Magnetisch veld versus magnetische veldsterkte: verschillende aspecten en feiten

In dit artikel gaan we het verschil zien tussen het magnetische veld en de magnetische veldsterkte, enkele kenmerken en feiten.

Door de beweging van de geladen deeltjes ontstaat een magnetisch veld en in dit gebied wordt de fascinatiekracht uitgeoefend; magnetische veldsterkte versterkt deze impact alleen door de magnetische fluxdichtheid per lengte-eenheid te vergroten.

Magnetisch veld versus magnetische veldsterkte

Laten we het concept van het magnetische veld en de intensiteit van het magnetische veld goed begrijpen.

In aanwezigheid van het elektrische veld bevinden de geladen deeltjes zich in een mobiele toestand die een magnetisch veld produceert. In het magnetische veldgebied wordt de kracht uitgestraald die loodrecht op de snelheid van het deeltje staat. Daarentegen is de magnetische veldsterkte een druk die in dat gebied wordt ervaren en afhankelijk is van de magnetische flux die via a . gaat eenheidslengte van het materiaal.

Het magnetische veld kan worden geïnterpreteerd als veldlijnen, terwijl magnetische veldsterkte een dichtheid is van veldlijnen die elkaar kruisen per oppervlakte-eenheid van de dwarsdoorsnede.

Laten we een gemakkelijk voorbeeld van a . niet vergeten staafmagneet geplaatst in een bak met ijzerfolie. We zien dat de ijzeren folies onberispelijk zijn uitgelijnd rond de staafmagneet die de gesloten lussen vormt.

De concentrische lussen die de staafmagneet omringen bewegen van de noordpool naar de zuidpool van de staafmagneet, dat betekent dat één pool aantrekkelijk is en het alternatief afstotend. Maar de richting van de flux die in de staafmagneet stroomt, is in de tegenovergestelde richting uitgelijnd. De magnetische veldlijnen vormen de gesloten lussen en kruisen elkaar nooit. Als het echter overlapt, is het pad van het magnetische veld niet uniek.

Het gebied rond een staafmagneet waarin dit magnetische effect wordt waargenomen, is een magnetisch veldgebied. U zult merken dat er meer ijzerfolies naar de magneet worden aangetrokken in het gebied eromheen, terwijl de dichtheid van de veldlijnen afneemt naarmate een opening tussen de magneet en een aandachtspunt toeneemt. Dat is de sterkte van het magnetische veld neemt af naarmate we weggaan van de magneet, maar het magnetische veld is stabiel.

Magnetisch moment en de richting van een magnetisch veld

Wanneer het materiaal met een magnetische gevoeligheid groter dan nul in het elektrische veld wordt geplaatst, proberen de magnetische dipolen zich in de richting van het veld uit te lijnen. Door de beweging van dipolen wordt het magnetische veld in het materiaal geïnstalleerd. De spin en orbitale hoekinstigatie van het elektron en de protonen zullen beslissen over de richting van het magnetische veld.

Tijdens deze uitlijning is er een verandering in de concentratie van positieve en negatieve ladingsdragers per volume-eenheid van het materiaal. De geladen dragers zijn uitgelijnd in de richting van het veld dat de kolonies vormt. Hoe meer het aantal geladen puin uitgelijnd in overeenstemming met de magnetische veldsterkte, hoe groter de magnetisatie van het materiaal.

De sterkte van het magnetische veld is de kracht die nodig is om de magnetische flux door het dwarsdoorsnede-oppervlak van het materiaal te laten dringen, waardoor het meer gemagnetiseerd wordt. Daarom hangt de magnetische veldsterkte voornamelijk af van het magnetische veld dat wordt geproduceerd als gevolg van de beweging van geladen puin en het elektrische veld dat wordt geïmplementeerd in de geleider en de magnetische fluxdichtheid.

Lees meer over Wat produceert de kracht van het magnetische veld?.

Magnetisch veld en intensiteit in vrije ruimte en vaste toestand

In de vrije ruimte is het magnetische veld lineair afhankelijk van de intensiteit van het veld, gegeven door de relatie:

B=μ₀H

waarbij B het magnetische veld is,

m is een doorlaatbaarheid van vrije ruimte en

H is een Magnetische veldsterkte.

Er wordt gezegd dat het materiaal beter doorlaatbaar is als er meer magnetische fluxen door het materiaal dringen. In de magnetische vaste stof wordt hetzelfde gegeven door het product van permeabiliteit en de som van de intensiteit van het veld en de magnetisatie van het materiaal.

B=μ₀(H+M)

B=μ₀H[1+(M/H)]

Waar is een gevoeligheid.

Het totale magnetische moment dat per volume-eenheid van een materiaal wordt geïnduceerd, staat bekend als gevoeligheid en is omgekeerd evenredig met de sterkte van het magnetische veld.

Beweging van een deeltje in een magnetisch veld

Voor een geladen deeltje in een elektrisch veld, ervaart zowel elektrisch als magnetische krachten, wat bekend staat als een elektromagnetisch effect. Het is geformuleerd als:

Omdat de beweging van het deeltje loodrecht staat op de richting van het aangelegde magnetische veld, werkt de kracht als gevolg van het magnetische veld als een middelpuntzoekende kracht op het deeltje, aangezien de kracht altijd naar het midden werkt en een cirkelvormige beweging produceert die loodrecht op het veld staat.

In een uniform magnetisch veld blijft deze cirkelvormige beweging onaangetast en beweegt daardoor in een spiraalvormige beweging.

mv²/r=qvB

B=mv/qr=p/qr

De bovenstaande oplossing geeft aan dat het magnetische veld recht evenredig is met het momentum van het deeltje en omgekeerd evenredig met zijn lading en een straal van een helix.

Scalaire en vectorhoeveelheden

Het magnetische veld is een vectorgrootheid die zowel grootte als richting heeft, terwijl de magnetische veldsterkte een scalaire grootheid is die alleen de grootte en geen richting heeft.

De som van de resulterende krachten ervaren door de deeltjes in de aanwezigheid van een magnetisch veld dat de sterkte van het magnetische veld bevestigt. De grootte van het veld wordt afgeleid door het aantal fluxlijnen dat er per oppervlakte-eenheid doorheen gaat.

Eenheid van magnetisch veld en magnetische veldsterkte

Het magnetische veld wordt gemeten in Tesla, genoemd naar de bekende wetenschapper Nikola Tesla, en de CGS-eenheid is Gauss. Eén Tesla wordt gegeven als N/mA, dat wil zeggen, de kracht die een geladen deeltje nodig heeft om een ​​lengte-eenheid per ampère over te steken; wat hetzelfde is als de magnetische flux.

De intensiteit van het magnetische veld is de stroom die per lengte-eenheid van de geleider vloeit en wordt gemeten in termen van Oersted, dat ook wordt weergegeven als Ampère per meter.

Veelgestelde Vragen / FAQ

Wat is de reden achter de vorming van een magnetisch veld van de aarde?

Het magnetische veld van de aarde verhindert dat het geïoniseerde puin dat van de zon nadert en de atmosfeer van de aarde binnendringt, een schild vormt en zo de atmosfeer en het bestaan ​​op onze planeet bewaakt.

De kern van de aarde bestaat voor het grootste deel uit ijzer (Fe), dat ferromagnetisch is. Omdat de gesmolten lava dichter is dan de platen die op de asthenosfeer drijven, dringt de gesmolten lava bestaande uit ijzer en nikkel door tot in de kern van de aarde. Door het glijden van gesmolten ijzer wordt de convectiestroom opgewekt die een magnetisch veld produceert.

Wat is het bereik van het magnetische veld dat wordt geproduceerd in een Magnetic Resonance Imaging (MRI)-machine?

Magnetische resonantiebeeldvormingsmachines worden veel gebruikt in het ziekenhuis om foto's te maken van de anatomie van organen in het menselijk lichaam om nauwkeurige details te maken.

Het magnetische veld geproduceerd door een MRI-machine ligt in het bereik van 0.5 Tesla tot 2.0 Tesla, dat wil zeggen 5000 Gauss – 20,000 Gauss; terwijl de waarde van het aardmagnetisch veld slechts 0.5 Gauss . is.

Verandert het magnetische veld van de aarde regelmatig?

Door de gesteentemonsters te bestuderen en de radiometrische dateringstechnieken te gebruiken, is het haalbaar om de magnetische veldsterkte te bepalen en te berekenen en de richting van het veld van de aarde varieerde zelfs in de afgelopen miljoenen jaren geleden.

Ja, de magnetische veldsterkte van de aarde verandert regelmatig omdat de geo-tektonische activiteiten overheersen en de oceanische korst die zich langs de mid-oceanische rug vormt, geeft de afdrukken aan van het magnetische veld gedurende die precieze tijd op de rots. De beweging van de platen op gesmolten magma geeft het idee van de sterkte van het magnetische veld.

Lees ook:

• Hoe de sterkte van een magnetisch veld te vergroten
• Is magnetische flux een vector?
• Magnetische flux in een magnetisch circuit
• Hoe wordt een magnetisch veld geproduceerd?
• Magnetische flux en stroom
• Hoe de sterkte van een elektromagneet te vergroten?
• Hoe groot is het magnetisch veld rond een staafmagneet?
• Gebruik van staafmagneet
• Wat produceert de sterkte van een magnetisch veld 2
• Magnetische flux versus magnetische fluxkoppeling