हे देखील पहा: पोर्टल: भौतिकशास्त्र

चुंबकीय क्षेत्र चार्ज केलेल्या कणांच्या प्रवाहाद्वारे आणि/किंवा अणूंमधील इलेक्ट्रॉनच्या चुंबकीय क्षणांद्वारे (आणि इतर कणांच्या चुंबकीय क्षणांद्वारे, जरी कमी प्रमाणात) (स्थायी चुंबक) तयार केले जाऊ शकते.

याव्यतिरिक्त, ते वेळेनुसार बदलणार्या विद्युत क्षेत्राच्या उपस्थितीत दिसून येते.

चुंबकीय क्षेत्राची मुख्य शक्ती वैशिष्ट्य आहे चुंबकीय प्रेरण वेक्टर (चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण वेक्टर). गणिताच्या दृष्टिकोनातून, हे एक वेक्टर क्षेत्र आहे जे चुंबकीय क्षेत्राची भौतिक संकल्पना परिभाषित करते आणि निर्दिष्ट करते. बर्‍याचदा चुंबकीय प्रेरणाच्या वेक्टरला संक्षिप्ततेसाठी फक्त चुंबकीय क्षेत्र म्हटले जाते (जरी हा शब्दाचा सर्वात कठोर वापर नसला तरी).

चुंबकीय क्षेत्राचे आणखी एक मूलभूत वैशिष्ट्य (पर्यायी चुंबकीय प्रेरण आणि त्याच्याशी जवळून संबंधित, भौतिक मूल्यामध्ये व्यावहारिकदृष्ट्या समान) आहे वेक्टर क्षमता .

चुंबकीय क्षेत्राला एक विशेष प्रकारचा पदार्थ म्हटले जाऊ शकते, ज्याद्वारे चार्ज केलेले कण किंवा चुंबकीय क्षण असलेल्या शरीरांमध्ये परस्परसंवाद केला जातो.

चुंबकीय क्षेत्र हे विद्युत क्षेत्रांच्या अस्तित्वाचा आवश्यक (संदर्भात) परिणाम आहेत.

• क्वांटम फील्ड सिद्धांताच्या दृष्टिकोनातून, चुंबकीय परस्परसंवाद - इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक परस्परसंवादाचा एक विशेष केस मूलभूत वस्तुमानरहित बोसॉनद्वारे हस्तांतरित केला जातो - एक फोटॉन (एक कण जो इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या क्वांटम उत्तेजना म्हणून दर्शविला जाऊ शकतो), अनेकदा (उदाहरणार्थ, स्थिर क्षेत्राच्या सर्व प्रकरणांमध्ये) - आभासी.

चुंबकीय क्षेत्र स्रोत

चुंबकीय क्षेत्र हे चार्ज केलेल्या कणांच्या विद्युत् प्रवाहाद्वारे किंवा वेळ-वेळ बदलणाऱ्या विद्युत क्षेत्राद्वारे किंवा कणांच्या आंतरिक चुंबकीय क्षणांद्वारे तयार केले जाते (उत्पन्न होते)

गणना

साध्या प्रकरणांमध्ये, विद्युत्-वाहक कंडक्टरचे चुंबकीय क्षेत्र (व्हॉल्यूम किंवा स्पेसवर अनियंत्रितपणे वितरीत केलेल्या विद्युतप्रवाहाच्या केससह) बायोट-सॅव्हर्ट-लॅप्लेस कायदा किंवा अभिसरण प्रमेय (हे देखील अॅम्पेअरचा नियम आहे) वरून आढळू शकते. तत्वतः, ही पद्धत मॅग्नेटोस्टॅटिक्सच्या केस (अंदाजे) पर्यंत मर्यादित आहे - म्हणजे, स्थिरतेचे केस (जर आपण कठोर लागू करण्याबद्दल बोलत आहोत) किंवा त्याऐवजी हळूहळू बदलत आहे (जर आपण अंदाजे अनुप्रयोगाबद्दल बोलत आहोत) चुंबकीय आणि विद्युत क्षेत्र.

अधिक जटिल परिस्थितींमध्ये, मॅक्सवेलच्या समीकरणांवर उपाय म्हणून याचा शोध घेतला जातो.

चुंबकीय क्षेत्राचे प्रकटीकरण

चुंबकीय क्षेत्र कण आणि शरीराच्या चुंबकीय क्षणांवर, चार्ज केलेल्या कणांवर (किंवा वर्तमान-वाहक कंडक्टर) च्या प्रभावामध्ये स्वतःला प्रकट करते. चुंबकीय क्षेत्रात फिरणार्‍या विद्युतभारित कणावर कार्य करणार्‍या बलाला लॉरेन्ट्झ बल म्हणतात, जे नेहमी सदिशांना लंबवत निर्देशित केले जाते. vआणि बी. ते कणाच्या शुल्काच्या प्रमाणात असते q, वेग घटक v, चुंबकीय क्षेत्र वेक्टरच्या दिशेला लंब बी, आणि चुंबकीय क्षेत्र प्रेरणची परिमाण बी. युनिट्सच्या एसआय सिस्टममध्ये, लॉरेन्ट्झ फोर्स खालीलप्रमाणे व्यक्त केले जाते:

युनिट्सच्या CGS प्रणालीमध्ये:

जेथे चौरस कंस सदिश उत्पादन दर्शवितात.

तसेच (कंडक्टरच्या बाजूने फिरत असलेल्या चार्ज केलेल्या कणांवर लॉरेंट्झ बलाच्या क्रियेमुळे), चुंबकीय क्षेत्र विद्युत् प्रवाहासह कंडक्टरवर कार्य करते. विद्युत प्रवाह वाहून नेणाऱ्या कंडक्टरवर कार्य करणाऱ्या बलाला अँपिअर फोर्स म्हणतात. हे बल कंडक्टरच्या आत फिरणार्‍या वैयक्तिक शुल्कांवर कार्य करणार्‍या बलांची बेरीज आहे.

दोन चुंबकांचा परस्परसंवाद

सामान्य जीवनातील चुंबकीय क्षेत्राच्या सर्वात सामान्य अभिव्यक्तींपैकी एक म्हणजे दोन चुंबकांचा परस्परसंवाद: एकसारखे ध्रुव मागे टाकतात, विरुद्ध ध्रुव आकर्षित करतात. चुंबकांमधील परस्परसंवादाचे दोन मोनोपोलमधील परस्परसंवाद म्हणून वर्णन करणे मोहक वाटते आणि औपचारिक दृष्टिकोनातून, ही कल्पना बर्‍याचदा लक्षात येण्याजोगी आणि बर्‍याचदा सोयीस्कर आहे आणि म्हणूनच व्यावहारिकदृष्ट्या उपयुक्त आहे (गणनेत); तथापि, तपशीलवार विश्लेषणावरून असे दिसून येते की वस्तुत: हे घटनेचे पूर्णपणे योग्य वर्णन नाही (अशा मॉडेलच्या चौकटीत स्पष्टीकरण न करता येणारा सर्वात स्पष्ट प्रश्न हा आहे की मोनोपोल कधीच का वेगळे केले जाऊ शकत नाहीत, म्हणजे, प्रयोग दर्शवितो की कोणत्याही विलग शरीराला प्रत्यक्षात चुंबकीय चार्ज नाही; या व्यतिरिक्त, मॅक्रो फील्डची कमकुवतता आहे जी मॅक्रोमॅटिक फील्डद्वारे तयार केली गेली आहे. याचा अर्थ असा की, पूर्णपणे औपचारिक उपकरण म्हणून विचार न केल्यास, ते केवळ मूलभूत अर्थाने सिद्धांताची गुंतागुंत निर्माण करते).

असे म्हणणे अधिक योग्य ठरेल की एक शक्ती एका अभेद्य क्षेत्रात ठेवलेल्या चुंबकीय द्विध्रुवावर कार्य करते, जे त्यास फिरवते जेणेकरून द्विध्रुवाचा चुंबकीय क्षण चुंबकीय क्षेत्रासह सह-निर्देशित होईल. परंतु कोणत्याही चुंबकाला एकसमान चुंबकीय क्षेत्रापासून (एकूण) शक्तीचा अनुभव येत नाही. चुंबकीय द्विध्रुवावर चुंबकीय क्षणासह कार्य करणारी शक्ती मीसूत्राद्वारे व्यक्त केले जाते:

एकसमान चुंबकीय क्षेत्रातून चुंबकावर (एकच बिंदू द्विध्रुव नसणे) कार्य करणारी शक्ती चुंबक बनविणाऱ्या प्राथमिक द्विध्रुवांवर क्रिया करणार्‍या सर्व शक्ती (या सूत्राद्वारे परिभाषित) एकत्रित करून निर्धारित केली जाऊ शकते.

तथापि, एक दृष्टीकोन शक्य आहे ज्यामुळे चुंबकांचा अँपिअर बलाशी होणारा संवाद कमी होतो आणि चुंबकीय द्विध्रुवावर कार्य करणार्‍या बलासाठी वरील सूत्र देखील अँपिअर बलाच्या आधारे मिळवता येते.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनची घटना

वेक्टर फील्ड एच SI प्रणालीमध्ये अँपिअर प्रति मीटर (A/m) मध्ये आणि CGS मधील ऑर्स्टेडमध्ये मोजले जाते. ऑर्स्टेड्स आणि गॉस एकसारखे प्रमाण आहेत, त्यांचे वेगळे करणे पूर्णपणे शब्दशास्त्रीय आहे.

चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा

चुंबकीय क्षेत्राच्या उर्जेच्या घनतेत वाढ आहे:

एच- चुंबकीय क्षेत्र शक्ती, बी- चुंबकीय प्रेरण

रेखीय टेन्सर अंदाजात, चुंबकीय पारगम्यता एक टेन्सर आहे (आम्ही ते दर्शवतो) आणि त्याद्वारे वेक्टरचा गुणाकार टेन्सर (मॅट्रिक्स) गुणाकार आहे:

किंवा घटकांमध्ये.

या अंदाजे ऊर्जा घनता समान आहे:

- चुंबकीय पारगम्यता टेन्सरचे घटक , - चुंबकीय पारगम्यता टेन्सरच्या मॅट्रिक्सच्या उलट मॅट्रिक्सद्वारे दर्शविलेले टेन्सर, - चुंबकीय स्थिरांक

जेव्हा चुंबकीय पारगम्यता टेन्सरच्या मुख्य अक्षांशी एकरूप होण्यासाठी समन्वय अक्ष निवडले जातात, तेव्हा घटकांमधील सूत्रे सरलीकृत केली जातात:

चुंबकीय पारगम्यता टेन्सरचे कर्ण घटक त्याच्या स्वतःच्या अक्षांमध्ये असतात (या विशेष निर्देशांकांमधील इतर घटक - आणि फक्त त्यांच्यात! - शून्याच्या बरोबरीचे असतात).

समस्थानिक रेखीय चुंबकामध्ये:

- सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता

व्हॅक्यूममध्ये आणि:

इंडक्टरमधील चुंबकीय क्षेत्राची ऊर्जा सूत्राद्वारे शोधली जाऊ शकते:

Ф - चुंबकीय प्रवाह, I - विद्युत् प्रवाह, L - विद्युत् प्रवाहासह कॉइल किंवा कॉइलचे प्रेरण.

पदार्थांचे चुंबकीय गुणधर्म

मूलभूत दृष्टिकोनातून, वर नमूद केल्याप्रमाणे, एक चुंबकीय क्षेत्र तयार केले जाऊ शकते (आणि म्हणून - या परिच्छेदाच्या संदर्भात - आणि कमकुवत किंवा मजबूत) वैकल्पिक विद्युत क्षेत्राद्वारे, विद्युत प्रवाहांच्या रूपात विद्युत प्रवाह किंवा कणांच्या चुंबकीय क्षणांद्वारे.

विविध पदार्थांची विशिष्ट सूक्ष्म रचना आणि गुणधर्म (तसेच त्यांची मिश्रणे, मिश्रधातू, एकत्रीकरणाची अवस्था, स्फटिकासारखे बदल इ.) या वस्तुस्थितीला कारणीभूत ठरतात की मॅक्रोस्कोपिक स्तरावर ते बाह्य चुंबकीय क्षेत्राच्या क्रियेत (विशेषतः, ते वेगवेगळ्या प्रमाणात कमकुवत करणे किंवा मजबूत करणे) अगदी वेगळ्या पद्धतीने वागू शकतात.

या संदर्भात, पदार्थ (आणि सर्वसाधारणपणे माध्यम) त्यांच्या चुंबकीय गुणधर्मांच्या संबंधात खालील मुख्य गटांमध्ये विभागले गेले आहेत:

• अँटीफेरोमॅग्नेट्स असे पदार्थ आहेत ज्यात अणू किंवा आयनच्या चुंबकीय क्षणांचा अँटीफेरोमॅग्नेटिक क्रम स्थापित केला जातो: पदार्थांचे चुंबकीय क्षण विरुद्ध दिशेने निर्देशित केले जातात आणि सामर्थ्याने समान असतात.
• डायमॅग्नेट्स हे पदार्थ आहेत जे बाह्य चुंबकीय क्षेत्राच्या दिशेने चुंबकीय असतात.
• परमॅग्नेट्स हे पदार्थ आहेत जे बाह्य चुंबकीय क्षेत्रामध्ये बाह्य चुंबकीय क्षेत्राच्या दिशेने चुंबकीकृत केले जातात.
• फेरोमॅग्नेट्स असे पदार्थ आहेत ज्यात, विशिष्ट गंभीर तापमानाच्या खाली (क्युरी पॉइंट), चुंबकीय क्षणांचा एक लांब-श्रेणीचा फेरोमॅग्नेटिक क्रम स्थापित केला जातो.
• फेरीमॅग्नेट्स - अशी सामग्री ज्यामध्ये पदार्थाचे चुंबकीय क्षण विरुद्ध दिशेने निर्देशित केले जातात आणि सामर्थ्यामध्ये समान नसतात.
• पदार्थांच्या वरील गटांमध्ये प्रामुख्याने सामान्य घन किंवा (काही) द्रव पदार्थ तसेच वायूंचा समावेश होतो. सुपरकंडक्टर्स आणि प्लाझमाच्या चुंबकीय क्षेत्राशी परस्परसंवाद लक्षणीय भिन्न आहे.

टोकी फौकॉल्ट

फौकॉल्ट प्रवाह (एडी करंट्स) - चुंबकीय प्रवाहात प्रवेश करणार्‍या बदलामुळे निर्माण होणारे प्रचंड कंडक्टरमध्ये बंद विद्युत प्रवाह. ते स्थित असलेल्या चुंबकीय क्षेत्राच्या वेळेत झालेल्या बदलामुळे किंवा चुंबकीय क्षेत्रामध्ये शरीराच्या हालचालीमुळे, शरीराच्या किंवा त्याच्या कोणत्याही भागातून चुंबकीय प्रवाहात बदल घडवून आणल्यामुळे तयार होणारे प्रेरण प्रवाह आहेत. लेन्झच्या नियमानुसार, फूकॉल्ट प्रवाहांचे चुंबकीय क्षेत्र निर्देशित केले जाते जेणेकरुन या प्रवाहांना प्रेरित करणाऱ्या चुंबकीय प्रवाहातील बदलाला विरोध करता येईल.

चुंबकीय क्षेत्राबद्दलच्या कल्पनांच्या विकासाचा इतिहास

चुंबक आणि चुंबकत्व हे फार पूर्वी माहीत असले तरी चुंबकीय क्षेत्राचा अभ्यास १२६९ मध्ये सुरू झाला, जेव्हा फ्रेंच शास्त्रज्ञ पीटर पेरेग्रीनस (मेरिकोर्टचा नाइट पियरे) यांनी स्टीलच्या सुया वापरून गोलाकार चुंबकाच्या पृष्ठभागावर चुंबकीय क्षेत्र टिपले आणि असे निश्चित केले की परिणामी चुंबकीय क्षेत्र "पृथ्वीच्या दोन बिंदूंना छेदते" असे म्हणतात. . सुमारे तीन शतकांनंतर, विल्यम गिल्बर्ट कोल्चेस्टरने पीटर पेरेग्रीनसच्या कार्याचा वापर केला आणि पृथ्वी स्वतःच एक चुंबक असल्याचे निश्चितपणे सांगितले. 1600 मध्ये प्रकाशित, गिल्बर्टचे कार्य डी मॅग्नेटे, विज्ञान म्हणून चुंबकत्वाचा पाया घातला.

सलग तीन शोधांनी या "चुंबकत्वाच्या आधाराला" आव्हान दिले आहे. प्रथम, 1819 मध्ये, हॅन्स ख्रिश्चन ओरस्टेडने शोधून काढले की विद्युत प्रवाह स्वतःभोवती चुंबकीय क्षेत्र तयार करतो. त्यानंतर, 1820 मध्ये, आंद्रे-मेरी अँपेरेने दाखवले की समान दिशेने विद्युत प्रवाह वाहून नेणाऱ्या समांतर तारा एकमेकांना आकर्षित करतात. शेवटी, जीन-बॅप्टिस्ट बायोट आणि फेलिक्स सवार्ड यांनी 1820 मध्ये बायोट-सॅव्हर्ट-लॅप्लेस कायदा नावाचा एक कायदा शोधला, ज्याने कोणत्याही जिवंत ताराभोवती चुंबकीय क्षेत्राचा अचूक अंदाज लावला.

या प्रयोगांचा विस्तार करून, अँपरेने 1825 मध्ये चुंबकत्वाचे स्वतःचे यशस्वी मॉडेल प्रकाशित केले. त्यात त्यांनी चुंबकांमधील विद्युत प्रवाहाचे समतुल्य दाखवले आणि पॉसॉन मॉडेलमधील चुंबकीय शुल्काच्या द्विध्रुवाऐवजी चुंबकत्व सतत वाहणाऱ्या विद्युत प्रवाहाशी संबंधित आहे अशी कल्पना मांडली. या कल्पनेने चुंबकीय चार्ज वेगळे का केले जाऊ शकत नाही हे स्पष्ट केले. याव्यतिरिक्त, अॅम्पेरेने त्याच्या नावाचा नियम काढला, ज्याने बायोट-सॅव्हर्ट-लॅप्लेस कायद्याप्रमाणे, थेट विद्युत् प्रवाहाद्वारे तयार केलेल्या चुंबकीय क्षेत्राचे अचूक वर्णन केले आणि चुंबकीय क्षेत्र अभिसरण प्रमेय देखील सादर केला गेला. तसेच या कामात, Ampère ने वीज आणि चुंबकत्व यांच्यातील संबंधांचे वर्णन करण्यासाठी "इलेक्ट्रोडायनामिक्स" हा शब्द तयार केला.

Ampère च्या नियमात निहित असलेल्या फिरत्या विद्युत शुल्काची चुंबकीय क्षेत्र शक्ती स्पष्टपणे सांगितली नसली तरी 1892 मध्ये हेंड्रिक लॉरेन्ट्झने ते मॅक्सवेलच्या समीकरणांमधून काढले. त्याच वेळी, इलेक्ट्रोडायनामिक्सचा शास्त्रीय सिद्धांत मुळात पूर्ण झाला.

विसाव्या शतकाने इलेक्ट्रोडायनामिक्सवरील दृश्यांचा विस्तार केला, सापेक्षता सिद्धांत आणि क्वांटम मेकॅनिक्सचा उदय झाल्यामुळे. अल्बर्ट आइनस्टाईन यांनी 1905 मध्ये त्यांच्या शोधनिबंधात, जिथे त्यांचा सापेक्षतेचा सिद्धांत सिद्ध केला होता, त्यांनी दाखवले की विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रे एकाच घटनेचा भाग आहेत, ज्याचा संदर्भाच्या वेगवेगळ्या चौकटींमध्ये विचार केला जातो. (मुव्हिंग मॅग्नेट आणि कंडक्टर समस्या पहा - विचार प्रयोग ज्याने शेवटी आइन्स्टाईनला विशेष सापेक्षता विकसित करण्यास मदत केली). शेवटी, क्वांटम मेकॅनिक्स इलेक्ट्रोडायनामिक्ससह एकत्रित केले गेले आणि क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स (QED) तयार केले.

देखील पहा

• चुंबकीय फिल्म व्हिज्युअलायझर

नोट्स

1. TSB. 1973, "सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया".
2. विशिष्ट प्रकरणांमध्ये, विद्युत क्षेत्र नसतानाही चुंबकीय क्षेत्र अस्तित्वात असू शकते, परंतु सर्वसाधारणपणे, चुंबकीय क्षेत्र हे विद्युत क्षेत्राशी खोलवर एकमेकांशी जोडलेले असते, दोन्ही गतिशीलपणे (विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रे बदलून एकमेकांची परस्पर निर्मिती) आणि या अर्थाने की संदर्भाच्या नवीन फ्रेममध्ये संक्रमण दरम्यान, चुंबकीय क्षेत्र एकमेकांद्वारे व्यक्त केले जाऊ शकत नाही, जे सामान्यपणे व्यक्त केले जाऊ शकत नाही. वेगळे केले.
3. यावोर्स्की बी.एम., डेटलाफ ए.ए.भौतिकशास्त्राचे हँडबुक: दुसरी आवृत्ती, सुधारित. - एम.: विज्ञान, भौतिक आणि गणितीय साहित्याची मुख्य आवृत्ती, 1985, - 512 पी.
4. SI मध्ये, चुंबकीय प्रेरण टेस्लास (T) मध्ये मोजले जाते, गॉसमध्ये cgs प्रणालीमध्ये.
5. युनिट्सच्या CGS प्रणालीमध्ये तंतोतंत जुळतात, SI मध्ये ते स्थिर गुणांकाने भिन्न असतात, जे अर्थातच, त्यांच्या व्यावहारिक भौतिक ओळखीची वस्तुस्थिती बदलत नाही.
6. येथे सर्वात महत्त्वाचा आणि वरवरचा फरक असा आहे की हलत्या कणावर (किंवा चुंबकीय द्विध्रुवावर) कार्य करणा-या शक्तीची गणना नुसार केली जाते आणि नाही. मोजमापाच्या इतर कोणत्याही भौतिकदृष्ट्या योग्य आणि अर्थपूर्ण पद्धतीमुळे ते मोजणे देखील शक्य होईल, जरी काहीवेळा ते औपचारिक गणनासाठी अधिक सोयीस्कर ठरते - खरं तर, या सहाय्यक प्रमाणाचा परिचय करून देण्याचा मुद्दा काय आहे (अन्यथा आम्ही त्याशिवाय अजिबात करू शकत नाही, फक्त वापरून
7. तथापि, हे चांगल्या प्रकारे समजून घेतले पाहिजे की या "पदार्थ" चे अनेक मूलभूत गुणधर्म मूलभूतपणे "पदार्थ" या शब्दाद्वारे नियुक्त केलेल्या नेहमीच्या प्रकारच्या "पदार्थ" च्या गुणधर्मांपेक्षा भिन्न आहेत.
8. Ampère चे प्रमेय पहा.
9. एकसंध क्षेत्रासाठी, ही अभिव्यक्ती शून्य बल देते, कारण सर्व व्युत्पन्न शून्य समान आहेत बीसमन्वयाने.
10. शिवुखिन डी.व्ही.भौतिकशास्त्राचा सामान्य अभ्यासक्रम. - एड. 4 था, रूढीवादी. - एम.: फिझमॅटलिट; एमआयपीटी पब्लिशिंग हाऊस, 2004. - खंड III. वीज. - 656 पी. - ISBN 5-9221-0227-3; ISBN 5-89155-086-5.

शुभ दिवस, आज तुम्हाला कळेल चुंबकीय क्षेत्र काय आहेआणि ते कुठून येते.

पृथ्वीवरील प्रत्येक व्यक्तीने किमान एकदा तरी ठेवले चुंबकहातात. स्मरणिका फ्रिज मॅग्नेटपासून किंवा लोह परागकण गोळा करण्यासाठी कार्यरत मॅग्नेट आणि बरेच काही. लहानपणी, हे एक मजेदार खेळणी होते जे काळ्या धातूला चिकटले होते, परंतु इतर धातूंना नाही. मग चुंबक आणि त्याचे रहस्य काय आहे चुंबकीय क्षेत्र.

चुंबकीय क्षेत्र म्हणजे काय

कोणत्या टप्प्यावर चुंबक स्वतःकडे आकर्षित होऊ लागतो? प्रत्येक चुंबकाभोवती एक चुंबकीय क्षेत्र असते, ज्यामध्ये पडल्यावर वस्तू त्याकडे आकर्षित होऊ लागतात. अशा फील्डचा आकार चुंबकाच्या आकारावर आणि त्याच्या स्वतःच्या गुणधर्मांवर अवलंबून बदलू शकतो.

विकिपीडिया संज्ञा:

चुंबकीय क्षेत्र - विद्युत चुंबकीय क्षेत्राचा चुंबकीय घटक, त्यांच्या हालचालीची स्थिती विचारात न घेता, चुंबकीय क्षण असलेल्या विद्युत चार्जांवर आणि शरीरावर कार्य करणारे बल क्षेत्र.

चुंबकीय क्षेत्र कुठून येते

चुंबकीय क्षेत्र चार्ज केलेल्या कणांच्या प्रवाहाद्वारे किंवा अणूंमधील इलेक्ट्रॉनच्या चुंबकीय क्षणांद्वारे तसेच इतर कणांच्या चुंबकीय क्षणांद्वारे तयार केले जाऊ शकते, जरी खूप कमी प्रमाणात.

चुंबकीय क्षेत्राचे प्रकटीकरण

चुंबकीय क्षेत्र कण आणि शरीराच्या चुंबकीय क्षणांवर, चार्ज केलेले कण किंवा कंडक्टरसह हलविण्यावर स्वतःला प्रकट करते. चुंबकीय क्षेत्रात फिरणार्‍या विद्युतभारित कणावर कार्य करणारे बल आहे लोरेन्ट्झ फोर्स म्हणतात, जे नेहमी v आणि B व्हेक्टरला लंब निर्देशित केले जाते. ते q कणाच्या चार्ज, वेग v चा घटक, चुंबकीय क्षेत्र वेक्टर B च्या दिशेला लंब आणि चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण B च्या विशालतेच्या प्रमाणात आहे.

कोणत्या वस्तूंना चुंबकीय क्षेत्र असते

आपण अनेकदा याचा विचार करत नाही, परंतु आपल्या सभोवतालच्या अनेक वस्तू (सर्व नसल्यास) चुंबक असतात. आपल्याला या वस्तुस्थितीची सवय आहे की चुंबक हा एक खडा आहे ज्यामध्ये स्वतःकडे आकर्षणाची स्पष्ट शक्ती असते, परंतु खरं तर, जवळजवळ प्रत्येक गोष्टीत आकर्षण शक्ती असते, ती खूपच कमी असते. चला किमान आपला ग्रह घेऊ - आपण अंतराळात उडत नाही, जरी आपण पृष्ठभागावर काहीही धरत नाही. पृथ्वीचे क्षेत्र गारगोटीच्या चुंबकाच्या क्षेत्रापेक्षा खूपच कमकुवत आहे, म्हणून ते आपल्याला फक्त त्याच्या प्रचंड आकारामुळे ठेवते - जर तुम्ही कधीही लोकांना चंद्रावर चालताना पाहिले असेल (जे व्यासाने चार पट लहान आहे), तर तुम्हाला ते काय आहे ते स्पष्टपणे समजेल. पृथ्वीचे आकर्षण मुख्यत्वे धातूच्या घटकांवर आधारित आहे.त्याचे कवच आणि कोर - त्यांच्याकडे शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र आहे. तुम्ही कदाचित ऐकले असेल की लोहखनिजाच्या मोठ्या साठ्यांजवळ, होकायंत्र उत्तरेकडे योग्य दिशा दाखवणे थांबवतात - याचे कारण असे की होकायंत्राचे तत्त्व चुंबकीय क्षेत्रांच्या परस्परसंवादावर आधारित आहे आणि लोह धातू त्याच्या सुईला आकर्षित करते.

चुंबकीय क्षेत्र हे पदार्थाचे एक विशेष प्रकार आहे जे चुंबक, विद्युत् प्रवाह (हलणारे चार्ज केलेले कण) सह कंडक्टरद्वारे तयार केले जाते आणि जे चुंबक, विद्युत् प्रवाह (फिरणारे चार्ज केलेले कण) यांच्या परस्परसंवादाद्वारे शोधले जाऊ शकते.

ऑर्स्टेडचा अनुभव

पहिले प्रयोग (1820 मध्ये केले गेले), ज्याने हे दाखवले की विद्युत आणि चुंबकीय घटनांमध्ये सखोल संबंध आहे, हे डॅनिश भौतिकशास्त्रज्ञ एच. ओरस्टेड यांचे प्रयोग होते.

कंडक्टरमध्ये विद्युत प्रवाह चालू असताना कंडक्टरजवळ असलेली चुंबकीय सुई एका विशिष्ट कोनातून फिरते. जेव्हा सर्किट उघडले जाते, तेव्हा बाण त्याच्या मूळ स्थितीकडे परत येतो.

G. Oersted च्या अनुभवावरून असे दिसून येते की या कंडक्टरभोवती चुंबकीय क्षेत्र आहे.

Ampère अनुभव
दोन समांतर कंडक्टर, ज्याद्वारे विद्युत प्रवाह वाहतो, एकमेकांशी संवाद साधतो: प्रवाह एकाच दिशेने असल्यास ते आकर्षित करतात आणि प्रवाह उलट दिशेने असल्यास ते मागे घेतात. हे कंडक्टरच्या आजूबाजूला निर्माण होणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्रांच्या परस्परसंवादामुळे होते.

चुंबकीय क्षेत्र गुणधर्म

1. भौतिकदृष्ट्या, i.e. आपल्यापासून स्वतंत्रपणे अस्तित्वात आहे आणि त्याबद्दलचे आपले ज्ञान.

2. चुंबकांद्वारे तयार केलेले, विद्युत् प्रवाह असलेल्या कंडक्टर (चार्ज केलेले कण)

3. चुंबक, विद्युत् प्रवाहासह कंडक्टर यांच्या परस्परसंवादाद्वारे शोधले जाते (चार्ज केलेले कण)

4. चुंबकांवर, विद्युत् प्रवाहासह कंडक्टर (चार्ज केलेले कण) काही शक्तीने कार्य करते

5. निसर्गात कोणतेही चुंबकीय शुल्क नसतात. तुम्ही उत्तर आणि दक्षिण ध्रुव वेगळे करू शकत नाही आणि एका ध्रुवासह शरीर मिळवू शकत नाही.

6. शरीरात चुंबकीय गुणधर्म का असतात याचे कारण फ्रेंच शास्त्रज्ञ अँपेरे यांनी शोधून काढले. अँपिअरने असा निष्कर्ष मांडला की कोणत्याही शरीराचे चुंबकीय गुणधर्म त्यातील बंद विद्युत प्रवाहांद्वारे निर्धारित केले जातात.

हे प्रवाह अणूच्या कक्षेतील इलेक्ट्रॉनच्या हालचालीचे प्रतिनिधित्व करतात.

ज्या विमानांमध्ये हे प्रवाह फिरतात ते शरीर तयार करणाऱ्या रेणूंच्या थर्मल गतीमुळे एकमेकांच्या संदर्भात यादृच्छिकपणे स्थित असल्यास, त्यांच्या परस्परसंवादाची परस्पर भरपाई केली जाते आणि शरीर कोणतेही चुंबकीय गुणधर्म प्रदर्शित करत नाही.

आणि त्याउलट: जर इलेक्ट्रॉन फिरत असलेली विमाने एकमेकांना समांतर असतील आणि या विमानांच्या सामान्य दिशा एकरूप असतील, तर असे पदार्थ बाह्य चुंबकीय क्षेत्र वाढवतात.

7. चुंबकीय शक्ती चुंबकीय क्षेत्रामध्ये विशिष्ट दिशांमध्ये कार्य करतात, ज्यांना बलाच्या चुंबकीय रेषा म्हणतात. त्यांच्या मदतीने, आपण एखाद्या विशिष्ट प्रकरणात चुंबकीय क्षेत्र सोयीस्करपणे आणि स्पष्टपणे दर्शवू शकता.

चुंबकीय क्षेत्र अधिक अचूकपणे चित्रित करण्यासाठी, आम्ही त्या ठिकाणी सहमत झालो जेथे क्षेत्र अधिक मजबूत आहे, बलाच्या रेषा अधिक घनतेने दर्शविण्यासाठी, म्हणजे. एकमेकांच्या जवळ. आणि त्याउलट, ज्या ठिकाणी फील्ड कमकुवत आहे त्या ठिकाणी फील्ड रेषा लहान संख्येने दर्शविल्या जातात, म्हणजे. कमी वारंवार स्थित.

8. चुंबकीय क्षेत्र चुंबकीय प्रेरणाचे वेक्टर दर्शवते.

चुंबकीय इंडक्शन वेक्टर हे एक वेक्टर प्रमाण आहे जे चुंबकीय क्षेत्राचे वैशिष्ट्य दर्शवते.

चुंबकीय प्रेरण वेक्टरची दिशा दिलेल्या बिंदूवर मुक्त चुंबकीय सुईच्या उत्तर ध्रुवाच्या दिशेशी एकरूप होते.

फील्ड इंडक्शन व्हेक्टरची दिशा आणि सध्याची ताकद I "राइट स्क्रू (जिमलेट)" च्या नियमाने संबंधित आहे:

जर तुम्ही कंडक्टरमधील विद्युतप्रवाहाच्या दिशेने गिमलेट स्क्रू केले, तर दिलेल्या बिंदूवर त्याच्या हँडलच्या टोकाच्या हालचालीच्या गतीची दिशा या बिंदूवरील चुंबकीय इंडक्शन वेक्टरच्या दिशेशी एकरूप होईल.

विद्युत प्रवाहाच्या दोन समांतर वाहकांशी जोडलेले असताना, जोडलेल्या प्रवाहाच्या दिशेवर (ध्रुवीयता) अवलंबून, ते आकर्षित करतील किंवा मागे टाकतील. हे या कंडक्टर्सभोवती एक विशेष प्रकारचे पदार्थ दिसण्याद्वारे स्पष्ट केले आहे. या पदार्थाला चुंबकीय क्षेत्र (MF) म्हणतात. चुंबकीय शक्ती ही अशी शक्ती आहे ज्याद्वारे कंडक्टर एकमेकांवर कार्य करतात.

आशियातील प्राचीन सभ्यतेमध्ये, चुंबकत्वाचा सिद्धांत प्राचीन काळात उद्भवला. मॅग्नेशियामध्ये, पर्वतांमध्ये, त्यांना एक विशेष खडक सापडला, ज्याचे तुकडे एकमेकांकडे आकर्षित होऊ शकतात. ठिकाणाच्या नावावरून, या जातीला "चुंबक" म्हटले गेले. बार मॅग्नेटमध्ये दोन ध्रुव असतात. त्याचे चुंबकीय गुणधर्म विशेषतः ध्रुवांवर उच्चारले जातात.

धाग्यावर टांगलेला चुंबक त्याच्या खांबासह क्षितिजाच्या बाजू दर्शवेल. त्याचे ध्रुव उत्तर आणि दक्षिणेकडे वळतील. होकायंत्र या तत्त्वावर कार्य करते. दोन चुंबकाचे विरुद्ध ध्रुव आकर्षित करतात आणि ध्रुवाप्रमाणेच मागे टाकतात.

शास्त्रज्ञांना असे आढळून आले आहे की कंडक्टरच्या जवळ असलेली चुंबकीय सुई तिच्यामधून विद्युत प्रवाह जातो तेव्हा विचलित होते. हे सूचित करते की त्याभोवती एक MF तयार झाला आहे.

चुंबकीय क्षेत्र प्रभावित करते:

हलवत विद्युत शुल्क.
फेरोमॅग्नेट्स नावाचे पदार्थ: लोह, कास्ट लोह, त्यांचे मिश्र धातु.

स्थायी चुंबक हे असे शरीर असतात ज्यात चार्ज केलेल्या कणांचा (इलेक्ट्रॉन) सामाईक चुंबकीय क्षण असतो.

1 - चुंबकाचा दक्षिण ध्रुव
2 - चुंबकाचा उत्तर ध्रुव
3 - मेटल फाइलिंगच्या उदाहरणावर खासदार
4 - चुंबकीय क्षेत्राची दिशा

जेव्हा कायम चुंबक कागदाच्या शीटजवळ येतो ज्यावर लोखंडी फाइलिंगचा थर ओतला जातो तेव्हा फील्ड रेषा दिसतात. आकृती ध्रुवांची ठिकाणे बलाच्या ओरिएंटेड रेषांसह स्पष्टपणे दर्शवते.

चुंबकीय क्षेत्र स्रोत

• विद्युत क्षेत्र जे वेळेनुसार बदलते.
• मोबाइल शुल्क.
• कायम चुंबक.

आम्ही लहानपणापासून कायम चुंबक ओळखतो. ते खेळणी म्हणून वापरले गेले जे विविध धातूंचे भाग स्वतःकडे आकर्षित करतात. ते रेफ्रिजरेटरला जोडलेले होते, ते विविध खेळण्यांमध्ये बांधले गेले होते.

गतिमान असलेल्या विद्युत शुल्कांमध्ये कायम चुंबकांपेक्षा जास्त चुंबकीय ऊर्जा असते.

गुणधर्म

• चुंबकीय क्षेत्राचे मुख्य वेगळे वैशिष्ट्य आणि गुणधर्म सापेक्षता आहे. जर चार्ज केलेले शरीर विशिष्ट संदर्भाच्या चौकटीत गतिहीन सोडले असेल आणि चुंबकीय सुई जवळ ठेवली असेल तर ती उत्तरेकडे निर्देशित करेल आणि त्याच वेळी पृथ्वीच्या क्षेत्राशिवाय बाह्य क्षेत्र "वाटणार नाही". आणि जर चार्ज केलेले शरीर बाणाजवळ जाऊ लागले, तर शरीराभोवती चुंबकीय क्षेत्र दिसेल. परिणामी, हे स्पष्ट होते की एमएफ केवळ तेव्हाच तयार होतो जेव्हा विशिष्ट शुल्क हलते.
• चुंबकीय क्षेत्र विद्युत प्रवाहावर प्रभाव पाडण्यास आणि प्रभावित करण्यास सक्षम आहे. चार्ज केलेल्या इलेक्ट्रॉनच्या हालचालीवर लक्ष ठेवून ते शोधले जाऊ शकते. चुंबकीय क्षेत्रामध्ये, चार्ज असलेले कण विचलित होतील, प्रवाही प्रवाह असलेले कंडक्टर हलतील. वर्तमान-शक्तीवर चालणारी फ्रेम फिरेल आणि चुंबकीय सामग्री विशिष्ट अंतरावर जाईल. होकायंत्राची सुई बहुतेक वेळा निळ्या रंगाची असते. ही चुंबकीय स्टीलची पट्टी आहे. पृथ्वीला चुंबकीय क्षेत्र असल्यामुळे होकायंत्र नेहमी उत्तरेकडे केंद्रित असते. संपूर्ण ग्रह त्याच्या ध्रुवांसह एका मोठ्या चुंबकासारखा आहे.

चुंबकीय क्षेत्र मानवी अवयवांद्वारे समजले जात नाही आणि ते केवळ विशेष उपकरणे आणि सेन्सरद्वारे शोधले जाऊ शकते. ते परिवर्तनशील आणि कायमस्वरूपी आहे. एक वैकल्पिक फील्ड सामान्यत: विशेष इंडक्टरद्वारे तयार केले जाते जे वैकल्पिक करंटवर कार्य करतात. स्थिर विद्युत क्षेत्राद्वारे स्थिर क्षेत्र तयार होते.

नियम

विविध कंडक्टरसाठी चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रतिमेसाठी मूलभूत नियमांचा विचार करा.

gimlet नियम

शक्तीची रेषा एका विमानात दर्शविली जाते, जी वर्तमान मार्गाच्या 90 0 च्या कोनात स्थित आहे जेणेकरून प्रत्येक बिंदूवर बल रेषेकडे स्पर्शिकपणे निर्देशित केले जाईल.

चुंबकीय शक्तींची दिशा निश्चित करण्यासाठी, आपल्याला उजव्या हाताच्या धाग्यासह गिमलेटचा नियम लक्षात ठेवणे आवश्यक आहे.

गिमलेट वर्तमान वेक्टरच्या समान अक्षावर स्थित असणे आवश्यक आहे, हँडल फिरवले जाणे आवश्यक आहे जेणेकरून गिमलेट त्याच्या दिशेच्या दिशेने फिरेल. या प्रकरणात, जिमलेटचे हँडल वळवून ओळींचे अभिमुखता निश्चित केले जाते.

रिंग जिमलेट नियम

कंडक्टरमधील गिमलेटची अनुवादात्मक हालचाल, रिंगच्या स्वरूपात बनविली जाते, हे दर्शविते की इंडक्शन कसे ओरिएंटेड आहे, रोटेशन वर्तमान प्रवाहाशी एकरूप आहे.

बलाच्या रेषा चुंबकाच्या आत चालू असतात आणि त्या खुल्या असू शकत नाहीत.

वेगवेगळ्या स्त्रोतांचे चुंबकीय क्षेत्र एकमेकांशी जोडलेले आहे. असे करताना, ते एक समान क्षेत्र तयार करतात.

समान ध्रुव असलेले चुंबक एकमेकांना मागे टाकतात, तर भिन्न ध्रुव असलेले चुंबक आकर्षित करतात. परस्परसंवादाच्या सामर्थ्याचे मूल्य त्यांच्यातील अंतरावर अवलंबून असते. जसजसे ध्रुव जवळ येतात तसतसे बल वाढते.

चुंबकीय क्षेत्र पॅरामीटर्स

• प्रवाह साखळी ( Ψ ).
• चुंबकीय प्रेरण वेक्टर ( IN).
• चुंबकीय प्रवाह ( एफ).

चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता चुंबकीय इंडक्शन वेक्टरच्या आकारानुसार मोजली जाते, जी F शक्तीवर अवलंबून असते आणि लांबी असलेल्या कंडक्टरद्वारे विद्युत् I द्वारे तयार होते. l: V \u003d F / (I * l).

चुंबकीय प्रेरण टेस्ला (टीएल) मध्ये मोजले जाते, ज्याने चुंबकत्वाच्या घटनांचा अभ्यास केला आणि त्यांच्या गणना पद्धती हाताळल्या त्या शास्त्रज्ञाच्या सन्मानार्थ. 1 T हे बलाद्वारे चुंबकीय प्रवाहाच्या प्रेरणाएवढे आहे 1 एनलांबीवर 1 मीएका कोनात सरळ कंडक्टर 90 0 क्षेत्राच्या दिशेने, एका अँपिअरच्या प्रवाहासह:

1 टी = 1 x H / (A x m).

डाव्या हाताचा नियम

नियम चुंबकीय प्रेरण वेक्टरची दिशा शोधतो.

जर डाव्या हाताचा तळवा शेतात ठेवला असेल जेणेकरून चुंबकीय क्षेत्राच्या रेषा उत्तर ध्रुवावरून तळहातात 90 0 च्या खाली प्रवेश करतात आणि 4 बोटे विद्युत प्रवाहाच्या बाजूने ठेवली जातात, तर अंगठा चुंबकीय शक्तीची दिशा दर्शवेल.

जर कंडक्टर वेगळ्या कोनात असेल, तर बल थेट विद्युत् प्रवाह आणि कंडक्टरच्या प्रक्षेपणावर काटकोनात विमानावर अवलंबून असेल.

शक्ती कंडक्टर सामग्रीच्या प्रकारावर आणि त्याच्या क्रॉस सेक्शनवर अवलंबून नाही. जर कंडक्टर नसेल आणि चार्जेस दुसर्‍या माध्यमात फिरले तर बल बदलणार नाही.

जेव्हा चुंबकीय क्षेत्र सदिशाची दिशा एका परिमाणाच्या एका दिशेने असते तेव्हा क्षेत्राला एकसमान म्हणतात. भिन्न वातावरण प्रेरण वेक्टरच्या आकारावर परिणाम करतात.

चुंबकीय प्रवाह

विशिष्ट क्षेत्र S मधून जाणारे आणि या क्षेत्राद्वारे मर्यादित असलेले चुंबकीय प्रेरण हे चुंबकीय प्रवाह आहे.

जर क्षेत्रास प्रेरण रेषेपर्यंत α काही कोनात उतार असेल, तर या कोनाच्या कोसाइनच्या आकाराने चुंबकीय प्रवाह कमी होतो. जेव्हा क्षेत्र चुंबकीय प्रेरणाच्या काटकोनात असते तेव्हा त्याचे सर्वात मोठे मूल्य तयार होते:

F \u003d B * S.

चुंबकीय प्रवाह एका युनिटमध्ये मोजला जातो जसे की "वेबर", जे मूल्याद्वारे प्रेरण प्रवाहाच्या समान आहे १ टीमध्ये क्षेत्रानुसार 1 मी 2.

फ्लक्स लिंकेज

ही संकल्पना चुंबकीय प्रवाहाचे सामान्य मूल्य तयार करण्यासाठी वापरली जाते, जी चुंबकीय ध्रुवांच्या दरम्यान स्थित कंडक्टरच्या विशिष्ट संख्येपासून तयार केली जाते.

जेव्हा समान प्रवाह आयवळण n च्या संख्येसह वळणातून वाहते, सर्व वळणांनी तयार होणारा एकूण चुंबकीय प्रवाह म्हणजे फ्लक्स लिंकेज.

फ्लक्स लिंकेज Ψ वेबर्समध्ये मोजले जाते आणि ते समान आहे: Ψ = n * F.

चुंबकीय गुणधर्म

व्हॅक्यूममधील फील्ड इंडक्शनपेक्षा विशिष्ट माध्यमातील चुंबकीय क्षेत्र किती कमी किंवा जास्त आहे हे पारगम्यता ठरवते. एखाद्या पदार्थाचे स्वतःचे चुंबकीय क्षेत्र असल्यास त्याला चुंबकीय म्हटले जाते. जेव्हा पदार्थ चुंबकीय क्षेत्रात ठेवला जातो तेव्हा त्याचे चुंबकीकरण होते.

शरीरात चुंबकीय गुणधर्म का प्राप्त होतात याचे कारण शास्त्रज्ञांनी ठरवले आहे. शास्त्रज्ञांच्या गृहीतकानुसार, पदार्थांच्या आत सूक्ष्म परिमाणाचे विद्युत प्रवाह असतात. इलेक्ट्रॉनचा स्वतःचा चुंबकीय क्षण असतो, ज्याचा क्वांटम स्वभाव असतो, अणूंच्या एका विशिष्ट कक्षेत फिरतो. हे छोटे प्रवाहच चुंबकीय गुणधर्म ठरवतात.

जर प्रवाह यादृच्छिकपणे फिरत असतील तर त्यांच्यामुळे होणारे चुंबकीय क्षेत्र स्वयं-भरपाई देणारे आहेत. बाह्य क्षेत्र प्रवाहांना क्रमबद्ध करते, म्हणून चुंबकीय क्षेत्र तयार होते. हे पदार्थाचे चुंबकीकरण आहे.

चुंबकीय क्षेत्रांच्या परस्परसंवादाच्या गुणधर्मांनुसार विविध पदार्थांची विभागणी करता येते.

ते गटांमध्ये विभागलेले आहेत:

परमचुंबक- चुंबकत्वाची शक्यता कमी असलेले बाह्य क्षेत्राच्या दिशेने चुंबकीकरण गुणधर्म असलेले पदार्थ. त्यांच्याकडे सकारात्मक फील्ड ताकद आहे. या पदार्थांमध्ये फेरिक क्लोराईड, मॅंगनीज, प्लॅटिनम इ.
फेरीमॅग्नेट्स- दिशा आणि मूल्यामध्ये असंतुलित चुंबकीय क्षण असलेले पदार्थ. ते भरपाई नसलेल्या अँटीफेरोमॅग्नेटिझमच्या उपस्थितीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत. फील्ड सामर्थ्य आणि तापमान त्यांच्या चुंबकीय संवेदनशीलतेवर परिणाम करतात (विविध ऑक्साइड).
फेरोमॅग्नेट्स- तीव्रता आणि तापमान (कोबाल्ट, निकेल इ.चे क्रिस्टल्स) वर अवलंबून, वाढीव सकारात्मक संवेदनशीलता असलेले पदार्थ.
डायमॅग्नेट्स- बाह्य क्षेत्राच्या विरुद्ध दिशेने चुंबकीकरणाची मालमत्ता आहे, म्हणजेच चुंबकीय संवेदनशीलतेचे नकारात्मक मूल्य, तीव्रतेपासून स्वतंत्र आहे. क्षेत्राच्या अनुपस्थितीत, या पदार्थात चुंबकीय गुणधर्म नसतील. या पदार्थांमध्ये हे समाविष्ट आहे: चांदी, बिस्मथ, नायट्रोजन, जस्त, हायड्रोजन आणि इतर पदार्थ.
अँटीफेरोमॅग्नेट्स - संतुलित चुंबकीय क्षण ठेवा, परिणामी पदार्थाचे चुंबकीकरण कमी होते. गरम केल्यावर, ते पदार्थाचे फेज संक्रमण करतात, ज्यामध्ये पॅरामॅग्नेटिक गुणधर्म उद्भवतात. जेव्हा तापमान एका विशिष्ट मर्यादेपेक्षा कमी होते, तेव्हा असे गुणधर्म दिसणार नाहीत (क्रोमियम, मॅंगनीज).

विचारात घेतलेल्या चुंबकांना आणखी दोन श्रेणींमध्ये वर्गीकृत केले आहे:

मऊ चुंबकीय साहित्य . त्यांच्याकडे जबरदस्ती कमी आहे. कमकुवत चुंबकीय क्षेत्रामध्ये ते संतृप्त होऊ शकतात. चुंबकीकरण उलटण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, त्यांचे क्षुल्लक नुकसान होते. परिणामी, अशी सामग्री वैकल्पिक व्होल्टेज (, जनरेटर,) वर कार्यरत इलेक्ट्रिकल उपकरणांसाठी कोरच्या उत्पादनासाठी वापरली जाते.
कठोर चुंबकीयसाहित्य त्यांच्याकडे जबरदस्ती शक्तीचे मूल्य वाढलेले आहे. त्यांना पुन्हा चुंबकीय करण्यासाठी, मजबूत चुंबकीय क्षेत्र आवश्यक आहे. अशी सामग्री कायम चुंबकांच्या निर्मितीमध्ये वापरली जाते.

विविध पदार्थांचे चुंबकीय गुणधर्म तांत्रिक रचना आणि आविष्कारांमध्ये त्यांचा वापर शोधतात.

चुंबकीय सर्किट्स

अनेक चुंबकीय पदार्थांच्या संयोगाला चुंबकीय सर्किट म्हणतात. ते समानता आहेत आणि गणिताच्या समान नियमांद्वारे निर्धारित केले जातात.

चुंबकीय सर्किट्सच्या आधारावर, इलेक्ट्रिकल उपकरणे, इंडक्टन्स, ऑपरेट करतात. कार्यरत इलेक्ट्रोमॅग्नेटमध्ये, फेरोमॅग्नेटिक सामग्री आणि हवेपासून बनवलेल्या चुंबकीय सर्किटमधून प्रवाह वाहतो, जो फेरोमॅग्नेट नाही. या घटकांचे संयोजन एक चुंबकीय सर्किट आहे. अनेक विद्युत उपकरणांमध्ये त्यांच्या डिझाइनमध्ये चुंबकीय सर्किट असतात.

आधुनिक संकल्पनांनुसार, ते सुमारे 4.5 अब्ज वर्षांपूर्वी तयार झाले होते आणि त्या क्षणापासून आपला ग्रह चुंबकीय क्षेत्राने वेढलेला आहे. लोक, प्राणी आणि वनस्पतींसह पृथ्वीवरील प्रत्येक गोष्टीचा त्याचा परिणाम होतो.

चुंबकीय क्षेत्र सुमारे 100,000 किमी उंचीपर्यंत विस्तारते (चित्र 1). हे सर्व सजीवांसाठी हानिकारक असलेल्या सौर पवन कणांना विचलित करते किंवा कॅप्चर करते. हे चार्ज केलेले कण पृथ्वीचा किरणोत्सर्गाचा पट्टा तयार करतात आणि पृथ्वीच्या जवळ असलेल्या अवकाशाच्या संपूर्ण प्रदेशाला ते म्हणतात. चुंबकीय क्षेत्र(चित्र 2). सूर्याने प्रकाशित केलेल्या पृथ्वीच्या बाजूला, मॅग्नेटोस्फियर सुमारे 10-15 पृथ्वी त्रिज्या असलेल्या गोलाकार पृष्ठभागाने बांधलेले आहे आणि त्याच्या विरुद्ध बाजूस ते धूमकेतूच्या शेपटीने अनेक हजार पृथ्वी त्रिज्यापर्यंत लांब केले आहे, ज्यामुळे एक भूचुंबकीय शेपटी तयार होते. मॅग्नेटोस्फियर आंतरग्रहीय क्षेत्रापासून संक्रमण क्षेत्राद्वारे वेगळे केले जाते.

पृथ्वीचे चुंबकीय ध्रुव

पृथ्वीच्या चुंबकाचा अक्ष पृथ्वीच्या फिरण्याच्या अक्षाच्या संदर्भात 12° ने झुकलेला असतो. हे पृथ्वीच्या केंद्रापासून सुमारे 400 किमी अंतरावर आहे. ज्या बिंदूंवर हा अक्ष ग्रहाच्या पृष्ठभागाला छेदतो ते बिंदू आहेत चुंबकीय ध्रुव.पृथ्वीचे चुंबकीय ध्रुव खऱ्या भौगोलिक ध्रुवाशी एकरूप होत नाहीत. सध्या, चुंबकीय ध्रुवांचे समन्वय खालीलप्रमाणे आहेत: उत्तर - 77 ° N.L. आणि 102° W; दक्षिणेकडील - (65 ° S आणि 139 ° E).

तांदूळ. 1. पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राची रचना

तांदूळ. 2. मॅग्नेटोस्फियरची रचना

एका चुंबकीय ध्रुवापासून दुसऱ्या चुंबकीय ध्रुवाकडे धावणाऱ्या बलाच्या रेषा म्हणतात चुंबकीय मेरिडियन. चुंबकीय आणि भौगोलिक मेरिडियनमध्ये एक कोन तयार होतो, ज्याला म्हणतात चुंबकीय घट. पृथ्वीवरील प्रत्येक स्थानाचा स्वतःचा क्षय कोन असतो. मॉस्को प्रदेशात, क्षय कोन पूर्वेस 7° आहे आणि याकुत्स्कमध्ये, पश्चिमेस सुमारे 17° आहे. याचा अर्थ असा की मॉस्कोमधील होकायंत्राचे उत्तरेकडील टोक मॉस्कोमधून जाणार्‍या भौगोलिक मेरिडियनच्या उजवीकडे टी द्वारे विचलित होते आणि याकुत्स्कमध्ये - संबंधित मेरिडियनच्या डावीकडे 17 ° ने.

मुक्तपणे निलंबित चुंबकीय सुई केवळ चुंबकीय विषुववृत्ताच्या रेषेवर क्षैतिजरित्या स्थित आहे, जी भौगोलिक सुईशी जुळत नाही. तुम्ही चुंबकीय विषुववृत्ताच्या उत्तरेला गेल्यास बाणाचे उत्तरेकडील टोक हळूहळू खाली जाईल. चुंबकीय सुई आणि क्षैतिज समतल यांनी तयार केलेल्या कोनाला म्हणतात चुंबकीय कल. उत्तर आणि दक्षिण चुंबकीय ध्रुवावर, चुंबकीय कल सर्वात जास्त असतो. ते ९०° इतके आहे. उत्तर चुंबकीय ध्रुवावर, एक मुक्तपणे निलंबित चुंबकीय सुई उत्तरेकडील टोक खाली अनुलंब स्थापित केली जाईल आणि दक्षिण चुंबकीय ध्रुवावर, त्याचे दक्षिण टोक खाली जाईल. अशा प्रकारे, चुंबकीय सुई पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील चुंबकीय क्षेत्र रेषांची दिशा दर्शवते.

कालांतराने, पृथ्वीच्या पृष्ठभागाशी संबंधित चुंबकीय ध्रुवांची स्थिती बदलते.

चुंबकीय ध्रुव शोधक जेम्स सी. रॉस यांनी 1831 मध्ये त्याच्या वर्तमान स्थानापासून शेकडो किलोमीटरवर शोधला होता. तो दरवर्षी सरासरी १५ किमी फिरतो. अलिकडच्या वर्षांत, चुंबकीय ध्रुवांच्या हालचालीचा वेग नाटकीयरित्या वाढला आहे. उदाहरणार्थ, उत्तर चुंबकीय ध्रुव सध्या वर्षाला सुमारे 40 किमी वेगाने फिरत आहे.

पृथ्वीच्या चुंबकीय ध्रुवाच्या उलट्याला म्हणतात चुंबकीय क्षेत्र उलटा.

आपल्या ग्रहाच्या भूगर्भीय इतिहासात, पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राने 100 पेक्षा जास्त वेळा त्याची ध्रुवीयता बदलली आहे.

चुंबकीय क्षेत्र तीव्रतेने दर्शविले जाते. पृथ्वीवरील काही ठिकाणी, चुंबकीय क्षेत्र रेषा सामान्य क्षेत्रापासून विचलित होऊन विसंगती निर्माण करतात. उदाहरणार्थ, कुर्स्क मॅग्नेटिक विसंगती (KMA) च्या प्रदेशात, फील्ड सामर्थ्य सामान्यपेक्षा चार पट जास्त आहे.

पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रात दैनंदिन बदल होत आहेत. पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रातील या बदलांचे कारण म्हणजे उच्च उंचीवर वातावरणात वाहणारे विद्युत प्रवाह. ते सौर किरणोत्सर्गामुळे होतात. सौर वाराच्या कृती अंतर्गत, पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र विकृत होते आणि सूर्याच्या दिशेने "शेपटी" प्राप्त करते, जे शेकडो हजारो किलोमीटरपर्यंत पसरते. सौर वाऱ्याच्या उदयाचे मुख्य कारण, जसे आपल्याला आधीच माहित आहे, सूर्याच्या कोरोनापासून पदार्थांचे भव्य उत्सर्जन हे आहे. पृथ्वीच्या दिशेने जाताना, ते चुंबकीय ढगांमध्ये बदलतात आणि पृथ्वीवर मजबूत, कधीकधी अत्यंत त्रास देतात. विशेषत: पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राची तीव्र विकृती - चुंबकीय वादळे.काही चुंबकीय वादळे अनपेक्षितपणे आणि जवळजवळ एकाच वेळी संपूर्ण पृथ्वीवर सुरू होतात, तर काही हळूहळू विकसित होतात. ते तास किंवा दिवस टिकू शकतात. बहुतेकदा, सूर्याद्वारे बाहेर काढलेल्या कणांच्या प्रवाहातून पृथ्वीवर गेल्यामुळे सौर भडकल्यानंतर 1-2 दिवसांनी चुंबकीय वादळे येतात. विलंब वेळेवर आधारित, अशा कॉर्पस्क्युलर प्रवाहाचा वेग अनेक दशलक्ष किमी/तास असा अंदाज आहे.

मजबूत चुंबकीय वादळांमध्ये, तार, टेलिफोन आणि रेडिओचे सामान्य ऑपरेशन विस्कळीत होते.

चुंबकीय वादळे अनेकदा 66-67° (अरोरा झोनमध्ये) अक्षांशावर पाहिली जातात आणि अरोरांसोबत एकाच वेळी येतात.

क्षेत्राच्या अक्षांशानुसार पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राची रचना बदलते. चुंबकीय क्षेत्राची पारगम्यता ध्रुवांकडे वाढते. ध्रुवीय प्रदेशांच्या वर, चुंबकीय क्षेत्र रेषा पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर कमी-अधिक प्रमाणात लंब असतात आणि त्यांचे फनेल-आकाराचे कॉन्फिगरेशन असते. त्यांच्याद्वारे, दिवसाकडील सौर वाऱ्याचा काही भाग चुंबकीय क्षेत्रामध्ये आणि नंतर वरच्या वातावरणात प्रवेश करतो. चुंबकीय वादळाच्या वेळी मॅग्नेटोस्फियरच्या शेपटीतील कण देखील येथे गर्दी करतात, उत्तर आणि दक्षिण गोलार्धांच्या उच्च अक्षांशांवर वरच्या वातावरणाच्या सीमेपर्यंत पोहोचतात. हे चार्ज केलेले कण येथे अरोरास कारणीभूत ठरतात.

तर, चुंबकीय वादळे आणि चुंबकीय क्षेत्रातील दैनंदिन बदल स्पष्ट केले आहेत, जसे की आपण आधीच शोधले आहे, सौर किरणोत्सर्गाद्वारे. पण पृथ्वीचे कायमचे चुंबकत्व निर्माण करणारे मुख्य कारण काय आहे? सैद्धांतिकदृष्ट्या, हे सिद्ध करणे शक्य होते की पृथ्वीचे 99% चुंबकीय क्षेत्र ग्रहाच्या आत लपलेल्या स्त्रोतांमुळे होते. मुख्य चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वीच्या खोलीत असलेल्या स्त्रोतांमुळे आहे. ते ढोबळमानाने दोन गटांमध्ये विभागले जाऊ शकतात. त्यापैकी बहुतेक पृथ्वीच्या कोरमधील प्रक्रियांशी संबंधित आहेत, जेथे विद्युतीय प्रवाहकीय पदार्थाच्या सतत आणि नियमित हालचालींच्या परिणामी, विद्युत प्रवाहांची एक प्रणाली तयार केली जाते. दुसरे या वस्तुस्थितीशी जोडलेले आहे की पृथ्वीच्या कवचाचे खडक, मुख्य विद्युत क्षेत्र (कोरचे क्षेत्र) द्वारे चुंबकीकृत केले जातात, त्यांचे स्वतःचे चुंबकीय क्षेत्र तयार करतात, जे कोरच्या चुंबकीय क्षेत्रामध्ये जोडले जातात.

पृथ्वीभोवती चुंबकीय क्षेत्राव्यतिरिक्त, इतर क्षेत्रे आहेत: अ) गुरुत्वाकर्षण; ब) इलेक्ट्रिकल; c) थर्मल.

गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रपृथ्वीला गुरुत्व क्षेत्र म्हणतात. हे जिओइडच्या पृष्ठभागावर लंब असलेल्या प्लंब लाइनसह निर्देशित केले जाते. जर पृथ्वीला क्रांतीचा लंबवर्तुळाकार असेल आणि वस्तुमान त्यामध्ये समान रीतीने वितरीत केले गेले असेल, तर तिच्याकडे सामान्य गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र असेल. वास्तविक गुरुत्वीय क्षेत्राची तीव्रता आणि सैद्धांतिक यातील फरक म्हणजे गुरुत्वाकर्षणाची विसंगती. वेगवेगळ्या सामग्रीची रचना, खडकांची घनता या विसंगतींना कारणीभूत ठरते. परंतु इतर कारणे देखील शक्य आहेत. ते पुढील प्रक्रियेद्वारे स्पष्ट केले जाऊ शकतात - जड वरच्या आवरणावरील घन आणि तुलनेने हलक्या पृथ्वीच्या कवचाचे संतुलन, जेथे आच्छादित स्तरांचा दाब समान आहे. या प्रवाहांमुळे टेक्टोनिक विकृती, लिथोस्फेरिक प्लेट्सची हालचाल आणि त्याद्वारे पृथ्वीची मॅक्रोरिलीफ तयार होते. गुरुत्वाकर्षण पृथ्वीवरील वातावरण, हायड्रोस्फियर, लोक, प्राणी ठेवते. भौगोलिक लिफाफ्यातील प्रक्रियांचा अभ्यास करताना गुरुत्वाकर्षणाची शक्ती विचारात घेणे आवश्यक आहे. संज्ञा " geotropism"वनस्पतींच्या अवयवांच्या वाढीच्या हालचालींना कॉल करा, जे गुरुत्वाकर्षण शक्तीच्या प्रभावाखाली, नेहमी पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर लंब असलेल्या प्राथमिक मुळाच्या वाढीची अनुलंब दिशा प्रदान करतात. गुरुत्वाकर्षण जीवशास्त्र प्रायोगिक वस्तू म्हणून वनस्पती वापरते.

जर गुरुत्वाकर्षण लक्षात घेतले नाही तर, रॉकेट आणि अंतराळ यान प्रक्षेपित करण्यासाठी प्रारंभिक डेटाची गणना करणे, धातूच्या खनिजांचे गुरुत्वाकर्षण शोधणे अशक्य आहे आणि शेवटी, खगोलशास्त्र, भौतिकशास्त्र आणि इतर विज्ञानांचा पुढील विकास अशक्य आहे.