Het magnetische veld is een heel interessant fenomeen.Momenteel worden de eigenschappen ervan op veel gebieden toegepast. Weet jij wat de bron is van het magnetische veld? Na het lezen van het artikel weet u ervan. Daarnaast zullen we u enkele feiten vertellen die verband houden met magnetisme. Laten we eerst de geschiedenis bekijken.
Een beetje geschiedenis
Magnetisme en elektriciteit zijn geenszins tweeverschillende verschijnselen, zoals lang ten onrechte werd aangenomen. Hun relatie werd pas duidelijk in 1820, toen de Deense wetenschapper Hans Christian Oersted (1777-1851) aantoonde dat een elektrische stroom die door een draad stroomt de kompasnaald afbuigt. De stroom creëert altijd een magnetisch veld. Het maakt niet uit waar het stroomt - tussen de wolk en de grond in de vorm van bliksem of in de spier van ons lichaam.
Zelfs in de oudheid probeerden mensen dat te achterhalenis een bron van magnetisch veld. Bovendien werden de ontdekkingen in de praktijk toegepast. Magnetisme werd waargenomen en gebruikt (vooral voor navigatiedoeleinden) duizenden jaren voordat de aard van elektriciteit werd ontdekt en praktisch werd gebruikt. Pas toen bekend werd dat materie uit atomen bestaat, werd eindelijk vastgesteld dat magnetisme en elektriciteit met elkaar verbonden zijn. Overal waar magnetisme wordt waargenomen, moet er altijd een soort elektrische stroom zijn. Deze ontdekking was echter slechts het begin van nieuw onderzoek.
Wat bepaalt de manifestatie van magnetische eigenschappenmaterialen in afwezigheid van een externe stroombron? De beweging van elektronen die elektrische stromen in atomen creëren. We zullen dit type magnetisme hier beschouwen. We hebben de bron van het magnetische vortexveld (wisselstroom) kort beschreven.
Magnetiet en andere materialen
De eigenschap om ijzer en ijzerhoudend aan te trekkenmaterialen waargenomen in de natuur in één interessant mineraal. We hebben het over magnetiet, een van de chemische verbindingen van ijzer. Waarschijnlijk werd een soort ervan gebruikt in de eerste kompassen die door de Chinezen werden uitgevonden. Dit mineraal is niet de enige bron van het magnetische veld. Sommige materialen zijn ook relatief gemakkelijk opzettelijk gewenste eigenschappen te verlenen. Onder hen zijn ijzer en staal de meest bekende. Beide materialen worden gemakkelijk een bron van een magnetisch veld.
Permanente magneten
Stoffen die ijzer aantrekken, vormen een specialklasse. Ze worden permanente magneten genoemd. Ondanks de naam kunnen ze de benodigde eigendommen maar een beperkte tijd onderhouden. De staafvormige permanente magneet demonstreert de kracht van aards magnetisme. Als het vrij kan bewegen, draait het ene uiteinde ervan altijd in de richting van de noordpool van de aarde en het andere in de richting van de zuidpool. De twee uiteinden van een magneet worden respectievelijk noord- en zuidpool genoemd.
Magneten kunnen bijna elke vorm hebben:staaf, hoefijzer, ring of meer complex. Ze worden gebruikt in elektrische meetinstrumenten. De polen van de magneten zijn als volgt aangeduid: N (noord) en S (zuid). Laten we het hebben over hoe ze omgaan.
Aantrekking en afstoting
Tegenovergestelde magnetische polen trekken aan.Dat weten we al sinds school. Door ander materiaal aan te trekken, verandert de magneet het eerst in een zwakke magneet. Palen met dezelfde naam stoten af (hoewel dit niet zo duidelijk is als aantrekkingskracht). Wanneer ze worden blootgesteld aan een magneet, worden ijzer en staal zelf magneten en krijgen ze de tegenovergestelde polariteit. Daarom voelen ze zich tot hem aangetrokken. Maar wat gebeurt er als twee identieke magneten met gelijke "ladingen" dicht bij elkaar worden geïnstalleerd met dezelfde polen? De waargenomen afstotende kracht zal gelijk zijn aan de aantrekkingskracht die werkt tussen twee tegenoverliggende polen, die op dezelfde afstand van elkaar zijn geplaatst.
Niet alleen ijzerhoudende materialen worden beïnvloed door magnetisme. Magnetische verschijnselen worden echter het gemakkelijkst waargenomen in zuivere metalen. Dit zijn bijvoorbeeld ijzer, nikkel, kobalt.
Domeinen
Metalen die een bron kunnen zijnmagnetische velden zijn opgebouwd uit kleine magneten die willekeurig in een stof zijn geplaatst. Ze zijn alleen even georiënteerd in kleine gebieden die domeinen worden genoemd en die door een elektronenmicroscoop kunnen worden gezien. In niet-gemagnetiseerde materie - aangezien de domeinen zelf daar ook in verschillende richtingen zijn georiënteerd - is het magnetische veld nul. Bijgevolg worden in dit geval geen magnetische eigenschappen waargenomen. Zo verkrijgt een stof alleen onder bepaalde voorwaarden de nodige eigenschappen.
Het proces van magnetisatie is dat allesdomeinen worden gedwongen om in één richting uit te lijnen. Als ze correct worden gedraaid, stapelen hun acties zich op. De stof als geheel wordt de bron van het magnetische veld. Als alle domeinen in exact dezelfde richting zijn uitgelijnd, bereikt het materiaal zijn magnetische limiet. Een belangrijk patroon moet worden opgemerkt. De magnetisatie van een materiaal hangt uiteindelijk af van de magnetisatie van de domeinen. En het wordt op zijn beurt bepaald door hoe individuele atomen zich binnen de domeinen bevinden.
Het magnetisch veld van de aarde
Het magnetisch veld van de aarde wordt al lang nauwkeurig gemeten enbeschreven, maar tot dusver is het niet volledig uitgelegd. Op een zeer vereenvoudigde manier kan het worden weergegeven alsof een eenvoudige platte magneet zich tussen de geografische noord- en zuidpool bevindt. Dit is wat enkele van de waargenomen effecten veroorzaakt. Maar dit verklaart niet de zeer ongebruikelijke veranderingen in de intensiteit en zelfs de richting van de magnetische krachtlijnen boven het aardoppervlak, noch waarom miljoenen jaren geleden de locatie van de magnetische polen tegengesteld was aan het heden, noch waarom ze, hoewel langzaam, constant in beweging. Alles is dus iets gecompliceerder.
Het magnetische veldmodel van de aarde
Laten we de vereenvoudigde versie wat gedetailleerder beschrijven.Stel je een lange platte magneet in het midden van de aarde voor die de bron van het magnetische veld zal zijn. Waar moet nog meer op worden gelet? Magnetische substanties op het oppervlak van de aardbol moeten zo worden geplaatst dat hun pool, die naar het noorden wijst, draait in de richting die wij het noorden noemen (eigenlijk de zuidpool van een denkbeeldige magneet), en de andere pool naar het zuiden draait (noordpool van een magneet).
Inzicht in de oorzaken van complexe fysieke processenenkele moeilijkheden. Zowel aardmagnetisme als het magnetisme van kleine stukjes ijzer zijn gemakkelijker te verklaren door aan te nemen dat magnetische krachtlijnen (vaak magnetische fluxlijnen genoemd) afkomstig zijn van het noordelijke uiteinde van de magneet en het zuidelijke uiteinde binnenkomen. Dit is een zeer willekeurige weergave, die alleen voor het gemak wordt gebruikt, net zoals de lijnen van de lengte- en breedtegraad op een kaart worden gebruikt. Het helpt ons echter te begrijpen wat de bron is van het magnetische veld van de aarde.
De krachtlijnen van een eenvoudige platte magneet die voorbijgaatvan de ene pool naar de andere en die de hele magneet bedekken, vormen ze zoiets als een cilinder. Krachtlijnen in dezelfde richting lijken te worden afgestoten. Ze beginnen altijd bij een paal van het ene type en eindigen bij een paal van een ander type en snijden elkaar nooit.
Tot slot
Daarom hebben we het onderwerp "De bron van het magnetische veld" geopend. Zoals je kunt zien, is het behoorlijk uitgebreid. We hebben alleen de basisconcepten behandeld die verband houden met dit onderwerp.
