از تکنولوژی روز دنیا خطوط میدان مغناطیسی با برادههای آهن نشان داده شدهاند. تراوایی زیادی که هریک از برادههای آهن دارند موجب ایجاد میدان مغناطیسی بزرگ تری در انتهای هر براده شدهاست. این باعث میشود هریک از برادهها یکدیگر را جذب کنند که یک مجموعه ممتدی به وجود میآید که شکل "خط" به خود میگیرد. انتظار نمیرود که این "خط"ها همان خطوط میدان مغناطیسی آهنربا باشند زیرا میدان مغناطیسی برادهها مقداری در میدان آهنربا تاثیر میگذارد.
در الکترو مغناطیس کلاسیک تعریف میدان مغناطیسی به صورت «میدان حاصل از بار الکتریکی در حال حرکت در اطراف آن» میباشد.
میدان مغناطیسی از تک بارها، سیمهای حامل جریان، جهتگیری دوقطبیهای مغناطیسی (آهنرباهای دایمی)، جریان سیال رسانا (میدان مغناطیسی زمین) ایجاد میشوند.
نقشه سادهای از میدان مغناطیسی کره زمین که منبع میدان مغناطیسی زمین را به صورت یک آهنربا نشان میدهد. قطب شمال زمین در نزدیکی بالای تصویر و قطب جنوب نزدیک پایین آن است. توجه کنید که قطب جنوب آهنربا در اعماق داخل زمین در زیر قطب جنوب مغناطیسی آن است. میدان مغناطیسی زمین حاصل عبور جریان دائم الکتریکی در هسته مایع خارجی آن است
در الکترو دینامیک نسبیتی بین میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی تفاوتی وجود ندارد و تعریف میدان الکترو مغناطیسی به صورت «اثر بار الکتریکی در اطراف آن» تعریف میشود. چون حرکت کاملاً نسبی در نظر گرفته میشود و نمیتوان بین بار ثابت و بار متحرک تفاوتی قایل شد(متحرک بودن یا ثابت بودن برای ناظرهای مختلف تفاوت میکند). نیروی حاصل از این میدان را نیروی لورنتس میخوانند.
به بیانی دیگر میدان مغناطیسی میدانی است که توسط یک جسم مغناطیسی یا ذرات، و یا با تغییر میدان الکتریکی، تولید شدهاست [۱] و توسط نیرویی که روی دیگر مواد مغناطیسی و یا حرکت بار الکتریکی اعمال میشود شناسایی میشود. میدان مغناطیسی در هر نقطه داده شده توسط هر دو پارامتر جهت و شدت (یا مقاومت) مشخص میشود، که به عنوان یک میدان برداری شناخته میشود.[۲] اشیایی که خود میدان مغناطیسی تولید میکنند آهنربا نامیده میشوند. آهن رباها توسط نیروها و گشتاورهایی که توسط میدانهای مغناطیسی تولید میکنند بر یکدیگرتاثیر میگذارند. آهن ربا معمولاً خود را در جهت میدان مغناطیسی موضعی تراز میکند. قطبنماها از این اثر برای اندازه گیری جهت میدان مغناطیسی موضعی، تولید شده توسط زمین استفاده میکنند. ریاضیات پیچیده که میدان مغناطیسی یک شی را نشان میدهد با استفاده از خطوط میدان مغناطیسی نشان داده میشوند. این خطوط صرفا یک مفهوم ریاضی است وبه صورت فیزیکی وجود ندارد. با این حال، برخی پدیدههای فیزیکی از قبیل تراز شدن برادههای آهن در یک میدان مغناطیسی، به مانند خطوط در یک الگوی مشابه با خطوط فرضی میدان مغناطیسی از جسم را تولید میکند. جهت خطوط میدان مغناطیسی که تراز دلخواه برای براده آهنی که بر روی کاغذی که بر روی یک نوار آهنربا قرار دارد، پاشیده شدهاست.نشان میدهد. جاذبه متقابل قطب مخالف براده آهن منجر به تشکیل خوشههای دراز از براده در امتداد خطوط میدان شدهاست.
قاعده دست راست
جریان الکتریسیته و انتقال شار الکتریکی میدان مغناطیسی تولید میکند. حتی میدان مغناطیسی از یک ماده مغناطیسی را میتوان به عنوان مدل حرکت شار الکتریکی الگو گرفت. [۳] میدان مغناطیسی نیز بر روی حرکت شارالکتریکی نیرو وارد میکند. میدانهای مغناطیسی در داخل و با توجه به مواد مغناطیسی میتواند کاملا پیچیده باشد.میدان مغناطیسی با مواد دیگر اثر متقابلی دارد، بنابر این میدان مغناطیسی متقابلی با مواد دیگر ایجاد میکند. شرح میدان مغناطیسی در داخل آهنربا شامل دو رشته جداگانهاست که میتواند هر دو به نام میدان مغناطیسی، میدان مغناطیسی B و میدان مغناطیسی H نامیده شود. اینها توسط یک میدان سوم که توصیف حالت مغناطیسی مواد مغناطیسی در درون آنهاست، که مغناطیس کنندگی نامیده میشود تعریف میشود. انرژی مورد نیاز برای ایجاد میدان مغناطیسی میتواند زمانی که میدان از بین میرود اصلاح شود. و این انرژی میتواند، به عنوان "ذخیره شده" در میدان مغناطیسی در نظر گرفته شود. انرژی ذخیره شده در مواد مغناطیسی به مقادیر B و H بستگی دارد. میدان الکتریکی میدانی است که توسط شار الکتریکی ایجاد شدهاست و این میدانها به طورتنگاتنگی به میدانهای مغناطیسی مربوط میشوند؛ تغییر در میدان مغناطیسی میدان الکتریکی و تغییر در میدان الکتریکی میدان مغناطیسی تولید میکند. (رجوع کنید به الکترومغناطیس.) ارتباط کامل بین میدانهای الکتریکی و مغناطیسی و جریان وشار که آنها را ایجاد میکنند، توسط مجموعهای از معادلات ماکسول توصیف میشوند. با در نظرگرفتن این ارتباط خاص، میدانهای الکتریکی و مغناطیسی دو جنبهٔ مرتبط از یک موضوع منفرد، به نام میدان الکترو مغناطیسی هستند.یک میدان الکتریکی خالص، در یک چارچوب مرجع، به عنوان ترکیبی از هر دو میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی که در یک چارچوب مرجع حرکت میکند، مشاهده میشود. در فیزیک کوانتومی، میدان مغناطیسی خالص (و الکتریکی) را توسط اثرات ناشی از فوتونهای مجازی میتوان درک کردو در زبان مدل استاندارد، نیروی الکترومغناطیسی در تمام مظاهر توسط فوتون واقع میشود.در اغلب موارد این شرح میکروسکوپی مورد نیاز نمیباشد چرا که نظریه کلاسیک ساده، قانع کنندهاست؛ تفاوت تحت میدان با انرژی پایین تردر اکثر شرایط قابل اغماض است.
جهت میدان مغناطیسی در نزدیکی قطبهای آهنربا با قرار دادن قطب نما در نزدیک آن مشخص میشود. همانطور که دیده میشود میدان مغناطیسی به سمت قطب S آهنربا و به سمت خارج از قطب N آن است
میدانهای مغناطیسی در جوامع قدیمی و مدرن استفادههای بسیار داشتهاست. زمین میدان مغناطیسی خود را تولید میکند.که در جهت یابی ای که توسط قطب شمال قطب نما که به سمت قطب جنوب میدان مغناطیسی زمین منحرف شدهاست، بسیار حایز اهمیت است.از چرخش میدان مغناطیسی در موتور الکتریکی و ژنراتور بهره گرفته شدهاست. نیروهای مغناطیسی ارائه دهنده اطلاعاتی در مورد حرکت شار از طریق اثر هال هستند. تداخل میدانهای مغناطیسی در دستگاههای برقی مانند ترانسفورماتورها در نظم حوزههای مغناطیسی مورده مطالعه قرار گرفتهاند. مطالعه میدان مغناطیسی به عنوان یک موضوع مجزا از آهنربا در قرن 13 هنگامی که Petrus Peregrinus میدان مغناطیسی آهنربای کروی را مطالعه کردو فرض نمود که زمین خود یک آهنربا است.، آغاز شد. تمایزمدرن بین میدانهای B و H در قرن 19 کشف شد. رابطه بین میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در مجموعهای از معادلات ماکسول در نیمه دوم قرن 19کشف شد. و مفهوم الکترومغناطیس متولد شد. روندی که در پشت معادلات ماکسول قرار داشت در نیمه اول قرن 20 مشخص شد، هنگامی که ارتباط خاص آنها نشان داده شد.. شرح کاملی از الکترومغناطیس، الکترودینامیک کوانتومی و یا QED نامیده میشود، که شامل مکانیک کوانتومی که در اواسط قرن 20 کشف شد، است.
تکنولوژی روز دنیا...
ما را در سایت تکنولوژی روز دنیا دنبال می کنید
برچسب : میدان,مغناطیسی, نویسنده : ایمان رنجبر iman-ranjbar بازدید : 681 تاريخ : 25 / 1 / 1392 ساعت: 23:40