Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

 

Champs magnétiques

Article

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Les champs magnétiques sont fondamentales pour l’électromagnétisme et sous-tendent les nombreuses applications pratiques allant de compas à l’imagerie par résonance magnétique.

B-champs ou les champs magnétiques peuvent être générés en déplaçant les frais, comme un courant électrique ou d’objets tels que bar aimants en raison de la dynamique microscopique des charges à l’intérieur du matériau magnétique.

Cette vidéo illustre comment visualiser les champs magnétiques produits par un conducteur de courant et une permanente barreau aimanté. En outre, cette vidéo montrera aussi la force exercée par le champ magnétique produit par un courant sur un autre fil de courant.

Les champs magnétiques peuvent être visualisées à l’aide de lignes de champ magnétique. Voici les lignes fictives qui aident à comprendre la distribution et l’orientation des champs magnétiques.

La tangente d’une ligne de champ magnétique reflète la direction locale du champ magnétique et la densité des miroirs lignes la force du champ magnétique local, qui, dans le cas d’une barre, aimant diminue à mesure que nous nous éloignons de sa surface. Différentes configurations de chef d’orchestre actuellement produisent différentes variations de champ magnétique des distributions.

Par exemple, un longue ligne droite de fil porteur d’un courant électrique produit un champ magnétique, dont la direction, représentée par « lignes de champ magnétique », est le long de la direction tangente circulaire autour du fil.

Dans le cas d’un barreau aimanté, les lignes de champ magnétique quittent le pôle Nord de l’aimant et entrer dans le pôle sud de l’aimant. C’est semblable au modèle champ magnétique produit par un solénoïde, qui est une bobine cylindrique du fil qui transporte actuel.

La direction du champ magnétique produit par un courant peut être déterminée par la « règle de droite ». La règle prévoit que si le pouce pointe sur la direction du courant, les doigts autour de l’âme de curling indiquent la direction du champ magnétique. Ainsi, un bar aimant, quand a près le chef de train, s’aligne sur le champ magnétique local généré.

Nous savons maintenant que les champs magnétiques, produits par n’importe quel conducteur ou aimant, interagir avec à proximité de matériaux magnétiques. En outre, les champs magnétiques générés également interagir avec le déplacement de charges électriques, comme ceux trouvés dans un deuxième conducteur actuel.

Lorsqu’un coût de déménagement « q » est introduit dans un champ magnétique « B », le champ exerce une force « F » sur l’accusation. C’est ce qu’on appelle la force de Lorentz. La force est proportionnelle au champ magnétique « B », la charge « q » et sa vitesse « v » et est déterminée par le produit vectoriel de la vitesse de la charge et le champ magnétique, fois l’accusation. La force se fait donc dans une direction perpendiculaire à la fois la requête de l’accusation et le champ magnétique, déterminée par la « règle de pouce de la main droite ».

Après avoir examiné les bases des champs magnétiques, laissez-nous réaliser une expérience simple pour visualiser ces lignes de champ magnétique et de démontrer comment la force de Lorentz exercée par un champ magnétique généré affecte un fil de courant parallèle.

Rassembler les matériaux nécessaires et les instruments, à savoir une source de courant DC, une planche en plastique montés avec plusieurs aiguilles de boussole et un fil conducteur tout droit en passant par son centre et une permanente barreau aimanté.

Observer la planche en plastique avec un trou en son centre. Il est monté avec plusieurs aiguilles de boussole autour du trou central à l’aide de broches, tels que les aiguilles sont libres en rotation.

Notez également que le fil conducteur est alimenté par le trou central du Conseil d’administration. Assurez-vous que le fil est perpendiculaire à celui-ci. Connectez le fil de l’alimentation en courant DC à l’aide de câbles avec des pinces.

Allumez la source de courant et l’alimentation en courant de 5 ampères. Observer le comportement de l’aiguille du compas.

Ensuite, coupez l’alimentation électrique et passer les câbles positifs et négatifs. Puis, allumez l’alimentation pour inverser le sens du courant qui circule à travers les barbelés et observer les aiguilles de boussole à nouveau.

Maintenant s’éteindre et débrancher l’alimentation en courant et d’obtenir une planche en plastique similaire montée avec des aiguilles magnétique, mais sans le fil conducteur alimenté à travers elle. Ensuite, identifier le pôle Nord de la barre d’aimant.

Avec l’axe de la barre parallèle d’aimant au Conseil, amener plus près du pôle Nord au Conseil d’administration du côté. Observer les aiguilles de boussole pour toute modification de l’orientation.

Maintenant retournez la barre aimant telle que le pôle sud est plus proche de la Commission. Une fois de plus, observer les aiguilles de boussole pour toute modification de l’orientation.

Tout d’abord monter une armature avec deux barres, l’un d’eux est horizontal le long de la partie supérieure du cadre et l’autre est verticale qui relie la base à la première barre. Ensuite, ancre ou tape la section médiane des deux longues des conducteurs à l’armature. Pendre une extrémité des deux fils de la trame tel que les deux fils sont parallèles les uns aux autres.

Maintenant, connectez l’extrémité des deux fils à l’interrupteur et les bornes. Connectez ensuite le programme d’installation d’une batterie.

Assurez-vous que les fils sont connectés tels que le courant circule dans le même sens dans les deux fils. Ensuite, appuyer sur l’interrupteur pour connecter la batterie à des fils conducteurs.

Observer les deux fils lorsque le courant passe à travers eux. Activez ensuite l’interrupteur pour arrêter l’écoulement du courant à travers les fils.

Inverser le sens de l’interrupteur afin de changer la direction du courant à travers les fils. Observer les deux fils lorsque le courant est en marche.

Maintenant, après avoir examiné les protocoles, nous permettent de dresser un bilan des expériences effectuées.

Dans l’expérience avec des aiguilles de boussole, à l’origine, les aiguilles sont orientés au hasard. Sur demande du courant, les aiguilles de boussole se rallient avec le champ magnétique local en cercle.

Sur l’inversion du sens du courant, le champ magnétique local inverse, qui à son tour inverse l’orientation de l’aiguille du compas.

De même, lorsque le pôle Nord de la barre magnétique est amené à proximité des aiguilles de boussole, il crée un champ magnétique local et les aiguilles de boussole alignement le long de ces lignes de champ magnétique local.

Et quand la barre aimant est renversé, la direction du champ magnétique s’inverse également, qui inverse l’orientation de l’aiguille du compas.

Dans l’expérience avec les deux fils de longs, les fils sont attirés les uns aux autres quand le courant qui circule dedans a le même sens. C’est à cause de la force de Lorentz générée par le champ magnétique.

Selon la règle droite, le fil gauche produit un champ magnétique, qui pointe dans la direction perpendiculaire à l’écoulement du courant sur le site du fil droit. Maintenant, utilisez l’autre règle de la main droite et placez les doigts le long de la direction du courant et les champs magnétiques. Le pouce étendu donne ensuite la direction de la force de Lorentz. Dans ce cas, la force est vers le fil de gauche et donc attrayant.

En revanche, lorsque l’écoulement du courant dans les deux fils est dans des directions opposées à l’autre, la main droite règle montre que la direction de Lorentz force sur le site de droit fil est loin du fil de gauche, qui en fait la force répulsive. Par conséquent, les deux fils sont poussés dehors.

Champs magnétiques se trouvent partout autour de nous et sont couramment utilisés dans des applications allant de la navigation dans l’environnement clinique. Penchons-nous maintenant sur quelques applications courantes des champs magnétiques.

Siècles, la dynastie des Song de Chine a inventé la première boussole magnétique qui a été utilisée pour la navigation. Depuis lors, nous avons compté sur la boussole, qui travaille en tandem avec le champ magnétique de la terre, pour la direction.

Le pôle sud magnétique de la terre se trouve près de son pôle nord géographique. Ainsi, le pôle nord magnétique de l’aiguille de la boussole s’aligne sur le champ magnétique de la terre et est orientée vers le nord géographique de la terre.

Champs magnétiques ont également une multitude d’applications dans le domaine de la médecine et du diagnostic médical. L’utilisation la plus courante des champs magnétiques est en imagerie par résonance magnétique ou IRM. Scanners IRM utilisent des champs magnétiques puissants et des gradients de champ pour générer des images de l’intérieur du corps.

Vous avez juste regardé introduction de JoVE aux champs magnétiques. Vous devez maintenant savoir comment visualiser les champs magnétiques à l’aide d’aiguilles de boussole et de comprendre comment la force de Lorentz du champ magnétique produit par un courant affecte un autre courant presque parallèle. Merci de regarder !

Read Article

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter