Что такое магнитные полюса, чем отличаются северный и южный магнитный полюс

Магнитный полюс — это полезное понятие из теории магнитного поля, аналогичное понятию электрического заряда. Определения северный и южный по отношению к таким полюсам в рамках этой аналогии соответствуют определениям заряда как положительного и отрицательного.

Точно так же как существует сила отталкивания между двумя электронами и сила притяжения между электроном и протоном, имеется сила отталкивания между двумя северными магнитными полюсами и сила притяжения между северным и южным полюсами.

Магнитные поля можно описывать при помощи линий магнитного потока, или силовых линий. Это понятие связано с гипотетическим поведением единичного северного полюса, движущегося во внешнем магнитном поле.

Если бы существовал такой полюс, то при указанных условиях он стремился бы двигаться в направлении поля в каждой точке пространства и описывал бы траектории, называемые силовыми линиями. Единичный южный полюс движется вдоль силовых линий в направлении, противоположном направлению движения единичного северного полюса.

Движение единичного полюса вдоль силовых линий является следствием действия кулоновской силы, причем влияние одного из двух единичных полюсов заменяется влиянием эквивалентного магнитного поля.

Сила, приложенная к одному полюсу, представляет собой результат взаимодействия его собственного локального поля с полем, существующем в окружающем пространстве.

Хотя напряженность этого внешнего поля чувствуется данным полюсом, расположение источника внешнего поля не обязательно должно быть известным, если рассматривается только сила, действующая на данный полюс.

Внешнее поле просто оказывает влияние на полюс, находящийся в заданной точке пространства. Интенсивность ответной реакции единичного полюса на воздействие внешнего поля определяет количественную меру, по отношению к которой оценивается напряженность этого внешнего поля.

Итак, как электрическое, так и магнитное поле может быть изображено в общем виде при помощи силовых линий. Единичные электрические заряды стремятся двигаться вдоль электрических силовых линий, а единичные магнитные полюса — вдоль магнитных силовых линий. Однако между этими двумя видами силовых линий имеется принципиальное различие.

В частности, существует два типа электрически заряженных частиц — положительные и отрицательные, и частицы каждого типа действуют как источники электрического потока.

Если в пространстве присутствуют частицы обоих типов, то электрические силовые линии начинаются на частицах одного типа и оканчиваются на частицах другого типа. При этих условиях каждая электрическая силовая линия имеет начало, конец и направление.

Если же присутствуют электрически заряженные частицы только одного типа, то электрические силовые линии простираются между этими частицами и бесконечностью. В этом случае каждая силовая линия имеет начало и направление, но не имеет конца.

Магнитная силовая линия в отличие от электрической хотя и имеет направление, но не имеет ни начала, ни конца. Магнитные силовые линии всегда непрерывны. Вследствие этого не может существовать единичный магнитный полюс в виде частицы, аналогичной единичному заряду, который представляется электроном или протоном.

Хотя понятия северного и южного единичных магнитных полюсов полезны для количественного описания магнитных полей, в природе такие частицы существовать не могут. Тем не менее магнитные силовые линии могут выходить из одного конца тела и входить в другой его конец. В этих случаях говорят, что данное тело является магнитно-поляризованным.

Подобным образом тело является электрически поляризованным, если электрические силовые линии выходят из одного его конца и входят в другой конец.

При электрической поляризации электрическая силовая линия начинается в некоторой точке внутри поляризованного тела. Конец силовой линии приписывают некоторому конкретному электрону или конкретному протону. В случае же магнитной поляризации магнитная силовая линия просто проходит через тело, и внутри этого тела нет точек, в которых она начиналась бы или оканчивалась.

В качестве примера рассмотрим магнитное поле, окружающее стержневой магнит. Это поле имеет наибольшую напряженность у двух концов стержня.

На первый взгляд это может означать наличие некоторых источников магнитного поля внутри стержня у его концов — северного полюса у одного конца и южного у другого.

Такое представление складывается, однако, лишь при наблюдении извне, так как на самом деле поле имеет самую большую напряженность в центральной части металлического стержня, а не на его концах. Таким образом, здесь магнитные полюса характеризуют точки входа и выхода силовых линий, а никак не точки их начала или окончания.

Названия северный и южный установились как следствие исторической ассоциации. Магнитное поле земного шара ориентировано так, что его полюсы размещаются физически в непосредственной близости от географических полюсов.

Фактически стрелка компаса во многих точках Земли указывает направление на географический северный полюс. В сознании множества людей эти два совершенно разных понятия (географический и магнитный полюса) слились воедино.

Но даже при использовании принятого соглашения относительно северного и южного полюсов все же остается некоторая неясность в связи с необходимостью различать полюс, ориентирующийся в северном направлении и являющийся истинным северным полюсом магнита, и южный магнитный полюс, который по его свойствам соответствовал бы географическому северному полюсу, если бы действительно физически существовал некий единичный полюс.

Короче говоря, хотя тело может быть поляризовано так, что магнитные силовые линии выходят из одного его конца и входят в другой конец, объектов типа магнитного монополя не существует.

Источник

Магнитный полюс

Магни́тный по́люс — условная точка на земной поверхности, в которой магнитное поле Земли направлено строго под углом 90° к поверхности.

В связи с несимметричностью магнитного поля Земли, магнитные полюса не являются антиподальными точками.

Содержание

Северный магнитный полюс

Расположение северного магнитного полюса не совпадает с географическим северным полюсом. Примерно с начала XVII века полюс располагается под паковыми льдами в границах нынешней канадской Арктики. Это приводит к тому, что стрелка компаса показывает на север не точно, а лишь приблизительно.

Как заявил в 2005 году в Оттаве руководитель геомагнитной лаборатории канадского министерства природных ресурсов Ларри Ньюитт, северный магнитный полюс Земли, как минимум 400 лет «принадлежавший» Канаде, «покинул» эту страну. Имеющий свойство перемещаться магнитный полюс, примерно с начала ХVII века располагавшийся под паковыми льдами в границах нынешней канадской Арктики, вышел за пределы 200-мильной зоны Канады. [4]

Южный магнитный полюс

Расположение южного магнитного полюса не совпадает с географическим южным полюсом. В настоящее время он лежит на краю Антарктиды.

Полярность

Традиционно, конец магнита, указывающий направление на север, называется северным полюсом магнита, а противоположный конец — южным. Известно, однако, что одинаковые полюса отталкиваются, а не притягиваются. Из этого следует, что географический северный магнитный полюс, на который указывает северная (синяя) часть стрелки компаса, с физической точки зрения является южным. Как было замечено выше, разница между географическим северным магнитным полюсом и северным полюсом Земли незначительна. Поэтому с определенной погрешностью можно утверждать, что компас синей частью стрелки указывает на север (подразумевая и географический северный магнитный полюс, и северный полюс Земли).

Геомагнитные полюса

Геомагнитными полюсами называются точки, где ось магнитного диполя (представляющего собой основную компоненту разложения магнитного поля Земли по мультиполям) пересекает поверхность Земли. Поскольку магнитный диполь является лишь приближённой моделью магнитного поля Земли, геомагнитные полюса несколько отличаются по своему расположению от истинных магнитных полюсов, в которых магнитное наклонение равно 90°.

История

В 1831 году английским полярным исследователем Джоном Россом в Канадском архипелаге был открыт северный магнитный полюс — область, где магнитная стрелка занимает вертикальное положение, то есть наклонение равно 90°. В 1841 году Джеймс Росс (племянник Джона Росса) достиг южного магнитного полюса Земли, находящегося в Антарктиде.

Примечания

См. также

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Магнитный полюс» в других словарях:

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — участок поверхности намагниченного образца (магнита), на к ром норм. составляющая намагниченности Jn отлична от нуля. Если магнитный поток в образце и окружающем пр ве изобразить графически при помощи линий индукции (силовых линий) магнитного… … Физическая энциклопедия

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — часть поверхности намагниченного тела, на которой имеется нормальная составляющая вектора намагниченности (этот участок поверхности пересекает силовые линии магнитного поля). Магнитный полюс называется северным N (положительным), если из него… … Большой Энциклопедический словарь

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС, одна из двух воображаемых точек на поверхности, например, Земли, где магнитное поле направлено вертикально вниз на северном полюсе и вверх на южном. Магнитные полюса смещены относительно географических, причем смещены по разному … Научно-технический энциклопедический словарь

магнитный полюс — полюс Участок поверхности объекта контроля или намагничивающего устройства, в который входят или из которого выходят магнитные силовые линии. Примечание Участок, из которого выходят магнитные силовые линии, называют северным полюсом, а в который… … Справочник технического переводчика

магнитный полюс — часть поверхности намагниченного тела, на которой имеется нормальная составляющая вектора намагниченности (этот участок поверхности пересекает силовые линии магнитного поля). Магнитный полюс называют северным N (положительным), если из него… … Энциклопедический словарь

Магнитный полюс — Magnetic pole Магнитный полюс. Область на намагниченной детали, в которую входит или из которой выходит магнитное поле. Это точка максимального магнитного притяжения в детали. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П.… … Словарь металлургических терминов

магнитный полюс — magnetinis polius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. magnetic pole vok. magnetischer Pol, m; Magnetpol, m rus. магнитный полюс, m pranc. pôle magnétique, m … Automatikos terminų žodynas

магнитный полюс — magnetinis polius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetic pole vok. magnetischer Pol, m; Magnetpol, m rus. магнитный полюс, m pranc. pôle magnétique, m … Fizikos terminų žodynas

Магнитный полюс — участок поверхности намагниченного образца (магнита), на котором нормальная составляющая намагниченности (См. Намагниченность) Jn отлична от нуля. Если Магнитный поток в образце и окружающем пространстве изобразить графически с помощью… … Большая советская энциклопедия

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — область магнита с макс. намагниченностью. Каждый магнит имеет два М. п. северный (обозначается N), или положит., и южный (S), или отрицат. Одноименные М. п. отталкиваются, разноименные притягиваются. Назв. северный и южный обусловлены тем, что… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Источник

Магнитный полюс

Полезное

Смотреть что такое «Магнитный полюс» в других словарях:

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — участок поверхности намагниченного образца (магнита), на к ром норм. составляющая намагниченности Jn отлична от нуля. Если магнитный поток в образце и окружающем пр ве изобразить графически при помощи линий индукции (силовых линий) магнитного… … Физическая энциклопедия

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — часть поверхности намагниченного тела, на которой имеется нормальная составляющая вектора намагниченности (этот участок поверхности пересекает силовые линии магнитного поля). Магнитный полюс называется северным N (положительным), если из него… … Большой Энциклопедический словарь

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС, одна из двух воображаемых точек на поверхности, например, Земли, где магнитное поле направлено вертикально вниз на северном полюсе и вверх на южном. Магнитные полюса смещены относительно географических, причем смещены по разному … Научно-технический энциклопедический словарь

магнитный полюс — полюс Участок поверхности объекта контроля или намагничивающего устройства, в который входят или из которого выходят магнитные силовые линии. Примечание Участок, из которого выходят магнитные силовые линии, называют северным полюсом, а в который… … Справочник технического переводчика

Магнитный полюс — Сюда перенаправляется запрос «Геомагнитный полюс». На эту тему нужна отдельная статья … Википедия

магнитный полюс — часть поверхности намагниченного тела, на которой имеется нормальная составляющая вектора намагниченности (этот участок поверхности пересекает силовые линии магнитного поля). Магнитный полюс называют северным N (положительным), если из него… … Энциклопедический словарь

Магнитный полюс — Magnetic pole Магнитный полюс. Область на намагниченной детали, в которую входит или из которой выходит магнитное поле. Это точка максимального магнитного притяжения в детали. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П.… … Словарь металлургических терминов

магнитный полюс — magnetinis polius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. magnetic pole vok. magnetischer Pol, m; Magnetpol, m rus. магнитный полюс, m pranc. pôle magnétique, m … Automatikos terminų žodynas

магнитный полюс — magnetinis polius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetic pole vok. magnetischer Pol, m; Magnetpol, m rus. магнитный полюс, m pranc. pôle magnétique, m … Fizikos terminų žodynas

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — область магнита с макс. намагниченностью. Каждый магнит имеет два М. п. северный (обозначается N), или положит., и южный (S), или отрицат. Одноименные М. п. отталкиваются, разноименные притягиваются. Назв. северный и южный обусловлены тем, что… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Источник

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС

— участок поверхности намагниченного образца (магнита), на к-ром норм. составляющая намагниченности М n отлична от нуля. Если магнитный поток в образце и окружающем пространстве изобразить графически при помощи линий индукции (силовых линий) магн. поля, то М. п. будет соответствовать месту пересечения поверхности образца этими линиями (рис.). Обычно участок поверхности, из к-рого выходят силовые линии, наз. северным (N )или положительным М. п., а участок, в к-рый эти линии входят, южным (S )или отрицательным. Одноимённые М. п. отталкиваются, разноимённые притягиваются (см. Кулона закон). Если следовать аналогии с взаимодействием электрич. зарядов, то М. п. можно приписать отличную от нуля поверхностную плотность магнитных зарядов . Отсутствие в природе свободных магн. зарядов (см. Магнитный монополь )приводит к тому, что линии магн. индукции не могут прерываться в образце и у намагниченного образца (тела) наряду с М. п. одной полярности всегда должен существовать эквивалентный М. п. другой полярности.

Магнитное поле и полюсы (N и S) намагниченного стального стержня. Линиями со стрелками обозначены линии магнитной индукции (линии замыкаются в окружающем стержень пространстве).

Полезное

Смотреть что такое «МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС» в других словарях:

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — часть поверхности намагниченного тела, на которой имеется нормальная составляющая вектора намагниченности (этот участок поверхности пересекает силовые линии магнитного поля). Магнитный полюс называется северным N (положительным), если из него… … Большой Энциклопедический словарь

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС, одна из двух воображаемых точек на поверхности, например, Земли, где магнитное поле направлено вертикально вниз на северном полюсе и вверх на южном. Магнитные полюса смещены относительно географических, причем смещены по разному … Научно-технический энциклопедический словарь

магнитный полюс — полюс Участок поверхности объекта контроля или намагничивающего устройства, в который входят или из которого выходят магнитные силовые линии. Примечание Участок, из которого выходят магнитные силовые линии, называют северным полюсом, а в который… … Справочник технического переводчика

Магнитный полюс — Сюда перенаправляется запрос «Геомагнитный полюс». На эту тему нужна отдельная статья … Википедия

магнитный полюс — часть поверхности намагниченного тела, на которой имеется нормальная составляющая вектора намагниченности (этот участок поверхности пересекает силовые линии магнитного поля). Магнитный полюс называют северным N (положительным), если из него… … Энциклопедический словарь

Магнитный полюс — Magnetic pole Магнитный полюс. Область на намагниченной детали, в которую входит или из которой выходит магнитное поле. Это точка максимального магнитного притяжения в детали. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П.… … Словарь металлургических терминов

магнитный полюс — magnetinis polius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. magnetic pole vok. magnetischer Pol, m; Magnetpol, m rus. магнитный полюс, m pranc. pôle magnétique, m … Automatikos terminų žodynas

магнитный полюс — magnetinis polius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetic pole vok. magnetischer Pol, m; Magnetpol, m rus. магнитный полюс, m pranc. pôle magnétique, m … Fizikos terminų žodynas

Магнитный полюс — участок поверхности намагниченного образца (магнита), на котором нормальная составляющая намагниченности (См. Намагниченность) Jn отлична от нуля. Если Магнитный поток в образце и окружающем пространстве изобразить графически с помощью… … Большая советская энциклопедия

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — область магнита с макс. намагниченностью. Каждый магнит имеет два М. п. северный (обозначается N), или положит., и южный (S), или отрицат. Одноименные М. п. отталкиваются, разноименные притягиваются. Назв. северный и южный обусловлены тем, что… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Источник

Магнитное поле

Магнитное поле играет очень большую роль в электротехнике и электронике. Без магнитного поля не функционировали бы герконы, электромагнитные реле, соленоиды, катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы, двигатели, динамики, генераторы электрической энергии да и вообще много чего.

Природа магнетизма

Согласно одной из легенд, когда-то давным-давно жил в Греции пастух по имени Магнес. И вот шел он как-то со своим стадом овец, присел на камень и обнаружил, что конец его посоха, сделанный из железа, стал притягиваться к этому камню. С тех пор стали называть этот камень магнетит в честь Магнеса. Этот камень представляет из себя оксид железа.

Если такой камень положить на деревянную доску на воду или подвесить на нитке, то он всегда выстраивался в определенном положении. Один его конец всегда показывал на СЕВЕР, а другой — на ЮГ.

Этим свойством камня пользовались древние цивилизации. Поэтому, это был своего рода первый компас. Потом уже стали обтачивать такой камень и делать из разные фигурки. Например, так выглядел китайский древний компас, ложка которого была сделана из того самого магнетита. Ручка у этой ложки всегда показывала на ЮГ.

Ну а далее дело шло за практичностью и маленькими габаритами. Из магнетита вытачивали маленькие стрелки, которые подвешивали на тонкую иглу посередине. Так стали появляться первые малогабаритные компасы.

Древние цивилизации, конечно, не знали еще что такое север и юг. Поэтому, одну сторону магнетита они назвали северным полюсом (North), а противоположный конец — южным (South). Названия на английском очень легко запомнить, если кто смотрел американский мультфильм «Южный парк», он же Сауз (South) парк).

Магнитные линии и магнитный поток

Вокруг магнита экспериментальным путем были обнаружены магнитные силовые линии. Эти магнитные линии создают так называемое магнитное поле.

Как вы могли заметить на рисунке, концентрация магнитных силовых линий на самых краях магнита намного больше, чем в его середине. Это говорит о том, что магнитное поле является более сильным именно на краях магнита, а в его середине практически равна нулю. Направлением магнитных силовых линий считается направление от севера к югу.

Ошибочно считать, что магнитные силовые линии начинают свое движение от северного полюса и заканчивают свой век на южном. Это не так. Магнитные линии — они замкнуты и непрерывны. В магните это будет выглядеть примерно так.

Если приблизить два разноименных полюса, то произойдет притягивание магнитов

Если же приблизить одноименными полюсами, то произойдет их отталкивание

Итак, ниже важные свойства магнитных силовых линий.

Магнитные силовые линии, которые образуют магнитное поле, называют также магнитным потоком.

Итак, давайте рассмотрим два рисунка и ответим себе на вопрос, где плотность магнитного потока будет больше? На рисунке «а» или на рисунке «б»?

Видим, что на рисунке «а» мало силовых магнитных линий, а на рисунке «б» их концентрация намного больше. Отсюда можно сделать вывод, что плотность магнитного потока на рисунке «б» больше, чем на рисунке «а».

В физике формула магнитного потока записывается как

Ф — магнитный поток, Вебер

В — плотность магнитного потока, Тесла

а — угол между перпендикуляром n (чаще его зовут нормалью) и плоскостью S, в градусах

S — площадь, через которую проходит магнитный поток, м 2

Что же такое 1 Вебер? Один вебер — это магнитный поток, который создается полем индукцией 1 Тесла через площадку 1м 2 расположенной перпендикулярно направлению магнитного поля.

Напряженность магнитного поля

Формула напряженности

Слышали ли вы когда-нибудь такое выражение: «напряженность между ними все росла и росла». То есть по сути напряженность — это что-то невидимое, какая-то сдерживающая сила, энергия. Здесь почти все то же самое. Напряженностью магнитного поля также часто называют силой магнитного поля. Напряженность магнитного поля напрямую зависит от плотности магнитного потока и выражается формулой

H — напряженность магнитного поля, Ампер/метр

B — плотность магнитного потока, Тесла

Эта формула работает только тогда, когда между витками катушки находится воздух, либо вакуум. Более крутая формула выглядит вот так.

μ — это относительная магнитная проницаемость.

У разных веществ она разная

Напряженность магнитного поля проводника с током

Итак, имеем какой-либо проводник, по которому течет электрический ток.

Для того, чтобы вычислить напряженность магнитного поля на каком-то расстоянии от проводника при условии, что проводник находится в воздушном пространстве либо в вакууме, достаточно воспользоваться формулой

H — напряженность магнитного поля, Ампер/метр

I — сила тока, текущая через проводник, Ампер

r — расстояние до точки, в которой измеряется напряженность, метр

Магнитное поле проводника с током

Оказывается, если через какой-либо проводник пропустить электрический ток, то вокруг проводника образуется магнитное поле.

Здесь можно вспомнить знаменитое правило буравчика, но для наглядности я лучше буду использовать правило самореза, так как почти все хоть раз в жизни ввинчивали либо болт, либо саморез.

Ввинчиваем по часовой стрелке — саморез идет вниз. В нашем случае он показывает направление электрического тока. Движение наших рук показывает направление линий магнитного поля. Все то же самое, когда мы начинаем откручивать саморез. Он начинает вылазить вверх, то есть в нашем случае показывает направление электрического тока, а наша рука в этом время рисует в воздухе направление линий магнитного поля.

Также часто в учебниках физики можно увидеть, что направление электрического тока от нас рисуют кружочком с крестиком, а к нам — кружочком с точкой. В этом случае опять представляем себе саморез и уже в голове увидим направление магнитного поля.

Как думаете, что будет если мы сделаем вот такую петельку из провода? Что изменится в этом случае?

Давайте же рассмотрим этот случай более подробно. Так в этой плоскости оба проводника создают магнитное поле, то по идее они должны отталкиваться друг от друга. Но если они хорошо закреплены, то начинается самое интересное. Давайте рассмотрим вид сверху, как это выглядит.

Как вы можете заметить, в области, где суммируются магнитные силовые линии плотность магнитного потока прям зашкаливает.

Соленоид

А что если сделать много-много таких петелек? Взять какую-нибудь круглую бобину, намотать на нее провод и потом убрать бобину. У нас должно получится что-то типа этого.

Если подать постоянное напряжение на такую катушку, магнитные силовые линии будут выглядеть вот так.

Вы только посмотрите, какая бешеная плотность магнитного потока внутри такой катушки! Получается, что от каждой петельки магнитное поле суммируется, что в итоге дает такую плотность магнитного потока. Такую катушку также называют катушкой индуктивности или соленоидом.

Вот также схема, показывающая как магнитные силовые линии складываются в соленоиде.

Плотность магнитного потока зависит от того, какая сила тока проходит через соленоид. Чтобы увеличить плотность магнитного потока, достаточно поверх витков намотать еще больше витков и вставить сердечник из специального материала — феррита.

Если в электрических цепях есть такое понятие, как ЭДС — электродвижущая сила, то и в магнитных цепях есть свой аналог — МДС — магнитодвижущая сила. Магнитодвижущая сила выражается в виде тока, протекающего через катушку из N витков и выражается в Амперах-витках.

I — это сила тока в катушке, Амперы

N — количество витков катушки, штуки)

Также советую посмотреть очень простое и интересное видео про магнитное поле.

Похожие статьи по теме «магнитное поле»

Источник