Magnētiskā lauka fizika

Magnētiskais lauks - vektora lauks magnēta, elektriskās strāvas vai mainīga elektriskā lauka tuvumā, kurā ir novērojami magnētiskie spēki. Magnētiskie lauki, piemēram, Zeme, rada magnētisko kompasu adatu un citu pastāvīgo magnētu virzienu lauka virzienā. Magnētiskie lauki liek kustēties elektriski uzlādētām daļiņām apļveida vai spirālveida ceļā. Šis spēks, ko ietekmē magnētiskā lauka vadu elektriskās strāvas, ir pamatā elektromotoru darbībai. (Lai iegūtu papildinformāciju par magnētiskajiem laukiem, skat.

magnētisms: pamati

Magnētiskā lauka pamatelementi ir magnētiskie lauki un to ietekme uz matēriju, piemēram, kustīgo lādiņu un griezes momenta novirze uz citiem

Ap pastāvīgo magnētu vai vadu, kas vienā virzienā pārvadā vienmērīgu elektrisko strāvu, magnētiskais lauks ir nekustīgs un tiek saukts par magnetostatisko lauku. Jebkurā brīdī tā lielums un virziens nemainās. Ap maiņstrāvu vai mainīgu līdzstrāvu magnētiskais lauks nepārtraukti maina savu lielumu un virzienu.

Magnētiskos laukus var attēlot ar nepārtrauktām spēka līnijām vai magnētisko plūsmu, kas rodas no ziemeļu virzienā vērstajiem magnētiskajiem poliem un nonāk uz dienvidiem vērstajiem magnētiskajiem poliem. Līniju blīvums norāda magnētiskā lauka lielumu. Piemēram, pie magnēta poliem, kur spēcīgs magnētiskais lauks, lauka līnijas ir pārpildītas vai blīvākas. Tālāk, kur vājš magnētiskais lauks, tie izplūst, kļūstot mazāk blīvi. Vienmērīgu magnētisko lauku attēlo ar vienādām atstarpēm paralēlām taisnām līnijām. Plūsmas virziens ir virziens, kurā norāda neliela magnēta ziemeļdaļas polu. Plūsmas līnijas ir nepārtrauktas, veidojot slēgtas cilpas. Lai iegūtu stieņa magnētu, tie iznāk no ziemeļu meklētā staba, izplūst ārā un apkārt, nonāk magnētā pie dienvidu meklētā pola un turpina caur magnētu līdz ziemeļu polam, kur tie atkal parādās. SI vienība magnētiskajai plūsmai ir weber. Vēberu skaits ir kopējais lauka līniju skaits, kas šķērso noteikto laukumu.

Magnētiskos laukus matemātiski var attēlot ar lielumiem, ko sauc par vektoriem, kuriem ir virziens, kā arī lielums. Magnētiskā lauka attēlošanai tiek izmantoti divi dažādi vektori: vienu, ko sauc par magnētiskās plūsmas blīvumu jeb magnētisko indukciju, simbolizē B; otru, ko sauc par magnētiskā lauka stiprumu vai magnētiskā lauka intensitāti, simbolizē H. Magnētisko lauku H var uzskatīt par magnētisko lauku, ko rada strāvas plūsma vados, un magnētisko lauku B kā kopējo magnētisko lauku, ieskaitot arī ieguldījums, ko rada lauka magnētiskās īpašības. Kad strāva plūst stieplē, kas ietīta uz mīksta dzelzs cilindra, magnetizējošais lauks H ir diezgan vājš, bet faktiskais vidējais magnētiskais lauks (B) dzelzs iekšpusē var būt tūkstošiem reižu spēcīgāks, jo B ievērojami palielina dzelzs neskaitāmie sīkie dabisko atomu magnēti lauka virzienā. Skatīt arī magnētisko caurlaidību.