Как выглядят силовые линии магнитного поля: объяснение и картинки
О магнитных явлениях люди знали за много тысячелетий до Рождества Христова. С XVIII века человечество искало подтверждение, что молния – электрический разряд, обладающий магнитными свойствами. И лишь в 1820 году экспериментально это установил датчанин Ганс Эрстед. Рассмотрим, как выглядят силовые линии магнитного поля, которыми оно обозначается в физике. Разберёмся с принципами их построения.
Магнитное поле: картинки
Магнитные линии — это воображаемые линии, которые принято проводить так, чтобы касательные к ним указывали направление поля в текущей точке. Для понимания: если в каждую точку поля поместить миниатюрную стрелку компаса, она укажет на касательную к силовой линии.
В отличие от электрического поля, линии магнитного проникают в материал.
Для получения картины магнитного поля на магнит кладут кусок стекла или иного немагнитного материала. Поверх рассыпают стальные опилки. По этой пластине слегка постукивают, например, деревянным предметом либо его стряхивают. Частицы железа выстроятся в картину, изображающую форму линий поля. Объясняется просто: каждая частица металла становится миниатюрной магнитной стрелкой, указывающей направление распространения силового поля. Они характеризуют модуль его индукции.
На чертежах линии принято изображать так, чтобы густота была пропорциональной модулю индукции – количество проходящих через единицу площади силовых линий, указывала на модуль индукции поля. Главное отличие магнитных карт от электрических – изображение замкнутыми линиями – они замыкаются на себя, не имеют начала и конца.
Как выглядят магнитные линии однородного магнитного поля
В однородном поле силовые линии параллельны, расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. Такая картина встречается внутри постоянного магнита или соленоида.
Как выглядят магнитные линии неоднородного поля
Магнитное поле, индукция каждой точки которого отличаются по направлению и значению (по модулю), называется неоднородным. Его карта следующая: выходящие из северного полюса магнитные линии огибают тело и входят в южный. Максимальное воздействие наблюдается у полюсов, где линии расположены гуще всего. В каждой точке поля направление его силовых линий различно. Такая картина актуальна для катушки (соленоида) с током.
Неоднородное магнитное поле присуще и нашей планете – это огромный магнит с полюсами, расположенными рядом с географическими северным и южным полюсами.
Картинки при визуализации электромагнитных полей различной конфигурации получаются красочными, тем интереснее, чем сложнее конфигурация магнитного материала, сильнее протекающий по нему ток.
как выглядят магнитные линии однородного магнитного поля? Срочно
Силовые линии любого однородного поля (не только магнитного) представляют собой параллельные прямые, расположенные на равных расстояниях одна от другой.
Похожие вопросы
Ваш браузер устарел
Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.
Магнитные линии
Магнитное поле — это силовое поле, действующее на движущиеся частицы, обладающие электрическим зарядом. Для наглядности магнитное поле изображают в виде магнитных линий или линий магнитной индукции. Какой вид имеют эти линии, где они начинаются и где кончаются – ответы на эти вопросы читайте ниже.
Немного из истории магнетизма
Исследование явления магнетизма началось много веков назад, когда еще в VI в. до н.э. в древнем Китае были обнаружен камни (горная порода), которые притягивали к себе железные предметы. В 1269 г. французский исследователь Петр Перегрин разместил на поверхности постоянного сферического магнита маленькие стальные иголки и увидел, что они расположились не хаотично, а по определенным линиям, которые пересекались в двух точках, названных “полюсами” по аналогии с географическими полюсами Земли. Можно сказать, что это была первая “визуализация” магнитных линий.
Только в 1845 г. английский физик Майкл Фарадей для понимания сути магнитных явлений сформулировал понятие “магнитного поля”. Он считал, что как электрическое, так и магнитное взаимодействия осуществляются посредством невидимых полей — электрического и магнитного. Магнитное поле непрерывно в пространстве и способно действовать на движущиеся заряды.
В 1831 г. Майкл Фарадей обнаружил, что переменное магнитное поле порождает электрическое и наоборот — непостоянное (изменяющееся во времени) электрическое поле создает магнитное поле. Это явление стало известно как закон электромагнитной индукции Фарадея. Слово индукция латинского происхождения (induction) означает “наведение, выведение”.
Основные признаки и свойства магнитных линий
Магнитное поле существует вокруг постоянных магнитов (полосовых, дугообразных или иной формы) и вокруг металлического провода, по которому течет электрический ток.
Магнитное поле изображается в виде магнитных линий или линий магнитной индукции. Линия магнитной индукция — это некая геометрическая кривая, в любой точке которой вектор (направление) магнитной индукции направлен по касательной к ней.
Можно выделить основные свойства магнитных линий:
- Магнитные линии непрерывны;
- Магнитные линии всегда замкнуты. Это означает, что в природе не существует отдельных магнитных зарядов по аналогии с электрическими зарядами. Исследователи долго пытались найти этот заряд с помощью уменьшения (дробления) размеров постоянных магнитов. Но даже самый микроскопический магнитик всегда имеет два полюса: северный и южный;
- Направление магнитных линий зависит от направления электрического тока;
- Густота (плотность) линий соответствует величине поля: чем гуще (плотнее) расположены линии, тем больше значение поля.
Магнитные линии полосового магнита
С помощью простого эксперимент можно продемонстрировать свойства магнитных линий. Полосовой магнит кладется на горизонтальную поверхность, на него сверху — прозрачная (неметаллическая) пластинка, на которую насыпают мелкие железные опилки. Под действием магнита опилки намагничиваются и становятся как бы магнитными стрелочками. Видно, что опилки располагаются вдоль магнитных линий, которые выходят из северного полюса N и входят в южный полюс S. Гуще всего линии расположены в районе полюсов магнита.
Магнитные линии дугообразного магнита
По аналогичной схеме можно поставить эксперимент с дугообразным магнитом.
Видно, что по всему магниту магнитные линии начинаются на северном полюсе и оканчиваются на южном.
Магнитные линии прямого провода с током
Используем такую же схему эксперимента для прямого провода, по которому течет электрический ток. В данном случае можно заменить прозрачную пластину на кусок картона или фанеры.
Видно, что опилки выстраиваются по концентрическим окружностям, показывая форму магнитных линий. При изменении направления тока опилки поворачиваются на 180 0 . Следовательно, направление магнитных линий в данном случае связано с направлением тока в проводнике.
Известно, что Земля — это огромный “полосовой” магнит. Благодаря этому, с помощью магнитной стрелки компаса мы можем ориентироваться в пространстве. Но надо иметь ввиду, что есть места с крупными залежами магнетитов (железных руд), которые создают сильное “фоновое” магнитное поле, которое поворачивает стрелку компаса вдоль своих магнитных линий. Одно из таких мест — Курская магнитная аномалия, расположенная в Курской области нашей страны.
Что мы узнали?
Итак, мы узнали, что магнитное поле изображают в виде магнитных линий, которые: непрерывны, замкнуты, в постоянных магнитах магнитные линии выходят из северного полюса и заканчиваются в южном полюсе, направление магнитных линий прямого провода с электрическим током зависит от направления тока.
Магнитное поле постоянного магнита, какую форму оно имеет? .
Очень частым явлением является несоответствие действительности существующему пониманию каких-либо вещей. Так и в случае магнитного поля, окружающего постоянный магнит . Большое количество вопросов возникает по поводу того, какой формы и конфигурации магнитное поле. Дело в том, что многие именитые учёные, том числе Ампер и Фейнман утверждали, что этот момент не до конца изучен. Поэтому магнитное поле постоянного магнита продолжают изучать. Магнитные силовые линии и магнитное поле – одно и то же? 
Если разбираться, остаётся вопрос: что можно увидеть при визуализации с помощью магнитной пыли? Какая информация предстаёт перед нами – непосредственно магнитное поле или же лишь силовые линии магнита? Существует ещё одна деталь – утверждение о том, что магнитные силовые линии выглядят в виде дуги, которая тянется от полюса к полюсу противоположному. Таким образом, получается непрерывное овальное или круглое образование МСЛ. Однако если более детально рассмотреть эту ситуацию на опыте, то видно, что железная крошка от магнита образует лучи, которые не соединяются с другим полюсом. Т.е. лучи стремятся от магнита. Здесь важен ещё один момент – это материал, который используется для опыта, бумага. Дело в том, что бумага – это не нейтральный магнитный материал, поэтому не идеально подходит для подобных экспериментов с постоянными магнитами. Вспомните, если порвать бумагу на части, она легко притягивается к наэлектризованной расчёске. Т.е. бумага обладает магнетизмом, которое образовалось в момент изготовления под воздействием плоскостной структуризации. «Нейтральная зона» магнита 
В данном случае «нейтральная зона» тоже не до конца изученный момент. Почему магнитное поле здесь не исчезает полностью, а лишь становится слабее? Логического объяснения нет, этот процесс проходит как-то самостоятельно. Зато именно около «нейтральной зоны» можно заметить изменение силовых линий, которые изгибаются, становясь дугообразными. Огромное количество вопросов по поводу магнитного поля не даёт покоя, хотя, казалось бы, магнит изучен уже вдоль и поперёк. И чем глубже учёные и любители вдаются в подробности особенностей свойств магнита, тем больше вопросов появляется….
м. Фонвизинская, ул. Добролюбова д. 21А корпус А
Звонки 9:00-19:00 (МСК)
Офис Пн-Пт 10:00-19:00 (перерыв 13:00-14:00)
Сб 10:00-14:00 | Вс выходной
3-5.04 офис работает до 17:00