Magnetno polje je veoma zanimljiv fenomen. Trenutno su njegova svojstva našla primjenu u mnogim područjima. Znate li šta je izvor magnetnog polja? Nakon čitanja članka, znat ćete o tome. Osim toga, govorit ćemo o nekim činjenicama vezanim za magnetizam. Počnimo sa istorijom.
Malo istorije
Magnetizam i elektricitet nikako nisu dva različita fenomena, kao što se pogrešno vjerovalo dugo vremena. Njihov odnos postao je jasan tek 1820. godine, kada je danski naučnik Hans Christian Oersted (1777-1851) pokazao da električna struja koja teče kroz žicu odbija iglu kompasa. Struja uvijek stvara magnetno polje. Nije bitno gde teče - između oblaka i zemlje u obliku munje ili u mišićima našeg tela.
Čak iu davna vremena ljudi su pokušavali da otkriju šta je izvor magnetnog polja. Štaviše, postignuta otkrića primijenjena su u praksi. Magnetizam je uočen i korišten (posebno u navigacijske svrhe) hiljadama godina prije nego što je razjašnjen.prirode električne energije, te je našla praktičnu primjenu. Tek kada je postalo poznato da se materija sastoji od atoma, konačno je ustanovljeno da su magnetizam i elektricitet međusobno povezani. Gdje god se posmatra magnetizam, uvijek mora postojati neka vrsta električne struje. Međutim, ovo otkriće je bilo samo početak novih istraživanja.
Šta određuje manifestaciju magnetnih svojstava materijala u odsustvu bilo kakvog vanjskog izvora struje? Kretanje elektrona koji stvaraju električne struje unutar atoma. Ovdje ćemo razmotriti ovu vrstu magnetizma. Ukratko smo opisali izvor vrtložnog magnetnog polja (naizmjenične struje).
Magnetit i drugi materijali
Sposobnost privlačenja gvožđa i materijala koji sadrže gvožđe uočena je u prirodi u jednom zanimljivom mineralu. Govorimo o magnetitu, jednom od hemijskih jedinjenja gvožđa. Vjerovatno je neka vrsta toga korištena u prvim kompasima koje su izmislili Kinezi. Izvor magnetnog polja nije samo ovaj mineral. Također je relativno lako za neke materijale namjerno prenijeti željena svojstva. Među njima su najpoznatije željezo i čelik. Oba materijala lako postaju izvor magnetnog polja.
Trajni magneti
Tvari koje privlače gvožđe čine posebnu klasu. Zovu se trajni magneti. Unatoč nazivu, oni su u mogućnosti zadržati potrebna svojstva samo ograničeno vrijeme. u obliku trajnog magnetabar pokazuje moć zemaljskog magnetizma. Ako se može slobodno kretati, onda se jedan kraj uvijek okreće u smjeru sjevernog pola Zemlje, a drugi - u smjeru južnog. Dva kraja magneta nazivaju se sjeverni i južni pol, redom.
Magneti mogu imati gotovo bilo koji oblik: šipka, potkovica, prsten ili složeniji. Koriste se u električnim mjernim instrumentima. Polovi magneta su označeni kako slijedi: N (sjeverni) i S (južni). Hajde da razgovaramo o tome kako su u interakciji.
Privlačnost i odbojnost
Suprotni magnetni polovi se privlače. To znamo još od škole. Privlačeći neki drugi materijal, magnet ga prvo pretvara u slab magnet. Polovi istog imena odbijaju jedni druge (iako to nije tako očigledno kao privlačnost). Kada su izloženi magnetu, željezo i čelik sami postaju magneti, stječući suprotan polaritet. Zato ih i privlači. Ali ako se dva identična magneta sa jednakim "naelektrisanjem" postave blizu jedan drugom sa istim polovima, šta će se dogoditi? Uočena sila odbijanja bit će jednaka sili privlačnosti koja djeluje između dva suprotna pola postavljena na istoj udaljenosti jedan od drugog.
Magnetizam ne utiče samo na materijale koji sadrže gvožđe. Međutim, magnetne pojave se najlakše zapažaju u čistim metalima. To su, na primjer, željezo, nikl, kob alt.
Domeni
Metali koji mogupostaju izvor magnetnog polja, sastoje se od malih magneta koji se nasumično nalaze unutar supstance. Jednako su orijentisane samo u malim oblastima, koje se nazivaju domeni, koje se mogu videti kroz elektronski mikroskop. U nemagnetiziranoj materiji - budući da su i sami domeni tamo orijentirani u različitim smjerovima - magnetsko polje je nula. Stoga se u ovom slučaju ne primjećuju nikakva magnetna svojstva. Dakle, supstanca dobija potrebna svojstva samo pod određenim uslovima.
Proces magnetizacije je da su svi domeni prisiljeni da se poredaju u istom pravcu. Kada se pravilno rotiraju, njihove akcije se slažu. Supstanca kao cjelina postaje izvor magnetskog polja. Ako se svi domeni poredaju u potpuno istom smjeru, materijal dostiže svoju magnetnu granicu. Treba napomenuti jedan važan obrazac. Magnetizacija materijala u konačnici ovisi o magnetizaciji domena. A ono je, zauzvrat, određeno kako se pojedinačni atomi nalaze unutar domena.
Zemljino magnetsko polje
Magnetno polje Zemlje je odavno precizno izmjereno i opisano, ali do sada nije u potpunosti objašnjeno. Na vrlo pojednostavljen način, može se predstaviti kao da se prosti ravni magnet nalazi između sjevernog i južnog geografskog pola. To je ono što uzrokuje neke od uočenih efekata. Ali to ne objašnjava ni vrlo neobične promjene u intenzitetu, pa čak ni smjer linija magnetnog polja iznad Zemlje.površine, niti zašto je prije milionima godina lokacija magnetnih polova bila suprotna od sadašnjosti, niti zašto se oni, iako sporo, neprestano kreću. Dakle, stvari su nešto komplikovanije.
Model Zemljinog magnetnog polja
Opišimo njegovu pojednostavljenu verziju detaljnije. Zamislite dugačak ravan magnet u centru Zemlje, koji će biti izvor magnetnog polja. Šta još treba uzeti u obzir? Magnetne tvari na površini globusa moraju biti raspoređene tako da se njihov pol usmjeren na sjever okreće u smjeru koji nazivamo sjever (zapravo južni pol imaginarnog magneta), a drugi pol usmjeren na jug (sjeverni pol magneta).
Razumijevanje složenih fizičkih procesa uzrokuje određene poteškoće. I zemaljski magnetizam i magnetizam malih komada željeza lakše je objasniti pretpostavkom da magnetne linije sile (koje se često nazivaju linijama magnetnog toka) izlaze sa sjevernog kraja magneta i ulaze u južni kraj. Ovo je vrlo proizvoljan prikaz, koji se koristi samo radi praktičnosti, slično načinu na koji se koriste linije geografske širine i dužine nacrtane na karti. Međutim, pomaže nam da shvatimo šta je izvor Zemljinog magnetnog polja.
Linije sile jednostavnog ravnog magneta, koje prolaze od jednog pola do drugog i pokrivaju cijeli magnet, formiraju nešto poput cilindra. Čini se da se linije sile u istom smjeru odbijaju. Oni uvijek počinju na jednom tipu stuba i završavaju na drugom tipu stuba i nikada se ne seku.
Bzaključak
Dakle, otvorili smo temu "Izvor magnetnog polja". Kao što vidite, prilično je opsežna. Razmotrili smo samo osnovne koncepte vezane za ovu temu.
