Wat is die magnetiese veld rondom 'n staafmagneet: Uitputtende feite oor verskillende voorwerpe


In hierdie artikel gaan ons kyk wat die magneetveld rondom 'n staafmagneet is en waar is die magneetveld van 'n staafmagneet die sterkste.

Die magnetiese veld wat veroorsaak word deur die teenwoordigheid van die staafmagneet is uiters by die rande van die pole en is baie swak in die middel van die staafmagneet.

Wat is 'n staafmagneet

'n Magneet wat soos 'n staaf voorkom, en dus 'n staafmagneet genoem word, het twee pole, die pole van die staafmagneet word beskerm teen demagnetisering van die magneet deur ysterplate op beide die pole te gebruik.

'n Staafmagneet is saamgestel uit ferromagnetiese materiaal wat sy magnetiese eienskappe behou selfs in die afwesigheid van 'n eksterne veld en dus 'n permanente magneet is.

As dit vrylik in die lug hang, belyn die staafmagneet homself in die Noord-Suid-rigting. Die magnetiese dipole binne die staafmagneet ervaar die magneetkrag as gevolg van die Aarde se magnetiese veld en belyn in die rigting van die veld. Daarom kan 'n staafmagneet dus gebruik word om dieselfde rigting as 'n kompas te vind.

Tipes staafmagneet

Daar is twee tipes staafmagneet, dit is: -

1) Reghoekige staafmagneet: Hierdie magneet het vier reghoekige vlakke geverf en twee vierkantige vormpale. Die rande van hierdie staafmagneet is reghoekig van vorm en vandaar die naam reghoekige staafmagneet.

Reghoekige staafmagnete; Beeldkrediet: mfidie

2) Silindriese staafmagneet: Die kante van die magneet is sirkelvormig en word daarom silindriese staafmagnete genoem. Die buitenste kromming van hierdie magneet is gekleur.

Silindriese staafmagnete;
Image krediet: hsmagnete

Waar is die magnetiese veld van 'n staafmagneet die sterkste en hoekom

Die magneetveld is die sterkste by die rande van die pole van die staafmagneet.

As ons 'n eenvoudige voorbeeld neem wat ons waarskynlik as die eerste eksperiment by skole uitgevoer het toe ons oor die magneetveld bekendgestel is, 'n eksperiment met 'n staafmagneet en 'n ysterfoelie. Die staafmagneet wanneer dit in 'n skinkbord ysterfoelies geplaas word, word die ysterfoelies om die staafmagneet gerangskik in goed-belynde konsentriese sirkels sonder om te oorvleuel.

magneetveld
Magneetveld deur 'n staafmagneet;
Image krediet: nuuswetenskap

Die meerderheid van die ysters is naby die Noord- en die Suidpool van die staafmagneet versamel. Dit is omdat; die magnetiese veldlyne kom van die pole af. Die sterkte van die veld verswak drasties soos die afstand vanaf die pale groter word.

Tweedens, die staafmagneet dien eintlik as 'n dipool, die negatiewe en positiewe deeltjies se spin word in lyn gebring volgens die magnetiese veld van die Aarde. Dipole self gedra hulle soos 'n klein klein magneet. Selfs as ons die staafmagneet verder in stukke sny, sal dit dieselfde gedrag toon en twee pole van die teenoorgestelde ladings vorm soos 'n staafmagneet.

Die magnetiese dipole in die magneet sal altyd in lyn wees volgens die magnetiese veld. Die positiewe en negatiewe draaie sal probeer om in lyn te kom na die pole van die staafmagneet en sodoende die sterkte van die magnetiese velde by die pole versterk.

Waar is die magnetiese veld van 'n staafmagneet die swakste

As ons kyk na dieselfde eksperiment as hierbo genoem; ons sal sien, daar is skaars enige ysterfolies aan die middelste gedeelte van die staafmagneet geheg, en jy sal ook nie enige veldlyne vind wat van hierdie deel van die magneet afkomstig is nie en is amper parallel met die lengte van die staafmagneet.

Daar is ook waargeneem dat die magneetveldlyne wat parallel aan die lengte van die staafmagneet loop, van mekaar geskei word en 'n gaping maak wat elke lus vergroot. Terwyl hulle by die pole is, is die magnetiese lyne digter sonder om enige gaping te vorm.

Die magneetveldsterkte van die staafmagneet deur intens by die pole sal begin wankel soos die afstand tussen die pole toeneem.

Die klein dipole binne die staafmagneet belyn hulself altyd in die rigting van die Aarde se magneetveld, dus is die tollings na elke pool gerig.

Die parallel-belynde dipole toon beide aantrekking en afstoting en neutraliseer dus die effek van die magnetisering; daar is 'n teenwoordigheid van 'n magnetiese veld, maar dit bestaan ​​uit swakker sterkte van die veld. Tot nagevolg, verminder die magnetiese veld halfpad vanaf die pole van die staafmagneet.

Is 'n staafmagneet omring deur 'n magneetveld

Die dipole binne die ferromagnetiese materiaal waaruit die staafmagneet bestaan, besit die magnetiese dipoolmomente wat verantwoordelik is vir die opwekking van 'n magnetiese veld van 'n staafmagneet. Omdat dit 'n permanente magneet is, sal dit ferromagnetiese materiale daarheen aantrek, terwyl dit 'n mate van aantrekkingskrag of afstoting op ander magnetiserende materiaal toon wanneer dit naby die staafmagneet geplaas word en nie te ver nie.

Die magnetiese krag om die staafmagneet sal slegs optree wanneer die stof in sy veld geplaas word. Buite die magnetiese veld van die staafmagneet is die sterkte van die veld klaarblyklik nul aangesien daar geen magnetiese vloedlyne in hierdie gebied vloei nie.

Om magneet te wees, sal sommige kragte van aantrekking en afstoting toon in 'n area wat daardeur omring word, dit impliseer dat die magneetveld wel om die magneet voorkom, wat voorgestel word as 'n magnetiese vloed wat in konsentriese sirkels georiënteer is, buite hierdie reeks magnetiese veld; geen effek van die magneet word waargeneem nie.

Hoe om magnetiese veldlyne rondom 'n staafmagneet te teken

Die magnetiese veldlyne word voorgestel as die vloedlyne. Hierdie vloedlyne vorm konsentriese geslote lusse. Die magnetiese veld wat deur die staafmagneet geproduseer word, word voorgestel deur vloedlyne wat van een pool af kom en eindig in 'n ander pool van die staafmagneet.

Gevolglik kan die magnetiese veldlyne getrek word wat van die Noordpool af kom en in die Suidpool ingaan en noue lusse vorm, en hierdie lusse word op 'n sekere afstand van mekaar geskei terwyl hulle parallel aan die lengte van die staafmagneet loop en hierdie gaping vergroot vir elke lus, inteendeel, die magnetiese lyne word dig by die pole getrek.

Geen magneetveldlyne moet die middelste gedeelte van die staafmagneet raak nie, aangesien die magneetveld in hierdie area weglaatbaar is en 'n swak aantrekkings- of afstotingskrag het.

Wat is die rigting van magnetiese veldlyne buite 'n staafmagneet

wat is die magnetiese veld om 'n staafmagneet
Magnetiese veld rigting; Beeldkrediet: teahoo

Die magnetiese veld van die staafmagneet is te wyte aan die teenwoordigheid van die dipool. Die positiewe en die negatiewe ladings van 'n deeltjie wat deur 'n klein afstand geskei word as gevolg van een of ander eksterne veld wat aangewend word, word 'n dipool genoem. Hierdie dipole is in lyn met die magnetiese veld. Dus, in afwesigheid van 'n magnetiese veld, is die dipole binne die staafmagneet geposisioneer volgens die Aarde se magnetiese veld. Hierdie oriëntasie van die dipole binne die staafmagneet is dan verantwoordelik vir die rigting van die magnetiese veldlyne wat buite die staafmagneet opwek.

Die dipole is parallel in die rigting vanaf die Suidpool na die Noorde en dus die rigting van die magnetiese veldlyne buite 'n staafmagneet spruit uit die Noordpool na die Suid.

Is die magnetiese veld dieselfde rondom 'n staafmagneet

Die magnetiese veld hang af van die sterkte en digtheid van die magnetiese vloedlyne en wissel met betrekking tot die afstand vanaf die pole. Die intensiteit van die magnetiese veld is direk eweredig aan die magnetiese vloed digtheid. Die vloeddigtheid wissel met afstand.

Die magnetiese veld wat deur die staafmagneet geproduseer word, is op 'n piek naby die rande van die pole. Die swak krag van aantrekking en afstoting word ervaar by die middelste deel van die staafmagneet.

Die rede waarom ek beide aantrekking en afstoting in die middelste gedeelte van die staafmagneet oorweeg, is te wyte aan die feit dat die dipole oor die lengte van die staafmagneet gerangskik is, parallel is met die magnetiese vloedlyne in die area buite die magneet, die dipool self gedra soos 'n klein magneet.

Die parallel-belynde dipole toon die aantrekkingskrag sowel as afstoting vanaf twee verskillende punte van die dipool, afhangende van die oriëntasie van die spin van die lading. Dit lei tot die neutralisering van die effekte van trek en wegstoot en verswak die magneetveldsterkte.

Die magneetveldsterkte is dus die hoogste by die rande van die pole van die magneet. Die sterkte neem af soos die afstand vanaf die pole oor die lengte van die staafmagneet toeneem. Dieselfde is die effek rondom die staafmagneet. Soos die afstand van die magnetiese pole verhoog die sterkte van die veld sal ook afneem soos ons ver van die pole af gaan.

Magnetiese krag wat deur die staafmagneet op verskeie voorwerpe toegepas word

Die staafmagneet sal die aantrekkingskrag wys wanneer die ferromagnetiese materiale soos voorwerpe wat uit yster, staal of 'n legering van ysters bestaan, nader met die magneet in aanraking gebring word.

Namate dit afstotende kragte sal toon wanneer dit in aanraking kom met die stowwe wat diamagnetiese eienskappe het; byvoorbeeld kwik, water; en sal die swak aantrekkingskrag ervaar met voorwerpe soos aluminium, wolfram, ens. wat paramagnetiese stowwe is.

Lees meer oor Magnetiese veld vs magnetiese veldsterkte: verskillende aspekte en feite

 

Algemene vrae

As die staafmagneet met 'n lengte van 10 cm op 'n tafel die magnetiese sterkte 30 cm van die magneet af ervaar, bereken dan die magneetveldsterkte van die staafmagneet. Die horisontale komponent van die Aarde-veld is 0.34G.

Gegewe:-

Horisontale komponent van die Aarde

BH=0.34G=0.34*10-4

[latex]B_H=0.34G=0.34\keer 10^{-4}[/latex]

2l= 10cms; => l=5cm=0.05m

t=30cms = 0.30m

Neutrale punt word op die aksiale lyn verkry.

Baksiale=BH

[latex]\daarom B_{aksiaal}=B_{H}[/latex]

[latex]B_{H}=\frac{\mu _{0}}{4\Pi }\times \frac{2Mr}{(r^{2}-l^{2})^{2}}[ /latex]

[latex]of \ M=\frac{4\Pi }{\mu _{0}}\times \frac{B_{H}(r^{2}-l^{2})^{2}}{ 2r}[/latex]

[latex]=\frac{1}{10^{-7}}\times \frac{0.34\times 10^{-4}\times (0.30^{2}-0.05^{2})^{2}}{2\times 0.30}[/latex]

[0.34*103* (0.0875)2]/(2*0.30)

[latex]=\frac{0.34\times 10^{3}\times (0.0875)^{2}}{2\times 0.30}[/latex]

=4.34vm2

[latex]= 4.34\ Am^{2}[/latex]

Daarom is die sterkte van die magnetiese pole van die staafmagneet

m=M/2I=4.34/10=0.434Am

[latex]m=\frac{M}{2l}=\frac{4.34}{10}=0.434 \ Am[/latex]

Wat is die verskillende gebruike van staafmagnete?

'n Staafmagneet word vir verskeie doeleindes gebruik, kan industriële, elektronika, chemiese industrieë, laboratoriums, ens.

Die staafmagneet word gebruik om magnetiese stowwe van die hoop mengsels te skei, om die chemiese mengsel te roer om die beweging van die magnetiese stof te vergemaklik, in elektroniese toestelle soos TV, mikrofone, selfone, ens.; dit word as 'n klein skyfie in die elektroniese toestelle gebruik.

Hoekom het staafmagneet die Noordpool en die Suidpool?

Wanneer die staafmagneet in die lug hang, sal dit voortdurend harmoniese beweging toon totdat dit in die rigting van die Aarde se magneetveld in lyn kom.

As gevolg van die skeiding van ladings binne die magneet, word die een kant van die staafmagneet meer positief en die ander is meer negatief. Die magnetiese dipole binne die staafmagneet ervaar die aarde se magnetiese krag en is in lyn met die aarde se magnetiese veld. Die magneet het twee pole dieselfde as die Aarde, en in 'n vry opgeskorte posisie in die lug, sal dit in lyn wees met betrekking tot die Aarde se magneetveld wat in die noord-suid rigting is. Daarom noem die Noord- en die Suidpool twee verskillende pole van 'n staafmagneet.

Werk die magneet in die ruimte?

Ja. Die magneet kan selfs in die afwesigheid van 'n atmosfeer in die ruimte gebruik word.

Aangesien die magnetiserende dipoolveld binne die magneet permanent is en geen werk nodig is om die magnetiese veld om die magneet te bou nie, sal dit beslis ook in die ruimte werk.

AKSHITA MAPARI

Hallo, ek is Akshita Mapari. Ek het M.Sc. in Fisika. Ek het aan projekte gewerk soos Numeriese modellering van winde en golwe tydens sikloon, Fisika van speelgoed en gemeganiseerde opwindingsmasjiene in pretpark gebaseer op Klassieke Meganika. Ek het 'n kursus oor Arduino gevolg en het 'n paar mini-projekte op Arduino UNO bereik. Ek hou altyd daarvan om nuwe sones op die gebied van wetenskap te verken. Ek glo persoonlik dat leer meer entoesiasties is as dit met kreatiwiteit geleer word. Afgesien hiervan hou ek daarvan om te lees, te reis, op kitaar te tokkel, klippe en lae te identifiseer, fotografie en skaak te speel. Koppel my op LinkedIn - linkedin.com/in/akshita-mapari-b38a68122

Onlangse plasings