Le champ magnétique est un phénomène très intéressant.Actuellement, ses propriétés ont trouvé une application dans de nombreux domaines. Savez-vous quelle est la source du champ magnétique? Après avoir lu l'article, vous le saurez. De plus, nous vous parlerons de certains faits liés au magnétisme. Passons d'abord à l'histoire.
Un peu d'histoire
Le magnétisme et l'électricité ne sont en aucun cas deuxdes phénomènes différents, comme on l'a longtemps cru à tort. Leur relation n'est devenue claire qu'en 1820, lorsque le scientifique danois Hans Christian Oersted (1777-1851) a montré qu'un courant électrique traversant un fil dévie l'aiguille de la boussole. Le courant crée toujours un champ magnétique. Peu importe où il coule - entre le nuage et le sol sous forme d'éclair ou dans le muscle de notre corps.
Même dans les temps anciens, les gens ont essayé de découvrir queest une source de champ magnétique. De plus, les découvertes faites ont été appliquées dans la pratique. Le magnétisme a été observé et utilisé (en particulier à des fins de navigation) des milliers d'années avant la découverte de la nature de l'électricité et son utilisation pratique. Ce n'est que lorsque l'on a appris que la matière était constituée d'atomes qu'il a finalement été établi que le magnétisme et l'électricité étaient interconnectés. Partout où le magnétisme est observé, il doit toujours y avoir une sorte de courant électrique. Cependant, cette découverte n'était que le début de nouvelles recherches.
Ce qui détermine la manifestation des propriétés magnétiquesmatériaux en l'absence de toute source d'alimentation externe? Le mouvement des électrons, créant des courants électriques à l'intérieur des atomes. Ce type de magnétisme est ce que nous allons considérer ici. Nous avons brièvement décrit la source du champ magnétique vortex (courant alternatif).
Magnétite et autres matériaux
La propriété d'attirer le fer et contenant du fermatériaux observés dans la nature dans un minéral intéressant. Nous parlons de magnétite, l'un des composés chimiques du fer. Probablement une sorte de celui-ci a été utilisé dans les premiers compas inventés par les Chinois. Ce minéral n'est pas la seule source du champ magnétique. Certains matériaux sont également relativement faciles à conférer délibérément les propriétés souhaitées. Parmi eux, les plus connus sont le fer et l'acier. L'un et l'autre matériau deviennent facilement une source de champ magnétique.
Aimants permanents
Les substances attirant le fer forment unclasser. Ils sont appelés aimants permanents. Malgré le nom, ils ne peuvent conserver les propriétés requises que pendant une durée limitée. L'aimant permanent en forme de barre démontre la puissance du magnétisme terrestre. S'il peut se déplacer librement, alors une extrémité de celui-ci tourne toujours dans la direction du pôle nord de la Terre et l'autre dans la direction du pôle sud. Les deux extrémités d'un aimant sont appelées respectivement pôles nord et sud.
Les aimants peuvent avoir presque toutes les formes:barre, fer à cheval, anneau ou plus complexe. Ils sont utilisés dans les instruments de mesure électriques. Les pôles des aimants sont désignés comme suit: N (nord) et S (sud). Parlons de la façon dont ils interagissent.
Attraction et répulsion
Les pôles magnétiques opposés s'attirent.Nous savons cela depuis l'école. En attirant un autre matériau, l'aimant le transforme d'abord en un aimant faible. Les poteaux du même nom se repoussent (bien que ce ne soit pas aussi évident que l'attraction). Sous l'influence d'un aimant, le fer et l'acier deviennent eux-mêmes des aimants, acquérant la polarité opposée. C'est pourquoi ils sont attirés par lui. Mais si deux aimants identiques à «charges» égales sont installés à proximité l'un de l'autre avec les mêmes pôles, que va-t-il se passer? La force répulsive observée sera égale à la force d'attraction qui agit entre deux pôles opposés, placés à la même distance l'un de l'autre.
Ce ne sont pas seulement les matériaux ferreux qui sont affectés par le magnétisme. Cependant, les phénomènes magnétiques sont plus facilement observables dans les métaux purs. Ce sont, par exemple, le fer, le nickel, le cobalt.
Domaines
Des métaux qui peuvent être une sourcechamps magnétiques, se composent de petits aimants situés au hasard à l'intérieur de la substance. Ils ne sont également orientés que dans de petites zones appelées domaines, visibles au microscope électronique. Dans la matière non magnétisée - puisque les domaines eux-mêmes y sont également orientés dans des directions différentes - le champ magnétique est nul. Par conséquent, aucune propriété magnétique n'est observée dans ce cas. Ainsi, une substance n'acquiert les propriétés nécessaires que sous certaines conditions.
Le processus de magnétisation est que toutles domaines sont obligés de s'aligner dans une seule direction. Lorsqu'ils sont tournés correctement, leurs actions s'additionnent. La substance dans son ensemble devient la source du champ magnétique. Si tous les domaines sont alignés exactement dans la même direction, le matériau atteint sa limite magnétique. Il convient de noter un schéma important. L'aimantation d'un matériau dépend finalement de l'aimantation des domaines. Et cela, à son tour, est déterminé par la façon dont les atomes individuels sont situés dans les domaines.
Champ magnétique terrestre
Le champ magnétique terrestre a longtemps été mesuré avec précision etdécrit, mais jusqu'à présent, il n'a pas été entièrement expliqué. De manière très simplifiée, il peut être représenté comme si un simple aimant plat était situé entre les pôles géographiques Nord et Sud. C'est ce qui cause certains des effets observés. Mais cela n'explique pas les changements très inhabituels de l'intensité et même de la direction des lignes de force magnétiques au-dessus de la surface de la terre, ni pourquoi il y a des millions d'années l'emplacement des pôles magnétiques était opposé à celui actuel, ni pourquoi ils, quoique lentement, bougent constamment. Ainsi, tout est un peu plus compliqué.
Modèle de champ magnétique terrestre
Décrivons un peu plus en détail sa version simplifiée.Imaginez un long aimant plat au centre de la terre qui sera la source du champ magnétique. Que faut-il encore considérer? Les substances magnétiques à la surface du globe doivent être positionnées de sorte que leur pôle, pointant vers le nord, tourne dans la direction que nous appelons le nord (en fait le pôle sud d'un aimant imaginaire), et l'autre pôle fait face au sud (pôle nord d'un aimant).
Comprendre les causes des processus physiques complexesquelques difficultés. Le magnétisme terrestre et le magnétisme de petits morceaux de fer sont plus faciles à expliquer en supposant que les lignes de force magnétiques (souvent appelées lignes de flux magnétique) proviennent de l'extrémité nord de l'aimant et pénètrent dans l'extrémité sud. Il s'agit d'une représentation très arbitraire, utilisée uniquement à des fins de commodité, similaire à la façon dont les lignes de latitude et de longitude tracées sur une carte sont utilisées. Cependant, cela nous aide à comprendre quelle est la source du champ magnétique terrestre.
Les lignes de force d'un simple aimant plat passant à traversd'un pôle à l'autre et recouvrant tout l'aimant, ils forment quelque chose comme un cylindre. Les lignes de force de même direction semblent repoussées. Ils commencent toujours à un pôle d'un type et se terminent à un pôle d'un autre type et ne se croisent jamais.
En conclusion
Nous avons donc ouvert le thème "La source du champ magnétique". Comme vous pouvez le voir, c'est assez vaste. Nous n'avons considéré que les concepts de base liés à ce sujet.
