Pagdaragdag ng mga magnetic field ng permanenteng magnet. Magnetic flux switching system. Kasaysayan ng pag-aaral ng magnetic properties

Mga switching system mga magnetic flux ay batay sa paglipat ng magnetic flux na nauugnay sa mga naaalis na coils.
Ang kakanyahan ng mga aparatong CE na isinasaalang-alang sa Internet ay mayroong isang magnet na binabayaran namin nang isang beses, at mayroong isang magnetic field ng magnet kung saan walang nagbabayad ng pera.
Ang tanong ay kinakailangan na lumikha ng gayong mga kundisyon sa mga transformer na may paglipat ng mga magnetic flux sa ilalim kung saan ang magnet field ay nagiging kontrolado at itinuturo namin ito. matakpan. pag-redirect tulad nito. upang ang enerhiya para sa paglipat ay minimal o walang gastos

Upang isaalang-alang ang mga opsyon para sa mga sistemang ito, nagpasya akong mag-aral at dalhin ang aking mga saloobin sa mga sariwang ideya.

Upang magsimula, nais kong tingnan kung anong mga magnetic na katangian ang mayroon ang isang ferromagnetic na materyal, atbp. Ang mga magnetikong materyales ay may mapilit na puwersa.

Alinsunod dito, ang mapilit na puwersa na nakuha mula sa cycle, o mula sa cycle, ay isinasaalang-alang. ay itinalaga ayon sa pagkakabanggit

Laging mas malaki ang puwersang mapilit. Ang katotohanang ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa kanang kalahating eroplano ng hysteresis graph, ang halaga ay mas malaki kaysa sa halaga:

Sa kaliwang kalahating eroplano, sa kabaligtaran, ito ay mas mababa sa , ayon sa halaga . Alinsunod dito, sa unang kaso, ang mga kurba ay matatagpuan sa itaas ng mga kurba, at sa pangalawa, sa ibaba. Ginagawa nitong mas makitid ang hysteresis cycle kaysa sa cycle.

Pilit na puwersa

Coercive force - (mula sa lat. coercitio - holding), ang halaga ng lakas ng magnetic field na kinakailangan para sa kumpletong demagnetization ng isang ferro- o ferrimagnetic substance. Ito ay sinusukat sa Ampere/meter (sa SI system). Ayon sa magnitude ng mapilit na puwersa, ang mga sumusunod na magnetic na materyales ay nakikilala

Ang malambot na magnetic na materyales ay mga materyales na may mababang puwersang pumipilit na na-magnetize sa saturation at na-remagnetize sa medyo mahina na magnetic field na humigit-kumulang 8–800 A/m. Pagkatapos ng pagbabaligtad ng magnetization, hindi sila nagpapakita ng mga magnetic na katangian sa labas, dahil binubuo sila ng mga random na oriented na rehiyon na na-magnetize sa saturation. Ang isang halimbawa ay iba't ibang bakal. Ang mas mapilit na puwersa ng isang magnet, mas lumalaban ito sa mga demagnetizing factor. Ang mga hard magnetic na materyales ay mga materyales na may mataas na puwersang pumipilit na na-magnetize sa saturation at na-remagnetize sa medyo malakas na magnetic field na may lakas na libo-libo at sampu-sampung libo ng a/m. Pagkatapos ng magnetization, ang mga magnetically hard na materyales ay nananatiling permanenteng magnet dahil sa mataas na halaga ng coercive force at magnetic induction. Ang mga halimbawa ay rare earth magnets NdFeB at SmCo, barium at strontium hard magnetic ferrites.

Sa pagtaas ng masa ng particle, ang radius ng curvature ng trajectory ay tumataas, at ayon sa unang batas ni Newton, ang inertia nito ay tumataas.

Sa pagtaas ng magnetic induction, ang radius ng curvature ng trajectory ay bumababa, i.e. nadadagdagan centripetal acceleration mga particle. Dahil dito, sa ilalim ng pagkilos ng parehong puwersa, ang pagbabago sa bilis ng particle ay magiging mas maliit, at ang radius ng curvature ng trajectory ay magiging mas malaki.

Sa pagtaas ng singil ng particle, ang Lorentz force (magnetic component) ay tumataas, samakatuwid, ang centripetal acceleration ay tumataas din.

Kapag nagbabago ang bilis ng particle, nagbabago ang radius ng curvature ng trajectory nito, nagbabago ang centripetal acceleration, na sumusunod mula sa mga batas ng mekanika.

Kung ang isang particle ay lumilipad sa isang pare-parehong magnetic field sa pamamagitan ng induction AT sa isang anggulo maliban sa 90 °, kung gayon ang pahalang na bahagi ng bilis ay hindi nagbabago, at ang vertical na bahagi ay nakakakuha ng centripetal acceleration sa ilalim ng pagkilos ng puwersa ng Lorentz, at ang particle ay maglalarawan ng isang bilog sa isang eroplano na patayo sa vector ng magnetic. induction at bilis. Dahil sa sabay-sabay na paggalaw sa direksyon ng induction vector, ang particle ay naglalarawan ng isang helix, at babalik sa orihinal na pahalang sa mga regular na pagitan, i.e. i-cross ito sa pantay na distansya.

Ang retarding interaction ng mga magnetic field ay sanhi ng Foucault currents

Sa sandaling ang circuit sa inductor ay sarado, ang dalawang magkasalungat na direksyon na daloy ay nagsisimulang kumilos sa paligid ng konduktor. Ayon sa batas ni Lenz, ang mga positibong singil ng electrogas (ether) ay nagsisimula sa kanilang helical na paggalaw, na nagpapagalaw sa mga atomo, ayon sa kung saan ang koneksyon sa kuryente ay itinatag. Kaya ito ay mono upang ipaliwanag ang presensya magnetic action at pagsalungat.

Sa pamamagitan nito, ipinaliwanag ko ang pagsugpo sa kapana-panabik na magnetic field at ang kontraaksyon nito sa isang closed circuit, ang epekto ng pagpepreno sa electric generator (mechanical braking o paglaban sa rotor ng electric generator sa mekanikal na inilapat na puwersa at ang pagsalungat (braking) ng ang Foucault current sa isang bumabagsak na neodymium magnet na bumabagsak sa isang copper tube.

Kaunti tungkol sa magnetic motors

Ang prinsipyo ng paglipat ng mga magnetic flux ay inilalapat din dito.
Ngunit mas madaling pumunta sa mga guhit.

Paano dapat gumana ang sistemang ito?

Ang gitnang coil ay naaalis at nagpapatakbo sa isang medyo malawak na haba ng pulso, na nilikha sa pamamagitan ng pagpasa ng mga magnetic flux mula sa mga magnet na ipinapakita sa diagram.
Ang haba ng pulso ay tinutukoy ng inductance ng coil at ang paglaban ng pagkarga.
Sa sandaling maubos ang oras at ang core ay naging magnetized, ito ay kinakailangan upang matakpan, demagnetize o remagnetize ang core mismo. upang patuloy na magtrabaho kasama ang pagkarga.

Mayroong dalawang pangunahing uri ng magneto: permanente at electromagnets. Posible upang matukoy kung ano ang isang permanenteng magnet ay batay sa pangunahing pag-aari nito. Nakuha ng permanenteng magnet ang pangalan nito mula sa katotohanan na ang magnetism nito ay palaging "naka-on". Bumubuo ito ng sarili nitong magnetic field, hindi tulad ng isang electromagnet, na ginawa mula sa wire na nakabalot sa isang iron core at nangangailangan ng kasalukuyang daloy upang lumikha ng magnetic field.

Kasaysayan ng pag-aaral ng magnetic properties

Ilang siglo na ang nakalilipas, natuklasan ng mga tao na ang ilang uri ng mga bato ay may mga orihinal na katangian: sila ay naaakit sa mga bagay na bakal. Ang pagbanggit ng magnetite ay matatagpuan sa mga sinaunang kasaysayan ng kasaysayan: higit sa dalawang libong taon na ang nakalilipas sa European at mas maaga sa Silangang Asya. Sa una ito ay tinasa bilang isang kakaibang bagay.

Nang maglaon, ginamit ang magnetite para sa pag-navigate, na natagpuan na ito ay may posibilidad na kumuha ng isang tiyak na posisyon kapag binigyan ito ng kalayaang umikot. Siyentipikong pananaliksik, na isinagawa ni P. Peregrine noong ika-13 siglo, ay nagpakita na ang bakal ay maaaring makakuha ng mga tampok na ito pagkatapos ng rubbing na may magnetite.

Ang mga bagay na may magnet ay may dalawang pole: "hilaga" at "timog", na may kaugnayan sa magnetic field ng Earth. Tulad ng natuklasan ni Peregrine, hindi posible na ihiwalay ang isa sa mga pole sa pamamagitan ng pagputol ng isang fragment ng magnetite sa dalawa - ang bawat hiwalay na fragment ay may sariling pares ng mga pole bilang isang resulta.

Ayon sa mga ideya ngayon, ang magnetic field permanenteng magnet ay ang resultang oryentasyon ng mga electron sa parehong direksyon. Ang ilang mga uri lamang ng mga materyales ay nakikipag-ugnayan sa mga magnetic field, ang isang mas maliit na bilang ng mga ito ay maaaring mapanatili ang isang pare-pareho ang magnetic field.

Mga katangian ng permanenteng magnet

Ang mga pangunahing katangian ng mga permanenteng magnet at ang patlang na nilikha nila ay:

• ang pagkakaroon ng dalawang poste;
• ang magkasalungat na mga pole ay umaakit at tulad ng mga pole na nagtataboy (tulad ng mga positibo at negatibong singil);
• magnetic force imperceptibly propagates sa kalawakan at pumasa sa pamamagitan ng mga bagay (papel, kahoy);
• mayroong pagtaas sa intensity ng MF malapit sa mga poste.

Ang mga permanenteng magnet ay sumusuporta sa MT nang walang panlabas na tulong. Ang mga materyales depende sa magnetic properties ay nahahati sa mga pangunahing uri:

• ferromagnets - madaling magnetized;
• paramagnets - magnetized na may malaking kahirapan;
• diamagnets - malamang na sumasalamin sa panlabas na MF sa pamamagitan ng magnetization sa kabaligtaran na direksyon.

Mahalaga! Ang malambot na magnetic na materyales tulad ng bakal ay nagsasagawa ng magnetism kapag nakakabit sa isang magnet, ngunit ito ay hihinto kapag ito ay tinanggal. Ang mga permanenteng magnet ay ginawa mula sa magnetically hard materials.

Paano gumagana ang isang permanenteng magnet

Ang kanyang trabaho ay may kaugnayan sa atomic structure. Ang lahat ng ferromagnets ay lumikha ng isang natural, kahit na mahina, magnetic field, salamat sa mga electron na nakapalibot sa nuclei ng mga atomo. Ang mga grupong ito ng mga atom ay nakakapag-orient sa isang direksyon at tinatawag na magnetic domain. Ang bawat domain ay may dalawang pole: hilaga at timog. Kapag ang isang ferromagnetic na materyal ay hindi na-magnet, ang mga rehiyon nito ay nakatuon sa mga random na direksyon, at ang kanilang mga MF ay magkakansela sa isa't isa.

Upang lumikha ng mga permanenteng magnet, ang mga ferromagnets ay pinainit sa napakataas na temperatura at napapailalim sa isang malakas na panlabas na magnetic field. Ito ay humahantong sa katotohanan na ang mga indibidwal na magnetic domain sa loob ng materyal ay nagsisimulang i-orient ang kanilang mga sarili sa direksyon ng panlabas na magnetic field hanggang ang lahat ng mga domain ay nakahanay, na umaabot sa magnetic saturation point. Pagkatapos ay pinalamig ang materyal at ang mga nakahanay na domain ay naka-lock sa posisyon. Pagkatapos ng pag-alis ng panlabas na MF, ang mga magnetically hard na materyales ay mananatili sa karamihan ng kanilang mga domain, na lumilikha ng isang permanenteng magnet.

Mga katangian ng isang permanenteng magnet

1. Ang magnetic force ay nailalarawan sa pamamagitan ng natitirang magnetic induction. Itinalagang Br. Ito ang puwersang nananatili pagkatapos ng pagkawala ng panlabas na MT. Sinusukat sa mga pagsusulit (Tl) o gauss (Gs);
2. Coercivity o paglaban sa demagnetization - Ns. Sinusukat sa A / m. Ipinapakita kung ano dapat ang intensity ng panlabas na MF upang ma-demagnetize ang materyal;
3. Pinakamataas na enerhiya - BHmax. Kinakalkula sa pamamagitan ng pagpaparami ng natitirang magnetic force na Br at ang coercivity Hc. Sinusukat sa MGSE (megagaussersted);
4. Ang koepisyent ng temperatura ng natitirang magnetic force ay Тс ng Br. Nailalarawan ang pag-asa ng Br sa halaga ng temperatura;
5. Ang Tmax ay ang pinakamataas na halaga ng temperatura kung saan ang mga permanenteng magnet ay nawawala ang kanilang mga katangian na may posibilidad ng reverse recovery;
6. Ang Tcur ay ang pinakamataas na halaga ng temperatura kung saan ang magnetic na materyal ay permanenteng nawawala ang mga katangian nito. Ang tagapagpahiwatig na ito ay tinatawag na temperatura ng Curie.

Ang mga indibidwal na katangian ng isang magnet ay nagbabago sa temperatura. Sa iba't ibang kahulugan temperatura iba't ibang uri magnetic na materyales magtrabaho nang iba.

Mahalaga! Lahat ng permanenteng magnet ay nawawalan ng porsyento ng magnetism habang tumataas ang temperatura, ngunit sa ibang rate depende sa kanilang uri.

Mga uri ng permanenteng magnet

Mayroong limang uri ng permanenteng magnet sa kabuuan, ang bawat isa ay ginawa nang iba batay sa mga materyales na may iba't ibang katangian:

• alnico;
• ferrites;
• rare earth SmCo batay sa cobalt at samarium;
• neodymium;
• polimeriko.

Alnico

Ito ay mga permanenteng magnet na binubuo pangunahin ng isang kumbinasyon ng aluminyo, nikel, at kobalt, ngunit maaari ring may kasamang tanso, bakal, at titanium. Dahil sa mga katangian ng alnico magnets, maaari silang gumana sa pinakamataas na temperatura habang pinapanatili ang kanilang magnetism, gayunpaman, mas madali silang mag-demagnetize kaysa sa ferrite o rare earth SmCo. Sila ang kauna-unahang mass-produce na permanenteng magnet, na pinapalitan ang magnetized na mga metal at mamahaling electromagnets.

Application:

• mga de-koryenteng motor;
• paggamot sa init;
• bearings;
• mga sasakyan sa aerospace;
• kagamitang militar;
• mataas na temperatura sa paglo-load at pagbaba ng mga kagamitan;
• mga mikropono.

Mga Ferrite

Para sa paggawa ng ferrite magnets, na kilala rin bilang ceramic, ang strontium carbonate at iron oxide ay ginagamit sa ratio na 10/90. Ang parehong mga materyales ay sagana at matipid na magagamit.

Dahil sa mababang gastos sa produksyon, paglaban sa init (hanggang 250°C) at kaagnasan, ang ferrite magnet ay isa sa pinakasikat para sa pang-araw-araw na paggamit. Mayroon silang mas malaking internal coercivity kaysa sa alnico, ngunit mas kaunting magnetic force kaysa sa neodymium counterparts.

Application:

• mga sound speaker;
• sistema ng seguridad;
• malalaking plate magnet upang alisin ang kontaminasyon ng bakal mula sa mga linya ng proseso;
• mga de-koryenteng motor at generator;
• mga instrumentong medikal;
• pag-aangat ng mga magnet;
• marine search magnets;
• mga device batay sa pagpapatakbo ng eddy currents;
• mga switch at relay;
• preno.

SmCo Rare Earth Magnets

Ang mga kobalt at samarium magnet ay gumagana sa isang malawak na hanay ng temperatura, may mataas na mga koepisyent ng temperatura at mataas na paglaban sa kaagnasan. Ang uri na ito ay nagpapanatili ng mga magnetic na katangian nito kahit na sa mga temperatura na mas mababa sa absolute zero, na ginagawa itong popular para sa paggamit sa cryogenic application.

Application:

• turbotechnics;
• pump couplings;
• basa na kapaligiran;
• mataas na temperatura na mga aparato;
• miniature electric racing cars;
• mga elektronikong aparato para sa operasyon sa mga kritikal na kondisyon.

Neodymium magnet

Ang pinakamalakas na umiiral na magnet, na binubuo ng isang haluang metal ng neodymium, iron at boron. Dahil sa kanilang napakalaking lakas, kahit na ang mga maliliit na magnet ay epektibo. Nagbibigay ito ng kakayahang magamit. Ang bawat tao ay palaging nasa tabi ng isa sa mga neodymium magnet. Ang mga ito, halimbawa, sa isang smartphone. Ang paggawa ng mga de-koryenteng motor, kagamitang medikal, elektronikong radyo ay umaasa sa mga heavy-duty na neodymium magnet. Dahil sa kanilang sobrang lakas, malaking magnetic force at paglaban sa demagnetization, maaaring makagawa ng mga sample na hanggang 1 mm.

Application:

• mga hard disk;
• mga device na nagpaparami ng tunog - mga mikropono, acoustic sensor, headphone, loudspeaker;
• prostheses;
• magnetic coupling pump;
• mga pagsasara ng pinto;
• mga makina at generator;
• mga kandado sa alahas;
• Mga scanner ng MRI;
• magnetotherapy;
• Mga sensor ng ABS sa mga kotse;
• kagamitan sa pag-aangat;
• magnetic separator;
• reed switch, atbp.

Ang mga flexible magnet ay naglalaman ng mga magnetic particle sa loob ng isang polymer binder. Ginagamit ang mga ito para sa mga natatanging aparato kung saan imposibleng mag-install ng mga solidong analogue.

Application:

• display advertising - mabilis na pag-aayos at mabilis na pag-alis sa mga eksibisyon at kaganapan;
• mga palatandaan ng sasakyan, mga panel ng pang-edukasyon na paaralan, mga logo ng kumpanya;
• mga laruan, palaisipan at laro;
• masking ibabaw para sa pagpipinta;
• mga kalendaryo at magnetic bookmark;
• mga seal ng bintana at pinto.

Karamihan sa mga permanenteng magnet ay malutong at hindi dapat gamitin bilang mga elemento ng istruktura. Ginagawa ang mga ito sa mga karaniwang anyo: mga singsing, rod, disc, at indibidwal: trapezoids, arcs, atbp Dahil sa mataas na nilalaman ng bakal, ang mga neodymium magnet ay madaling kapitan ng kaagnasan, samakatuwid ang mga ito ay pinahiran sa itaas ng nikel, hindi kinakalawang na asero, teflon, titanium, goma at iba pang mga materyales.

Video

Ano ang permanenteng magnet? Ang permanenteng magnet ay isang katawan na may kakayahang mapanatili ang magnetization sa loob ng mahabang panahon. Bilang resulta ng maraming pag-aaral, maraming eksperimento, masasabi nating tatlong sangkap lamang sa Earth ang maaaring maging permanenteng magnet (Larawan 1).

kanin. 1. Permanenteng magneto. ()

Tanging ang tatlong sangkap na ito at ang kanilang mga haluang metal ay maaaring maging permanenteng magneto, maaari lamang silang ma-magnetize at mapanatili ang ganoong estado sa loob ng mahabang panahon.

Ang mga permanenteng magnet ay ginamit sa napakatagal na panahon, at una sa lahat, ito ay mga spatial orientation device - ang unang compass ay naimbento sa China upang mag-navigate sa disyerto. Ngayon, walang nagtatalo tungkol sa mga magnetic needles, permanenteng magnet, ginagamit ang mga ito sa lahat ng dako sa mga telepono at radio transmitters at sa iba't ibang mga produktong elektrikal. Maaari silang magkakaiba: may mga bar magnet (Larawan 2)

kanin. 2. Bar magnet ()

At may mga magnet na tinatawag na arcuate o horseshoe (Fig. 3)

kanin. 3. Arcuate magnet ()

Ang pag-aaral ng mga permanenteng magnet ay nauugnay lamang sa kanilang pakikipag-ugnayan. Ang magnetic field ay maaaring malikha sa pamamagitan ng electric current at isang permanenteng magnet, kaya ang unang ginawa ay ang pagsasaliksik gamit ang magnetic needles. Kung dadalhin mo ang magnet sa arrow, makikita natin ang pakikipag-ugnayan - eponymous na mga poste ay magtatakwil, at magkasalungat ay umaakit. Ang pakikipag-ugnayan na ito ay sinusunod sa lahat ng mga magnet.

Maglagay tayo ng maliliit na magnetic arrow sa kahabaan ng bar magnet (Larawan 4), ang south pole ay makikipag-ugnayan sa hilaga, at ang hilaga ay aakit sa timog. Ang mga magnetic needles ay ilalagay sa kahabaan ng linya ng magnetic field. Karaniwang tinatanggap na ang mga magnetic lines ay nakadirekta sa labas ng permanenteng magnet mula sa north pole hanggang sa timog, at sa loob ng magnet mula sa south pole hanggang sa hilaga. Kaya, ang mga magnetic na linya ay sarado sa parehong paraan tulad ng electric current, ito ay mga concentric na bilog, sila ay sarado sa loob ng magnet mismo. Lumalabas na sa labas ng magnet ang magnetic field ay nakadirekta mula hilaga hanggang timog, at sa loob ng magnet mula timog hanggang hilaga.

kanin. 4. Mga linya ng magnetic field ng isang bar magnet ()

Upang maobserbahan ang hugis ng magnetic field ng isang bar magnet, ang hugis ng magnetic field ng isang arcuate magnet, gagamitin namin ang mga sumusunod na device o mga detalye. Kumuha ng transparent na plato, mga iron filing at magsagawa ng eksperimento. Iwiwisik natin ang mga iron filing sa plato na matatagpuan sa bar magnet (Larawan 5):

kanin. 5. Ang hugis ng magnetic field ng bar magnet ()

Nakikita natin na ang mga linya ng magnetic field ay lumabas sa north pole at pumapasok sa south pole, sa density ng mga linya maaari nating hatulan ang mga pole ng magnet, kung saan ang mga linya ay mas makapal - mayroong mga pole ng magnet ( Larawan 6).

kanin. 6. Ang hugis ng magnetic field ng arc-shaped magnet ()

Magsasagawa kami ng katulad na eksperimento sa isang arcuate magnet. Nakita namin na ang mga magnetic lines ay nagsisimula sa hilaga at nagtatapos sa south pole sa buong magnet.

Alam na natin na ang magnetic field ay nabuo lamang sa paligid ng mga magnet at electric currents. Paano natin matutukoy ang magnetic field ng Earth? Ang anumang arrow, anumang compass sa magnetic field ng Earth ay mahigpit na nakatuon. Dahil ang magnetic needle ay mahigpit na nakatuon sa espasyo, samakatuwid, isang magnetic field ang kumikilos dito, at ito ang magnetic field ng Earth. Maaari itong tapusin na ang ating Earth ay isang malaking magnet (Larawan 7) at, nang naaayon, ang magnet na ito ay lumilikha ng isang medyo malakas na magnetic field sa kalawakan. Kapag tinitingnan natin ang isang magnetic compass needle, alam natin na ang pulang arrow ay tumuturo sa timog at ang asul ay tumuturo sa hilaga. Paano matatagpuan ang mga magnetic pole ng Earth? Sa kasong ito, dapat tandaan na ang south magnetic pole ay matatagpuan sa geographic north pole ng Earth at ang north magnetic pole ng Earth ay matatagpuan sa geographic south pole. Kung isasaalang-alang natin ang Earth bilang isang katawan sa kalawakan, maaari nating sabihin na kapag pumunta tayo sa hilaga kasama ang compass, pupunta tayo sa south magnetic pole, at kapag pumunta tayo sa timog, makakarating tayo sa north magnetic pole. Sa ekwador, ang compass needle ay matatagpuan halos pahalang na may kaugnayan sa ibabaw ng Earth, at kung mas malapit tayo sa mga pole, mas patayo ang arrow. Ang magnetic field ng Earth ay maaaring magbago, may mga oras na ang mga pole ay nagbago sa isa't isa, iyon ay, ang timog ay kung saan ang hilaga, at kabaliktaran. Ayon sa mga siyentipiko, ito ay isang harbinger ng mga malalaking sakuna sa Earth. Hindi ito naobserbahan sa nakalipas na ilang sampu ng millennia.

kanin. 7. Magnetic field ng Earth ()

Ang magnetic at geographic na mga pole ay hindi magkatugma. Mayroon ding magnetic field sa loob mismo ng Earth, at, tulad ng isang permanenteng magnet, ito ay nakadirekta mula sa timog magnetic pole sa hilaga.

Saan nagmula ang magnetic field sa mga permanenteng magnet? Ang sagot sa tanong na ito ay ibinigay ng Pranses na siyentipiko na si Andre-Marie Ampère. Ipinahayag niya ang ideya na ang magnetic field ng mga permanenteng magnet ay ipinaliwanag ng elementarya, simpleng mga alon na dumadaloy sa loob ng permanenteng magnet. Ang mga pinakasimpleng elementarya na alon na ito ay nagpapalaki sa isa't isa sa isang tiyak na paraan at lumikha ng isang magnetic field. Ang isang negatibong sisingilin na particle - isang electron - ay gumagalaw sa paligid ng nucleus ng isang atom, ang paggalaw na ito ay maaaring ituring na nakadirekta, at, nang naaayon, isang magnetic field ay nilikha sa paligid ng tulad ng isang gumagalaw na singil. Sa loob ng anumang katawan, ang bilang ng mga atomo at mga electron ay napakalaki, ayon sa pagkakabanggit, ang lahat ng mga elementarya na alon na ito ay kumukuha ng isang order na direksyon, at nakakakuha tayo ng isang medyo makabuluhang magnetic field. Masasabi natin ang parehong tungkol sa Earth, iyon ay, ang magnetic field ng Earth ay halos kapareho sa magnetic field ng isang permanenteng magnet. At ang isang permanenteng magnet ay isang medyo maliwanag na katangian ng anumang pagpapakita ng isang magnetic field.

Bilang karagdagan sa pagkakaroon ng magnetic storms, mayroon ding mga magnetic anomalya. Ang mga ito ay nauugnay sa solar magnetic field. Kapag sapat na ang nangyari sa araw malalakas na pagsabog o mga emisyon, hindi ito nangyayari nang walang tulong ng pagpapakita ng magnetic field ng Araw. Ang echo na ito ay umabot sa Earth at nakakaapekto sa magnetic field nito, bilang isang resulta, naobserbahan namin magnetikong bagyo. Ang mga magnetikong anomalya ay nauugnay sa mga deposito ng iron ore sa Earth, ang malalaking deposito ay na-magnetize ng magnetic field ng Earth sa mahabang panahon, at ang lahat ng mga katawan sa paligid ay makakaranas ng magnetic field mula sa anomalyang ito, ang mga compass needles ay magpapakita ng maling direksyon.

Sa susunod na aralin, isasaalang-alang natin ang iba pang mga phenomena na nauugnay sa mga magnetic action.

Bibliograpiya

1. Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. Physics 8 / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Physics 8. - M.: Bustard, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Physics 8. - M.: Enlightenment.

1. Class-fizika.narod.ru ().
2. Class-fizika.narod.ru ().
3. Files.school-collection.edu.ru ().

Takdang aralin

1. Aling dulo ng compass needle ang naaakit north pole lupa?
2. Sa anong lugar ng Earth hindi ka maaaring magtiwala sa magnetic needle?
3. Ano ang ipinahihiwatig ng density ng mga linya sa isang magnet?

Ngayon ay ipapaliwanag ko: Nagkataon lang sa buhay na imposibleng maging malakas lalo na - at lalo na (horror lang, paano) gusto mo ... At ang punto dito ay ang mga sumusunod. Ang ilang uri ng kapalaran ay nakabitin sa mga "regular", isang aura ng misteryo at pag-imik. Ang lahat ng mga physicist (magkaiba ang mga tiyuhin at tiya) ay hindi pumutol sa permanenteng mga magnet (paulit-ulit na sinuri, personal), at iyon ay marahil dahil sa lahat ng mga aklat-aralin sa pisika ay nalampasan ang tanong na ito. Electromagnetism - oo, oo, mangyaring, ngunit hindi isang salita tungkol sa mga constants ...

Tingnan natin kung ano ang maaaring maipit sa pinakamatalinong aklat na "I.V. Savelyev. Kurso ng pangkalahatang pisika. Volume 2. Elektrisidad at Magnetismo," - mas malamig kaysa sa basurang papel na ito, halos hindi ka makapaghukay ng anuman. Kaya, noong 1820, isang dude sa ilalim ng pangalan ni Oersted ang putik sa eksperimento sa isang konduktor, at isang compass needle na nakatayo sa tabi niya. Pagpapaalam kuryente kasama ang konduktor sa iba't ibang direksyon, siya ay kumbinsido na ang arrow ay malinaw na i-orient ang sarili nito nang malinaw sa kung ano. Mula sa karanasan, napagpasyahan ng cormorant na ang magnetic field ay direksyon. Sa ibang pagkakataon, nalaman (nagtataka ako kung paano?) na ang isang magnetic field, hindi tulad ng isang electric, ay hindi nakakaapekto sa isang singil sa pamamahinga. Ang puwersa ay lumalabas lamang kapag ang singil ay gumagalaw (take note). Ang paglipat ng mga singil (agos) ay nagbabago sa mga katangian ng nakapalibot na espasyo at lumikha ng isang magnetic field sa loob nito. Iyon ay, sumusunod mula dito na ang magnetic field ay nabuo sa pamamagitan ng paglipat ng mga singil.

Kita mo, lalo tayong lumilihis sa kuryente. Pagkatapos ng lahat, walang anumang bagay na gumagalaw sa isang magnet at walang kasalukuyang dumadaloy dito. Narito ang naisip ni Ampère tungkol dito: iminungkahi niya na ang mga pabilog na alon (molecular currents) ay umiikot sa mga molecule ng isang substance. Ang bawat naturang kasalukuyang ay may magnetic moment at lumilikha ng magnetic field sa nakapalibot na espasyo. Sa kawalan ng panlabas na larangan Ang mga molekular na alon ay nakatuon sa random na paraan, upang ang resultang patlang dahil sa kanila ay zero (masaya, ha?). Ngunit hindi ito sapat: Dahil sa magulong oryentasyon ng mga magnetic moment mga indibidwal na molekula ang kabuuang magnetic moment ng katawan ay katumbas din ng zero. - Nararamdaman mo ba kung paano lumalakas at lumalakas ang maling pananampalataya? ? Sa ilalim ng pagkilos ng patlang, ang mga magnetic na sandali ng mga molekula ay nakakakuha ng isang nangingibabaw na oryentasyon sa isang direksyon, bilang isang resulta kung saan ang magnet ay magnetized - ang kabuuang magnetic moment nito ay nagiging iba mula sa zero. Ang mga magnetic field ng mga indibidwal na molekular na alon sa kasong ito ay hindi na nagbabayad sa isa't isa at lumitaw ang isang patlang. Hooray!

Eh ano naman?! - Ito ay lumalabas na ang materyal ng magnet ay na-magnetize sa lahat ng oras (!), Random lamang. Iyon ay, kung sisimulan nating hatiin ang isang malaking piraso sa mas maliliit, at maabot ang napaka micro-with-micro chips, makakakuha pa rin tayo ng normal na gumaganang magnet (magnetized) nang walang anumang magnetization!!! - Well, iyon ay kalokohan.

Isang maliit na sanggunian, kaya, para sa pangkalahatang pag-unlad: Ang magnetization ng isang magnet ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang magnetic moment sa bawat unit volume. Ang halagang ito ay tinatawag na magnetization at tinutukoy ng titik na "J".

Ipagpatuloy natin ang ating pagsisid. Kaunti mula sa kuryente: Alam mo ba na ang mga linya ng magnetic induction ng direktang kasalukuyang field ay isang sistema ng mga concentric na bilog na sumasaklaw sa wire? Hindi? Ngayon alam mo na, ngunit huwag maniwala. Sa isang simpleng paraan, kung sasabihin mo, pagkatapos ay isipin ang isang payong. Ang hawakan ng isang payong ay ang direksyon ng kasalukuyang, ngunit ang gilid ng payong mismo (halimbawa), i.e. ang isang bilog ay, tulad ng, isang linya ng magnetic induction. Bukod dito, ang gayong linya ay nagsisimula mula sa himpapawid, at nagtatapos, siyempre, kahit saan! - Naiisip mo ba ang kalokohang ito? Hanggang tatlong lalaki ang nilagdaan sa ilalim ng kasong ito: ang batas ng Biot-Savart-Laplace ay tinatawag. Ang buong parke ay nagmula sa katotohanan na sa isang lugar ang mismong kakanyahan ng patlang ay napagkamalan - kung bakit ito lumilitaw, kung ano ito, sa katunayan, kung saan ito nagsisimula, kung saan at paano ito kumakalat.

Kahit na sa mga simpleng bagay, niloloko nila (ang mga masasamang pisiko) ang ulo ng lahat: Ang direksyon ng magnetic field ay nailalarawan sa dami ng vector ("B" - sinusukat sa teslas). Ito ay magiging lohikal sa pamamagitan ng pagkakatulad sa pag-igting electric field Ang "E" ay tinatawag na "B" ang lakas ng magnetic field (tulad ng, mayroon silang mga katulad na pag-andar). Gayunpaman (pansin!) Ang pangunahing katangian ng kapangyarihan ng magnetic field ay tinatawag na magnetic induction ... Ngunit kahit na ito ay tila hindi sapat sa kanila, at upang ganap na malito ang lahat, ang pangalan na "magnetic field strength" ay itinalaga sa auxiliary value. "H", katulad ng auxiliary na katangian na "D" ng electric field. Ano ang…

Dagdag pa, sa pag-alam sa puwersa ng Lorentz, sila ay dumating sa konklusyon na ang magnetic force ay mas mahina kaysa sa Coulomb isa sa pamamagitan ng isang kadahilanan na katumbas ng parisukat ng ratio ng bilis ng singil sa bilis ng liwanag (i.e., ang magnetic component ng ang puwersa ay mas mababa kaysa sa elektrikal na bahagi). Kaya nag-uugnay ng relativistic na epekto sa mga magnetic na pakikipag-ugnayan!!! Para sa napakabata, ipapaliwanag ko: Si Uncle Einstein ay nabuhay sa simula ng siglo at siya ay nakaisip ng teorya ng relativity, na tinali ang lahat ng mga proseso sa bilis ng liwanag (purong kalokohan). Iyon ay, kung bumilis ka sa bilis ng liwanag, kung gayon ang oras ay titigil, at kung lalampas mo ito, ito ay babalik ... Matagal nang malinaw sa lahat na ito ay ang mundo tattoo lamang ng joker na si Einstein, at na ang lahat ng ito, upang ilagay ito nang mahinahon, ay hindi totoo. Ngayon din nila ikinadena ang mga magnet sa kanilang mga ari-arian sa labudyatin na ito - bakit sila ganyan? ...

Ang isa pang maliit na tala: Mr. Ampère deduced isang kahanga-hangang formula, at ito ay naka-out na kung magdadala ka ng wire sa isang magnet, well, o ilang uri ng piraso ng bakal, kung gayon ang magnet ay hindi makaakit ng wire, ngunit ang mga singil na gumagalaw. kasama ang konduktor. Tinawag nila itong pathetically: "Ampère's Law"! Little ay hindi isinasaalang-alang na kung ang konduktor ay hindi konektado sa baterya at ang kasalukuyang ay hindi dumadaloy sa pamamagitan nito, pagkatapos ay dumikit pa rin ito sa magnet. They came up with such an excuse na, sabi nila, may charges pa, random lang ang galaw. Dito sila dumidikit sa magnet. Kapansin-pansin, dito ito nagmula, sa microvolumes, ang EMF ay kinuha upang gawing chaotically sausage ang mga singil na ito. Isa lang itong perpetual motion machine! At pagkatapos ng lahat, hindi namin pinainit ang anumang bagay, hindi namin ito pump ng enerhiya ... O narito ang isa pang biro: Halimbawa, ang aluminyo ay isang metal din, ngunit sa ilang kadahilanan ay wala itong magulong singil. Well, ang aluminyo AY HINDI dumikit sa isang magnet !!! ...o gawa sa kahoy...

Ay oo! Hindi ko pa sinabi kung paano nakadirekta ang magnetic induction vector (kailangan mong malaman ito). Kaya, naaalala ang aming payong, isipin na sa paligid ng circumference (sa gilid ng payong) sinimulan namin ang agos. Bilang resulta ng simpleng operasyong ito, ang vector ay itinuro ng ating pag-iisip patungo sa hawakan nang eksakto sa gitna ng stick. Kung ang konduktor na may kasalukuyang ay may hindi regular na mga balangkas, kung gayon ang lahat ay nawala - ang pagiging simple ay sumingaw. Lumilitaw ang isang karagdagang vector na tinatawag na dipole magnetic moment (sa kaso ng isang payong, naroroon din ito, ito ay nakadirekta lamang sa parehong direksyon ng magnetic induction vector). Nagsisimula ang isang kakila-kilabot na paghahati sa mga formula - lahat ng uri ng mga integral kasama ang contour, sines-cosines, atbp. - Sino ang nangangailangan nito, maaaring tanungin ang kanyang sarili. At ito rin ay nagkakahalaga ng pagbanggit na ang kasalukuyang ay dapat na magsimula ayon sa panuntunan ng tamang gimlet, i.e. clockwise, pagkatapos ay ang vector ay malayo sa amin. Ito ay nauugnay sa konsepto ng isang positibong normal. Okay, magpatuloy tayo...

Nag-isip ng kaunti si Kasamang Gauss at nagpasya na ang kawalan ng mga magnetic charge sa kalikasan (sa katunayan, iminungkahi ni Dirac na mayroon sila, ngunit hindi pa sila natuklasan) ay humahantong sa katotohanan na ang mga linya ng vector "B" ay walang simula o wakas. Samakatuwid, ang bilang ng mga intersection na nangyayari kapag ang mga linyang "B" ay lumabas sa volume na nililimitahan ng ilang surface "S" ay palaging katumbas ng bilang ng mga intersection na nagaganap kapag ang mga linya ay pumasok sa volume na ito. Samakatuwid, ang pagkilos ng bagay ng magnetic induction vector sa pamamagitan ng anumang saradong ibabaw ay zero. Binibigyang-kahulugan namin ngayon ang lahat sa normal na Russian: Anumang ibabaw, dahil madaling isipin, ay nagtatapos sa isang lugar, at samakatuwid ay sarado. " Zero' ibig sabihin ay wala ito. Gumagawa kami ng isang simpleng konklusyon: "Walang daloy kahit saan" !!! - Nakakamangha! (Sa totoo lang, ito ay nangangahulugan lamang na ang daloy ay pare-pareho). Sa tingin ko ay dapat na itong itigil, dahil may mga GANITONG basura at lalim na ... Ang mga bagay tulad ng divergence, rotor, vector potential ay globally complex at kahit ang mega-work na ito ay hindi lubos na nauunawaan.

Ngayon ng kaunti tungkol sa hugis ng magnetic field sa mga conductor na may kasalukuyang (bilang batayan para sa aming karagdagang pag-uusap). Ang paksang ito ay mas malabo kaysa sa dati nating iniisip. Nagsulat na ako tungkol sa isang tuwid na konduktor - isang patlang sa anyo ng isang manipis na silindro kasama ang konduktor. Kung i-wind mo ang isang coil sa isang cylindrical na karton at i-on ang kasalukuyang, kung gayon ang larangan ng naturang disenyo (at ito ay tinatawag na matalino - isang solenoid) ay magiging kapareho ng sa isang katulad na cylindrical magnet, i.e. ang mga linya ay lumabas mula sa dulo ng magnet (o ang iminungkahing silindro) at pumasok sa kabilang dulo, na bumubuo ng isang uri ng ellipse sa espasyo. Kung mas mahaba ang coil o magnet, mas flat at pahabang ang mga ellipse. Ang isang singsing na may isang spring ay may isang cool na patlang: ibig sabihin, sa anyo ng isang torus (isipin ang patlang ng isang tuwid na konduktor nakapulupot). Sa pamamagitan ng toroid, sa pangkalahatan ito ay isang biro (ito na ngayon ay isang solenoid na nakatiklop sa isang donut) - wala itong magnetic induction sa labas ng sarili nito (!). Kung kukuha tayo ng isang walang katapusang mahabang solenoid, kung gayon ang parehong basura. Kami lang ang nakakaalam na walang walang hanggan, kaya naman ang solenoid ay tumalsik mula sa dulo, parang bumubulusok;))). At gayon pa man, - sa loob ng solenoid at toroid, ang patlang ay pare-pareho. Paano.

Well, ano pa ang magandang malaman? - Ang mga kondisyon sa hangganan ng dalawang magnet ay eksaktong kamukha ng isang sinag ng liwanag sa hangganan ng dalawang media (ito ay nagre-refract at nagbabago ng direksyon nito), tanging wala kaming sinag, ngunit isang vector ng magnetic induction at iba't ibang magnetic permeability (at hindi optical) ng ating mga magnet (media). O isa pang bagay: mayroon kaming isang core at isang likid dito (isang electromagnet, tulad ng), kung saan sa tingin mo ang mga linya ng magnetic induction ay nakabitin? - Karamihan sa mga ito ay puro sa loob ng core, dahil mayroon itong kamangha-manghang magnetic permeability, at mahigpit din silang naka-pack sa air gap sa pagitan ng core at coil. Sa mismong winding lang yan, walang fig. Samakatuwid, hindi ka mag-magnetize ng anumang bagay sa gilid na ibabaw ng coil, ngunit sa core lamang.

Hoy, tulog ka na ba? Hindi? Pagkatapos ay magpatuloy tayo. Lumalabas na ang lahat ng mga materyales sa kalikasan ay hindi nahahati sa dalawang klase: magnetic at non-magnetic, ngunit sa tatlo (depende sa sign at magnitude ng magnetic susceptibility): 1. Diamagnets, kung saan ito ay maliit at negatibo sa magnitude (sa madaling salita, halos zero, at hindi mo magagawang i-magnetize ang mga ito para sa anumang bagay), 2. Paramagnets, kung saan ito ay maliit din ngunit positibo (malapit din sa zero; maaari kang mag-magnetize ng kaunti, ngunit hindi mo pa rin pakiramdam ito, kaya isang fig), 3. Ferromagnets, kung saan ito ay positibo at umabot lamang ng napakalaking halaga (1010 beses na mas malaki kaysa sa paramagnets!), Bilang karagdagan, ang pagkamaramdamin ng mga ferromagnets ay isang function ng lakas ng magnetic field. . Sa katunayan, may isa pang uri ng mga sangkap - ito ay mga dielectric, mayroon silang ganap na kabaligtaran na mga katangian at hindi sila interesado sa atin.

Siyempre, interesado kami sa mga ferromagnets, na tinatawag na gayon dahil sa mga pagsasama ng bakal (ferrum). Ang bakal ay maaaring mapalitan ng mga katulad na katangian ng kemikal. mga elemento: nickel, cobalt, gadolinium, ang kanilang mga haluang metal at compound, pati na rin ang ilang mga haluang metal at compound ng mangganeso at kromo. Gumagana lang ang buong canoe na ito na may magnetization kung nasa loob ang substance mala-kristal na estado. (Nananatili ang magnetization dahil sa isang epekto na tinatawag na "Hysteresis Loop" - well, alam na ninyo ito). Ito ay kagiliw-giliw na malaman na mayroong isang tiyak na "Temperatura ng Curie", at ito ay hindi isang tiyak na temperatura, ngunit para sa bawat materyal sa sarili nitong, sa itaas kung saan ang lahat ng mga katangian ng ferromagnetic ay nawawala. Talagang kahanga-hangang malaman na may mga sangkap ng ikalimang pangkat - tinatawag silang mga antiferromagnets (erbium, disposisyon, mga haluang metal ng mangganeso at COPPER !!!). Ang mga espesyal na materyales na ito ay may ibang temperatura: ang "antiferromagnetic Curie point" o "Néel point", sa ibaba kung saan nawawala rin ang mga stable na katangian ng klase na ito. (Sa itaas ng itaas na punto, ang sangkap ay kumikilos tulad ng isang paramagnet, at sa mga temperatura sa ibaba ng mas mababang punto ng Neel, ito ay nagiging isang ferromagnet).

Bakit ko ba sinasabi ito ng napakatahimik? - Iginuhit ko ang iyong pansin sa katotohanan na hindi ko sinabi na ang kimika ay isang maling agham (pisikal lamang), ngunit ito ang pinakadalisay na kimika. Isipin: kumuha ka ng tanso, palamig ito ng kaunti, i-magnetize ito, at mayroon kang magnet sa iyong mga kamay (sa mga guwantes?) Ngunit ang tanso ay hindi magnetic !!!

Maaaring kailanganin din natin ang ilang purong electromagnetic na bagay mula sa aklat na ito, para makagawa ng alternator, halimbawa. Phenomenon number 1: Noong 1831, natuklasan ni Faraday na sa isang closed conducting circuit, kapag ang flux ng magnetic induction ay nagbabago sa ibabaw na napapalibutan ng circuit na ito, isang electric current ang bumangon. Ang kababalaghang ito ay tinatawag electromagnetic induction, at ang nagresultang kasalukuyang ay inductive. At ngayon ang pinakamahalagang bagay: Ang magnitude ng EMF ng induction ay hindi nakasalalay sa paraan kung saan isinasagawa ang pagbabago sa magnetic flux, at tinutukoy lamang ng rate ng pagbabago ng flux! - Ang pag-iisip ay hinog na: Ang mas mabilis na rotor na may mga shutter ay umiikot, mas malaki ang halaga ng sapilitan na EMF na maabot, at mas malaki ang boltahe na inalis mula sa pangalawang circuit ng alternator (mula sa mga coils). Totoo, sinira tayo ni Uncle Lenz ng kanyang "Lenz's Rule": ang induction current ay palaging nakadirekta sa paraang upang kontrahin ang sanhi na sanhi nito. Sa ibang pagkakataon, ipapaliwanag ko kung paano gumagana ang bagay na ito sa alternator (at sa iba pang mga modelo).

Phenomenon number 2: Ang induction currents ay maaari ding maging excited sa solid masive conductor. Sa kasong ito, ang mga ito ay tinatawag na Foucault currents o eddy currents. Ang electrical resistance ng isang napakalaking conductor ay maliit, kaya ang Foucault current ay maaaring umabot ng napakataas na lakas. Alinsunod sa panuntunan ni Lenz, pinipili ng mga agos ni Foucault ang gayong mga landas at direksyon sa loob ng konduktor upang sa pamamagitan ng kanilang pagkilos ay nilalabanan nila nang malakas hangga't maaari ang dahilan na nagdudulot sa kanila. Samakatuwid, ang mahuhusay na conductor na gumagalaw sa isang malakas na magnet field ay nakakaranas ng malakas na deceleration dahil sa interaksyon ng Foucault currents sa isang magnetic field. Dapat itong malaman at isaalang-alang. Halimbawa, sa isang alternator, kung ginawa ayon sa karaniwang tinatanggap na maling pamamaraan, ang mga alon ng Foucault ay bumangon sa mga gumagalaw na kurtina, at, siyempre, pinabagal nila ang proseso. Sa pagkakaalam ko, walang nakaisip tungkol dito. (Tandaan: Ang tanging pagbubukod ay unipolar induction, natuklasan ni Faraday at pinahusay ng Tesla, na hindi nagiging sanhi ng mga nakakapinsalang epekto ng self-induction).

Phenomenon number 3: Ang isang electric current na dumadaloy sa anumang circuit ay lumilikha ng magnetic flux na tumatagos sa circuit na ito. Kapag nagbabago ang kasalukuyang, nagbabago din ang magnetic flux, bilang isang resulta kung saan ang isang EMF ay sapilitan sa circuit. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na self-induction. Sa artikulo tungkol sa mga alternator ay magsasalita din ako tungkol sa hindi pangkaraniwang bagay na ito.

Sa pamamagitan ng paraan, tungkol sa mga alon ng Foucault. Maaari kang magkaroon ng masayang karanasan. Magaan bilang impiyerno. Kumuha ng isang malaki, makapal (hindi bababa sa 2 mm ang kapal) na tanso o aluminyo sheet at ilagay ito sa isang anggulo sa sahig. Hayaang malayang dumausdos ang isang "malakas" na permanenteng magnet pababa sa nakahilig na ibabaw nito. At... Kakaiba!!! Ang permanenteng magnet ay tila naaakit sa sheet at dumudulas na kapansin-pansing mas mabagal kaysa, halimbawa, sa isang kahoy na ibabaw. Bakit? Tulad ng, ang "espesyalista" ay agad na sasagot - "Sa konduktor ng sheet, kapag gumagalaw ang magnet, ang mga eddy electric currents (Foucault currents) ay bumangon, na pumipigil sa pagbabago ng magnetic field, at, dahil dito, pinipigilan ang permanenteng magnet na gumagalaw kasama ang ibabaw ng konduktor." Pero isipin natin! Ang Eddy electric current ay ang vortex motion ng mga conduction electron. Ano ang pumipigil sa libreng paggalaw ng vortex ng conduction electron sa ibabaw ng conductor? Inertial mass ng conduction electron? Pagkawala ng enerhiya sa panahon ng banggaan ng mga electron sa kristal na sala-sala ng isang konduktor? Hindi, hindi ito sinusunod, at sa pangkalahatan ay hindi maaaring. Kaya kung ano ang huminto malayang paggalaw eddy currents sa kahabaan ng konduktor? Hindi alam? At walang makakasagot, dahil lahat ng pisika ay kalokohan.

Ngayon isang pares ng mga kagiliw-giliw na mga saloobin tungkol sa kakanyahan ng permanenteng magneto. Sa makina ni Howard R. Johnson, mas tiyak sa dokumentasyon ng patent para dito, ang sumusunod na ideya ay ipinahayag: “Ang imbensyon na ito ay nauugnay sa isang paraan ng paggamit ng mga spins ng hindi magkapares na mga electron sa isang ferromagnet at iba pang mga materyales na pinagmumulan ng mga magnetic field upang makabuo. kapangyarihan na walang daloy ng elektron, tulad nito ay nangyayari sa mga conventional electrical conductor, at sa mga permanenteng magnet na motor para magamit ang pamamaraang ito kapag lumilikha ng pinagmumulan ng kuryente. Sa pagsasagawa ng imbensyon na ito, ang mga pag-ikot ng hindi magkapares na mga electron sa loob ng mga permanenteng magnet ay ginagamit upang lumikha ng pinagmumulan ng motive power sa pamamagitan lamang ng mga superconductive na katangian ng mga permanenteng magnet at ang magnetic flux na nabuo ng mga magnet, na kinokontrol at nakatutok sa paraang mag-orient magnetic pwersa para sa permanenteng produksyon kapaki-pakinabang na gawain, tulad ng pag-aalis ng rotor na may kaugnayan sa stator. Tandaan na nagsusulat si Johnson sa kanyang patent tungkol sa isang permanenteng magnet bilang isang sistema na may "superconducting na mga katangian"! Ang mga electron currents sa isang permanenteng magnet ay isang pagpapakita ng tunay na superconductivity, na hindi nangangailangan ng isang conductor cooling system upang magbigay ng zero resistance. Bukod dito, ang "paglaban" ay dapat na negatibo upang ang magnet ay mapanatili at maipagpatuloy ang pagiging magnetized nito.

At ano, sa palagay mo alam mo ang lahat tungkol sa mga "regular"? Narito ang isang simpleng tanong: - Ano ang hitsura ng larawan? mga linya ng puwersa isang simpleng ferromagnetic ring (isang magnet mula sa isang conventional speaker)? Para sa ilang kadahilanan, ang lahat ay eksklusibong naniniwala na ito ay kapareho ng sa alinmang konduktor ng singsing (at, siyempre, hindi ito iginuhit sa alinman sa mga libro). At dito ka nagkakamali!

Sa katunayan (tingnan ang figure) sa lugar na katabi ng butas ng singsing, isang bagay na hindi maintindihan ang nangyayari sa mga linya. Sa halip na patuloy na tumagos dito, nag-iiba sila, na binabalangkas ang isang pigura na kahawig ng isang mahigpit na pinalamanan na bag. Ito ay, parang, dalawang string - sa itaas at ibaba (mga espesyal na punto 1 at 2), - ang magnetic field sa kanila ay nagbabago ng direksyon.

Maaari kang gumawa ng isang cool na eksperimento (tulad ng, karaniwang hindi maipaliwanag;), - dalhin natin ang isang bakal na bola mula sa ibaba patungo sa ferrite ring, at isang metal nut sa ibabang bahagi nito. Maaakit siya kaagad sa kanya (Fig. a). Ang lahat ay malinaw dito - ang bola, na nakapasok sa magnetic field ng singsing, ay naging isang magnet. Susunod, magsisimula kaming dalhin ang bola mula sa ibaba hanggang sa singsing. Dito mahuhulog at mahuhulog ang nut sa mesa (fig. b). Eto na, ibaba iisang punto! Ang direksyon ng field ay nagbago sa loob nito, ang bola ay nagsimulang mag-remagnetize at tumigil sa pag-akit ng nut. Sa pamamagitan ng pag-angat ng bola sa itaas ng singular na punto, ang nut ay maaaring muling ma-magnetize dito (fig. c). Itong biro kay magnetic lines Si M.F. ang unang nakatuklas Ostrikov.

P.S.: At bilang konklusyon, susubukan kong malinaw na bumalangkas sa aking posisyon kaugnay sa modernong pisika. Hindi ako laban sa pang-eksperimentong data. Kung nagdala sila ng magnet, at hinila niya ang isang piraso ng bakal, pagkatapos ay hinila niya ito. Kung ang magnetic flux ay nag-uudyok ng isang EMF, kung gayon ito ay nag-uudyok. Hindi ka maaaring makipagtalo diyan. Ngunit (!) narito ang mga konklusyon na iginuhit ng mga siyentipiko, ... ang kanilang mga paliwanag sa mga ito at iba pang mga proseso ay minsan ay katawa-tawa lamang (sa madaling salita). At hindi minsan, ngunit madalas. Halos palagi…

Enerhiya Transgeneration electromagnetic field

Kakanyahan ng pananaliksik:

Ang pangunahing direksyon ng pananaliksik ay ang pag-aaral ng teoretikal at teknikal na posibilidad ng paglikha ng mga aparato na bumubuo ng kuryente sa gastos ng bukas ng may-akda. pisikal na proseso transgeneration ng electromagnetic field energy. Ang kakanyahan ng epekto ay nakasalalay sa katotohanan na kapag nagdaragdag ng mga electromagnetic na patlang (pare-pareho at variable), hindi mga enerhiya ang idinagdag, ngunit ang mga amplitude ng patlang. Ang enerhiya ng field ay proporsyonal sa parisukat ng amplitude ng kabuuang electromagnetic field. Bilang resulta, sa isang simpleng pagdaragdag ng mga field, ang enerhiya ng kabuuang field ay maaaring maraming beses na mas malaki kaysa sa enerhiya ng lahat ng mga unang field nang hiwalay. Ang pag-aari na ito ng electromagnetic field ay tinatawag na non-additivity ng field energy. Halimbawa, kapag nagdaragdag ng tatlong flat disk permanenteng magnet sa isang stack, ang enerhiya ng kabuuang magnetic field ay tumataas ng siyam na beses! Ang isang katulad na proseso ay nangyayari kapag nagdadagdag mga electromagnetic wave sa mga linya ng feeder at resonant system. Ang enerhiya ng kabuuang nakatayong electromagnetic wave ay maaaring maraming beses na mas malaki kaysa sa enerhiya ng mga wave at ang electromagnetic field bago idagdag. Bilang resulta, ang kabuuang enerhiya ng system ay tumataas. Ang proseso ay inilarawan sa pamamagitan ng isang simpleng formula ng enerhiya ng field:

Kapag nagdaragdag ng tatlong permanenteng disk magnet, ang volume ng field ay bumababa ng isang factor ng tatlo, at ang volumetric energy density ng magnetic field ay tumataas ng isang factor ng siyam. Bilang resulta, ang enerhiya ng kabuuang field ng tatlong magnet na magkasama ay nagiging tatlong beses ang enerhiya ng tatlong disconnected magnet.

Kapag nagdaragdag ng mga electromagnetic wave sa isang volume (sa mga linya ng feeder, resonator, coils, mayroon ding pagtaas sa enerhiya ng electromagnetic field kumpara sa orihinal).

Ang teorya ng electromagnetic field ay nagpapakita ng posibilidad ng pagbuo ng enerhiya dahil sa paglipat (trans-) at pagdaragdag ng mga electromagnetic wave at field. Ang teorya ng transgeneration ng enerhiya ng mga electromagnetic field na binuo ng may-akda ay hindi sumasalungat sa klasikal na electrodynamics. Ang ideya ng isang pisikal na continuum bilang isang superdense dielectric medium na may malaking nakatagong enerhiya ng masa ay humahantong sa katotohanan na ang pisikal na espasyo ay may enerhiya at ang transgeneration ay hindi lumalabag. kumpletong batas pag-iingat ng enerhiya (isinasaalang-alang ang enerhiya ng daluyan). Ang non-additivity ng enerhiya ng electromagnetic field ay nagpapakita na para sa isang electromagnetic field, ang simpleng katuparan ng batas ng konserbasyon ng enerhiya ay hindi nangyayari. Halimbawa, sa teorya ng Umov-Poynting vector, ang pagdaragdag ng Poynting vectors ay humahantong sa katotohanan na ang electric at magnetic field sabay-sabay. Samakatuwid, halimbawa, kapag nagdaragdag ng tatlong Poynting vectors, ang kabuuang Poynting vector ay tataas ng siyam na salik, at hindi tatlo, na tila sa unang tingin.

Mga resulta ng pananaliksik:

Ang posibilidad na makakuha ng enerhiya sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga electromagnetic waves ng pananaliksik ay sinisiyasat nang eksperimento sa iba't ibang uri ng mga linya ng feeder - waveguides, two-wire, strip, coaxial. Ang frequency range ay mula 300 MHz hanggang 12.5 GHz. Parehong direktang sinusukat ang kapangyarihan - sa pamamagitan ng mga wattmeter, at hindi direkta - ng mga diode at voltmeter ng detektor. Bilang resulta, kapag ang ilang mga setting ay ginawa sa mga linya ng feeder, ang mga positibong resulta ay nakuha. Kapag nagdaragdag ng mga amplitude ng mga patlang (sa mga naglo-load), ang inilalaan na kapangyarihan sa pagkarga ay lumampas sa kapangyarihan na ibinibigay mula sa iba't ibang mga channel (ginamit ang mga power divider). Ang pinakasimpleng eksperimento na naglalarawan sa prinsipyo ng pagdaragdag ng amplitude ay isang eksperimento kung saan ang tatlong antenna na makitid na nakadirekta ay gumagana sa phase sa isang receiver, kung saan nakakonekta ang isang wattmeter. Ang resulta ng karanasang ito: ang power na naitala sa receiving antenna ay siyam na beses na mas malaki kaysa sa bawat transmitting antenna nang paisa-isa. Sa receive antenna, ang mga amplitude (tatlo) mula sa tatlong transmit antenna ay idinagdag, at ang receive power ay proporsyonal sa square ng amplitude. Iyon ay, kapag nagdadagdag ng tatlong karaniwang-mode amplitude, tumataas ang kapangyarihan ng pagtanggap ng siyam na beses!

Dapat tandaan na ang interference sa hangin (vacuum) ay multiphase, naiiba sa maraming paraan mula sa interference sa feeder lines, cavity resonator, nakatayong alon ah sa mga coils, atbp. Sa tinatawag na classical interference pattern, ang parehong pagdaragdag at pagbabawas ng mga amplitude ng electromagnetic field ay sinusunod. Samakatuwid, sa pangkalahatan, sa kaso ng multiphase interference, ang paglabag sa batas ng konserbasyon ng enerhiya ay lokal na kalikasan. Sa isang resonator o sa pagkakaroon ng mga nakatayong alon sa mga linya ng feeder, ang superposisyon ng mga electromagnetic wave ay hindi sinamahan ng muling pamamahagi ng electromagnetic field sa espasyo. Sa kasong ito, sa isang quarter at half-wave resonator, ang pagdaragdag lamang ng mga amplitude ng field ay nangyayari. Ang enerhiya ng mga alon na pinagsama sa isang volume ay nagmumula sa enerhiya na dumaan mula sa generator patungo sa resonator.

Ang mga eksperimentong pag-aaral ay ganap na nagpapatunay sa teorya ng transgeneration. Ito ay kilala mula sa microwave practice na kahit na may isang normal na electrical breakdown sa mga linya ng feeder, ang kapangyarihan ay lumampas sa kapangyarihan na ibinibigay mula sa generator. Halimbawa, ang isang waveguide na idinisenyo para sa microwave power na 100 MW ay tinusok sa pamamagitan ng pagdaragdag ng dalawang microwave powers na 25 MW bawat isa - sa pamamagitan ng pagdaragdag ng dalawang counterpropagating na microwave wave sa waveguide. Ito ay maaaring mangyari kapag ang lakas ng microwave ay makikita mula sa dulo ng linya.

Ang isang bilang ng mga orihinal na circuit diagram ay binuo para sa pagbuo ng enerhiya gamit ang iba't ibang uri ng interference. Ang pangunahing saklaw ng dalas ay metro at decimeter (UHF), hanggang sentimetro. Sa batayan ng transgeneration, posible na lumikha ng mga compact na autonomous na mapagkukunan ng kuryente.