Jaké je magnetické pole kolem tyčového magnetu: Vyčerpávající fakta o různých předmětech

V tomto článku se podíváme, jaké je magnetické pole kolem tyčového magnetu a kde je magnetické pole tyčového magnetu nejsilnější.

Magnetické pole způsobené přítomností tyčového magnetu je extrémní na okrajích pólů a je velmi slabé ve středu tyčového magnetu.

Co je tyčový magnet

Magnet, který vypadá jako tyč, a proto se nazývá tyčový magnet, má dva póly, póly tyčového magnetu jsou chráněny před demagnetizací magnetu pomocí železných plátů na obou pólech.

Tyčový magnet je složen z feromagnetického materiálu, který si zachovává své magnetické vlastnosti i v nepřítomnosti vnějšího pole, a je tedy permanentním magnetem.

Při volném zavěšení ve vzduchu se tyčový magnet vyrovná ve směru sever-jih. Magnetické dipóly uvnitř tyčového magnetu jsou vystaveny magnetické síle způsobené zemským magnetickým polem a vyrovnávají se ve směru pole. Proto lze tyčový magnet použít k nalezení směru stejně jako kompas.

Typy tyčových magnetů

Existují dva typy tyčových magnetů: -

1) Obdélníkový tyčový magnet: Tento magnet má čtyři natřené obdélníkové plochy a dva tyče čtvercového tvaru. Okraje tohoto tyčového magnetu jsou obdélníkového tvaru a odtud pochází název obdélníkový tyčový magnet.

bary
Obdélníkové tyčové magnety; Kredit obrázku: mfidie

2) Válcový tyčový magnet: Okraje magnetu jsou kruhové a proto se jim říká válcové tyčové magnety. Vnější zakřivení tohoto magnetu je barevné.

Cylindrický
Válcové tyčové magnety;
Kredit: hsmagnety

Kde je magnetické pole tyčového magnetu nejsilnější a proč

Magnetické pole je nejsilnější na okrajích pólů tyčového magnetu.

Vezmeme-li jednoduchý příklad, který jsme pravděpodobně provedli jako první pokus na školách, kdy se s magnetickým polem seznámili, pokus s tyčovým magnetem a železnými fóliemi. The tyčový magnet když jsou umístěny v zásobníku železných fólií, železné fólie jsou uspořádány kolem tyčového magnetu v dobře zarovnaných soustředných kruzích, aniž by se překrývaly.

magnetické pole
Magnetické pole tyčovým magnetem;
Kredit: moderní věda

Většina želez je shromážděna poblíž severního a jižního pólu tyčového magnetu. To je proto, že; magnetické siločáry vycházejí z pólů. Síla pole drasticky slábne, jak se vzdálenost od pólů rozšiřuje.

Za druhé, tyčový magnet ve skutečnosti funguje jako dipól, záporné a kladné částice jsou vyrovnány podle magnetického pole Země. Samotné dipóly se chovají jako malý maličký magnet. I když tyčový magnet dále rozřežeme na kousky, bude vykazovat stejné chování při vytváření dvou pólů opačných nábojů jako tyčový magnet.

Magnetické dipóly v magnetu se vždy vyrovnají podle magnetického pole. Kladné a záporné rotace se pokusí zarovnat směrem k pólům tyčového magnetu, čímž se zesílí síla magnetických polí na pólech.

Kde je magnetické pole tyčového magnetu nejslabší

Pokud se podíváme do stejného experimentu, jak je uvedeno výše; uvidíme, na střední části tyčového magnetu nejsou téměř žádné železné fólie, ani nenajdete žádné siločáry pocházející z této části magnetu a jsou téměř rovnoběžné s délkou tyčového magnetu.

Také bylo pozorováno, že siločáry magnetického pole, které probíhají rovnoběžně s délkou tyčového magnetu, jsou od sebe odděleny a vytvářejí mezeru, která rozšiřuje každou smyčku. Zatímco na pólech jsou magnetické čáry hustší, aniž by tvořily jakoukoli mezeru.

Síla magnetického pole tyčového magnetu prostřednictvím intenzivního na pólech začne ochabovat, jak se vzdálenost mezi póly zvětšuje.

Drobné dipóly uvnitř tyčového magnetu se vždy zarovnají ve směru magnetického pole Země, proto jsou rotace orientovány ke každému pólu.

Paralelně vyrovnané dipóly vykazují jak přitažlivost, tak odpuzování, čímž neutralizují účinek magnetizace; je přítomno magnetické pole, ale obsahuje slabší sílu pole. V důsledku, zmenšení magnetického pole v polovině vzdálenosti od pólů tyčového magnetu.

Je tyčový magnet obklopený magnetickým polem

Dipóly uvnitř feromagnetického materiálu, ze kterého se tyčový magnet skládá, mají magnetické dipólové momenty, které jsou zodpovědné za generování magnetického pole tyčového magnetu. Vzhledem k tomu, že se jedná o permanentní magnet, přitahuje k sobě feromagnetické materiály, přičemž vykazuje určitou sílu přitažlivosti nebo odpuzování na jiný magnetizující materiál, když je umístěn blízko tyčového magnetu a ne příliš daleko.

Magnetická síla kolem tyčového magnetu bude působit pouze tehdy, když je látka umístěna v jeho poli. Mimo magnetické pole tyčového magnetu je evidentně síla pole nulová, protože v této oblasti neproudí žádné magnetické siločáry.

Být magnetem bude vykazovat určité přitažlivé a odpudivé síly v oblasti, kterou obklopuje, to znamená, že magnetické pole se vyskytuje kolem magnetu, který je reprezentován jako magnetický tok orientovaný v soustředných kruzích, mimo tento rozsah magnetického pole; není pozorován žádný účinek magnetu.

Jak nakreslit čáry magnetického pole kolem tyčového magnetu

Magnetické siločáry jsou reprezentovány jako siločáry. Tyto čáry toku tvoří soustředné uzavřené smyčky. Magnetické pole vytvářené tyčovým magnetem je reprezentováno indukčními čarami, které vycházejí z jednoho pólu a končí v jiném pólu tyčového magnetu.

Magnetické siločáry tedy mohou být kresleny pocházejícími ze severního pólu a vstupujícími do jižního pólu tvořícími těsné smyčky, a tyto smyčky jsou od sebe odděleny v určité vzdálenosti, přičemž probíhají paralelně s délkou tyčového magnetu a tato mezera se rozšiřuje. pro každou smyčku jsou naopak magnetické čáry na pólech nakresleny hustě.

Žádné magnetické siločáry by se neměly dotýkat střední části tyčového magnetu, protože magnetické pole je v této oblasti zanedbatelné a má slabou přitažlivou nebo odpudivou sílu.

Jaký je směr čar magnetického pole mimo tyčový magnet

jaké je magnetické pole kolem tyčového magnetu
Směr magnetického pole; Kredit obrázku: učitoo

Magnetické pole tyčového magnetu je způsobeno přítomností dipólu. Kladné a záporné náboje částice oddělené malou vzdáleností kvůli nějakému vnějšímu poli se nazývají dipól. Tyto dipóly jsou seřazeny podle magnetického pole. V nepřítomnosti magnetického pole jsou tedy dipóly uvnitř tyčového magnetu umístěny podle magnetického pole Země. Tato orientace dipólů uvnitř tyčového magnetu je pak zodpovědná za směr magnetických siločar generovaných vně tyčového magnetu.

Dipóly jsou uspořádány paralelně v směrem od jižního pólu k severu, a tedy směr siločar magnetického pole vně tyčového magnetu vychází ze severního pólu k jihu.

Je magnetické pole stejné všude kolem tyčového magnetu?

Magnetické pole závisí na síle a hustotě čar magnetického toku a mění se s ohledem na vzdálenost od pólů. Intenzita magnetické pole je přímo úměrné magnetickému toku hustota. Hustota toku se mění se vzdáleností.

Magnetické pole produkované tyčovým magnetem je na vrcholu blízko okrajů pólů. Slabá síla přitažlivosti a odpuzování se projevuje ve střední části tyčového magnetu.

Důvodem, proč zvažuji jak přitahování, tak odpuzování ve střední části tyčového magnetu, je skutečnost, že dipóly jsou uspořádány po délce tyčového magnetu a jsou rovnoběžné s čarami magnetického toku v oblasti mimo magnet, tj. samotný dipól se chová jako malý magnet.

Paralelně uspořádané dipóly ukazují sílu přitažlivosti a také odpuzování ze dvou různých konců dipólu v závislosti na orientaci rotace náboje. To má za následek neutralizaci účinků tahání a odtlačování a oslabení síly magnetického pole.

Síla magnetického pole je tedy nejvyšší na okrajích pólů magnetu. Síla se snižuje s rostoucí vzdáleností od pólů po délce tyčového magnetu. Stejný je efekt kolem tyčového magnetu. Jako vzdálenost od magnetické póly zvyšují sílu pole bude také klesat, jak se vzdalujeme od pólů.

Magnetická síla vyvíjená tyčovým magnetem na různé předměty

Tyčový magnet ukáže přitažlivou sílu, když se feromagnetické materiály, jako jsou předměty vyrobené ze železa, oceli nebo slitiny železa, přiblíží k magnetu.

vzhledem k tomu, že při kontaktu s látkami s diamagnetickými vlastnostmi bude vykazovat odpudivé síly; například rtuť, voda; a zažije slabou sílu přitažlivosti s předměty jako hliník, wolfram atd., které jsou paramagnetickými látkami.

Přečtěte si více o Magnetické pole versus síla magnetického pole: Různé aspekty a fakta

 

Často kladené otázky

Pokud tyčový magnet o délce 10 cm umístěný na stole zažije magnetickou sílu ve vzdálenosti 30 cm od magnetu, vypočítejte sílu magnetického pole tyčového magnetu. Horizontální složka pole Země je 0.34G.

Dáno:-

Horizontální složka Země

BH= 0.34 G = 0.34 x 10-4

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

t = 30 cms = 0.30 m

Neutrální bod se získá na axiální čáře.

Baxiální=BH

CodeCogsEqn 43 2

[

CodeCogsEqn 44

CodeCogsEqn 45

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

= 4.34 ráno2

Tím je síla magnetických pólů tyčového magnetu

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

Jaká jsou různá použití tyčových magnetů?

Tyčový magnet se používá pro různé účely, například průmysl, elektronika, chemický průmysl, laboratoře atd.

Tyčový magnet se používá k oddělování magnetických látek od hromady směsí, k míchání chemické směsi pro usnadnění pohybu magnetické látky v elektronických zařízeních jako TV, mikrofony, mobily atd.; používá se jako malý čip v elektronických zařízeních.

Proč má tyčový magnet severní a jižní pól?

Když je tyčový magnet zavěšen ve vzduchu, bude nepřetržitě vykazovat harmonický pohyb, dokud nebude vyrovnán ve směru magnetického pole Země.

V důsledku oddělení nábojů uvnitř magnetu se jeden konec tyčového magnetu stává pozitivnějším a druhý je zápornější. The magnetické dipóly uvnitř tyčového magnetu jsou vystaveny magnetické síle Země a jsou vyrovnány s ohledem na magnetické pole Země. Magnet má dva póly stejné jako Země a ve volně zavěšené poloze ve vzduchu se bude vyrovnávat s magnetickým polem Země, které je ve směru sever-jih. Severní a jižní pól proto pojmenováváme jako dva různé póly tyčového magnetu.

Funguje magnet ve vesmíru?

Ano. Magnet lze použít ve vesmíru i v nepřítomnosti atmosféry.

Jelikož je magnetizační dipólové pole uvnitř magnetu trvalé a na vybudování magnetického pole kolem magnetu je potřeba nulová práce, bude určitě fungovat i ve vesmíru.

Přečtěte si více o Magnetické Siločáry Kolem Magnetu.

Také čtení: