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Magnetische Felder

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Magnetische Felder sind grundlegend für Elektromagnetismus und unterliegen viele praktische Anwendungen von Kompasse bis hin zu Magnet-Resonanz-Tomographie.

Magnetische Felder oder B-Felder können durch Verschieben Kosten, wie etwa ein elektrischer Strom oder Objekte wie z. B. bar Magnete aufgrund der mikroskopischen Dynamik der Gebühren innerhalb des magnetischen Materials erzeugt werden.

Dieses Video wird zeigen, wie Magnetfelder von einem stromführenden Leiter und eine bleibende Karte visualisieren Stabmagneten. Dieses Video wird darüber hinaus auch durch die Magnetfelder von einem Strom auf einem anderen stromführenden Draht ausgeübte Kraft demonstrieren.

Magnetische Felder können mit magnetischen Feldlinien visualisiert werden. Dies sind fiktive Linien, die helfen, die Verteilung und Richtung der magnetischen Felder zu verstehen.

Die Tangente von einer Magnetfeld-Linie spiegelt die örtliche Richtung des magnetischen Feldes und die Dichte der Linien spiegeln die Stärke des lokalen Magnetfeldes, die im Falle einer Bar Magnet abnimmt wie wir uns weg von der Oberfläche bewegen. Verschiedene aktuelle Dirigent Konfigurationen produzieren verschiedene Variationen im Magnetfeld-Distributionen.

Zum Beispiel erzeugt ein langen gerader Draht mit elektrischem Strom ein Magnetfeld, dessen Richtung, dargestellt durch "Magnetische Feldlinien", entlang der kreisförmigen tangentiale Richtung um den Draht ist.

Bei einem Stabmagneten, die magnetischen Feldlinien verlassen den Nordpol des Magneten und der Südpol des Magneten. Dies ist vergleichbar mit dem Magnetfeld Muster durch ein Solenoid, die eine zylindrische Spule, die Stromtragfähigkeit ist produziert.

Die Richtung des magnetischen Feldes durch einen Strom produziert kann durch die "Rechte-Hand-Regel" bestimmt werden. Die Regel besagt, dass wenn der Daumen entlang der Richtung des Stromes zeigt, die Finger um den Leiter Eisstockschießen die Richtung des magnetischen Feldes zeigen. So eine Bar Magnet, wenn in der Nähe der Dirigent, brachte mit dem generierten lokale Magnetfeld richtet.

Jetzt wissen wir, dass Magnetfelder durch Dirigent oder Magnet, in der Nähe magnetischer Materialien interagieren. Darüber hinaus interagieren die erzeugten Magnetfelder auch mit bewegten elektrische Ladungen, wie in einem zweiten stromführenden Leiter.

Wenn eine bewegte Ladung "Q" in einem magnetischen Feld "B" eingeführt wird, übt das Feld eine Kraft "F" auf die Ladung. Dies nennt man die Lorentz-Kraft. Die Kraft ist proportional zur magnetischen Feldes 'B', die Ladung 'Q' und seine Geschwindigkeit 'V' und wird durch den Vektor-Produkt der Geschwindigkeit der Ladung und das magnetische Feld, mal die Ladung bestimmt. Die Kraft zeigt sich daher in einer Richtung senkrecht zur sowohl die Bewegung der Ladung und das magnetische Feld durch die "Rechte Hand-Daumen-Regel" bestimmt.

Nach der Überprüfung der Grundlagen von Magnetfeldern, lassen Sie uns führen Sie ein einfaches Experiment um diese magnetischen Feldlinien sichtbar zu machen und zeigen, wie die Lorentz-Kraft ausgeübt durch eine erzeugte Magnetfeld beeinflusst einen parallele stromführenden Draht.

Sammeln die notwendigen Materialien und Instrumente, nämlich eine DC-Stromquelle, eine Kunststoffplatte montiert mit mehreren Kompass Nadeln und einen geraden Leitungsdraht durch seinen Mittelpunkt und einen permanenten Stabmagneten.

Beobachten Sie die Kunststoffplatte mit einem Loch in der Mitte. Es ist mit mehreren Kompass Nadeln um mit Hilfe der Pins, Loch in der Mitte angebracht, so dass die Nadeln frei drehen können.

Beachten Sie auch, dass der Leitungsdraht durch das mittlere Loch des Vorstands zugeführt wird. Stellen Sie sicher, dass der Draht senkrecht in den Vorstand. Verbinden Sie das Kabel an die DC-Stromversorgung über Kabel mit Klemmen.

Schalten Sie die Stromquelle und die Stromversorgung bis + 5 Ampere. Beobachten Sie das Verhalten der Kompassen Nadeln.

Anschließend schalten Sie die Stromversorgung und wechseln Sie die positiven und negativen Kabel zu. Dann schalten Sie die Stromversorgung zum Umkehren der Richtung des Stromes durch den Draht und beobachten Sie die Kompassen Nadeln wieder zu.

Nun drehen aus und trennen Sie die Stromversorgung und erhalten eine ähnliche Kunststoffplatte montiert mit magnetischen Nadeln, aber ohne den Leitungsdraht durch es zugeführt. Als nächstes ermitteln den Nordpol der Bar Magnet.

Mit der langen Achse der Bar Magnet Parallel an den Verwaltungsrat, bringen den Nordpol näher an den Vorstand von der Seite. Beobachten Sie die Kompassen Nadeln für Änderungen in der Ausrichtung.

Nun drehen Sie die Bar Magnet so, dass der Südpol näher an den Vorstand. Wieder einmal beobachten Sie die Kompassen Nadeln für Änderungen in der Ausrichtung.

Montieren Sie zunächst einen Rahmen mit zwei Bars, eine davon ist horizontal entlang der Oberseite des Rahmens und der andere ist vertikal, die die Basis zum ersten Takt verbindet. Als nächstes Anker oder mittleren Bereich der zwei lange leitfähige Drähte an den Rahmen kleben. Baumeln Sie ein Ende der beiden Drähte aus dem Rahmen, so dass die beiden Drähte parallel zueinander sind.

Nun verbinden Sie das Ende der beiden Drähte mit dem Switch und den Terminals. Dann das Setup an eine Batterie anschließen.

Stellen Sie sicher, dass die Drähte verbunden sind, so dass der Strom in die gleiche Richtung in beide Adern fließt. Dann drehen Sie den Schalter den Batterieanschluss an die Durchführung von Leitungen.

Die beiden Drähte zu beobachten, wenn der Strom durch sie fließt. Anschließend schalten Sie den Schalter, der Stromfluss durch die Drähte zu stoppen.

Kehren Sie die Richtung des Schalters, um die Richtung des Stromflusses durch die Drähte zu ändern. Die beiden Drähte zu beobachten, wenn der Strom eingeschaltet ist.

Jetzt nach der Überprüfung der Protokolle, lassen Sie uns die Ergebnisse der durchgeführten Experimente zu überprüfen.

Im Experiment mit den Kompassen Nadeln sind zunächst die Nadeln nach dem Zufallsprinzip orientiert. Auf Antrag des Stromes richten sich die Kompassen-Nadeln das lokale Magnetfeld in einem kreisförmigen Muster.

In Umkehrung der Richtung des Stromes, kehrt das lokale Magnetfeld, das kehrt wiederum der Ausrichtung der Kompassen Nadeln.

Ebenso, wenn der Nordpol der Bar Magnet ist in der Nähe der Kompassen Nadeln gebracht, es erzeugt ein lokales Magnetfeld und der Kompassen Nadeln entlang dieser lokalen magnetischen Feldlinien ausrichten.

Und wann die Bar Magnet umgedreht, die Richtung des magnetischen Feldes auch umkehrt, der kehrt der Ausrichtung der Kompassen Nadeln.

Im Experiment mit zwei langen Drähten sind die Drähte zueinander hingezogen, wenn der Strom in ihnen die gleiche Richtung hat. Dies ist aufgrund der Lorentz-Kraft, die durch das Magnetfeld erzeugt.

Nach der Rechte-Hand-Regel erzeugt der linken Draht ein Magnetfeld, die Punkte in der Richtung senkrecht zu den Stromfluss auf der Website von den richtigen Draht. Jetzt verwenden Sie die anderen Rechte Hand Regel, und legen Sie den Finger entlang der Richtung des Stroms und die magnetischen Felder. Die erweiterte Daumen gibt dann die Richtung der Lorentzkraft. In diesem Fall ist die Kraft in Richtung der linken Draht und so attraktiv.

Auf der anderen Seite, wenn der Stromfluss in den zwei Drähten in entgegengesetzte Richtungen miteinander ist, die Rechte Hand Regel zeigt, dass die Richtung der Lorentz Kraft am richtigen Draht Standort ist weg von der linken Draht, wodurch die Kraft abstoßend. Daher sind die zwei Drähte auseinander gedrückt.

Magnetische Felder sind überall um uns herum gefunden und werden derzeit in Anwendungen von Navigation bis hin zu klinischen Umfeld eingesetzt. Schauen Sie wir uns nun ein paar gängige Anwendungen von magnetischen Feldern.

Vor Jahrhunderten erfunden die Song-Dynastie von China die ersten Magnetkompass, die für die Navigation verwendet wurde. Seitdem haben wir auf der Kompass, der im Tandem mit dem Magnetfeld der Erde arbeitet, für Richtung verlassen.

Den magnetischen Südpol der Erde liegt in der Nähe seiner geografischen Nordpol. So, der magnetische Nordpol einer Kompassnadel wird das Erdmagnetfeld ausgerichtet und zeigt in Richtung der Erde geographischen Norden.

Magnetfelder haben auch eine Vielzahl von Anwendungen im Bereich der Medizin und medizinische Diagnostik. Die häufigste Verwendung von magnetischen Feldern ist in Magnetresonanztomographie oder MRT. Kernspintomographen verwenden Sie starke Magnetfelder und Feld Steigungen, um Bilder aus dem Inneren des Körpers zu generieren.

Sie habe nur Jupiters Einführung in Magnetfeldern beobachtet. Sie sollten jetzt wissen, wie man Magnetfelder mit Kompass Nadeln zu visualisieren und zu verstehen, wie die Lorentz-Kraft des magnetischen Feldes durch einen Strom produziert ein weiteres fast parallel laufenden auswirkt. Danke fürs Zuschauen!

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