Девятый класс

Девятый классЭлектричество и магнетизм


Магнетизм


Магнетизм — это увлекательный аспект физики, описывающий силу, которую оказывают магниты, когда они притягиваются или отталкиваются друг от друга. Он связан с электричеством и является частью более широкой структуры, известной как электромагнитная сила. Эта концепция играет жизненно важную роль в различных технологиях и важна в естественном мире, влияя на все - от навигационных систем до миграции животных.

Введение в магниты

Магниты — это объекты, производящие магнитное поле, которое невидимо для человеческого глаза, но может быть представлено в виде линий силы, исходящих от северного к южному полюсам. Существуют природные магниты, такие как магнитит, и искусственные магниты, изготовленные из железа или никелевых сплавов.

Пример: Когда вы прикрепляете магнит к холодильнику, это происходит потому, что дверь холодильника обычно сделана из металла, и магнит пытается прикрепиться из-за притяжения между противоположными полюсами.

Свойства магнитов

Магниты имеют множество интересных свойств:

  • Полюсы: У каждого магнита есть два полюса: северный и южный. Одинаковые полюсы отталкиваются друг от друга, а противоположные — притягиваются.
  • Магнитное поле: Пространство вокруг магнита, в пределах которого его сила эффективна, называется магнитным полем. Это поле представлено в виде линий, протягивающихся от северного полюса к южному.
  • Притяжение и отталкивание: Магниты могут притягивать ферромагнитные материалы, такие как железо, никель и кобальт.

Магнитное поле изображено на рисунке ниже.

N S

На диаграмме выше линии магнитного поля идут от северного (N) к южному (S) полюсу, показывая направление магнитного поля. Полюса представлены двумя круглыми концами магнита.

Магнитные материалы

Материалы могут быть классифицированы на основе их магнитных свойств:

  • Ферромагнитные: сильно притягиваются магнитами. Примеры: железо, никель, кобальт.
  • Парамагнитные: слабо притягиваются магнитными полями. Примеры: алюминий, платина.
  • Диамагнитные: слегка отталкиваются магнитами. Примеры: медь, золото.
Пример: Скрепки сделаны из стали, которая является ферромагнитной. Поэтому они легко притягиваются магнитом.

Магнетизм Земли

Земля сама по себе действует как гигантский магнит, и ее магнитное поле простирается от центра до тех пор, пока не встретится с солнечным ветром. Это важно в изучении магнетизма, потому что оно показывает, что магнитные силы работают на очень больших масштабах.

N S S N

Диаграмма показывает магнитные полюса Земли, с линиями магнитного поля, идущими от Северного полюса к Южному полюсу. Это причина, по которой компас, представляющий собой маленький магнит, указывает на север.

Электромагнетизм

Электромагнетизм — это раздел физики, который включает изучение электромагнитной силы, вида физического взаимодействия между электрически заряженными частицами. Электромагнитная сила распространяется через электромагнитные поля, состоящие из электрических и магнитных полей.

Когда электрический ток проходит через провод, вокруг него создается магнитное поле. Это явление описывается законом Ампера, который утверждает, что магнитное поле в пространстве вокруг электрического тока пропорционально электрическому току, который является его источником.

B = (µ₀ * I) / (2 * π * r)

В этой формуле B — магнитное поле, µ₀ — проницаемость свободного пространства, I — ток, а r — расстояние от провода.

Пример: Намотка провода в катушку и пропускание через нее электрического тока создает электромагнит. Это основа таких устройств, как электрические звонки, краны для подъема металлического лома и магнитная запись.

Магнитный эффект электрического тока

Этот эффект используется в электромагнитах — типе магнита, в котором магнитное поле создается электрическим током. Электромагниты широко используются в различных электрических устройствах, таких как двигатели, генераторы, реле и жесткие диски.

Электричество N S

Диаграмма показывает простой электромагнит, созданный путем намотки катушки проволоки и пропускания через нее электрического тока. Мягкое железо в центре катушки значительно усиливает магнетизм, как показано концентрированными линиями силы вокруг электромагнита.

Применение магнетизма в реальной жизни

Магнетизм имеет множество применений в реальном мире:

  • Медицинское оборудование: аппараты МРТ используют магнитные поля для получения изображений внутренностей человеческого тела.
  • Хранение данных: жесткие диски используют магнитное покрытие для хранения данных.
  • Транспорт: магнитолевитационные поезда парят над рельсами, используя мощные магнитные поля, которые уменьшают трение.
Пример: Дома магниты часто используются, чтобы удерживать защелку двери шкафа закрытой. Магнитная полоска притягивает маленький металлический стержень, установленный на двери, не давая двери открыться.

Заключение

Чтобы понять магнетизм, важно понимать силы, оказываемые магнитами, влияние материалов на эти силы, и как электричество может производить магнитные эффекты. Эти знания очень важны, поскольку они составляют основу различных технологических новшеств и природных явлений, показывающих взаимосвязь между электричеством и магнетизмом.


Девятый класс → 6.3


U
username
0%
завершено в Девятый класс


Комментарии