소련 비서. 소련과 러시아 연방의 대통령은 누구였습니까?


지구 자기장

자기장은 운동 상태에 관계없이 움직이는 전하와 자기 모멘트를 갖는 물체에 작용하는 힘장입니다.

거시적 출처 자기장자화체, 전류가 흐르는 도체, 움직이는 전기 충전체입니다. 이러한 소스의 특성은 동일합니다. 자기장은 하전된 미세 입자(전자, 양성자, 이온)의 이동과 미세 입자 자체(스핀) 자기 모멘트의 존재로 인해 발생합니다.

교번 자기장은 시간이 지남에 따라 전기장이 변할 때도 발생합니다. 시간이 지남에 따라 자기장이 변하면 전기장이 나타납니다. 전체 설명전기장과 자기장의 관계는 맥스웰 방정식을 제공합니다. 자기장을 특성화하기 위해 자기력선(자기유도선) 개념이 도입되는 경우가 많습니다.

자기장의 특성과 물질의 자기적 특성을 측정하기 위해 그들은 다음을 사용합니다. 다양한 방식자력계. CGS 단위계의 자기장 유도 단위는 가우스(G)입니다. 국제 시스템단위(SI) - 테슬라(T), 1 T = 104 Gs. 강도는 각각 에르스텟(Oe)과 미터당 암페어(A/m, 1 A/m = 0.01256 Oe)로 측정됩니다. 자기장 에너지 - Erg/cm2 또는 J/m2, 1 J/m2 = 10 erg/ cm2.


나침반이 반응하다
지구 자기장에

자연의 자기장은 그 규모와 그로 인한 영향이 매우 다양합니다. 지구의 자기권을 형성하는 지구 자기장은 태양 방향으로 70~80,000km, 반대 방향으로 수백만 km의 거리에 걸쳐 있습니다. 지구 표면에서 자기장은 평균 50μT이고 자기권 경계에서는 ~ 10 -3G입니다. 지자기장은 태양풍의 하전 입자와 부분적으로 우주 광선의 흐름으로부터 지구 표면과 생물권을 보호합니다. 자기생물학은 지자기장 자체가 유기체의 생명 활동에 미치는 영향을 연구합니다. 지구 근처 공간에서 자기장은 고에너지 하전 입자를 위한 자기 트랩, 즉 지구의 방사선 벨트를 형성합니다. 방사선 벨트에 포함된 입자는 우주로 비행할 때 심각한 위험을 초래합니다. 지구 자기장의 기원은 지구 핵에 있는 전도성 액체 물질의 대류 운동과 관련이 있습니다.

우주선을 이용한 직접 측정에 따르면 지구에 가장 가까운 우주체(달, 금성, 화성)에는 지구와 유사한 자체 자기장이 없는 것으로 나타났습니다. 다른 행성에서 태양계오직 목성과 분명히 토성만이 행성의 자기 함정을 생성하기에 충분한 자체 자기장을 가지고 있습니다. 목성에서는 최대 10가우스에 달하는 자기장과 여러 가지 특징적인 현상이 발견되었습니다. 자기 폭풍, 싱크로트론 무선 방출 및 기타) 이는 행성 과정에서 자기장의 중요한 역할을 나타냅니다.


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태양 사진
좁은 스펙트럼에서

행성간 자기장은 주로 태양풍(지속적으로 팽창하는 태양 코로나의 플라즈마)의 장이다. 지구 궤도 근처에서 행성 간 장은 ~ 10 -4 -10 -5 Gs입니다. 행성 간 자기장의 규칙성은 발달로 인해 파괴될 수 있습니다. 다양한 방식플라즈마 불안정성, 통과 충격파흐름의 전파 빠른 입자, 태양 플레어에서 태어났습니다.

태양의 모든 과정에서 - 플레어, 반점과 홍염의 출현, 태양 우주 광선의 탄생, 자기장이 작용합니다. 중요한 역할. Zeeman 효과를 기반으로 한 측정에 따르면 흑점의 자기장은 수천 가우스에 도달하고 홍염은 ~ 10-100 가우스(태양의 전체 자기장의 평균 값 ~ 1 가우스)에 의해 유지됩니다.

자기 폭풍

자기 폭풍은 지구 자기장의 강력한 교란으로, 지구 자기 요소의 원활한 일일 순환을 급격하게 방해합니다. 자기 폭풍은 몇 시간에서 며칠까지 지속되며 지구 전체에서 동시에 관찰됩니다.

일반적으로 자기 폭풍은 예비, 초기, 주요 단계와 복구 단계로 구성됩니다. 예비 단계에서는 지자기장의 사소한 변화(주로 고위도 지역)가 관찰될 뿐만 아니라 특징적인 단기간 자기장 진동이 여기됩니다. 초기 단계는 지구 전체에 걸쳐 개별 필드 구성 요소의 급격한 변화를 특징으로 하며, 주요 단계는 큰 필드 변동과 수평 구성 요소의 급격한 감소를 특징으로 합니다. 자기 폭풍의 회복 단계에서 자기장은 정상 값으로 돌아갑니다.



태양풍의 영향
지구 자기권에

자기폭풍은 잔잔한 태양풍에 중첩된 태양의 활동 영역에서 나오는 태양 플라즈마 흐름에 의해 발생합니다. 따라서 자기 폭풍은 11년 주기의 태양 활동의 최대치 근처에서 더 자주 관찰됩니다. 지구에 도달한 태양 플라즈마 흐름은 자기권의 압축을 증가시켜 자기 폭풍의 초기 단계를 일으키고 부분적으로 지구 자기권에 침투합니다. 고에너지 입자 진입 상층 대기지구와 지구가 자기권에 미치는 영향은 전류의 생성과 강화로 이어져 가장 큰 강도에 도달합니다. 극지방고위도 자기 활동 구역의 존재와 관련된 전리층. 자기권-전리층 전류 시스템의 변화는 불규칙한 자기 교란의 형태로 지구 표면에 나타납니다.

미시세계 현상에서 자기장의 역할은 우주 규모만큼 중요합니다. 이것은 모든 입자의 존재로 설명됩니다. 구조적 요소물질(전자, 양성자, 중성자), 자기 모멘트, 움직이는 전하에 대한 자기장의 영향 등이 있습니다.

과학과 기술에 자기장의 응용. 자기장은 일반적으로 약함(최대 500Gs), 중간(500Gs~40kGs), 강함(40kGs~1MGs) 및 초강력(1MGs 이상)으로 구분됩니다. 거의 모든 전기 공학, 무선 공학 및 전자 공학은 약한 자기장과 중간 자기장의 사용을 기반으로 합니다. 약한 자기장과 중간 자기장은 영구 자석, 전자석, 비냉각 솔레노이드 및 초전도 자석을 사용하여 얻습니다.

자기장 소스

모든 자기장의 원인은 인공적인 것과 자연적인 것으로 나눌 수 있습니다. 자기장의 주요 자연 발생원은 지구 자체의 자기장과 태양풍입니다. 인공 소스에는 우리 세계에 풍부한 모든 전자기장이 포함됩니다. 현대 세계, 특히 우리 집. 우리에 대해 자세히 알아보고 읽어보세요.

전기차는 강력한 소스 0~1000Hz 범위의 자기장. 철도 운송은 교류를 사용합니다. 도시 교통은 일정합니다. 교외 전기 운송에서 자기장 유도의 최대값은 75μT에 도달하고, 평균값은 약 20μT입니다. DC 구동 차량의 평균값은 29μT로 기록됩니다. 리턴 와이어가 레일인 트램에서는 자기장이 무궤도 전차 와이어보다 훨씬 더 먼 거리에서 서로 상쇄되며, 무궤도 전차 내부에서는 가속 중에도 자기장의 변동이 작습니다. 그러나 자기장의 가장 큰 변동은 지하철에 있습니다. 열차가 출발할 때 플랫폼의 자기장은 지자기장을 초과하는 50~100μT 이상입니다. 기차가 터널 속으로 사라진 지 오래되더라도 자기장은 이전 값으로 돌아오지 않습니다. 열차가 접촉 레일에 대한 다음 연결 지점을 통과한 후에만 자기장이 이전 값으로 돌아갑니다. 사실, 때로는 시간이 없습니다. 다음 열차가 이미 플랫폼에 접근하고 있으며 속도가 느려지면 자기장이 다시 변경됩니다. 객차 자체에서 자기장은 150-200 µT, 즉 일반 열차보다 10배 더 강합니다.


우리가 가장 자주 접하는 자기장의 유도 값 일상 생활아래 다이어그램에 나와 있습니다. 이 다이어그램을 보면 우리는 언제 어디서나 자기장에 노출되어 있다는 것이 분명합니다. 일부 과학자들에 따르면 0.2μT 이상의 유도 자기장은 유해한 것으로 간주됩니다. 우리 주변의 전자기장의 유해한 영향으로부터 우리 자신을 보호하기 위해 특정한 예방 조치를 취해야 하는 것은 당연합니다. 몇 가지 간단한 규칙만 따르면 자기장이 신체에 미치는 영향을 크게 줄일 수 있습니다.

현재 SanPiN 2.1.2.2801-10 "SanPiN 2.1.2.2645-10의 변경 및 추가 사항 1번" 주거용 건물 및 건물의 생활 조건에 대한 위생 및 역학 요구 사항"에는 다음과 같이 명시되어 있습니다. "최대 허용 가능한 지자기 감쇠 수준 주거용 건물 부지의 필드는 1.5 "와 동일하게 설정됩니다. 역시 한도로 설정 유효한 값 50Hz 주파수의 자기장의 강도와 강도:

  • 주거용 건물에서 - 5μT또는 오전 4시/분;
  • 주거용 건물의 비거주 건물, 정원 부지를 포함한 주거 지역 - 10μT또는 오전 8시/분.

이러한 표준을 기반으로 모든 사람은 각 특정 방에서 얼마나 많은 전기 제품을 켜고 대기 상태로 유지할 수 있는지 또는 생활 공간 정상화를 위해 어떤 권장 사항을 발표할지 계산할 수 있습니다.

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지구 자기장에 관한 단편 과학 영화


참고자료

1. 위대한 소련 백과사전.

자기장- 전류 또는 이동 전하가 있는 도체 사이에서 상호 작용이 발생하는 물질 매체입니다.

자기장의 성질:

자기장의 특성:

자기장을 연구하기 위해 전류가 있는 테스트 회로가 사용됩니다. 크기가 작고 그 안의 전류는 자기장을 생성하는 도체의 전류보다 훨씬 적습니다. 전류 전달 회로의 반대편에서는 자기장의 힘이 작용하며 크기는 동일하지만 반대 방향으로 향합니다. 왜냐하면 힘의 방향은 전류의 방향에 따라 달라지기 때문입니다. 이러한 힘의 적용 지점은 동일한 직선 위에 있지 않습니다. 그러한 힘을 소위 몇 가지 힘. 한 쌍의 힘의 작용으로 인해 회로는 병진 이동할 수 없으며 축을 중심으로 회전합니다. 회전 동작이 특징입니다. 토크.

, 어디 몇 가지 힘을 활용(힘 적용 지점 사이의 거리).

테스트 회로의 전류나 회로 면적이 증가하면 힘 쌍의 토크도 비례적으로 증가합니다. 전류가 있는 회로에 작용하는 힘의 최대 순간과 회로의 전류 크기 및 회로 면적의 비율은 현장의 특정 지점에 대해 일정한 값입니다. 그것은 ~라고 불린다 자기 유도.

, 어디
-자기 모멘트전류가 있는 회로.

단위자기 유도 - 테슬라 [T].

회로의 자기 모멘트– 방향은 회로의 전류 방향에 따라 달라지며 다음과 같이 결정되는 벡터량입니다. 오른쪽 나사 규칙: 오른손을 주먹으로 쥐고 네 손가락으로 회로의 전류 방향을 가리킨 다음 무지자기 모멘트 벡터의 방향을 나타냅니다. 자기 모멘트 벡터는 항상 윤곽 평면에 수직입니다.

뒤에 자기 유도 벡터의 방향자기장을 향하는 회로의 자기 모멘트 벡터의 방향을 취하십시오.

자기유도선– 각 점의 접선이 자기 유도 벡터의 방향과 일치하는 선. 자기유도선은 항상 닫혀 있고 절대 교차하지 않습니다. 직선 도체의 자기 유도선전류는 도체에 수직인 평면에 위치한 원 형태를 갖습니다. 자기 유도선의 방향은 오른쪽 나사 법칙에 의해 결정됩니다. 원형 전류의 자기 유도선(전류로 회전)도 원 형태를 갖습니다. 각 코일 요소의 길이는 다음과 같습니다.
자체 자기장을 생성하는 직선 도체로 상상할 수 있습니다. 자기장의 경우 중첩(독립적 추가) 원리가 적용됩니다. 원형 전류의 자기 유도의 전체 벡터는 오른나사 법칙에 따라 회전 중심에 이러한 필드를 추가한 결과로 결정됩니다.

자기 유도 벡터의 크기와 방향이 공간의 모든 지점에서 동일하면 자기장을 호출합니다. 동종의. 각 지점의 자기 유도 벡터의 크기와 방향이 시간이 지나도 변하지 않으면 이러한 필드를 호출합니다. 영구적인.

크기 자기 유도필드의 어느 지점에서든 필드를 생성하는 도체의 전류 강도에 정비례하고, 도체에서 필드의 특정 지점까지의 거리에 반비례하며, 매질의 특성과 생성하는 도체의 모양에 따라 달라집니다. 필드.

, 어디
ON 2 ; GN/m - 진공의 자기 상수,

-매체의 상대 투자율,

-매체의 절대 투자율.

투자율 값에 따라 모든 물질은 세 가지 클래스로 나뉩니다.


매체의 절대 투자율이 증가함에 따라 필드의 특정 지점에서 자기 유도도 증가합니다. 매체의 절대 투자율에 대한 자기 유도의 비율은 주어진 폴리 포인트에 대해 일정한 값입니다. e는 긴장.

.

장력과 자기 유도의 벡터는 방향이 일치합니다. 자기장의 강도는 매체의 특성에 의존하지 않습니다.

암페어 전력– 전류가 흐르는 도체에 자기장이 작용하는 힘.

어디 – 도체의 길이, - 자기 유도 벡터와 전류 방향 사이의 각도.

암페어 힘의 방향은 다음과 같이 결정됩니다. 왼손 법칙: 왼손도체에 수직 인 자기 유도 벡터의 구성 요소가 손바닥에 들어가고 4 개의 확장 된 손가락이 전류를 따라 향하도록 배치 한 다음 90 0만큼 구부러진 엄지 손가락이 암페어 힘의 방향을 나타냅니다.

암페어 힘의 결과는 주어진 방향으로 도체가 움직이는 것입니다.

이자형 만약에 = 90 0 이면 F=max, 다음인 경우 = 0 0 이면 F = 0입니다.

로렌츠 힘– 움직이는 전하에 가해지는 자기장의 힘.

, 여기서 q는 전하, v는 이동 속도, - 장력과 속도 벡터 사이의 각도.

로렌츠 힘은 항상 자기 유도 및 속도 벡터에 수직입니다. 방향은 다음과 같이 결정됩니다. 왼손 법칙(손가락은 양전하의 움직임을 따릅니다). 입자의 속도 방향이 균일한 자기장의 자기 유도선에 수직이면 입자는 운동 에너지의 변화 없이 원을 그리며 움직입니다.

로렌츠 힘의 방향은 전하의 부호에 따라 달라지므로 전하를 분리하는 데 사용됩니다.

자속– 자기유도선에 수직으로 위치한 영역을 통과하는 자기유도선의 수와 동일한 값.

, 어디 - 자기 유도와 영역 S의 법선(수직) 사이의 각도.

단위– 웨버 [Wb].

자속 측정 방법:

    자기장에서 사이트 방향 변경(각도 변경)

    자기장에 놓인 회로의 면적 변경

    자기장을 생성하는 전류 세기의 변화

    자기장 소스로부터 회로의 거리 변경

    매체의 자기 특성 변화.

에프 아라데이 등록됨 전기소스를 포함하지 않지만 소스를 포함하는 다른 회로 옆에 위치한 회로. 또한 첫 번째 회로의 전류는 다음과 같은 경우에 발생했습니다. 회로 A의 전류 변화, 회로의 상대적 이동, 회로 A에 철 막대 도입, 영구 자석의 상대적 이동 회로 B로 자유 전하(전류)의 방향성 이동은 전기장에서만 발생합니다. 이는 변화하는 자기장이 전기장을 생성하여 도체의 자유 전하를 움직이게 한다는 것을 의미합니다. 이 전기장을 전기장이라 한다. 유도된또는 와동.

소용돌이 전기장과 정전기장 사이의 차이점:

    소용돌이 장의 근원은 변화하는 자기장입니다.

    소용돌이 장 강도 선이 닫혀 있습니다.

    폐쇄 회로를 따라 전하를 이동시키기 위해 이 필드가 수행한 작업은 0이 아닙니다.

    소용돌이장의 에너지 특성은 전위가 아니라, 유도된 EMF– 폐쇄 회로를 따라 전하 단위를 이동시키는 외부 힘(비정전기적 힘)의 작용과 동일한 값.

.볼트로 측정[안에].

소용돌이 전기장은 전도성 폐쇄 회로가 있는지 여부에 관계없이 자기장의 변화에 ​​따라 발생합니다. 이 회로에서는 소용돌이 전기장만 감지할 수 있습니다.

전자기 유도- 이는 표면을 통한 자속의 변화와 함께 폐쇄 회로에서 유도 EMF가 발생하는 것입니다.

폐회로에서 유도된 EMF는 유도 전류를 생성합니다.

.

유도 전류의 방향에 의해 결정 렌츠의 법칙: 유도 전류는 생성된 자기장이 이 전류를 생성한 자속의 변화에 ​​대응하는 방향입니다.

전자기 유도에 대한 패러데이의 법칙: 폐루프에서 유도된 EMF는 루프로 둘러싸인 표면을 통과하는 자속의 변화율에 정비례합니다.

오키 후코– 변화하는 자기장에 위치한 큰 도체에서 발생하는 와상 유도 전류. 이러한 도체는 단면적 S가 크기 때문에 저항이 낮으므로 푸코 전류의 값이 커질 수 있으며 그 결과 도체가 가열됩니다.

자기 유도- 전류 강도가 변할 때 도체에 유도 EMF가 발생하는 것입니다.

전류를 운반하는 도체는 자기장을 생성합니다. 자기 유도는 전류 세기에 따라 달라지므로 고유 자속도 전류 세기에 따라 달라집니다.

여기서 L은 비례 계수이고, 인덕턴스.

단위인덕턴스 - 헨리 [H].

인덕턴스도체는 매체의 크기, 모양 및 투자율에 따라 달라집니다.

인덕턴스도체의 길이가 증가함에 따라 증가하며, 한 권의 인덕턴스는 같은 길이의 직선 도체의 인덕턴스보다 크고, 코일(감은 수가 많은 도체)의 인덕턴스는 한 권의 인덕턴스보다 큽니다. , 코일에 쇠막대를 삽입하면 코일의 인덕턴스가 증가합니다.

자기 유도에 대한 패러데이의 법칙:
.

자기 유도 EMF전류 변화율에 정비례합니다.

자기 유도 EMF자기 유도 전류를 생성하여 항상 회로의 전류 변화를 방지합니다. 즉, 전류가 증가하면 자기 유도 전류는 다음 방향으로 향합니다. 반대편, 회로의 전류가 감소하면 자기 유도 전류는 같은 방향으로 향합니다. 코일의 인덕턴스가 클수록 코일에서 발생하는 자기 유도 EMF도 커집니다.

자기장 에너지는 전류가 0에서 최대값으로 증가하는 동안 자기 유도 EMF를 극복하기 위해 전류가 수행하는 작업과 같습니다.

.

전자기 진동– 이는 전하, 전류 강도 및 전기장과 자기장의 모든 특성의 주기적인 변화입니다.

전기 진동 시스템(발진 회로)는 커패시터와 인덕터로 구성됩니다.

진동 발생 조건:

    시스템은 평형 상태를 벗어나야 하며, 이를 위해서는 커패시터를 충전해야 합니다. 충전된 커패시터의 전기장 에너지:

.

    시스템은 평형 상태로 돌아가야 합니다. 전기장의 영향으로 전하는 커패시터의 한 플레이트에서 다른 플레이트로 이동합니다. 즉, 코일을 통해 흐르는 전류가 회로에 나타납니다. 인덕터에서 전류가 증가하면 자기 유도 EMF가 발생하고 자기 유도 전류는 반대 방향으로 향합니다. 코일의 전류가 감소하면 자기 유도 전류는 같은 방향으로 향합니다. 따라서 자기 유도 전류는 시스템을 평형 상태로 되돌리는 경향이 있습니다.

    회로의 전기 저항은 낮아야 합니다.

이상적인 진동 회로저항이 없습니다. 그 진동을 호출합니다. 무료.

모든 전기 회로에 대해 옴의 법칙이 충족되며, 이에 따라 회로에 작용하는 EMF는 회로의 모든 섹션에 있는 전압의 합과 같습니다. 발진 회로에는 전류원이 없지만 인덕터에는 커패시터 양단의 전압과 동일한 자체 유도 EMF가 나타납니다.

결론: 고조파 법칙에 따라 커패시터의 전하가 변한다.

커패시터 전압:
.

회로의 현재 강도:
.

크기
- 현재 진폭.

청구금액과의 차이점
.

회로의 자유 진동 기간:

커패시터의 전기장 에너지:

코일 자기장 에너지:

전기장과 자기장의 에너지는 조화 법칙에 따라 다르지만 진동의 위상은 다릅니다. 전기장의 에너지가 최대일 때 자기장의 에너지는 0입니다.

진동 시스템의 총 에너지:
.

안에 이상적인 윤곽총 에너지는 변하지 않습니다.

진동 과정에서 전기장의 에너지는 자기장의 에너지로 완전히 변환되며 그 반대도 마찬가지입니다. 이는 어느 순간의 에너지가 전기장의 최대 에너지 또는 자기장의 최대 에너지와 동일하다는 것을 의미합니다.

실제 발진 회로저항이 포함되어 있습니다. 그 진동을 호출합니다. 페이딩.

옴의 법칙은 다음과 같은 형식을 취합니다.

감쇠가 작은 경우(진동의 고유 주파수의 제곱이 감쇠 계수의 제곱보다 훨씬 큼) 대수 감쇠 감소는 다음과 같습니다.

강한 감쇠의 경우(진동 고유 주파수의 제곱이 진동 계수의 제곱보다 작음):




이 방정식은 커패시터를 저항기로 방전하는 과정을 설명합니다. 인덕턴스가 없으면 발진이 발생하지 않습니다. 이 법칙에 따라 커패시터 플레이트의 전압도 변경됩니다.

총 에너지실제 회로에서는 전류가 흐르는 동안 열이 저항 R로 방출되기 때문에 감소합니다.

전환 과정- 다음에서 발생하는 프로세스 전기 회로한 작동 모드에서 다른 작동 모드로 전환할 때. 시간으로 추정 ( ), 그 동안 전환 프로세스를 특징짓는 매개변수는 e배만큼 변경됩니다.


을 위한 커패시터와 저항을 사용한 회로:
.

맥스웰의 전자기장 이론:

1개 위치:

교류 전기장은 소용돌이 자기장을 생성합니다. 교류 전기장은 일반 전류와 마찬가지로 자기장을 발생시키기 때문에 Maxwell은 변위 전류라고 불렀습니다.

변위 전류를 감지하려면 유전체가 있는 커패시터가 연결된 시스템을 통해 전류가 흐르는 것을 고려하십시오.

바이어스 전류 밀도:
. 전류 밀도는 전압 변화 방향으로 향합니다.

맥스웰의 첫 번째 방정식:
- 소용돌이 자기장은 전도 전류(이동하는 전하)와 변위 전류(교류 전기장 E)에 의해 생성됩니다.

2 위치:

교류 자기장은 전자기 유도의 기본 법칙인 소용돌이 전기장을 생성합니다.

맥스웰의 두 번째 방정식:
- 표면을 통한 자속 변화율과 동시에 발생하는 전계 강도 벡터의 순환을 연결합니다.

전류를 전달하는 모든 도체는 공간에 자기장을 생성합니다.. 전류가 일정하면(시간이 지나도 변하지 않음) 전류와 관련된 자기장도 일정합니다. 변화하는 전류는 변화하는 자기장을 생성합니다. 전류가 흐르는 도체 내부에는 전기장이 있습니다. 따라서 변화하는 전기장은 변화하는 자기장을 생성합니다.

자기 유도 선은 항상 닫혀 있으므로 자기장은 소용돌이입니다. 자기장 강도 H의 크기는 전기장 강도의 변화율에 비례합니다. . 자기장 강도 벡터의 방향 전기장 강도의 변화와 관련됨 오른쪽 나사 법칙: 오른손을 주먹으로 쥐고 엄지손가락으로 전기장 세기가 변화하는 방향을 가리키면 구부러진 네 손가락이 자기장 세기선의 방향을 나타냅니다.

변화하는 자기장은 소용돌이 전기장을 생성합니다., 인장선은 닫혀 있고 자기장 강도에 수직인 평면에 위치합니다.

소용돌이 전기장의 강도 E의 크기는 자기장의 변화율에 따라 달라집니다. . 벡터 E의 방향은 왼쪽 나사 법칙에 따라 자기장 H의 변화 방향과 관련됩니다. 왼손을 주먹으로 쥐고 엄지 손가락을 자기장의 변화 방향으로 가리키면 네 손가락을 구부려 표시됩니다. 소용돌이 전기장의 세기선의 방향.

상호 연결된 소용돌이 전기장과 자기장의 집합은 다음을 나타냅니다. 전자기장. 전자기장은 원점에 머물지 않고 횡전자파의 형태로 공간에 전파됩니다.

전자기파– 이것은 서로 연결된 소용돌이 전기장과 자기장이 공간에서 전파되는 것입니다.

전자파 발생 조건– 가속도에 따른 전하의 움직임.

전자기파 방정식:

- 전자기 진동의 순환 주파수

t - 진동이 시작된 시간

l – 파동원에서 공간의 주어진 지점까지의 거리

- 파동 전파 속도

파동이 발생원에서 특정 지점까지 이동하는 데 걸리는 시간입니다.

전자기파의 벡터 E와 H는 서로 수직이며 파동의 전파 속도에 수직입니다.

전자기파의 근원– 빠르게 교류하는 전류가 흐르는 도체(매크로이미터)와 여기된 원자 및 분자(마이크로이미터). 진동 주파수가 높을수록 전자기파가 우주에서 더 잘 방출됩니다.

전자기파의 특성:

    모든 전자파는 횡축

    균일한 매질에서는 전자기파 일정한 속도로 전파하다, 이는 환경의 속성에 따라 다릅니다.

- 매체의 비유전율

- 진공의 유전 상수,
F/m, Cl 2 /nm 2

- 매체의 상대 투자율

- 진공의 자기 상수,
ON 2 ; GN/m

    전자파 장애물로부터 반사됨, 흡수됨, 산란됨, 굴절됨, 편광됨, 회절됨, 간섭됨.

    체적 에너지 밀도전자기장은 전기장과 자기장의 체적 에너지 밀도로 구성됩니다.

    파동 에너지 자속 밀도 - 파동 강도:

-Umov-포인팅 벡터.

모든 전자기파는 일련의 주파수 또는 파장(
). 이 행은 전자기파 규모.

    저주파 진동. 0 – 10 4Hz. 발전기에서 얻습니다. 그들은 제대로 방출하지 않습니다

    전파. 10 4 – 10 13Hz. 이는 빠르게 교류하는 전류를 전달하는 고체 도체에 의해 방출됩니다.

    적외선– 원자 내 및 분자 내 과정으로 인해 0K 이상의 온도에서 모든 물체에서 방출되는 파동.

    가시 광선– 눈에 작용하여 시각 감각을 유발하는 파동. 380-760nm

    자외선. 10 – 380nm. 가시광선과 UV는 원자의 외부 껍질에서 전자의 움직임이 바뀔 때 발생합니다.

    엑스레이 방사선. 80 – 10 -5 nm. 원자의 내부 껍질에서 전자의 움직임이 바뀔 때 발생합니다.

    감마선. 원자핵이 붕괴되는 동안 발생합니다.

자기장의 근원은 다음과 같다. 움직이는 전하(전류) . 정지 전하 주변 공간에서 전기장이 발생하는 것처럼 전류가 흐르는 도체 주변 공간에서 자기장이 발생합니다. 영구 자석의 자기장은 물질의 분자 내부를 순환하는 미세 전류에 의해서도 생성됩니다(암페어의 가설).

자기장을 설명하려면 다음을 입력해야 합니다. 전력 특성벡터와 유사한 필드 긴장전기장. 이 특성은 자기 유도 벡터자기 유도 벡터는 자기장에서 전류 또는 이동 전하에 작용하는 힘을 결정합니다.
벡터의 양의 방향은 자기장 내에서 자유롭게 위치하는 자침의 남극 S에서 북극 N까지의 방향으로 간주됩니다. 따라서 전류나 영구자석에 의해 생성되는 자기장을 작은 자침을 이용하여 조사함으로써 우주의 모든 지점에서 가능하다.

자기장을 정량적으로 표현하기 위해서는 자기장을 측정하는 방법뿐만 아니라
벡터의 방향과 그 모듈자기 유도 벡터의 모듈은 비율과 같습니다 최대값
전류가 흐르는 직선 도체에 작용하는 암페어 힘, 전류 강도 도체와 길이 Δ :

암페어력은 자기 유도 벡터와 도체를 통해 흐르는 전류의 방향에 수직으로 향합니다. 암페어 힘의 방향을 결정하는 데 일반적으로 사용됩니다. 왼손 법칙: 유도 선이 손바닥에 들어가고 뻗은 손가락이 전류를 따라 향하도록 왼손을 배치하면 외전된 엄지 손가락이 도체에 작용하는 힘의 방향을 나타냅니다.

행성간 자기장

행성 간 공간이 진공이라면 그 안에 있는 유일한 자기장은 태양과 행성의 장뿐 아니라 우리 은하의 나선형 가지를 따라 확장되는 은하 기원의 장일 수 있습니다. 이 경우, 행성 간 공간에 있는 태양과 행성의 자기장은 극도로 약해질 것입니다.
실제로 행성간 공간은 진공이 아니라 태양(태양풍)이 방출하는 이온화된 가스로 채워져 있다. 이 가스의 농도는 1-10cm-3이고, 일반적인 속도는 300~800km/s이며, 온도는 105K에 가깝습니다(코로나의 온도는 2×106K임을 기억하세요).
맑은 바람– 태양 코로나에서 행성 간 공간으로 플라즈마가 유출됩니다. 지구 궤도 수준에서 평균 속도태양풍 입자(양성자와 전자)의 속도는 약 400km/s이며, 입자 수는 1cm 3당 수십 개입니다.

엘리자베스 여왕의 궁정의사였던 영국의 과학자 윌리엄 길버트(William Gilbert)는 1600년에 지구가 자전축과 지구의 자전축과 일치하지 않는 자석이라는 사실을 처음으로 보여주었습니다. 결과적으로 지구 주변에는 자석 주변과 마찬가지로 자기장이 있습니다. 1635년 겔리브랜드(Gellibrand)는 지구 자기장이 천천히 변화하고 있음을 발견했고, 에드먼드 핼리(Edmund Halley)는 세계 최초로 해양 자기 조사를 실시하고 세계 최초의 자기 지도를 만들었습니다(1702). 1835년에 가우스는 지구 자기장의 구형 조화 분석을 수행했습니다. 그는 괴팅겐에 세계 최초의 자기 관측소를 만들었습니다.

자기 카드에 대한 몇 마디. 일반적으로 5년마다 지구 표면의 자기장의 분포는 3개 이상의 자기 요소로 구성된 자기 지도로 표시됩니다. 각 맵에는 주어진 요소가 일정한 값을 갖는 등각선이 그려집니다. 등위선 D를 등위선이라 하고, 경사 I를 등위선이라 하고, 값을 등위선이라고 합니다. 완전한 힘 B – 등역학적 선 또는 등신체. H, Z, X, Y 요소의 등자기선을 각각 수평, 수직, 북쪽 또는 동쪽 구성 요소의 등치선이라고 합니다.

그림으로 돌아가 보겠습니다. 이것은 태양의 위치를 ​​나타내는 각도 반경 90° - d의 원을 보여줍니다. 지구의 표면. 지점 P와 지자기극 B를 통해 그려진 대원호는 지점 P의 지자기 정오와 지자기 자정의 순간에 각각 태양의 위치를 ​​나타내는 지점 H'n과 H'm에서 이 원과 교차합니다. 순간은 점 P의 위도에 따라 달라집니다. 위치 현지 정오와 자정의 태양은 각각 점 Hn과 Hm으로 표시됩니다. d가 양수이면(북반구의 여름) 지자기일의 아침 절반은 저녁과 같지 않습니다. 고위도 지역에서는 지자기 시간이 하루 중 대부분의 실제 시간이나 평균 시간과 매우 다를 수 있습니다.
시간과 좌표계에 관해 이야기하면서 자기 쌍극자의 이심률을 고려하는 방법에 대해서도 이야기해 보겠습니다. 편심 쌍극자는 1836년 이래 천천히 바깥쪽(북쪽과 서쪽)으로 표류해 왔습니다. 적도면을 통과했습니까? 1862년경. 그 방사형 궤적은 길버트 섬(Gilbert Island) 지역에 위치하고 있습니다. 태평양

전류에 대한 자기장의 영향

각 부문 내에서 태양풍 속도와 입자 밀도는 체계적으로 다릅니다. 로켓 관측에 따르면 두 매개변수 모두 섹터 경계에서 급격히 증가하는 것으로 나타났습니다. 구역 경계를 통과한 후 2일이 지나면 밀도가 매우 빠르게 증가하다가 2~3일이 지나면 서서히 증가하기 시작합니다. 태양풍의 속도는 최고점에 도달한 후 2~3일째에 서서히 감소합니다. 섹터 구조와 속도 및 밀도의 주목되는 변화는 자기권 교란과 밀접한 관련이 있습니다. 섹터 구조는 매우 안정적이므로 전체 스트림 구조는 태양과 함께 최소한 몇 차례의 태양 회전을 하며 대략 27일마다 지구 위를 지나갑니다.





자기장은 오랫동안 인간에게 많은 의문을 제기해 왔지만 지금도 잘 알려지지 않은 현상으로 남아 있습니다. 많은 과학자들이 그 특성과 특성을 연구하려고 노력했습니다. 왜냐하면 이 분야를 사용하는 것의 이점과 잠재력은 부인할 수 없는 사실이었기 때문입니다.

모든 것을 순서대로 살펴 보겠습니다. 그렇다면 자기장은 어떻게 작동하고 형성됩니까? 맞습니다, 전류에서요. 그리고 물리학 교과서에 따르면 전류는 하전입자의 방향성 흐름이 아닌가요? 따라서 전류가 도체를 통과하면 특정 유형의 물질, 즉 자기장이 주변에 작용하기 시작합니다. 자기장은 하전 입자의 전류나 원자 내 전자의 자기 모멘트에 의해 생성될 수 있습니다. 이제 이 장과 물질에는 에너지가 있습니다. 우리는 이를 전류와 전하에 영향을 미칠 수 있는 전자기력으로 봅니다. 자기장은 하전 입자의 흐름에 영향을 미치기 시작하고 자기장 자체에 수직인 초기 이동 방향을 변경합니다.

자기장은 움직이는 입자 근처에 형성되고 움직이는 입자에만 영향을 주기 때문에 전기역학이라고도 합니다. 음, 그것은 공간 영역에서 바이오온을 회전시키는 특별한 구조를 가지고 있다는 사실 때문에 역동적입니다. 일반적인 이동 전하는 회전하고 움직일 수 있습니다. Bions는 무엇이든 전송합니다 가능한 상호 작용이 공간 영역에서. 따라서 움직이는 전하는 모든 바이오온의 한 극을 끌어당겨 회전시킵니다. 오직 그분만이 그들을 휴식 상태에서 벗어나게 하실 수 있습니다. 다른 세력은 그들에게 영향을 미칠 수 없기 때문입니다.

전기장에는 매우 빠르게 움직이며 단 1초에 300,000km를 이동할 수 있는 하전 입자가 있습니다. 빛의 속도는 같습니다. 자기장은 전하 없이는 존재할 수 없습니다. 이는 입자가 서로 매우 밀접하게 관련되어 있으며 공통 전자기장에 존재한다는 것을 의미합니다. 즉, 자기장에 변화가 있으면 전기장에도 변화가 발생합니다. 이 법칙도 반대이다.

여기서 자기장에 대해 많이 이야기하지만 어떻게 상상할 수 있습니까? 우리 인간의 육안으로는 그것을 볼 수 없습니다. 더욱이, 자기장의 전파 속도가 엄청나게 빠르기 때문에 다양한 장치를 사용하여 이를 감지할 시간이 없습니다. 하지만 무언가를 공부하려면 그것에 대해 최소한 어느 정도의 아이디어가 있어야 합니다. 또한 자기장을 다이어그램으로 표현해야 하는 경우도 종종 있습니다. 이해하기 쉽도록 조건부 필드 선을 그립니다. 그들은 어디서 얻었나요? 그것들은 이유가 있어서 발명되었습니다.

작은 금속 조각과 일반 자석을 이용하여 자기장을 관찰해 봅시다. 이 톱밥을 평평한 표면에 붓고 자기장에 노출시켜 보겠습니다. 그러면 우리는 그것들이 패턴이나 패턴으로 움직이고, 회전하고, 정렬되는 것을 보게 될 것입니다. 결과 이미지는 자기장 힘의 대략적인 효과를 보여줍니다. 모든 힘과 그에 따른 힘의 선은 이곳에서 연속적이고 폐쇄되어 있습니다.

자침은 나침반과 유사한 특성과 특성을 갖고 있으며 자력선의 방향을 결정하는 데 사용됩니다. 그것이 자기장의 작용 영역에 떨어지면 북극에서 힘의 작용 방향을 볼 수 있습니다. 그런 다음 여기에서 몇 가지 결론을 강조하겠습니다. 힘의 선이 나오는 일반 영구 자석의 상단이 지정됩니다. 북극자석. 반면 남극힘이 닫히는 지점을 나타냅니다. 글쎄, 자석 내부의 힘선은 다이어그램에서 강조 표시되지 않았습니다.

자기장, 그 특성 및 특성은 상당히 훌륭한 응용왜냐하면 많은 문제에서 이를 고려하고 연구해야 하기 때문입니다. 이것은 물리학에서 가장 중요한 현상이다. 투자율 및 유도와 같은 더 복잡한 것들은 그것과 불가분의 관계에 있습니다. 자기장이 나타나는 모든 이유를 설명하려면 실제 이론에 의존해야 합니다. 과학적 사실그리고 확인. 그렇지 않으면 더 많은 복잡한 작업잘못된 접근 방식은 이론의 완전성을 파괴할 수 있습니다.

이제 예를 들어 보겠습니다. 우리 모두는 우리 행성을 알고 있습니다. 자기장이 없다고 말할 수 있나요? 당신 말이 맞을 수도 있지만, 과학자들은 지구 핵 내부의 과정과 상호 작용이 수천 킬로미터에 걸쳐 뻗어 있는 거대한 자기장을 발생시킨다고 말합니다. 그러나 모든 자기장에는 극이 있어야 합니다. 그리고 그들은 존재합니다. 지리적 극에서 조금 떨어진 곳에 위치해 있습니다. 우리는 그것을 어떻게 느끼나요? 예를 들어, 새들은 항해 능력을 발달시켰으며, 특히 자기장을 이용하여 항해합니다. 그래서 그의 도움으로 거위들은 무사히 라플란드에 도착합니다. 특수 내비게이션 장치도 이 현상을 이용합니다.

자기장- 전류 또는 이동 전하가 있는 도체 사이에서 상호 작용이 발생하는 물질 매체입니다.

자기장의 성질:

자기장의 특성:

자기장을 연구하기 위해 전류가 있는 테스트 회로가 사용됩니다. 크기가 작고 그 안의 전류는 자기장을 생성하는 도체의 전류보다 훨씬 적습니다. 전류 전달 회로의 반대편에서는 자기장의 힘이 작용하며 크기는 동일하지만 반대 방향으로 향합니다. 왜냐하면 힘의 방향은 전류의 방향에 따라 달라지기 때문입니다. 이러한 힘의 적용 지점은 동일한 직선 위에 있지 않습니다. 그러한 힘을 소위 몇 가지 힘. 한 쌍의 힘의 작용으로 인해 회로는 병진 이동할 수 없으며 축을 중심으로 회전합니다. 회전 동작이 특징입니다. 토크.

, 어디 몇 가지 힘을 활용(힘 적용 지점 사이의 거리).

테스트 회로의 전류나 회로 면적이 증가하면 힘 쌍의 토크도 비례적으로 증가합니다. 전류가 있는 회로에 작용하는 힘의 최대 순간과 회로의 전류 크기 및 회로 면적의 비율은 현장의 특정 지점에 대해 일정한 값입니다. 그것은 ~라고 불린다 자기 유도.

, 어디
-자기 모멘트전류가 있는 회로.

단위자기 유도 - 테슬라 [T].

회로의 자기 모멘트– 방향은 회로의 전류 방향에 따라 달라지며 다음과 같이 결정되는 벡터량입니다. 오른쪽 나사 규칙: 오른손을 주먹으로 쥐고 네 손가락으로 회로의 전류 방향을 가리키면 엄지 손가락이 자기 모멘트 벡터의 방향을 나타냅니다. 자기 모멘트 벡터는 항상 윤곽 평면에 수직입니다.

뒤에 자기 유도 벡터의 방향자기장을 향하는 회로의 자기 모멘트 벡터의 방향을 취하십시오.

자기유도선– 각 점의 접선이 자기 유도 벡터의 방향과 일치하는 선. 자기유도선은 항상 닫혀 있고 절대 교차하지 않습니다. 직선 도체의 자기 유도선전류는 도체에 수직인 평면에 위치한 원 형태를 갖습니다. 자기 유도선의 방향은 오른쪽 나사 법칙에 의해 결정됩니다. 원형 전류의 자기 유도선(전류로 회전)도 원 형태를 갖습니다. 각 코일 요소의 길이는 다음과 같습니다.
자체 자기장을 생성하는 직선 도체로 상상할 수 있습니다. 자기장의 경우 중첩(독립적 추가) 원리가 적용됩니다. 원형 전류의 자기 유도의 전체 벡터는 오른나사 법칙에 따라 회전 중심에 이러한 필드를 추가한 결과로 결정됩니다.

자기 유도 벡터의 크기와 방향이 공간의 모든 지점에서 동일하면 자기장을 호출합니다. 동종의. 각 지점의 자기 유도 벡터의 크기와 방향이 시간이 지나도 변하지 않으면 이러한 필드를 호출합니다. 영구적인.

크기 자기 유도필드의 어느 지점에서든 필드를 생성하는 도체의 전류 강도에 정비례하고, 도체에서 필드의 특정 지점까지의 거리에 반비례하며, 매질의 특성과 생성하는 도체의 모양에 따라 달라집니다. 필드.

, 어디
ON 2 ; GN/m - 진공의 자기 상수,

-매체의 상대 투자율,

-매체의 절대 투자율.

투자율 값에 따라 모든 물질은 세 가지 클래스로 나뉩니다.


매체의 절대 투자율이 증가함에 따라 필드의 특정 지점에서 자기 유도도 증가합니다. 매체의 절대 투자율에 대한 자기 유도의 비율은 주어진 폴리 포인트에 대해 일정한 값입니다. e는 긴장.

.

장력과 자기 유도의 벡터는 방향이 일치합니다. 자기장의 강도는 매체의 특성에 의존하지 않습니다.

암페어 전력– 전류가 흐르는 도체에 자기장이 작용하는 힘.

어디 – 도체의 길이, - 자기 유도 벡터와 전류 방향 사이의 각도.

암페어 힘의 방향은 다음과 같이 결정됩니다. 왼손 법칙: 왼손은 도체에 수직 인 자기 유도 벡터의 구성 요소가 손바닥에 들어가고 4 개의 확장 된 손가락이 전류를 따라 향하도록 위치하며 90 0만큼 구부러진 엄지 손가락은 암페어 힘의 방향을 나타냅니다.

암페어 힘의 결과는 주어진 방향으로 도체가 움직이는 것입니다.

이자형 만약에 = 90 0 이면 F=max, 다음인 경우 = 0 0 이면 F = 0입니다.

로렌츠 힘– 움직이는 전하에 가해지는 자기장의 힘.

, 여기서 q는 전하, v는 이동 속도, - 장력과 속도 벡터 사이의 각도.

로렌츠 힘은 항상 자기 유도 및 속도 벡터에 수직입니다. 방향은 다음과 같이 결정됩니다. 왼손 법칙(손가락은 양전하의 움직임을 따릅니다). 입자의 속도 방향이 균일한 자기장의 자기 유도선에 수직이면 입자는 운동 에너지의 변화 없이 원을 그리며 움직입니다.

로렌츠 힘의 방향은 전하의 부호에 따라 달라지므로 전하를 분리하는 데 사용됩니다.

자속– 자기유도선에 수직으로 위치한 영역을 통과하는 자기유도선의 수와 동일한 값.

, 어디 - 자기 유도와 영역 S의 법선(수직) 사이의 각도.

단위– 웨버 [Wb].

자속 측정 방법:

    자기장에서 사이트 방향 변경(각도 변경)

    자기장에 놓인 회로의 면적 변경

    자기장을 생성하는 전류 세기의 변화

    자기장 소스로부터 회로의 거리 변경

    매체의 자기 특성 변화.

에프 Araday는 소스를 포함하지 않지만 소스를 포함하는 다른 회로 옆에 위치한 회로에서 전류를 기록했습니다. 또한 첫 번째 회로의 전류는 다음과 같은 경우에 발생했습니다. 회로 A의 전류 변화, 회로의 상대적 이동, 회로 A에 철 막대 도입, 영구 자석의 상대적 이동 회로 B로 자유 전하(전류)의 방향성 이동은 전기장에서만 발생합니다. 이는 변화하는 자기장이 전기장을 생성하여 도체의 자유 전하를 움직이게 한다는 것을 의미합니다. 이 전기장을 전기장이라 한다. 유도된또는 와동.

소용돌이 전기장과 정전기장 사이의 차이점:

    소용돌이 장의 근원은 변화하는 자기장입니다.

    소용돌이 장 강도 선이 닫혀 있습니다.

    폐쇄 회로를 따라 전하를 이동시키기 위해 이 필드가 수행한 작업은 0이 아닙니다.

    소용돌이장의 에너지 특성은 전위가 아니라, 유도된 EMF– 폐쇄 회로를 따라 전하 단위를 이동시키는 외부 힘(비정전기적 힘)의 작용과 동일한 값.

.볼트로 측정[안에].

소용돌이 전기장은 전도성 폐쇄 회로가 있는지 여부에 관계없이 자기장의 변화에 ​​따라 발생합니다. 이 회로에서는 소용돌이 전기장만 감지할 수 있습니다.

전자기 유도- 이는 표면을 통한 자속의 변화와 함께 폐쇄 회로에서 유도 EMF가 발생하는 것입니다.

폐회로에서 유도된 EMF는 유도 전류를 생성합니다.

.

유도 전류의 방향에 의해 결정 렌츠의 법칙: 유도 전류는 생성된 자기장이 이 전류를 생성한 자속의 변화에 ​​대응하는 방향입니다.

전자기 유도에 대한 패러데이의 법칙: 폐루프에서 유도된 EMF는 루프로 둘러싸인 표면을 통과하는 자속의 변화율에 정비례합니다.

오키 후코– 변화하는 자기장에 위치한 큰 도체에서 발생하는 와상 유도 전류. 이러한 도체는 단면적 S가 크기 때문에 저항이 낮으므로 푸코 전류의 값이 커질 수 있으며 그 결과 도체가 가열됩니다.

자기 유도- 전류 강도가 변할 때 도체에 유도 EMF가 발생하는 것입니다.

전류를 운반하는 도체는 자기장을 생성합니다. 자기 유도는 전류 세기에 따라 달라지므로 고유 자속도 전류 세기에 따라 달라집니다.

여기서 L은 비례 계수이고, 인덕턴스.

단위인덕턴스 - 헨리 [H].

인덕턴스도체는 매체의 크기, 모양 및 투자율에 따라 달라집니다.

인덕턴스도체의 길이가 증가함에 따라 증가하며, 한 권의 인덕턴스는 같은 길이의 직선 도체의 인덕턴스보다 크고, 코일(감은 수가 많은 도체)의 인덕턴스는 한 권의 인덕턴스보다 큽니다. , 코일에 쇠막대를 삽입하면 코일의 인덕턴스가 증가합니다.

자기 유도에 대한 패러데이의 법칙:
.

자기 유도 EMF전류 변화율에 정비례합니다.

자기 유도 EMF자기 유도 전류를 생성하여 항상 회로의 전류 변화를 방지합니다. 즉, 전류가 증가하면 자기 유도 전류는 반대 방향으로 향합니다. 회로의 전류가 감소하면 자기 유도 전류는 유도 전류는 같은 방향으로 향합니다. 코일의 인덕턴스가 클수록 코일에서 발생하는 자기 유도 EMF도 커집니다.

자기장 에너지는 전류가 0에서 최대값으로 증가하는 동안 자기 유도 EMF를 극복하기 위해 전류가 수행하는 작업과 같습니다.

.

전자기 진동– 이는 전하, 전류 강도 및 전기장과 자기장의 모든 특성의 주기적인 변화입니다.

전기 진동 시스템(발진 회로)는 커패시터와 인덕터로 구성됩니다.

진동 발생 조건:

    시스템은 평형 상태를 벗어나야 하며, 이를 위해서는 커패시터를 충전해야 합니다. 충전된 커패시터의 전기장 에너지:

.

    시스템은 평형 상태로 돌아가야 합니다. 전기장의 영향으로 전하는 커패시터의 한 플레이트에서 다른 플레이트로 이동합니다. 즉, 코일을 통해 흐르는 전류가 회로에 나타납니다. 인덕터에서 전류가 증가하면 자기 유도 EMF가 발생하고 자기 유도 전류는 반대 방향으로 향합니다. 코일의 전류가 감소하면 자기 유도 전류는 같은 방향으로 향합니다. 따라서 자기 유도 전류는 시스템을 평형 상태로 되돌리는 경향이 있습니다.

    회로의 전기 저항은 낮아야 합니다.

이상적인 진동 회로저항이 없습니다. 그 진동을 호출합니다. 무료.

모든 전기 회로에 대해 옴의 법칙이 충족되며, 이에 따라 회로에 작용하는 EMF는 회로의 모든 섹션에 있는 전압의 합과 같습니다. 발진 회로에는 전류원이 없지만 인덕터에는 커패시터 양단의 전압과 동일한 자체 유도 EMF가 나타납니다.

결론: 고조파 법칙에 따라 커패시터의 전하가 변한다.

커패시터 전압:
.

회로의 현재 강도:
.

크기
- 현재 진폭.

청구금액과의 차이점
.

회로의 자유 진동 기간:

커패시터의 전기장 에너지:

코일 자기장 에너지:

전기장과 자기장의 에너지는 조화 법칙에 따라 다르지만 진동의 위상은 다릅니다. 전기장의 에너지가 최대일 때 자기장의 에너지는 0입니다.

진동 시스템의 총 에너지:
.

안에 이상적인 윤곽총 에너지는 변하지 않습니다.

진동 과정에서 전기장의 에너지는 자기장의 에너지로 완전히 변환되며 그 반대도 마찬가지입니다. 이는 어느 순간의 에너지가 전기장의 최대 에너지 또는 자기장의 최대 에너지와 동일하다는 것을 의미합니다.

실제 발진 회로저항이 포함되어 있습니다. 그 진동을 호출합니다. 페이딩.

옴의 법칙은 다음과 같은 형식을 취합니다.

감쇠가 작은 경우(진동의 고유 주파수의 제곱이 감쇠 계수의 제곱보다 훨씬 큼) 대수 감쇠 감소는 다음과 같습니다.

강한 감쇠의 경우(진동 고유 주파수의 제곱이 진동 계수의 제곱보다 작음):




이 방정식은 커패시터를 저항기로 방전하는 과정을 설명합니다. 인덕턴스가 없으면 발진이 발생하지 않습니다. 이 법칙에 따라 커패시터 플레이트의 전압도 변경됩니다.

총 에너지실제 회로에서는 전류가 흐르는 동안 열이 저항 R로 방출되기 때문에 감소합니다.

전환 과정– 한 작동 모드에서 다른 작동 모드로 전환하는 동안 전기 회로에서 발생하는 프로세스입니다. 시간으로 추정 ( ), 그 동안 전환 프로세스를 특징짓는 매개변수는 e배만큼 변경됩니다.


을 위한 커패시터와 저항을 사용한 회로:
.

맥스웰의 전자기장 이론:

1개 위치:

교류 전기장은 소용돌이 자기장을 생성합니다. 교류 전기장은 일반 전류와 마찬가지로 자기장을 발생시키기 때문에 Maxwell은 변위 전류라고 불렀습니다.

변위 전류를 감지하려면 유전체가 있는 커패시터가 연결된 시스템을 통해 전류가 흐르는 것을 고려하십시오.

바이어스 전류 밀도:
. 전류 밀도는 전압 변화 방향으로 향합니다.

맥스웰의 첫 번째 방정식:
- 소용돌이 자기장은 전도 전류(이동하는 전하)와 변위 전류(교류 전기장 E)에 의해 생성됩니다.

2 위치:

교류 자기장은 전자기 유도의 기본 법칙인 소용돌이 전기장을 생성합니다.

맥스웰의 두 번째 방정식:
- 표면을 통한 자속 변화율과 동시에 발생하는 전계 강도 벡터의 순환을 연결합니다.

전류를 전달하는 모든 도체는 공간에 자기장을 생성합니다.. 전류가 일정하면(시간이 지나도 변하지 않음) 전류와 관련된 자기장도 일정합니다. 변화하는 전류는 변화하는 자기장을 생성합니다. 전류가 흐르는 도체 내부에는 전기장이 있습니다. 따라서 변화하는 전기장은 변화하는 자기장을 생성합니다.

자기 유도 선은 항상 닫혀 있으므로 자기장은 소용돌이입니다. 자기장 강도 H의 크기는 전기장 강도의 변화율에 비례합니다. . 자기장 강도 벡터의 방향 전기장 강도의 변화와 관련됨 오른쪽 나사 법칙: 오른손을 주먹으로 쥐고 엄지손가락으로 전기장 세기가 변화하는 방향을 가리키면 구부러진 네 손가락이 자기장 세기선의 방향을 나타냅니다.

변화하는 자기장은 소용돌이 전기장을 생성합니다., 인장선은 닫혀 있고 자기장 강도에 수직인 평면에 위치합니다.

소용돌이 전기장의 강도 E의 크기는 자기장의 변화율에 따라 달라집니다. . 벡터 E의 방향은 왼쪽 나사 법칙에 따라 자기장 H의 변화 방향과 관련됩니다. 왼손을 주먹으로 쥐고 엄지 손가락을 자기장의 변화 방향으로 가리키면 네 손가락을 구부려 표시됩니다. 소용돌이 전기장의 세기선의 방향.

상호 연결된 소용돌이 전기장과 자기장의 집합은 다음을 나타냅니다. 전자기장. 전자기장은 원점에 머물지 않고 횡전자파의 형태로 공간에 전파됩니다.

전자기파– 이것은 서로 연결된 소용돌이 전기장과 자기장이 공간에서 전파되는 것입니다.

전자파 발생 조건– 가속도에 따른 전하의 움직임.

전자기파 방정식:

- 전자기 진동의 순환 주파수

t - 진동이 시작된 시간

l – 파동원에서 공간의 주어진 지점까지의 거리

- 파동 전파 속도

파동이 발생원에서 특정 지점까지 이동하는 데 걸리는 시간입니다.

전자기파의 벡터 E와 H는 서로 수직이며 파동의 전파 속도에 수직입니다.

전자기파의 근원– 빠르게 교류하는 전류가 흐르는 도체(매크로이미터)와 여기된 원자 및 분자(마이크로이미터). 진동 주파수가 높을수록 전자기파가 우주에서 더 잘 방출됩니다.

전자기파의 특성:

    모든 전자파는 횡축

    균일한 매질에서는 전자기파 일정한 속도로 전파하다, 이는 환경의 속성에 따라 다릅니다.

- 매체의 비유전율

- 진공의 유전 상수,
F/m, Cl 2 /nm 2

- 매체의 상대 투자율

- 진공의 자기 상수,
ON 2 ; GN/m

    전자파 장애물로부터 반사됨, 흡수됨, 산란됨, 굴절됨, 편광됨, 회절됨, 간섭됨.

    체적 에너지 밀도전자기장은 전기장과 자기장의 체적 에너지 밀도로 구성됩니다.

    파동 에너지 자속 밀도 - 파동 강도:

-Umov-포인팅 벡터.

모든 전자기파는 일련의 주파수 또는 파장(
). 이 행은 전자기파 규모.

    저주파 진동. 0 – 10 4Hz. 발전기에서 얻습니다. 그들은 제대로 방출하지 않습니다

    전파. 10 4 – 10 13Hz. 이는 빠르게 교류하는 전류를 전달하는 고체 도체에 의해 방출됩니다.

    적외선– 원자 내 및 분자 내 과정으로 인해 0K 이상의 온도에서 모든 물체에서 방출되는 파동.

    가시 광선– 눈에 작용하여 시각 감각을 유발하는 파동. 380-760nm

    자외선. 10 – 380nm. 가시광선과 UV는 원자의 외부 껍질에서 전자의 움직임이 바뀔 때 발생합니다.

    엑스레이 방사선. 80 – 10 -5 nm. 원자의 내부 껍질에서 전자의 움직임이 바뀔 때 발생합니다.

    감마선. 원자핵이 붕괴되는 동안 발생합니다.