Champ magnétique à la surface d'un aimant permanent. La physique. Aimants permanents

Jusqu'à présent, nous avons étudié les champs magnétiques produits par les conducteurs. Leurs champs magnétiques existent tant qu'il y a du courant dans les conducteurs. Considérons maintenant les champs magnétiques de ce qu'on appelle aimants permanents.

Il existe deux types de pôles magnétiques : nord (N) et sud (S). Pour connaître l'origine de ces noms, faisons une expérience. nous allons pendre bande magnétique sur le fil afin qu'il puisse tourner librement. Lorsque le balancement de l'aimant s'arrêtera, il se positionnera définitivement de manière à ce que l'un de ses pôles pointe vers la partie nord de l'horizon, et l'autre vers le sud.

Tous les aimants interagissent nécessairement : leur poteaux éponymes repousser, et pôles opposés - sont attirés. Jetez un oeil à l'image. Deux flèches magnétiques sur les pointes doivent nécessairement tourner avec des extrémités opposées l'une à l'autre.
Peut être fait aimant permanent, qui aura plusieurs pôles sud et plusieurs pôles nord. Par exemple, un long fil ou une plaque d'acier peut être magnétisé de cette manière. Cependant, vous ne pouvez pas faire un aimant avec un seul pôle.
Trouvons maintenant l'emplacement des lignes de force des champs magnétiques des aimants permanents. Faisons une expérience. Placez deux bandes magnétiques sur la table et recouvrez-les de verre avec un peu de limaille de fer (voir photos).



En figue. "D" et "f" montrent l'emplacement des lignes de champ des deux pôles magnétiques du même nom, et sur la Fig. "D" - pôles opposés. De plus, ils peuvent être à la fois les pôles du même aimant (par exemple, un aimant en forme d'arc) et les pôles de deux aimants différents.

Notre planète est aussi un aimant permanent. Le pôle magnétique sud de la Terre est situé près des frontières nord du Canada, à un point dont les coordonnées sont 82 ° de latitude nord et 114 ° de longitude ouest. Le pôle Nord magnétique se situe près du pôle Sud géographique, aux confins de l'Antarctique, à 63 ° S et 138 ° Est.
Les coordonnées indiquées indiquent que les pôles magnétiques de la terre ne coïncident pas avec ses pôles géographiques. Par conséquent, l'aiguille de n'importe quelle boussole ne pointe pas exactement vers le nord, mais seulement approximativement.
On sait que le Soleil projette en permanence des flux de particules chargées rapidement : protons, électrons, etc. ("vent solaire"). Ils volent dans toutes les directions, y compris vers la Terre. Le champ magnétique terrestre agit sur ces flux de particules, les déviant vers les pôles magnétiques de la planète. Là, ils volent dans la haute atmosphère, les faisant s'ioniser et briller. C'est ainsi que surgissent les plus beaux phénomènes - lumières polaires.

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 de pôle Nord au 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 pôle Sud... Existence champ magnétique La physique confirme la Terre expérimentalement, 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.

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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 au hasard, 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 classiquement que le champ magnétique lignes de force sortez du nord et entrez 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, un champ magnétique n'est pas 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 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.

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 l'apparition 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 la direction 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, puis 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 une flèche.

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 causer de l'inconfort chez 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.