Fizika magnetskog polja

Magnetsko polje, vektorsko polje u blizini magneta, električna struja ili električno polje koje se mijenja, u kojem su opažene magnetske sile. Magnetska polja poput Zemlje uzrokuju da se igle magnetskog kompasa i drugi stalni magneti usmjere u smjeru polja. Magnetska polja prisiljavaju kretanje električno nabijenih čestica u kružnom ili spiralnom putu. Ta sila - koja djeluje na električne struje u žicama magnetskog polja - podliježe radu elektromotora. (Za više informacija o magnetskim poljima pogledajte magnetizam.

magnetizam: Osnove

Magnetizam je osnovno za magnetska polja i njihove utjecaje na materiju, kao što je, na primjer, odstupanje pomičnih naboja i zakretnog momenta na drugim

Oko trajnog magneta ili žice koja u jednom smjeru nosi stalnu električnu struju, magnetsko polje je nepomično i naziva se magnetnim poljem. U bilo kojoj točki njegova veličina i smjer ostaju isti. Oko izmjenične struje ili fluktuirajuće istosmjerne struje magnetsko polje neprekidno mijenja svoju veličinu i smjer.

Magnetska polja mogu biti predstavljena neprekidnim linijama sile ili magnetskog toka koji izlaze iz magnetskih polova koji traže sjever i ulaze u magnetske polove koji traže jug. Gustoća linija ukazuje na veličinu magnetskog polja. Na polovima magneta, na primjer, gdje je magnetsko polje snažno, linije polja su gužve zajedno ili su gušće. Što se više magnetsko polje slabo širi, oni postaju manje gusti. Ravnomjerno magnetsko polje predstavljeno je jednako raspoređenim paralelnim ravnim linijama. Smjer toka je smjer u kojem usmjerava pol malog magneta koji traži sjever. Linije toka su kontinuirane i tvore zatvorene petlje. Za šipku magnet, oni izlaze iz pola koji traži sjever, navijaju van i oko njega, ulaze magnet na pol koji traži jug i nastavljaju preko magneta do sjevernog pola, gdje se ponovo pojavljuju. SI jedinica za magnetski tok je weber. Broj polja je mjera ukupnog broja polja polja koje prelaze određeno područje.

Magnetska polja mogu se matematički predstaviti veličinama zvanim vektori koji imaju pravac kao i jačinu. Za prikaz magnetskog polja koriste se dva različita vektora: jedan koji se naziva gustoćom magnetskog toka ili magnetskom indukcijom simbolizira B; drugo, koje se naziva jačina magnetskog polja ili intenzitet magnetskog polja, simbolizira H. Magnetno polje H može se smatrati magnetskim poljem proizvedenim strujanjem struje u žicama, a magnetsko polje B kao ukupno magnetsko polje uključujući također doprinos magnetskih svojstava materijala u polju. Kada struja teče u žici omotanoj na cilindru od mekog željeza, magnetizirajuće polje H je prilično slabo, ali stvarno prosječno magnetsko polje (B) unutar željeza može biti tisućama puta jače jer je B uvelike pojačan usklađivanjem željezo bezbroj sitnih prirodnih atomskih magneta u smjeru polja. Vidi također magnetsku propusnost.