이동 전하 또는 전류로 자기장을 생성 할 수 있습니다. 전류 분포로 인한 자기장을 지배하는 기본 방정식은 Biot-Savart 법칙입니다. 솔레노이드는 길이가 있고 균일 한 자기장을 생성하는 데 사용되는 코일입니다. 자기는 전하를 움직여서 생성 된 매력적이거나 반발 능력입니다.
균일 자기장에서의 전하 운동전하 +Q가 균일 한 가로 자기장 (θ =90 °, v⟂b)으로 투사 될 때, 일정한 크기의 최대 자기 력은 항상 운동 방향에 수직으로 작용하므로 전하는 원형 경로를 따라 이동하고 자기 력이 제공하는 필요한 중심적 힘입니다.
.원형 경로의 반경
r =mv/qb =p/qb =√2me/qb =√2mqv/qb
r ∝ v ∝ p ∝ √e ∝ √v
전류의 자기 효과
자기장은 전기 전하 (전류)를 움직여서 설립되며, 차례로 장비는 다른 움직이는 전하 (현재 요소)에 힘 (자기)을 가질 수 있습니다.
바이오 사사트 법 :
전류 요소 IDL로 인한 지점 P의 자기장
DB ∝I; DB ∝ DL; db ∝ sinθ
b <1/r2
결합시, db, idl sinθ/r2
DB =K Idl sinθ/r2
여기서 k =/0/4𝜫
이동 전하의 자기 력
f =q (v✕b)
자기장 라인
- 자기장 라인은 닫힌 곡선입니다.
- 필드 라인의 어느 지점에서든 접선이 그 시점에서 필드의 방향을 나타냅니다.
- 필드 라인은 서로 교차하지 않습니다.
- 어느 곳에서나 붐비는 선이 더 강한 필드를 나타내고 먼 선은 약한 필드를 나타냅니다.
- 어느 지역에서나 필드 라인이 등거리이고 현장이 균일 한 경우 균일하지 않습니다.
- 철 먼지를 사용하거나 작은 자기 바늘을 사용하여 자기장 라인을 매핑 할 수 있습니다.
전류 운반 직선 도체 또는 와이어로 인한 자기장
- 유한 길이 와이어 :포인트에서 유한 길이 와이어로 인한 자기장
b =𝜇0 I (sinθ1+sinθ2)/4 𝜫d
- 무한 길이 와이어 :지점에서 무한 길이 와이어로 인한 자기장
b =𝜇0 I (sin90 °+sin90 °)/4 𝜫d
- 반 무한 길이 와이어 :지점에서 반 무한 길이 와이어로 인한 자기장
b =𝜇0 i (sinθ+1)/4 𝜫d
- 전류 운반 원형 루프 및 코일의 중심에있는 자기장
b =𝜇0 n i /2r
여기서 n =코일의 회전 수
전류 운반 원형 코일의 축 지점에서의 자기장
b =𝜇0 n i r2/2 (x2+r2) (3/2)
자기 플럭스
주어진 단면 영역을 가로 지르는 자기장 라인의 수는 영역의 자기 플럭스라고합니다.
N 회전 코일과 단면 영역을 통한 자기 플럭스 ɸ =n (b.a) =nba cos θ
Ampere 's Circuital Law
그것은 여유 공간의 임의의 폐쇄 경로를 따라 자기장의 라인 적분이 순 전류의 𝜇0 배와 같으며, 이는 폐쇄 경로에 의해 경계가있는 영역을 통과합니다.
.수학적으로, ∮B.dl =𝜇0 ∑ i
솔레노이드
- 길이가 있고 장거리의 균일 한 자기장을 생성하는 데 사용되는 코일입니다.
- 유한 길이의 솔레노이드 내부의 축 지점의 자기장
b =𝜇0ni (cosθ1-cosθ2)/2
- 솔레노이드 길이가 무한하면
b =𝜇0ni
- 무한 솔레노이드의 종말점의 자기장
b =𝜇0ni/2
- 무한 솔레노이드의 부피 외부의 자기장은 0에 접근합니다. 솔레노이드 프레임의 자기 투과성이 𝝁r 인 경우 솔레노이드 B =𝜇0 𝝁r ni 에 의해 생성 된 현장
토 로이드
토로이드는 고리 모양의 폐쇄 솔레노이드로 간주 될 수 있습니다.
Ampere의 회로 법에 의한 토 로이드 내부의 자기장은 b =𝜇0ni
로 제공됩니다.여기서 n =회전 밀도 =n/2𝜫r
n =총 회전 수
r =토 로이드의 평균 반경 =(r1+r2)/2
R1과 R2는 각각 토로이드의 내부 및 외부 반경입니다.
자기 쌍극자
전류 운반 코일 (또는 루프)의 자기 모멘트
- 전류 운반 코일 (또는 루프)은 자기 쌍극자처럼 작동합니다. 전류가 흐르는 것처럼 보이는 코일의 얼굴은 북극으로 작용하는 반면, 전류가 흐르는 코일의 얼굴은 CW가 남극으로 작용합니다. .
- 기하학적 영역 a의 루프, 전류 I를 운반 한 다음 자기 모멘트는 m =ia 로 제공됩니다.
- 회전 코일 n, m =nia
자기 쌍극자의 토크
ꞇ =m
균일 자기장에서 자기 쌍극자 회전에서 수행 된 작업 w =mb (cosθ1-cosθ2)
자기 쌍극자의 잠재적 에너지는 필드에 수직 인 방향에 대한 각도 θ를 통해 쌍극자를 회전시키는 작업입니다.
u =-mbcosθ =-m.b
움직이는 코일 갤버 미터
그것은 작은 전류를 감지하는 데 사용되는 도구입니다.
원리 :전류 운반 코일이 자기장에 배치되면 토크가 발생합니다.
움직이는 코일 가단계에서는 가경형을 통과하는 전류는 편향 (θ)에 직접 비례합니다.
i =θ, i =gθ.
여기서 g =k/nab
G - galvanometer constant
코일의 A- 면적, 코일의 N- 회전 수,
b =자기장의 강도, k =스프링의 비틀림 상수, 즉 단위 트위스트 당 토크 복원.
자기
진동 자력계
그것은 두 개의 다른 장소에서 지구 자기장의 수평 성분과 두 개의 막대 자석의 자기 θmoment를 비교하기 위해 자석의 자기 모멘트를 결정하는 데 사용되는 기기입니다.
원리 :지구의 수평 자기장의 자유롭게 매달린 막대 자석 BH가 평형 위치에서 약간 혼란 스러울 때마다 토크를 경험하고 각도 S.H.M,
를 실행합니다.각도 S.H.M의 기간
t =2𝜫/w =2𝜫√ (i/mb)
i =막대 자석의 관성 모멘트
m =막대 자석의 자기 모멘트
지구의 자기
- 지구의 코어의 고도로 전도성 액체 영역에서 순환 이온이 전류 루프를 형성하고 자기장을 생성 할 수 있다고 가정합니다.
지구 자기장의 요소.
- 자기 변전 :장소에서의 자기 변전은 지리적 자오선과 자기 자오선 사이의 각도로 정의됩니다.
- 자기 딥 또는 성향 :장소에서의 자기 딥은 자기 자오선의 수평으로 지구의 자기장에 의해 만든 각도로 정의됩니다.
- 지구 자기장의 수평 구성 요소
주어진 곳에서 지구 자기장의 수평 성분은 자기 자오선의 수평선을 따라 지구의 생성 된 자기장의 구성 요소입니다.
수평 구성 요소 bh =bcosθ
수직 구성 요소 BV =BSINθ
tanθ =bv/bh
자기 강도 및 자기 강도
자석화 (m)로 알려진 샘플의 단위 부피당 순 자기 모멘트.
m =mnet /v,
코일 및 도체의 전류의 경우, 자기 강도 h는
로 정의됩니다.h =b0/ /0 =ni
자기장이 재료에 적용되면, 재료는 자화화된다. 재료 내부의 실제 자기장 (b)은 적용된 자기장 (b0)의 합이 있고 자기화 (m)로 인한 자기장입니다.
b =b0 ++0m
b =𝝁0 (h+m)
자기 재료의 분류
재료의 자기 특성에 기초하여 세 가지 클래스로 나뉩니다.
| 특성 | diamagnetic | paramagnetic | ferromagnetic |
| 자기의 원인 | 전자의 궤도 운동 | 전자의 스핀 운동 | 전자 형성 |
| 균일 한 자기장에 배치 된 물질 | 반대 방향으로 불쌍한 자화.
여기서 bm | 같은 방향으로 가난한 자화. 여기서 bm> b0 | 같은 방향으로 강한 자화. 여기서 bm>>> b0 |
| M-H 곡선 | m → 작고 음수는 필드 에 따라 선형으로 다양합니다 | m → 작고 양수는 필드 에 따라 선형으로 다양합니다 | M → 매우 크고 양수이며 필드에 따라 선형으로 변합니다. |
| 𝒳m-t 곡선 | 𝓧m → 작고 음수 및 온도 독립. | 𝒳m → 작고 양수이며 온도에 따라 반비례합니다. | 𝒳m → 매우 크고 양수 및 온도 의존적 |
|
| 1> 𝝁r> 0, (𝝁 <𝝁r) | (1+>)> 𝝁r> 1, (𝝁> 𝝁r) | 𝝁r>>> 1 (𝝁>>> 𝝁0) |
