi magnet di bawah karton, perubahan konfigurasi gambar mereka diamati. Penggunaan kompas dalam percobaan ini semakin meningkatkan efek pemahaman struktur medan magnet.
Salah satu kualitas garis gaya magnet, ditemukan oleh M. Faraday, menunjukkan bahwa mereka tertutup dan kontinu. Garis-garis yang keluar dari kutub utara magnet permanen masuk ke kutub selatan. Namun, di dalam magnet mereka tidak terbuka dan masuk dari kutub selatan ke utara. Jumlah garis di dalam produk maksimum, medan magnet seragam, dan induksi dapat melemah saat mengalami demagnetisasi.
Menentukan arah vektor induksi magnetik menggunakan aturan gimlet
Pada awal abad ke-19, para ilmuwan menemukan bahwa medan magnet dibuat di sekitar konduktor dengan arus yang mengalir melaluinya. Garis gaya yang dihasilkan berperilaku sesuai dengan aturan yang sama seperti pada magnet alami.Selain itu, interaksi medan listrik konduktor dengan arus dan medan magnet menjadi dasar dinamika elektromagnetik.
Memahami orientasi dalam ruang gaya dalam bidang yang berinteraksi memungkinkan kita menghitung vektor aksial:
- induksi magnetik;
- Besar dan arah arus induksi;
- Kecepatan sudut.
Pemahaman seperti itu dirumuskan dalam aturan gimlet.
Menggabungkan gerakan translasi gimlet kanan dengan arah arus dalam konduktor, kami memperoleh arah garis medan magnet, yang ditunjukkan oleh rotasi pegangan.
Tidak menjadi hukum fisika, aturan gimlet dalam teknik elektro digunakan untuk menentukan tidak hanya arah garis medan magnet tergantung pada vektor arus di konduktor, tetapi juga sebaliknya, menentukan arah arus di kabel solenoida karena rotasi garis induksi magnet.
Memahami hubungan ini memungkinkan Ampre untuk membuktikan hukum medan putar, yang mengarah pada penciptaan motor listrik dengan berbagai prinsip. Semua peralatan yang dapat ditarik menggunakan induktor mengikuti aturan gimlet.
Aturan tangan kanan
Menentukan arah arus yang bergerak dalam medan magnet konduktor (satu sisi loop tertutup konduktor) dengan jelas menunjukkan aturan tangan kanan.
Dikatakan bahwa telapak tangan kanan, diputar ke kutub N (garis medan masuk telapak tangan), dan ibu jari yang dibelokkan 90 derajat menunjukkan arah pergerakan konduktor, kemudian dalam rangkaian tertutup (kumparan) medan magnet menginduksi arus listrik , vektor gerak yang ditunjuk oleh empat jari.
Aturan ini menunjukkan bagaimana generator DC awalnya muncul. Kekuatan alam tertentu (air, angin) memutar rangkaian konduktor tertutup dalam medan magnet, menghasilkan listrik. Kemudian motor, setelah menerima arus listrik dalam medan magnet konstan, mengubahnya menjadi gerakan mekanis.
Aturan tangan kanan juga berlaku untuk induktor. Pergerakan inti magnet di dalamnya mengarah pada munculnya arus induksi.
Jika keempat jari tangan kanan disejajarkan dengan arah arus pada lilitan kumparan, maka ibu jari yang menyimpang 90 derajat akan menunjuk ke kutub utara.
Aturan gimlet dan tangan kanan berhasil menunjukkan interaksi medan listrik dan magnet. Mereka memungkinkan untuk memahami pengoperasian berbagai perangkat dalam teknik listrik untuk hampir semua orang, bukan hanya ilmuwan.
Artikel serupa:
