Lignes de champ magnétique à aimant permanent. Sujet : « Aimants permanents. Champ magnétique des aimants permanents. Champ magnétique terrestre "

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Cet article présente les résultats d'études des champs magnétiques vectoriels et scalaires aimants permanents et déterminer leur répartition.

aimant permanent

électro-aimant

champ magnétique vectoriel

champ magnétique scalaire.

2. Borisenko A.I., Tarapov I.E. Analyse vectorielle et débuts du calcul tensoriel. - M. : lycée, 1966.

3. Kumpyak D. Ye. Analyse vectorielle et tensorielle : Didacticiel... - Tver : Tverskoï Université d'État, 2007 .-- 158 p.

4. McConnell A.J. Une introduction à l'analyse tensorielle avec des applications à la géométrie, la mécanique et la physique. - M. : Fizmatlit, 1963.-- 411 p.

5. Borisenko A.I., Tarapov I.E. Analyse vectorielle et débuts du calcul tensoriel. - 3e éd. - M. : Lycée, 1966.

Aimants permanents. Champ magnétique constant.

Aimant- ce sont des corps qui ont la capacité d'attirer des objets en fer et en acier et d'en repousser d'autres en raison de l'action de leur champ magnétique... Les lignes de force du champ magnétique passent avec pôle Sud aimant, et sortir avec pôle Nord(Fig. 1).

Riz. 1. Aimant et lignes de force champ magnétique

Un aimant permanent est un produit constitué d'un matériau magnétique dur avec une induction magnétique résiduelle élevée, qui conserve l'état de magnétisation pendant longtemps. Les aimants permanents sont fabriqués de formes diverses et sont utilisées comme sources de champ magnétique autonomes (ne consommant pas d'énergie) (Fig. 2).

Un électro-aimant est un appareil qui crée un champ magnétique lorsqu'un courant électrique circule. Habituellement, un électro-aimant se compose d'un enroulement et d'un noyau ferromagnétique, qui acquiert les propriétés d'un aimant lorsqu'un courant électrique traverse l'enroulement.

Riz. 2. Aimant permanent

Dans les électro-aimants, conçus principalement pour créer une force mécanique, il existe également une armature (la partie mobile du circuit magnétique), qui transfère la force.

Les aimants permanents en magnétite sont utilisés en médecine depuis l'Antiquité. La reine d'Egypte, Cléopâtre, portait une amulette magnétique.

V la Chine ancienne Dans le "Livre impérial de médecine interne", la question de l'utilisation de pierres magnétiques pour corriger l'énergie Qi dans le corps - "force vivante", a été abordée.

La première théorie du magnétisme a été développée par le physicien français André Marie Ampère. Selon sa théorie, l'aimantation du fer s'explique par l'existence de courants électriques qui circulent à l'intérieur de la substance. Ampère a fait ses premiers rapports sur les résultats des expériences lors d'une réunion de l'Académie des sciences de Paris à l'automne 1820. Le concept de "champ magnétique" a été introduit en physique par le physicien anglais Michael Faraday. Les aimants interagissent à travers un champ magnétique, il a également introduit le concept de lignes de force magnétiques.

Champ magnétique vectoriel

Un champ vectoriel est un mappage qui attribue un vecteur avec l'origine en ce point à chaque point de l'espace considéré. Par exemple, le vecteur vitesse du vent à un instant donné évolue d'un point à un autre et peut être décrit par un champ de vecteurs (Fig. 3).

Champ magnétique scalaire

Si chaque point M d'une région donnée de l'espace (le plus souvent de dimension 2 ou 3) se voit attribuer un nombre (généralement réel) u, alors ils disent qu'un champ scalaire est donné dans cette région. En d'autres termes, un champ scalaire est une fonction qui fait correspondre Rn à R (fonction scalaire d'un point dans l'espace).

Gennady Vasilievich Nikolaev raconte, montre et prouve simplement l'existence d'un deuxième type de champ magnétique à travers des expériences simples, que la science, pour une raison étrange, n'a pas trouvée. Depuis l'époque d'Ampère, il y a eu des spéculations qu'il existe. Il a appelé le champ découvert par Nikolaev un champ scalaire, mais il est encore souvent appelé par son nom. Nikolaev a amené les ondes électromagnétiques à une analogie complète avec les ondes mécaniques ordinaires. Or la physique considère les ondes électromagnétiques comme exclusivement transversales, mais Nikolaev en est sûr et prouve qu'elles sont aussi longitudinales ou scalaires, et il est logique qu'une onde puisse se propager vers l'avant sans pression directe, c'est tout simplement absurde. Selon le scientifique, le champ longitudinal a été volontairement caché par la science, peut-être lors de l'édition de théories et de manuels. Ceci est fait avec une intention simple et cohérente avec les autres coupes.

Riz. 3. Champ magnétique vectoriel

La première coupure qui a été faite était le manque d'éther. Pourquoi?! Parce que l'éther est l'énergie, ou le milieu, qui est sous pression. Et cette pression, si elle est bien organisée, peut être utilisée comme une source d'énergie gratuite !!! La deuxième coupe est supprimée de l'onde longitudinale, en conséquence, si l'éther est une source de pression, c'est-à-dire de l'énergie, alors si seules des ondes transversales y sont ajoutées, aucune énergie libre ou gratuite ne peut être obtenue, une onde longitudinale est requis.

Ensuite, la superposition inverse d'ondes permet de pomper la pression d'éther. Cette technologie est souvent appelée point zéro, ce qui est généralement correct. C'est à la frontière de la connexion entre plus et moins (haute et basse pression), avec le mouvement des vagues venant en sens inverse, vous pouvez obtenir la zone dite de Bloch ou par une simple défaillance du milieu (éther), où l'énergie supplémentaire du milieu sera attiré.

Le travail est une tentative de répétition pratique de certaines des expériences décrites dans le livre de G.V. Nikolaev "L'électrodynamique moderne et les raisons de sa paradoxalité" et la reproduction du générateur et du moteur par Stefan Marinov, dans la mesure du possible à la maison.

L'expérience de G.V. Nikolaev avec des aimants : deux aimants ronds provenant de haut-parleurs ont été utilisés

Deux aimants plats aux pôles opposés situés sur un plan. Ils sont attirés l'un vers l'autre (Fig. 4), alors que lorsqu'ils sont perpendiculaires (quelle que soit l'orientation des pôles), il n'y a pas de force d'attraction (seul le couple est présent) (Fig. 5).

Découpons maintenant les aimants au milieu et connectons-les par paires avec différents pôles, formant des aimants de la taille d'origine (Fig. 6).

Lorsque ces aimants sont situés dans le même plan (Fig. 7), ils seront à nouveau, par exemple, attirés l'un vers l'autre, alors que dans la disposition perpendiculaire ils se repousseront déjà (Fig. 8). Dans ce dernier cas, les forces longitudinales agissant le long de la ligne de coupe d'un aimant sont une réaction aux forces latérales agissant sur les surfaces latérales de l'autre aimant, et vice versa. L'existence d'une force longitudinale contredit les lois de l'électrodynamique. Cette force est le résultat d'un champ magnétique scalaire présent à la coupure des aimants. Cet aimant composite est appelé colia sibérien.

Un puits magnétique est un phénomène lorsqu'un champ magnétique vectoriel se repousse, qu'un champ magnétique scalaire s'attire et qu'une distance naît entre eux.

Référence bibliographique

Zhangisina G.D., Syzdykbekov N.T., Zhanbirov Zh.G., Sagyntai M., Mukhtarbek E.K. AIMANTS PERMANENTS ET CHAMPS MAGNÉTIQUES PERMANENTS // Succès sciences naturelles modernes... - 2015. - N° 1-8. - S. 1355-1357 ;
URL : https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35401 (date d'accès : 12.10.2017). Nous portons à votre connaissance les revues publiées par l'Académie des Sciences Naturelles

Si un courant électrique traverse le fer, le fer acquiert des propriétés magnétiques pendant le passage du courant. Certaines substances, par exemple l'acier trempé et un certain nombre d'alliages, ne perdent pas leurs propriétés magnétiques même après avoir coupé le courant, contrairement aux électro-aimants.

De tels corps qui conservent longtemps leur magnétisation sont appelés aimants permanents. Les gens ont d'abord appris à extraire les aimants permanents des aimants naturels - minerai de fer magnétique, et puis ils ont déjà appris à se fabriquer à partir d'autres substances, en les magnétisant artificiellement.

Champ magnétique à aimant permanent

Les aimants permanents ont deux pôles appelés champs magnétiques nord et sud. Entre ces pôles, le champ magnétique se situe sous la forme de lignes fermées dirigées du nord vers le sud. Le champ magnétique d'un aimant permanent agit sur les objets métalliques et autres aimants.

Si vous apportez deux aimants avec les mêmes pôles, ils se repousseront. Et si différent, alors attirer. Lignes magnétiques des accusations dissemblables dans ce cas, pour ainsi dire, sont fermées les unes aux autres.

Si un objet métallique tombe dans le champ d'un aimant, l'aimant le magnétise et l'objet métallique lui-même devient un aimant. Il est attiré par son pôle opposé à l'aimant, de sorte que les corps métalliques semblent "coller" aux aimants.

Champ magnétique terrestre et orages magnétiques

Le champ magnétique est possédé non seulement par des aimants, mais aussi par notre planète natale. Le champ magnétique de la Terre détermine l'action des boussoles, qui ont été utilisées par les gens depuis l'Antiquité pour naviguer sur le terrain. La terre, comme tout autre aimant, a deux pôles - nord et sud. Pôles magnétiques Les terrains sont situés à proximité des pôles géographiques.

Les lignes de force du champ magnétique terrestre « sortent » du pôle Nord de la Terre et « entrent » à l'emplacement du pôle Sud. La physique confirme expérimentalement l'existence du champ magnétique terrestre, mais ne peut pas encore l'expliquer complètement. On pense que la raison de l'existence du magnétisme terrestre est les courants circulant à l'intérieur de la Terre et dans l'atmosphère.

De temps en temps, le soi-disant " orages magnétiques". En raison de l'activité solaire et de l'émission de flux de particules chargées par le Soleil, le champ magnétique terrestre change pendant une courte période. À cet égard, la boussole peut se comporter de manière étrange, la transmission de divers signaux électromagnétiques dans l'atmosphère est perturbée.

De telles tempêtes peuvent être désagréables pour certains. personnes sensibles, étant donné que la perturbation du magnétisme terrestre normal provoque des changements mineurs dans plutôt instrument mince- notre corps. On pense qu'avec l'aide du magnétisme terrestre, ils retrouvent le chemin du retour oiseaux migrateurs et les animaux migrateurs.

À certains endroits sur Terre, il y a des zones où la boussole ne pointe pas régulièrement vers le nord. De tels endroits sont appelés anomalies. De telles anomalies s'expliquent le plus souvent par d'énormes gisements. minerai de ferà faible profondeur, qui déforment le champ magnétique naturel de la Terre.

Professeur de physique

MBOU "Lycée Polevskoï"

v. Polevaya, région de Koursk, région de Koursk., Filatova I.V.

La leçon est la recherche.

Sujet : « Aimants permanents. Champ magnétique des aimants permanents. Le champ magnétique terrestre".

Objectifs de la leçon : éducatif - connaissance de propriétés physiques aimants permanents, champ magnétique terrestre; poursuivre la formation de compétences en analyse de sources d'information, en conduite d'expériences, en travail en groupe; éducatif - favoriser une culture du travail mental, des compétences de travail en groupe; développer - le développement de l'indépendance de pensée, la capacité d'analyser et de tirer des conclusions, de penser logiquement.

Équipement : microlaboratoire : kit de magnétisme.

Ordinateur portable, projecteur multimédia, présentation, aimants.

Étape organisationnelle ... Explication des buts et objectifs de la leçon.

Contrôle des devoirs :

Quelle est l'expérience d'Oersted ? (l'aiguille magnétique située sous le conducteur de courant tourne) 2) Quelle est la connexion entre le courant électrique et le champ magnétique ? (un champ magnétique existe autour de tout conducteur avec du courant, autour de charges électriques en mouvement) 3) Comment la limaille de fer se situe dans un champ magnétique courant continu? (sous l'influence d'un champ magnétique, la limaille de fer se situe en cercles concentriques ; dans un champ magnétique, la limaille de fer s'aimante et devient des flèches magnétiques) 4) Qu'appelle-t-on la raie magnétique d'un champ magnétique ? (les lignes le long desquelles les axes des flèches magnétiques sont définis). 5). Pourquoi le concept de lignes magnétiques à courant continu est-il introduit ? (à l'aide de lignes magnétiques, il est pratique de représenter graphiquement les champs magnétiques). 6) Comment montrer expérimentalement que la direction des lignes magnétiques est liée à la direction du courant dans le conducteur ? (changer la direction du courant dans le conducteur) 7) Quelles méthodes peuvent être utilisées pour augmenter le champ magnétique de la bobine avec du courant ? (insérer le noyau ou augmenter l'ampérage) 8) Qu'est-ce qu'on appelle un électro-aimant ? (une bobine avec un noyau de fer à l'intérieur) 9) A quoi servent les électro-aimants ? (les usines portent des charges, séparateur de grains magnétique, télégraphe, téléphone, sonnette électrique, relais électromagnétique)

Amélioration de l'activité mentale ... Prof. Ils sont utilisés en médecine et dans de nombreux autres domaines. activité humaine... On les trouve dans les appareils électriques. Ils ont au moins deux pôles, nord et sud. Ils sont connus depuis l'antiquité. "Pierre d'amour" - c'est le nom donné à cet objet par les Chinois. Attire le fer, comme une tendre mère de ses enfants. (Tshu-shi)

De quoi s'agit-il?

3. Grand dictionnaire encyclopédique. Aimant permanent. Un produit d'une certaine forme (par exemple, sous la forme d'un fer à cheval, d'une bande, d'une tige) constitué d'un matériau pré-magnétisé capable de conserver une induction magnétique importante après suppression du champ magnétisant. Il est utilisé comme source de champ magnétique constant dans les appareils électriques, radio et électroniques. Aimant - une pierre de magnésie, ville antique en Asie Mineure. Aimants naturels dans la nature - minerai de fer (appelé minerai de fer magnétique ou magnétite)

« Un aimant est une pierre magnétique, du minerai de fer, du minerai. Avec la propriété d'attirer le fer et, en allumant le surpoids, de pointer vers le nord et le sud, ainsi que de transférer cette propriété au fer "V. Dal Dictionnaire explicatif vivant Grande langue russe. TT. 1-4.

Qu'est-ce qu'un aimant permanent ? Corps, Longtemps maintien de l'aimantation sont appelés aimants permanents ou simplement aimants. Quelles sont les propriétés des aimants permanents ?

Physique Science Expérimentale

4 . Partie expérimentale. Recherche étudiante

Expérience 1.

1.Vérifiez l'effet de l'aimant sur les objets.

2. Placez les objets à proximité Différents composants aimant : aux extrémités de l'aimant et au milieu de celui-ci.

Matériel : aimant, corps divers (clous, trombones, fil d'aluminium, cahier, bloc de bois).

Après avoir vérifié l'effet de l'aimant sur divers objets et l'effet de l'aimant sur les objets situés aux extrémités de l'aimant et au milieu, écrivez les résultats dans un cahier.

L'emplacement de l'objet aux extrémités de l'aimant

Résultats expérimentaux.

Nom de l'article

Disposition des objets au milieu de l'aimant

Résultats expérimentaux.

Expérience 2.

Équipement : bande magnétique, sciure de bois, boîte en plastique.

Le progrès:

1.Placez une boîte en plastique avec de la limaille de fer sur l'aimant.

2. Tapotez légèrement sur le bac à sciure.

3. Esquissez l'image résultante dans le tableau.

Expérience 3.

Matériel : aimant fer à cheval, limaille, papier. Le progrès:

1.Placez une boîte en plastique avec de la sciure de bois sur l'aimant plat

2. Frappez doucement la boîte.

3. Esquissez l'image résultante dans le tableau.

Expérience 4.

Équipement : et matériel : deux aimants en bande (barre), limaille de fer, boîte en plastique avec limaille de fer.

1.Placez les aimants avec les mêmes pôles les uns aux autres.

Au-dessus se trouve une boîte en plastique avec de la sciure de bois. Appuyez légèrement sur la boîte.

2. Esquissez l'image résultante dans le tableau.

3. Mettez les aimants dans les chariots et tournez les pôles du même nom l'un vers l'autre. Assurez-vous que les aimants sont repoussés.

Expérience 5.

Équipement et matériel : deux aimants en barre (bande), une boîte en plastique avec de la limaille de fer.

Le progrès:

Placez les aimants avec des pôles opposés.

Placez une boîte en plastique avec de la limaille sur le dessus et tapotez légèrement dessus.

Dessinez l'image résultante sur la table.

Placez les aimants dans les chariots et rapprochez-les avec des pôles opposés. Assurez-vous que les aimants sont attirés. Conclusion : les pôles opposés des aimants s'attirent.

Expérience 6.

Aimant en bande, boussole, clou en fer.

Le progrès:

1. Tenez l'aimant à quelques centimètres de la boussole. Observez l'aiguille de la boussole lorsque vous déplacez l'aimant. Que devient la flèche ? Conclusion : la déviation de la flèche dépend de la distance à la flèche.

Amenez un clou en fer à quelques centimètres de la boussole. Lorsque vous déplacez le clou, suivez l'aiguille de la boussole. Qu'arrive-t-il à la flèche.

Passez plusieurs fois une extrémité de l'aimant sur le clou, en le déplaçant toujours dans une direction. Après cela, amenez le clou sur la boussole de quelques centimètres, en déplaçant le clou, suivez la flèche de la boussole. Que devient la flèche ? Expliquez ce phénomène.

Expérience 7.

1. Frottez le rayon avec un pôle de l'aimant permanent.

2.Après avoir magnétisé le rayon, assurez-vous qu'il devienne un aimant. Pour ce faire, touchez l'extrémité de l'aiguille à tricoter avec la limaille de fer. La sciure est attirée.

Vérifiez la polarité du rayon aimanté. Vous verrez que lorsque le rayon est amené à l'aiguille magnétique, une extrémité de celui-ci attire son pôle sud, et l'autre extrémité du nord.

Conclusion : lorsque le rayon est magnétisé, on obtient un aimant à deux pôles : nord et sud.

Essayez de casser le rayon mécaniquement

Utilisez la flèche magnétique pour vérifier que l'aimant unipolaire est défaillant.

Conclusion des expériences. Résultats de recherche.

Les aimants permanents attirent la fonte, le fer, l'acier, certains alliages, le nickel et le cobalt plus faibles.

Il y a des endroits où se trouvent les actions magnétiques les plus fortes, ils sont appelés pôles magnétiques.

Ils ont au moins deux pôles : nord et sud.

Les pôles du même nom se repoussent, les opposés s'attirent.

Les aimants artificiels sont fabriqués en plaçant du fer, de l'acier, un alliage nickel-cobalt dans un champ magnétique ou en frottant avec un aimant dans une direction.

Les propriétés magnétiques disparaissent à des températures supérieures à la température de Curie.

6. Les lignes magnétiques du champ magnétique de l'aimant permanent sont fermées. à l'extérieur de l'aimant, les lignes magnétiques quittent le pôle nord de l'aimant et entrent dans le sud, se refermant à l'intérieur de l'aimant, tout comme les lignes magnétiques d'une bobine avec du courant.

7. La cause du champ magnétique des aimants permanents du point de vue d'Ampère : courant circulaire circulant à l'intérieur d'une particule de matière (hypothèse d'Ampère). Les substances qui augmentent considérablement le champ magnétique sont appelées ferroaimants. En plus du fer, les ferroaimants comprennent le nickel, le cobalt, les alliages - les aciers électriques. Permalloy, permendur, alnico, invar et autres. Le ferromagnétisme s'explique qualitativement par les propriétés magnétiques des électrons. Chaque électron dans un atome a son propre champ magnétique (de spin). Dans les ferroaimants, des conditions se présentent pour l'orientation parallèle, le vecteur d'induction magnétique des champs magnétiques de spin d'une partie des électrons et leur addition. En conséquence, il existe des régions d'aimantation spontanée des domaines. Chaque domaine est un petit aimant. Les domaines peuvent être observés au microscope. A cet effet, une goutte d'huile est appliquée sur la surface polie du ferromagnétique, dans laquelle les plus petites particules de la poudre ferromagnétique sont suspendues. Ces particules sont concentrées aux frontières des domaines. Les dimensions des domaines sont de l'ordre de 0,1 à 1,01 mm. Lorsque l'échantillon ferromagnétique est retiré du champ magnétique externe, une partie importante des domaines conserve une orientation ordonnée. L'échantillon magnétiquement dur devient un aimant permanent. Pour la fabrication d'aimants permanents, des aciers spéciaux, des alliages de fer avec de l'aluminium, du nickel et du cobalt, de l'oxyde de fer et d'autres métaux sont utilisés.

La pertinence du sujet étudié. Application d'aimants : séparateurs magnétiques, instruments de mesure électriques, appareils électriques, radio et électroniques, supports de stockage magnétiques, disques durs, disquettes, crédit cartes bancaires, téléviseurs, haut-parleurs, microphones, imagerie par résonance magnétique.

Apprentissage de nouveau matériel. Le champ magnétique terrestre

Quelle conclusion peut-on tirer des observations de l'aiguille magnétique, qui est toujours installée à un endroit donné de la Terre dans une certaine direction.

Conclusion : il existe un champ magnétique autour de la Terre et l'aiguille magnétique est installée le long de ses lignes magnétiques. L'expérience montre qu'à environ 75 degrés de latitude nord et 99 degrés de longitude ouest, les lignes magnétiques deviennent verticales lorsqu'elles pénètrent dans la terre. C'est là que se trouve actuellement le pôle magnétique sud de la Terre. Il est situé à une distance de 2100 km du nord géographique.

Le pôle magnétique nord de la Terre est situé près du pôle géographique sud, à savoir à 66,5 degrés de latitude sud et 140 degrés de longitude est. C'est là que les lignes magnétiques du champ magnétique terrestre émergent de la Terre. Les pôles magnétiques de la Terre ne coïncident pas avec ses pôles géographiques. À cet égard, l'aiguille magnétique ne pointe qu'approximativement vers le nord.

Le plan vertical dans lequel se situe l'axe longitudinal de l'aiguille magnétique est appelé le plan du méridien magnétique de ce point La surface de la terre, et la droite le long de laquelle ce plan coupe le plan horizontal s'appelle le méridien magnétique. L'angle entre la direction des méridiens magnétique et géographique est appelé déclinaison magnétique, la déclinaison magnétique est appelée ouest ou est, selon que le pôle nord de l'aiguille magnétique dévie vers l'ouest ou l'est du plan du méridien géographique. L'échelle de mesure de la déclinaison est de 0 à 180 degrés. Souvent, la déclinaison orientale est marquée d'un signe plus et la déclinaison ouest d'un signe moins. Les lignes de champ magnétique terrestre ne sont pas parallèles à la surface terrestre. L'induction magnétique du champ terrestre ne se situe pas dans le plan de l'horizon d'un endroit donné, mais forme un certain angle avec ce plan. Cet angle est appelé inclinaison magnétique. Une idée de la position de l'aiguille magnétique peut être obtenue à l'aide d'un cardan. Trois grandeurs : la déclinaison, l'inclinaison et la valeur numérique de la composante magnétique caractérisent parfaitement le champ magnétique.

Les orages magnétiques sont des changements à court terme dans le champ magnétique terrestre. L'apparition d'orages magnétiques est associée à l'activité solaire. Pendant la période d'activité solaire, des flux de particules chargées sont émis de la surface du Soleil dans l'espace mondial. Le champ magnétique produit par le déplacement de particules chargées modifie le champ magnétique terrestre et provoque un orage magnétique. Anomalies magnétiques : Zones dans lesquelles la direction de l'aiguille magnétique dévie constamment de la direction de la ligne magnétique terrestre. Distinguer les anomalies magnétiques continentales (zone de 10 à 100 000 kilomètres carrés, par exemple, la Sibérie orientale), les anomalies régionales de 1 à 10 000 kilomètres carrés), les anomalies locales, la cause de ces anomalies sont d'énormes gisements de minerai de fer à un relativement faible profondeur. Des exemples d'anomalies locales sont Koursk, Krivoï Rog.

La raison du magnétisme terrestre n'est pas entièrement comprise. Il a seulement été établi qu'un rôle important dans la création du champ magnétique terrestre est joué par divers courants électriques circulant dans l'atmosphère (en particulier dans ses couches supérieures) et dans croûte terrestre... Le noyau terrestre est liquide, des courants circulaires peuvent y circuler. En 1958, des satellites terrestres artificiels de la SSR et des États-Unis ont découvert 2 ceintures de rayonnement dans le plan équatorial de la Terre. Les ceintures de rayonnement représentent des flux de particules chargées - électrons et protons - courant annulaire.

7. Fixation :

1. L'aimant peut-il être divisé en 2 parties, chacune avec un seul pôle ?

2.Comment obtenir une image du champ magnétique ?

3. Comment peut-on juger de son effet sur l'aiguille magnétique par l'image du champ magnétique ?

4. Où sont les pôles magnétiques nord et sud de la Terre ?

5. Que sont les anomalies magnétiques ? Quelle est leur raison ?

6 Que sont les orages magnétiques ?

Tâches.

128.1 On sait depuis longtemps que les barreaux de fenêtre en fer magnétisent avec le temps. Expliquez ce phénomène. Quelle conclusion peut-on en tirer sur la direction de l'induction magnétique du champ magnétique terrestre ?

Réponse : l'aimantation des objets verticaux dans le champ magnétique terrestre prouve que l'induction magnétique de ce champ a une composante verticale, c'est-à-dire qu'elle ne se situe pas dans le plan horizontal. Le pôle Nord sera en bas et le pôle Sud en haut (dans l'hémisphère nord).

128.2 Si vous frappez avec un marteau sur une bande de fer située du nord au sud, la bande deviendra magnétisée. Comment seront localisés les pôles sur la bande ainsi aimantée ?

Réponse : Au bout de la bande face au nord. Il y aura un pôle nord à l'autre extrémité du pôle sud.

128.3 L'aimantation spontanée d'objets en fer dans le champ magnétique terrestre a été utilisée pour créer des mines magnétiques, qui sont placées à une certaine profondeur sous la surface de l'eau. La mine flotte et explose lorsqu'un navire en fer magnétisé passe à proximité. L'aiguille magnétique du mécanisme de la mine tourne sous l'influence du champ magnétique du navire. Pour lutter contre les mines magnétiques, deux méthodes sont utilisées : le balayage magnétique de ces mines et la neutralisation du champ magnétique du navire. La première méthode consiste dans le fait qu'un avion volant bas au-dessus de la surface de la mer transporte un aimant puissant suspendu à des cordes au-dessus de cette zone. Parfois, au contraire, un câble en forme d'anneau est descendu à la surface de l'eau sur des flotteurs et un courant passe à travers cet anneau. Sous l'influence du champ d'un aimant ou d'un courant, toutes les mines entrent en action et explosent sans causer de dommages.

La deuxième méthode consiste dans le fait que des boucles de fil isolé sont renforcées sur le navire et que des courants les traversent de manière à ce que le champ magnétique de ces courants soit égal et opposé au champ du navire (aimant permanent). Les deux champs, se repliant, se détruisent, et le navire passe librement au-dessus de la mine magnétique sans activer son mécanisme. Comment le courant doit-il circuler dans la boucle si elle est horizontale : dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse, vu de dessus ? La direction du courant importe-t-elle dans la première méthode ?

Réponse : Le navire est magnétisé de sorte que le pôle nord soit en dessous et le pôle sud au-dessus. Étant donné que le champ magnétique du courant doit compenser le champ magnétique du navire, il doit avoir la direction opposée, c'est-à-dire que le pôle nord doit être au sommet. Le courant dans la boucle, vu de dessus, doit avoir un sens opposé au sens de déplacement des aiguilles d'une montre. Le sens du courant dans le premier cas, avec le chalutage magnétique des mines, n'a pas d'importance.

8.Page historique.

Boussole. Au 3ème siècle, le philosophe chinois Heng Fei Tzu a décrit le dispositif de la boussole. Cela ressemblait à une cuillère en magnétite avec un manche fin. La cuillère était montée sur une plaque de cuivre et pouvait être facilement tournée. La poignée pointait vers le sud. Au 11ème siècle, une aiguille de boussole en forme de poisson est apparue en Chine, qui était dans l'eau. La tête du poisson pointait vers le sud. Au XIIe siècle, les Arabes adoptent la boussole. Au 13ème siècle, l'aiguille flottante est devenue connue des Européens. Au 14ème siècle, une aiguille magnétique était placée au milieu d'un cercle de papier. La boussole a été améliorée par l'italien Flavio Joy.

L'utilisation d'aimants. En 1934, l'ingénieur allemand Kemper proposa la création d'une suspension magnétique. Le principe de fonctionnement est basé sur la répulsion des pôles magnétiques du même nom. La voie et le bas du train sont aménagés avec des aimants permanents avec l'orientation correspondante des pôles. La poussée sera créée par un moteur électrique linéaire, qui possède un stator et un rotor en forme de lamelles.

Histoire du champ magnétique terrestre. Le médecin de la cour de la reine Elizabeth William Hilbert (16e siècle). Fasciné par le magnétisme, il a fabriqué un aimant sphérique, étudié ses propriétés à l'aide d'une aiguille magnétique et est arrivé à la conclusion que le globe est un énorme aimant cosmique. Les géophysiciens modernes savent à quoi ressemblait le champ magnétique terrestre il y a des milliers et même des millions d'années - à rochers contenant du fer, apparu à la suite d'une éruption volcanique, la lave refroidie s'est magnétisée dans le champ terrestre. Puis le champ magnétique a changé et la lave solidifiée a conservé son aimantation. En mesurant l'aimantation, les géophysiciens ont découvert que les pôles magnétiques de la Terre ont changé de place à plusieurs reprises. Au cours du dernier million d'années, cela s'est produit 7 fois.

Tâche. En 1963, les géophysiciens Fred Vine et Drummond Matthews, étudiant le champ magnétique des fonds marins, ont découvert qu'avec la distance de la dorsale médio-atlantique, des rayures avec une aimantation avant et arrière des roches se distinguaient des deux côtés de celle-ci. Expliquez le phénomène. (Réponse : Plus on s'éloigne de la crête, plus les roches du fond sont anciennes. Elles se forment lorsque le magma qui en sort se refroidit. Dans ce cas, les particules de fer sont orientées comme des flèches de boussole le long du champ magnétique terrestre. Par conséquent, tout au long de la l'histoire, la polarité a changé à plusieurs reprises.

Interrupteur à lames. Il s'agit d'un contact scellé. L'appareil est un interrupteur à ressortcontacts en matériau ferromagnétique (permalloyfil), placé dans un cylindre en verre scellé rempli d'un gaz inerte. Les contacts sont déclenchés par un champ magnétique provenant de l'extérieur. Les surfaces de contact offrent une fiabilité connexion électrique au contact. Les avantages du commutateur Reed sont sa petite taille, la simplicité de l'appareil, sa haute fiabilité et son faible coût. Pour cette raison, l'appareil est utilisé dans les relais, les appareils de signalisation et de contrôle, les appareils informatiques et divers relais, postes téléphoniques et télégraphiques. Les contacts de l'interrupteur reed ne se déclenchent que lorsqu'il est orienté dans un champ magnétique, lorsqu'il se situe le long des lignes d'induction magnétique. L'extrémité de l'électrode, dans laquelle entrent les lignes magnétiques, devient le pôle sud, et d'où elles sortent, le nord. Par conséquent, les extrémités des fils de permalloy se faisant face sont magnétisées de manière opposée et sont attirées.

Effectuer des tâches de test ... Option 1.d2.b.3.c4.b 5.a.6. b.

Option 2. 1.a. 2.g. 3.a.4.a. 5 B. 6.y.

9. Résumer les résultats de la leçon.

Quoi de neuf appris dans la leçon. Classement.

10. Briefing sur les devoirs.

§ 60.61 page 173. A. V. Perychkine Exercices numéro 42, 43.

Si tu passes à travers le fer électricité, alors le fer lors du passage du courant va acquérir des propriétés magnétiques. Certaines substances, par exemple l'acier trempé et un certain nombre d'alliages, ne perdent pas leurs propriétés magnétiques même après avoir coupé le courant, contrairement aux électro-aimants.

De tels corps qui conservent longtemps leur magnétisation sont appelés aimants permanents. Les gens ont d'abord appris à extraire des aimants permanents d'aimants naturels - du minerai de fer magnétique, puis ils ont appris à les fabriquer eux-mêmes à partir d'autres substances, en les magnétisant artificiellement.

Champ magnétique à aimant permanent

Les aimants permanents ont deux pôles appelés champs magnétiques nord et sud. Entre ces pôles, le champ magnétique se situe sous la forme de lignes fermées dirigées du nord vers le sud. Le champ magnétique d'un aimant permanent agit sur les objets métalliques et autres aimants.

Si vous apportez deux aimants avec les mêmes pôles, ils se repousseront. Et si différent, alors attirer. Dans ce cas, les lignes magnétiques de charges opposées sembleront fermées les unes sur les autres.

Si un objet métallique tombe dans le champ d'un aimant, l'aimant le magnétise et l'objet métallique lui-même devient un aimant. Il est attiré par son pôle opposé à l'aimant, de sorte que les corps métalliques semblent "coller" aux aimants.

Champ magnétique terrestre et orages magnétiques

Le champ magnétique est possédé non seulement par des aimants, mais aussi par notre planète natale. Le champ magnétique de la Terre détermine l'action des boussoles, qui ont été utilisées par les gens depuis l'Antiquité pour naviguer sur le terrain. La terre, comme tout autre aimant, a deux pôles - nord et sud. Les pôles magnétiques de la Terre sont situés à proximité des pôles géographiques.

Les lignes de force du champ magnétique terrestre « sortent » du pôle Nord de la Terre et « entrent » à l'emplacement du pôle Sud. La physique confirme expérimentalement l'existence du champ magnétique terrestre, mais ne peut pas encore l'expliquer complètement. On pense que la raison de l'existence du magnétisme terrestre est les courants circulant à l'intérieur de la Terre et dans l'atmosphère.

Les soi-disant "orages magnétiques" se produisent de temps en temps. En raison de l'activité solaire et de l'émission de flux de particules chargées par le Soleil, le champ magnétique terrestre change pendant une courte période. À cet égard, la boussole peut se comporter de manière étrange, la transmission de divers signaux électromagnétiques dans l'atmosphère est perturbée.

De telles tempêtes peuvent être désagréables pour certaines personnes sensibles, car la perturbation du magnétisme terrestre normal provoque des changements mineurs dans un instrument plutôt délicat - notre corps. On pense qu'avec l'aide du magnétisme terrestre, les oiseaux migrateurs et les animaux migrateurs retrouvent le chemin du retour.

À certains endroits sur Terre, il y a des zones où la boussole ne pointe pas régulièrement vers le nord. De tels endroits sont appelés anomalies. De telles anomalies s'expliquent le plus souvent par d'énormes gisements de minerai de fer à faible profondeur, qui déforment le champ magnétique naturel de la Terre.

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Le champ magnétique d'un aimant permanent est créé par la rotation des électrons autour de leurs axes. Cela équivaut à certains courants fermés élémentaires. Dans un corps non magnétisé, des groupes individuels de courants élémentaires et leurs champs magnétiques sont situés de manière chaotique, par conséquent, aucun champ magnétique n'est observé dans l'espace externe. Sous l'influence d'un champ magnétique externe, les courants élémentaires créent un champ magnétique résultant. Un champ ferromagnétique à aimantation résiduelle est appelé aimant permanent. On pense conventionnellement que les lignes de force magnétiques sortent du nord et entrent dans le pôle sud. À l'intérieur de l'aimant, les lignes de force magnétiques vont du pôle sud au nord.

Le champ magnétique d'un aimant permanent est créé par la rotation des électrons autour de leurs axes. Cela équivaut à certains courants fermés élémentaires. Dans un corps non magnétisé, des groupes individuels de courants élémentaires et leurs champs magnétiques sont situés au hasard. Par conséquent, aucun champ magnétique n'est observé dans l'espace extérieur. Sous l'influence d'un champ magnétique externe, les courants élémentaires créent un champ magnétique résultant. Un champ ferromagnétique à aimantation résiduelle est appelé aimant permanent. On pense conventionnellement que les lignes de force magnétiques sortent du nord et entrent dans le pôle sud. À l'intérieur de l'aimant, les lignes de force magnétiques vont du pôle sud au nord.

Le champ magnétique des aimants permanents (naturels ou artificiels) résulte de l'addition de champs magnétiques élémentaires créés par des courants circulaires moléculaires sous la forme du mouvement orbital des électrons dans les atomes d'une substance.

Conception d'éclateur.

Le champ magnétique d'un aimant permanent d'une intensité de l'ordre de 40 000 à 80 000 a / m déplace rapidement l'arc le long de l'entrefer annulaire, le refroidissant intensément et empêchant la formation d'un point cathodique sur les électrodes.

Le champ magnétique d'un aimant permanent peut être observé en saupoudrant de la limaille de fer sur une feuille de carton posée sur l'aimant.

Le champ magnétique d'un aimant permanent situé entre les pointes fixes 2 en acier magnétique doux est dirigé parallèlement à l'axe de l'aimant mobile dans le sens des pôles N - S. Le champ créé par l'électro-aimant à pôles (lorsque le courant circule par son enroulement) est dirigée perpendiculairement à l'axe de l'aimant mobile. Si l'enroulement 8 est inclus à travers le diviseur de tension 9 dans le circuit courant alternatif, alors un champ magnétique alternatif apparaît entre les pôles n - t, changeant de direction en fonction de la fréquence du courant alternatif alimentant l'enroulement.

Le champ magnétique d'un aimant permanent agit sur la bobine de courant et le champ magnétique créé par la bobine de courant agit sur l'aimant.

L'interaction du champ magnétique d'un aimant permanent et des courants de Foucault crée, selon la règle de Lenz, la nécessaire décélération (amortissement) du segment, et, par conséquent, de toute la partie mobile de l'appareil avec la flèche.