Магнітне поле - це фізичне явище, яке виникає навколо рухомого електричного заряду або магніту, що рухається. Воно має властивості спрямованості та впливу на інші заряджені частинки. Часто ми пов'язуємо магнітне поле з постійними магнітами або електромагнітними пристроями, проте вони далеко не єдині джерела магнітного поля.
Одним із найбільш відомих джерел магнітного поля є Земля. Навколо нашої планети існує магнітне поле, яке створює так званий геомагнітний щит. Це поле захищає нас від шкідливого впливу сонячного вітру та космічних променів, а також відіграє важливу роль в орієнтації деяких живих організмів на Землі.
Іншим джерелом магнітного поля є електричний струм. Коли електричний струм протікає провідником, навколо нього виникає магнітне поле. Цю властивість можна використовувати, наприклад, для створення електромагнітів та електромоторів. Електромагніти знаходять застосування в магнітних сепараторах, електромагнітних замках та інших пристроях. А електромотори використовуються в багатьох електричних пристроях, починаючи від побутових мікрохвильових печей і закінчуючи промисловими роботами.
Крім того, магнітне поле може бути створено рухомими зарядами, що рухаються, наприклад, усередині плазми або у вакуумі. Це особливо важливо в плазмових технологіях і ядерних реакторах, де магнітне поле використовується для управління джерелом плазми або для утримання частинок у певному просторі. Також магнітні поля використовуються у фізиці елементарних частинок, де вони допомагають вивчати і взаємодіяти з частинками високих енергій.
Магнітне поле: де ще його можна знайти?
Електромагніти
Одним із найпоширеніших джерел магнітного поля є електромагніти. Такі пристрої створюються шляхом намотування дроту на магнітопровідну основу і підключення його до джерела постійного або змінного струму. Створюване електромагнітом магнітне поле може бути дуже сильним і настроюваним.
Струми проводів
Струм, що протікає через провідник, також створює магнітне поле навколо себе. Це зумовлено магнітною взаємодією електронів, що рухаються дротом. Чим більша сила струму в проводі, тим сильніше магнітне поле.
Земля
Земля сама по собі є джерелом магнітного поля. Вона має своє магнітне поле, яке створюється процесами, що відбуваються в її ядрі. Це геомагнітне поле має важливе значення для навігації та багатьох інших застосувань.
Планети та зірки
Магнітні поля також присутні у планет і зірок. Наприклад, планета Юпітер має потужне магнітне поле, яке створюється рухом заряджених частинок у її атмосфері та ядрі.
Електронні пристрої
Магнітне поле можна знайти і навколо електронних пристроїв, таких як комп'ютери, телевізори, мобільні телефони та інші. Це пов'язано з роботою електричних компонентів та їхньою взаємодією з електромагнітними полями.
Отже, магнітне поле є загальним явищем, яке присутнє скрізь навколо нас. Це глобальне явище, яке знаходить своє застосування в різних галузях науки, техніки та повсякденному житті.
Електричні заряди, що рухаються
Закон Ампера пояснює, як точкові заряди в русі впливають на магнітне поле. Він говорить, що магнітне поле, створюване довгим провідником, пропорційне силі струму, що протікає через нього. Якщо силу струму збільшити, магнітне поле також зросте.
Із закону Ампера випливає, що чим швидше переміщується заряд, тим сильніше магнітне поле, яке він створює. Тому заряди, що швидко рухаються, роблять більший внесок у загальне магнітне поле, ніж заряди, які повільно переміщуються.
Прикладами електричних зарядів, що переміщуються, можуть слугувати електрони, які рухаються по провідниках в електричному ланцюзі. Також електричними зарядами, що переміщуються, є йони в електроліті, які рухаються під дією електричного поля.
Постійні магніти
Постійні магніти зазвичай виготовляють із матеріалів, що містять постійні магнітні домени - невеликі області, в яких усі атоми орієнтовані в одному напрямку. Коли ці домени вишикувані вздовж певної осі та зафіксовані в цьому положенні, матеріал стає магнітом із постійним магнітним полем.
Постійні магніти широко використовуються в різних галузях, включно з електронікою, медичними приладами, автомобільною промисловістю і навіть в іграшках. Вони можуть мати різні форми та розміри, і їхнє магнітне поле може бути досить сильним.
Примітка: Важливо пам'ятати, що магнітне поле постійних магнітів може впливати на навколишні об'єкти, тому його використання вимагає певних запобіжних заходів.
Струми в проводах
Струми в проводах також можуть бути джерелом магнітного поля. Коли електричний струм проходить через дріт, навколо нього створюється магнітне поле. Це явище називається електромагнітною індукцією.
Магнітне поле, створюване струмом у дротах, може використовуватися для різних технологічних і наукових цілей. Наприклад, в електромагнітах магнітне поле створюється за допомогою електричного струму, що проходить через обмотку. Електромагніти широко застосовуються в різних пристроях, від електродвигунів до датчиків і реле.
Струми в проводах також використовуються в котушках індуктивності, які здатні створювати сильні магнітні поля. Це широко застосовується в різних пристроях, включно з трансформаторами, генераторами та дроселями.
Особливий вид струмів у проводах - змінний струм. При проходженні змінного струму через дріт, магнітне поле змінюється з часом. Це може бути використано для створення електромагнітних хвиль і для передачі інформації в радіозв'язку.