If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

თუ ვებფილტრს იყენებთ, დარწმუნდით, რომ *.kastatic.org და *.kasandbox.org დომენები არ არის დაბლოკილი.

ძირითადი მასალა

რა არის მაგნიტური ნაკადი?

ისწავლეთ, რას ნიშნავს მაგნიტური ნაკადი და როგორ შეგვიძლია მისი გამოთვლა.

რა არის მაგნიტური ნაკადი?

მაგნიტური ნაკადი არის იმ ჯამური მაგნიტური ველის ზომა, რომელიც გადის მოცემულ ფართობში. ის არის ძალიან ხესაყრელი იარაღი ისეთ სხეულებზე მოქმედი მაგნიტური ძალის დასადგენად, რომლებიც იკავებენ მოცემულ ფართობს. მაგნიტური ნაკადის გაზომვა ჩვენ მიერ არჩეულ ფართობზეა დამოკიდებული. ჩვენ შეგვიძლია, ავირჩოთ ნებისმიერი ზომის ფართობი და მივცეთ მას ნებისმიერი ორიენტაცია მაგნიტური ველის მიმართ.
თუ გამოვიყენებთ მაგნიტური ველის ძალწირების სურათს, მაშინ მოცემულ ფართობში გამავალი თითოეული ძალწირი გარკვეულ წვლილს შეიტანს მაგნიტურ ნაკადში. ის კუთხე, რომლითაც ძალწრი კვეთს ფართობს ასევე მნიშნელოვანია. დახრილი კუთხით გამავალი ძალწირი მაგნიტური ველის მხოლოდ მცირე ნაწილს შეიტანს მაგნიტურ ნაკადში. როდესაც ვითვლით მაგნიტურ ნაკადს, ჩვენ ვითვალისწინებთ მხოლოდ ძალწირის ფართობის მიმართ მართობულ (ნორმალურ) კომპონენტს.
თუ სატესტო ფართობად ავირჩევთ უბრალო ბრტყელ ზედაპირს ფართობით A, რომლის ნორმალსა და მაგნიტურ ველს (მაგნიტუდა B) შორის არის კუთხე θ, მაშინ მაგნიტური ნაკადი იქნება,
Φ=BAcosθ
იმ შემთხვევაში, თუ ზედაპირი ველის მართობულია, კუთხე უდრის ნულს და მაგნიტური ნაკადი იქნება BA. სურათ 1-ზე ნაჩვენებია სატესტო ფართობი, მასში სხვადასხვა კუთხით გამავალი მაგნიტური ველი და შესაბამისი მაგნიტური ნაკადები.
სურათი 1: მაგნიტური ველის მიმართ კუთხით (მარცხნივ) და ნორმალურად (მარჯვნივ) ორიენტირებულ ფართოებებში (ლურჯი) გამავალი მაგნიტური ნაკადი.
სურათი 1: მაგნიტური ველის მიმართ კუთხით (მარცხნივ) და ნორმალურად (მარჯვნივ) ორიენტირებულ ფართოებებში (ლურჯი) გამავალი მაგნიტური ნაკადი.
სავარჯიშო 1:
თუ სურათ 1-ზე ნაჩვენებ ლურს ზედაპირებს აქვთ ერთნაირი ფართობი და კუთხე θ არის 25, რამდენჯერ მცირეა ნაკადი სურათი 1-ის მარცხენა მხარეს სურათი 1-ის მარჯვენა მხარესთან შედარებით?

როგორ ვზომავთ მაგნიტურ ნაკადს?

მაგნიტური ნაკადის SI სისტემის ერთეული არის ვებერი (გერმანელი ფიიკოსის, ტელეგრაფის თანაშემქმნელის, ვილჰელმ ვებერის საპატივცემულოდ) და მისი სიმბოლოა .
რადგანაც მაგნიტური ნაკადი უბრალოდ მოცემულ ფართობში მაგნიტური ველის გამოსახვის გზაა, მისი გაზომვა მაგნეტომეტრით ზუსტად ისევე შეიძლება, როგორც მაგნიტური ველის. მაგალითად, დავუშვათ, პატარა მაგნეტომეტრი შემოვატარეთ (ბრუნვის გარეშე) 0,5 2 ფართობს ძლიერი მაგნიტური ნივთიერების სიახლოვეს და ის აჩვენებს მუდმივ 5  მაგნიტურ ველს. მაშინ ამ ფართობში მაგნიტური ნაკადი იქნება (5103 )(0,5 2)=0,0025 . თუ მაგნიტური ველი მდებარეობის მიხედვით იცვლება, მაშინ საჭირო იქნება გაზომვის საშუალოს პოვნა.
მაგნიტურ ნაკადთან დაკავშირებით თქვენ შეიძლება, შეხვდეთ ტერმინ მაგნიტური ნაკადის სიმკვრივეს. ეს სიდიდე იზომება /2-ში. რადგან ჩვენ ნაკადს ვყოფთ ფართობზე, პირდაპირ შეიძლება მიხვედრა, რომ ნაკადის სიმკვრივის ერთეული იქნება ტესლა. მართლაც, ტერმინი მაგნიტური ნაკადის სიმკვრივე ხშირად იხმარება, როგორც მაგნიტური ველის აბსოლუტური მნიშვნელობის სინონიმი.
სავარჯიშო 2:
სურათ 2-ზე ნაჩვენებია მაგნიტური ნივთიერების მიერ შექმნილი არაერთგვაროვანი მაგნიტური ველის რუკა. თუ მწვანე ხაზი წარმოადგენს სადენის კონტურს, როგორი იქნება ამ კონტურში გამავალი მაგნიტური ნაკადი?
სურათი 2: სადენის კონტურის (მწვანე) ირგვლივ გაზომილი მაგნიტური ველის რუკა.
სურათი 2: სადენის კონტურის (მწვანე) ირგვლივ გაზომილი მაგნიტური ველის რუკა.

რატომ არის ეს სასარგებლო?

არსებობს რამდენიმე მიზეზი, რის გამოც მაგნიტური ნაკადის აღწერა ბევრად უფრო ხელსაყრელია, ვიდრე თავად მაგნიტური ველისა.
  1. როდესაც სადენის ხვეულა მოძრაობს მაგნიტურ ველში, წარმოიქმნება ძაბვა, რომელიც დამოკიდებულია ამ ხვეულაში გამავალ მაგნიტურ ნაკადზე. ამ ყველაფერს აღწერს ფარადეის კანონი და ჩვენ მას შევისწავლით სტატიაში ფარადეის კანონი. ელექტრული ძრავები და გენერატორები ფარადეის კანონს მაგნიტურ ველში მბრუნავი ხვეულასთვის იყენებენ, როგორც სურათ 3-ზეა ნაჩვენები. ამ მაგალითში ხვეულას ბრუნვასთან ერთად იცვლება მასში გამავალი მაგნიტური ნაკადი. მაგნიტური ნაკადის აღწერა ძალიან ეხმარება ინჟინრებს, იპოვონ წარმოქნილი ძაბვა მაშინაც კი, თუ მაგნიტური ველი ძალიან რთული სახისაა.
    სურათი 3: ელექტრულ გენერატორში არსებული მბრუნავი ხვეულას გამარტივებული დიაგრამა (თავისუფალი წვდომა).
    სურათი 3: ელექტრულ გენერატორში არსებული მბრუნავი ხვეულას გამარტივებული დიაგრამა (თავისუფალი წვდომა).
  2. აქამდე შემოვიფარგლებოდით ბრტყელი ზედაპირებით. სინამდვილეში ჩვენ სატესტო ფართობად შეგვიძლია, ავირჩიოთ ნებისმიერი ფიგურის ზედაპირი. ჩვენ შეგვიძლია, გამოვიყენოთ ჩაკეტილი ზედაპირებიც, რომლებიც შემოსაზღვრავს ჩენთვის საინტერესო უბანს. ასეთი ზედაპირი შეიძლება, იყოს სფერო. ფიზიკოსებისთვის ჩაკეტილი ზედაპირები განსაკუთრებით საინტერესოა გაუსის მაგნეტიზმის კანონის გამო. რადგანაც მაგნიტს ყოველთვის აქვს ორი პოლუსი, არ არსებობს იმის შესაძლებლობა (რამდენადაც ვიცით), რომ ჩაკეტილი ზედაპირის შიგნით არსებობდეს მაგნიტური მონოპოლი. ეს ნიშნავს, რომ ნებისმიერ ჩაკეტილ ზედაპირში გამავალი ჯამური მაგნიტური ნაკადი არის ნული და, შესაბამისად, ამ ზედაპირში შემომავალი ნაკადი ზუსტად ბალანსდება ზედაპირიდან გასული ნაკადით. ეს ფაქტი ძალიან ამარტივებს მაგნიტურ ველთან დაკავშირებული ამოცანების ამოხსნას.

დენიანი სადენის ირგვლივ შექმნილი მაგნიტური ველი

სავარჯიშო 1:
სურათ 4-ზე ნაჩვენებია სადენის ოთხკუთხა კონტური, რომელიც მოთავსებულია მეორე დენიანი სადენის მახლობლად. სურათზე ნაჩვენები ზომების მიხედვით, იპოვეთ ამ კონტურში გამავალი მაგნიტური ნაკადის სიმკვრივე. თუ არ გახსოვთ, როგორ გამოთვალოთ სადენის ირგვლივ შექმნილი მაგნიტური ველი, გადაიკითხეთ ჩვენი სტატია მაგნიტრური ველი. მინიშნება: სასარგებლო იქნება, თუ ააგებთ მაგნიტური ველის ვერტიკალურ მანძილზე დამოკიდებულების გრაფიკს.
სურათი 4: სწორი დენიანი სადენის მახლობლად მოთავსებულ კონტურში გამავალი მაგნიტური ნაკადი.
სურათი 4: სწორი დენიანი სადენის მახლობლად მოთავსებულ კონტურში გამავალი მაგნიტური ნაკადი.

გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?

პოსტები ჯერ არ არის.
გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.