物質の存在の特別な形-地球の磁場は生命の起源と保存に貢献しました。このフィールドの断片、鉱石の破片、鉄を引き付ける、導かれた 電気 人類への奉仕に。電気がなければ、生き残ることは考えられません。
磁気誘導の線とは何ですか
磁場は、その空間の各ポイントでの強度によって決定されます。大きさの強さが等しい磁場点を結合する曲線は、磁気誘導線と呼ばれます。特定の点での磁場の強さは電力特性であり、磁場ベクトルBを使用してそれを評価します。磁気誘導線の特定の点でのその方向は、それに接線方向に発生します。
空間内のある点が複数の磁場の影響を受ける場合、強度は、作用する各磁場の磁気誘導ベクトルを合計することによって決定されます。この場合、特定のポイントでの強度は絶対値で合計され、磁気誘導ベクトルはすべての磁場のベクトルの合計として定義されます。
磁気誘導の線が見えないという事実にもかかわらず、それらは特定の特性を持っています：
- 磁力線は極（N）から出て、（S）から戻ることが一般的に認められています。
- 磁気誘導ベクトルの方向は、線に接しています。
- 複雑な形状にもかかわらず、曲線は交差せず、必ずしも閉じていません。
- 磁石内部の磁場は均一で、線密度は最大です。
- 磁気誘導の1本の線だけがフィールドポイントを通過します。
永久磁石内の磁気誘導線の方向
歴史的に、地球上の多くの場所で、鉄製品を引き付けるためのいくつかの石の自然な品質が長い間注目されてきました。時が経つにつれて、古代中国では、鉄鉱石（磁性鉄鉱石）から特定の方法で刻まれた矢印がコンパスに変わり、地球の北極と南極への方向を示し、地形をナビゲートできるようになりました。
この自然現象の研究により、鉄合金ではより強い磁気特性がより長く続くことがわかりました。より弱い天然磁石は、ニッケルまたはコバルトを含む鉱石です。電気を研究する過程で、科学者たちは鉄、ニッケル、コバルトを含む合金から人工的に磁化された製品を得る方法を学びました。これを行うために、それらは直流によって生成された磁場に導入され、必要に応じて、交流によって消磁されました。
自然条件で磁化された製品または人工的に得られた製品には、磁気が最も集中する場所という2つの異なる極があります。磁石は磁場によって互いに相互作用するため、同じような極は反発し、異なる極は引き付けられます。これにより、地球の磁場など、より強い磁場の空間での方向付けのためのトルクが生成されます。
弱く磁化された要素と強い磁石の相互作用を視覚的に表現することで、板紙に散らばった鋼のやすりくずとその下の平らな磁石を使った古典的な体験ができます。特におがくずが長方形の場合、磁力線に沿ってどのように並んでいるかがはっきりとわかります。板紙の下の磁石の位置を変えることによって、それらの画像の構成の変化が観察されます。この実験でコンパスを使用すると、磁場の構造を理解する効果がさらに高まります。
M.ファラデーによって発見された磁力線の性質の1つは、それらが閉じていて連続していることを示唆しています。永久磁石の北極から出ている線は南極に入ります。ただし、磁石の内部では、それらは開いておらず、南極から北に向かって入ります。製品内部の線数が最大で、磁界が均一で、減磁すると誘導が弱くなる場合があります。
ギムレットの法則を使用して磁気誘導ベクトルの方向を決定する
19世紀初頭、科学者たちは、導体の周りに磁場が発生し、導体に電流が流れることを発見しました。結果として生じる力線は、自然の磁石の場合と同じ規則に従って動作します。さらに、導体の電場と電流および磁場との相互作用は、電磁ダイナミクスの基礎として機能しました。
相互作用する場の力の空間における方向を理解することで、軸方向のベクトルを計算できます。
- 磁気誘導;
- 誘導電流の大きさと方向。
- 角速度。
そのような理解は、ギムレットのルールで定式化されました。
右側のギムレットの並進運動と導体内の電流の方向を組み合わせることで、ハンドルの回転によって示される磁力線の方向を取得します。
物理学の法則ではないので、電気工学のギムレット規則は、導体の電流ベクトルに応じて磁力線の方向を決定するだけでなく、その逆も同様に、ソレノイドワイヤの電流の方向を決定するために使用されます磁気誘導線の回転による。
この関係を理解することで、アンペアは回転場の法則を実証することができ、それがさまざまな原理の電気モーターの作成につながりました。インダクタを使用するすべての格納式機器は、ギムレットの規則に従います。
右手の法則
導体の磁場（導体の閉ループの片側）を流れる電流の方向を決定することは、右手の法則を明確に示しています。
右手のひらをN極に向けて（力線が手のひらに入る）、90度偏向した親指が導体の動きの方向を示し、閉回路（コイル）では磁場が電流を誘導すると書かれています、4本の指が指す動きベクトル。
このルールは、DCジェネレーターが最初にどのように登場したかを示しています。ある種の自然の力（水、風）が磁場の中で導体の閉回路を回転させ、電気を発生させました。次に、一定の磁場で電流を受け取ったモーターは、それを機械的な動きに変換しました。
右手の法則はインダクタにも当てはまります。それらの内部の磁気コアの動きは、誘導電流の出現につながります。
右手の4本の指がコイルの巻き線の電流の方向と一致している場合、90度ずれた親指は北極を指します。
ギムレットと右手のルールは、電場と磁場の相互作用をうまく示しています。科学者だけでなく、ほとんどすべての人が電気工学のさまざまなデバイスの動作を理解できるようになります。
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