میدان مغناطیسی

از ویکی نجوم
پرش به: ناوبری, جستجو
میدان مغناطیسی نشان داده شده به وسیله براده های آهن
میدان مغناطیسی میدانی برداری است که می‌تواند یک نیروی مغناطیسی را به بار های الکتریکی در حال حرکت و دوقطبی های مغناطیسی ( مانند آهنربای دائمی ) اعمال کند. وقتی دو قطبی های مغناطیسی در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرند، تمایل پیدا می کنند تا به صورت موازی با میدان مغناطیسی قرار گیرند. میدان های مغناطیسی به وسیله جریان های الکتریکی، دو قطبی های مغناطیسی و یا تغییرات میدان های الکتریکی ایجاد می شوند و عامل بوجود آورنده خود را احاطه می کنند. میدان های مغناطیسی همچنین دارای انرژی بوده و چگالی انرژی آنها متناسب است با مربع شدت میدان.

آهنربا های دائم و دو قطبی های مغناطیسی

جهت میدان مغناطیسی در نزدیکی قطب های یک آهنربا، با قرار دادن یک قطب نما در کنار آن مشخص می شود. قسمت قرمز رنگ نشانگر قطب نما، قطب N می باشد.
آهنربای دائم به اشیائی گفته می شود که دارای میدان مغناطیسی دائمی هستند. همه آهنربا های دائمی دارای دو قطب شمال و جنوب ( N و S ) هستند. ( قطب های مغناطیسی همواره به صورت زوج N و S ظاهر می شوند ). قطب های همنام یکدیگر را دفع و قطب های غیر همنام همدیگر را جذب می کنند. خاصیت مغناطیسی در یک آهنربای دائم، از خواص اتم هایی ( به طور مشخص، الکترون ها ) که آن را ساخته اند، ناشی می شود. هر اتم به صورت یک آهنربای کوچک مجزا عمل می کند. اگر این آهنربا های کوچک به ترتیب قرار گیرند، برای ایجاد یک اثر مغناطیسی میکروسکوپی با یکدیگر متحد می شوند. اگر به یک آهنربا اجازه دهیم که بتواند آزادانه بچرخد، آهنربا در جهت میدان مغناطیسی آن مکان قرار خواهد گرفت. قطب نما از این اثر برای نشان دادن جهت میدان مغناطیسی زمین در یک محل خاص استفاده می کند. در قطب نما، یک آهنربای کوچک طوری تعبیه شده است که می‌تواند آزادانه بچرخد و قطب N آن نیز نشانه گذاری شده است. طبق تعریف، جهت میدان مغناطیسی زمین در آن مکان، همان جهتی است که قطب N قطب نما به آن اشاره می کند. ( جهت میدان مغناطیسی زمین از قطب N یا شمال، به سمت قطب S یا جنوب می باشد ). اگر یک قطب نما را در نزدیکی قطب N یک آهنربا قرار دهیم، قطب N قطب نما از آن دور می شود_ دفع قطب های همنام _ و اگر آن را در نزدیکی قطب S مغناطیس بگذاریم، عکس آن اتفاق می افتد. میدان مغناطیسی از قطب N یک ماده مغناطیسی خارج شده و به قطب S آن منتهی می شود. با این وجود، همه میدان های مغناطیسی را نمی‌توان به وسیله قطب ها تعریف کرد. به عنوان مثال، یک سیم راست حامل جریان میدان مغناطیسی تولید می کند که نه از سیم خارج شده و نه به آن وارد می شود، بلکه آن را احاطه می کند.

میدان مغناطیسی یک جریان ثابت

میدان مغناطیسی تولید شده توسط یک جریان ثابت ، بوسیله قانون بیوساوار توصیف می شود. این قانون را می‌توان یک نتیجه گیری از قانون آمپر ( که خود نیز یکی از قوانین چهارگانه ماکسول که الکتریسیته و مغناطیس را تشریح می کند می باشد ) دانست.
Mag 3.png
خطوط میدان الکتریکی به وسیله یک سیم حامل جریان، حول سیم و به شکل دوایر هم مرکز تولید می شود. جهت این میدان مغناطیسی حلقوی از طریق قانون دست راست مشخص می شود. قدرت میدان مغناطیسی با افزایش فاصله نسبت به سیم کاهش می یابد.

یک سیم حامل جریان را می‌توان با خم کردن به صورت یک حلقه در آورد، به طوری که باعث افزایش چگالی میدان در داخل حلقه شود. همچنین در خارج حلقه، میدان ضعیف تر خواهد شد. قرار گرفتن تعداد زیادی حلقه در کنار یکدیگر باعث ایجاد یک سولنوئید می شود که میدان مغناطیسی را در مرکز به شدت افزایش داده و در خارج سولنوئید باعث کاهش آن می شود. این گونه المان ها، الکترومغناطیس نامیده شده و در تولید میدان های مغناطیسی کنترل شده و قوی، بسیار مورد اهمیت قرار می گیرند. یک سولنوئید با طول بی نهایت زیاد، دارای یک میدان مغناطیسی یکنواخت در درون و فاقد میدان در بیرون خود می باشد و یک سولنوئید با طول محدود، میدانی شبیه به میدان یک آهنربای دائم و با همان شکل و اندازه تولید می کند.

منبع

ECA-wiki

ابزارهای شخصی
گویش‌ها
فضاهای نام
عملکردها
گشتن
جعبه‌ابزار