자기장은 자기장의 영향이 자석 주위에서 느껴지는 영역입니다. 자기장은 자연의 주변과 자기 물체 내에서 자기력이 어떻게 분산되는지 설명하는 데 사용하는 도구입니다.
자기장의 병력
개발 초기 단계
고대 문화는 자석과 그 능력을 알고 있었지만, 프랑스 학자 Petrus Peregrinus de Mari Court를 사용하여 철 바늘을 사용하여 구형 자석 표면의 자기장을 끌어내는 것은 1269 년이었습니다.
.수학적 개발
1750 년 John Michell에 따르면, 역전 규칙에 따라 자기 기둥이 끌어 당기고 격퇴했다. 1820 년에 세 번의 발견이 자기의 기초를 흔들었다. Hans Christian Orsted가 증명했듯이, 전류 운반 와이어는 원형 자기장에 의해 둘러싸여 있습니다.
Michael Faraday는 1831 년에 변화하는 자기장이 주변 전기장을 만들어 Faraday의 유도 법칙을 지명한다는 것을 발견했을 때 전자기 유도를 개발했습니다. 윌리엄 톰슨 (William Thomson)으로 알려진 켈빈 경은 1850 년에 일반적으로 H와 B라고 불리는 두 개의 자기장을 구별했습니다.
모든 고전적인 전기와 자기를 설명하고 연결 한 Maxwell의 방정식은 James Clerk Maxwell에 의해 1861 년에서 1865 년 사이에 만들어져 출판되었습니다. 1861 년, 물리적 힘 라인에 관한 제목의 연구는 이러한 방정식의 첫 번째 세트를 제시했습니다.
최근 발전
Tesla는 1887 년에 최초의 교대 유도 모터를 만들었습니다. 모터를 돌리기 위해, 다상 전류가 사용되었으며, 이는 회전 자기장을 형성했습니다. 1888 년 5 월, Tesla는 전기 모터에 대한 특허를 확보했습니다. 갈릴레오 페라리는 1885 년에 독립적으로 회전하는 자기장을 탐험했으며 1888 년 3 월 테슬라가 특허를 받기 2 개월 전에 출판 된 보고서에서 토리노 왕립 과학 아카데미에 그의 연구 결과를 발표했다.
.자기장 회로도 표현
자기장은 일반적으로 다음 두 가지 방법 중 하나로 표시 될 수 있습니다.
- 자기장 벡터
- 자기장 라인
자기장의 벡터
그런 다음 벡터 필드를 사용하여 자기장을 분석적으로 설명 할 수 있습니다. 벡터 필드는 많은 다른 벡터의 그리드로 구성됩니다. 이 시나리오의 각 벡터는 나침반과 동일한 방향으로 가리키며 자기 풀의 강도에 비례하는 길이를 가지고 있습니다.
.자기장의 선
필드 라인은 자기 벡터 필드에서 정보를 나타내는 다른 방법입니다. 자기장 라인은 가상의 선으로 구성됩니다.
자기장 라인 특성
- 자기장 라인은 결코 교차하지 않습니다.
- 필드 라인의 밀도는 필드의 강도를 나타냅니다.
- 폐쇄 루프는 항상 자기장 라인으로 형성됩니다.
- 자기장 라인은 항상 북극에서 시작되거나 시작하여 남극에서 끝납니다.
자기장의 강도
자기장 강도 또는 자기 강도로 알려진 자기장 강도는 자기장이 얼마나 강한지를 측정합니다. 문자 H로 표시되며 해당 재료의 단위 길이 당 주어진 재료 내에서 주어진 플럭스 밀도 (b)를 생성하는 데 필요한 MMF (Magnetomotive Force)의 비율로 정의됩니다. 자기장의 강도는 미터당 암페어로 측정됩니다.
Tesla는 자기장 강도를위한 SI 장치입니다. 도체의 미터당 전류 당 1 개의 뉴턴의 힘을 생성하는 현장 강도는 하나의 테슬라 (1 t)로 지정됩니다.
그것은 공식에 의해 주어진다 :
h =bμ -m
여기서,
- b는 자기 플럭스 밀도 입니다
- m은 자화 입니다
- μ는 자기 투과성 입니다
자기장이 존재하도록 유도하는 것은 무엇입니까?
전하가 움직이면 자기장이 생성됩니다. 전하를 이동하고 의미있는 자기장을 생성하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 사용 가능한 대안은 다음과 같습니다.
- 전류 운반 도체에 의해 생성 된 자기장
- 원자 핵 주위의 전자 운동
전류 운반 도체는 자기장을 생성합니다.
전류를 운반하는 지휘자에 대한 자기력의 개념을 이해해 봅시다 :
Ampere에 따르면 전하가 움직일 때 자기장이 형성된다. 전류 흐름을 만들기 위해 배터리에 연결된 와이어를 고려하십시오. 자기장은 전류가 도체를 통과하는 상태에서 잠금 상태로 확장됩니다. 우리가 와이어에서 멀어지면서 자기장이 약해집니다. 이것은 Ampere의 법칙에 의해 정의됩니다. 장기 전류를 운반하는 도체 I의 R의 자기장은 법에 따라 방정식에 의해 주어집니다.
b =μi2πr
자기장은 투과성이 높은 재료에 의해 집중 될 수 있습니다.
벡터 수량이므로 자기장에는 방향이 있습니다. 오른쪽 규칙은 직선 와이어를 통해 흐르는 기존의 전류를 계산하는 데 사용될 수 있습니다. 이 규칙을 사용하려면 오른손을 와이어 주위에 감싸고 현재 방향으로 엄지 손가락을 가리키는 것을 상상해보십시오. 손가락은 자기장의 방향이 와이어를 감싸면서 묘사합니다.
원자 핵 주위의 전자의 움직임
핵 주위의 전자의 이동성은 영구 자석이 작동하게 만드는 것입니다. 몇 가지 요소 만 자석으로 바꿀 수 있으며 일부는 다른 요소보다 훨씬 강합니다. 이 상태를 달성하려면 몇 가지 정확한 요구 사항을 따라야합니다.
원자는 전체 자기장을 취소하는 방식으로 결합 된 큰 전자 밀도를 갖는다. 이 방식으로 연결된 두 개의 전자의 스핀은 반대라고합니다. 우리는 재료가 자기가 되려면 동일한 스핀을 갖는 하나 이상의 짝을 이루지 않은 전자를 갖는 원자가 필요하다는 것을 이것으로부터 추론 할 수있다. 철은 4 개의 전자가있는 물질로 자석을 만드는 데 이상적입니다.
결론
수십억의 원자가 약간의 물질을 구성합니다. 재료가 포함 된 짝을 이루지 않은 전자 수에 관계없이, 총 필드는 무작위로 배향되는 경우 취약합니다. 실온에서, 재료는 전체적으로 선호되는 방향을 확립 할 수있을 정도로 안정적이어야합니다. 영구적으로 확립 된 경우 페로 마트 (Ferromagnet)라고도 알려진 영구 자석이 있습니다.
외부 자기장에 노출되면 일부 재료는 자기가되도록 충분히 고도로 순서가됩니다. 외부 필드는 모든 전자 스핀을 정렬하지만 외부 필드가 철회되면 정렬이 증발합니다. 이 재료를 상자성이라고합니다.
