- Čo je magnetické pole?
- Pôvod magnetického poľa
- Druhy magnetického poľa
- Smer magnetického poľa
- Magnetické pole Zeme
Vysvetlíme, čo je magnetické pole, ako vzniká a aké sú jeho vlastnosti. Hovoríme vám aj o magnetickom poli Zeme.
Čo je magnetické pole?
Magnetické pole je matematickým vyjadrením spôsobu, akým sú magnetické sily rozložené v priestor ktorý obklopuje magnetický zdroj. Tento zdroj môže byť a magnet, náklad na pohyb alebo jeden elektrický prúd (veľa bremien v pohybe). Kedykoľvek existuje niektorý z týchto prvkov, bude okolo neho existovať magnetické pole, teda pole magnetických síl. Mimo tohto poľa nie sú žiadne magnetické efekty.
Základnou charakteristikou magnetických polí je, že sú dipólové: majú severný pól a južný pól, ktoré sa tiež nazývajú kladný a záporný pól. Na rozdiel od elektrické polia ktoré môžu byť generované elektrickými nábojmi (ako napr elektrón), neexistujú žiadne „magnetické náboje“, ktoré vytvárajú magnetické polia. Magnetické polia majú vždy spojené dva póly. V dôsledku toho sú siločiary magnetického poľa vždy uzavreté, ako v prípade magnetu: opúšťajú severný pól a dostávajú sa k južnému pólu.
Pôvod magnetického poľa
Aby magnetické pole existovalo, musí existovať zdroj magnetickej energie (napríklad magnet), pohybujúci sa náboj alebo elektrický prúd.Tieto prvky sú jediné schopné vytvárať magnetické pole a jediné, ktoré ním môžu byť ovplyvnené.
Elektrický náboj (ako elektrón pohybujúci sa v priestore) generuje okolo seba magnetické pole, ktoré bude pôsobiť silou na ďalší pohybujúci sa náboj. To isté sa deje s elektrickými prúdmi.
Prípad magnetov je špecifický tým, že nie sú zahrnuté žiadne pohyblivé náboje, ale skôr tieto materiály vytvárajú magnetické pole v dôsledku určitých mikroskopických javov určitej zložitosti.
Ako je opísané v Ampérovom zákone a Maxwellových rovniciach, magnetické polia a elektrické polia často existujú v prírody. Určité zmeny v čase magnetického poľa vytvárajú elektrické polia. Dobrým príkladom koexistencie týchto dvoch polí je elektromagnetické žiarenie, ako napr svetlo.
Prítomnosť magnetických polí je možné kontrolovať pomocou zariadenia známeho ako magnetometer.
Druhy magnetického poľa
Magnetické polia možno klasifikovať podľa zdroja ich vzniku:
- Magnetické polia pochádzajúce z magnetu. Magnety sú materiály, ktoré sa vyznačujú tým, že majú permanentné magnetické pole vytvorené tým, čo je vnútri fyzické je známy ako točiť elektróny (možno to chápať tak, že si to predstavíme ako rotáciu samých seba). Na druhej strane existuje kovy ktoré sa môžu „stať“ magnetmi, keď sú zmagnetizované vonkajším magnetickým poľom.
- Magnetické polia z prúdu. Každý pohyb v pohybe vytvára magnetické pole. Preto elektrický prúd vytvára aj magnetické pole. Napríklad: elektromagnety (ako ten na obrázku vyššie) sú zariadenia, v ktorých pomocou a batérie prúd cirkuluje cez drôt navinutý na kov. Tento prúd vytvára okolo seba magnetické pole, ktoré magnetizuje kov a vytvára ďalšie magnetické pole. Elektromagnety sa teda používajú na vytváranie premenných magnetických polí, pretože zmenou prúdu sa magnetické pole mení.
Smer magnetického poľa
Magnetické siločiary nám udávajú jeho smer.
Theadresu magnetického poľa možno opísať pomocou čiar resp vektor, zodpovedný za ukazovanie smeru, ku ktorému smerujú magnetické sily. Na obrázku vyššie môžete jasne vidieť čiary magnetického poľa generované magnetom, ktoré označujú smer sily, ktorou magnet interaguje s kovovými časticami.
Skutočnosť, že magnetické pole má smer, znamená, že je to vektor. akýkoľvek sila je vektorová veličina, to znamená, že predstavuje veličinu, ktorá má smer a zmysel, napríklad rýchlosť. Pretože magnetické pole je úmerné magnetickej sile, je to aj vektorová veličina. V skutočnosti je zaujímavé poznamenať, že magnetická sila, ktorú pociťuje pohybujúca sa častica ponorená do magnetického poľa, je vždy kolmá na smer tohto poľa a jeho vlastnú rýchlosť.
Magnetické pole Zeme
Naša planéta má prirodzené magnetické pole, nazývané aj geomagnetické pole. V centre Zem je tam liatina (pre vysoké teploty). V dôsledku zemskej rotácie je táto kovová kvapalina v neustálom pohybe a vytvára elektrický prúd (pri pohybe kovu sa pohybujú elektróny, ktoré ho tvoria). Tento prúd je to, čo vytvára magnetické pole Zeme, ktoré je také intenzívne, že uniká z povrchu Zeme.
Magnetické pole Zeme hrá veľmi dôležitú úlohu, pretože odvádza veľmi nebezpečné žiarenie pre živé bytosti od slnko. Bez magnetického poľa Zeme by atmosféru zničilo by ho kozmické žiarenie. Kompasy, ktoré používame na navigáciu, interagujú s týmto poľom: jeho magnetizovaná strelka je vždy zarovnaná s magnetickým poľom Zeme, čo naznačuje sever. Okrem toho mnoho sťahovavých živočíchov využíva magnetické pole planéty na to, aby sa vždy orientovali a pohybovali sa rovnakými smermi počas určitých ročných období.