Фиктивность „магнитных масс". - раздел Физика, Магнитный поток Внешним Признаком Участия Вещества В Магнитных Явлениях Принято Считать Так Н...
Внешним признаком участия вещества в магнитных явлениях принято считать так называемые „магнитные массы", которые мы обычно приписываем тем частям поверхности тела (полюсам), через которые магнитный поток входит в данное тело или выходит из него. Особенно резко это обстоятельство обращает на себя внимание в случаях сильно магнитных материалов, как-то: стали, железа а т. п. Так, например, стальная, продольно намагниченная полоса обладает двумя полюсами, расположенными на ее концах. Тот полюс, из которого магнитный поток выходит во внешнее пустое пространство, называется северным или (условно) положительным. Другой полюс, через который магнитный поток входит в магнит извне, называется южным, или отрицательным. Соответственным образом магнитные массы, которые мы мысленно располагаем на этих полюсах, называются северной (положительной) и южной (отрицательной).
Оперируя с магнитными массами как с некоторыми количествами, можно, как известно, весьма полно описать с формальной стороны явления, наблюдаемые в магнитном поле (см. § 1). Закон Кулона представляет собою основное исходное математическое соотношение, связывающее механические проявления магнитного поля с магнитными массами и расстоянием между ними. При этом явление рассматривается так, как будто бы полюсы действуют друг на друга на расстоянии. Как ни совершенны результаты, достигнутые рассмотрением магнитного поля с этой точки зрения, т. е. с точки зрения дальнодействия, все же опыт заставляет признать, что этот метод, оставаясь вполне точным в смысле формального описания, не охватывает некоторых существенных сторон явлений, имеющих место в магнитном поле. Мы, например, оперируем с изолированной магнитной массой одного знака, говорим о „единице положительного магнитизма" так, как будто бы такая магнитная масса может существовать сама по себе. На самом деле, как мы знаем, не может быть магнита с одним магнитным полюсом. Мм никак не можем путем деления магнита на части или иначе отделить от него один полюс с расположенной на нем магнитной массой одного знака. В этом отношении есть принципиальное различие между тем, что мы называем магнитной массой, и тем, что мы называем электрическим зарядом, который, вообще говоря, ведет себя как некоторая самостоятельная физическая сущность. Весь наш опыт в области свойств магнитного поля показывает, что магнитные массы не обнаруживают основных признаков самостоятельного существования. Свободных магнитных масс, подобных свободному электричеству, не наблюдается нигде и никогда. Наоборот, всегда и везде то, что мы в обычной математической теории магнетизма называем магнитными массами или количествами магнитизма, является и по знаку и в количественном отношении лишь некоторой функцией магнитных качеств Тех веществ, через которые проходит магнитный поток. Фарадей, установивший основные
законы магнитного поля,понимаемого какнекоторый непрерывный процесс, распространенный по всему объему, занятому полем, экспериментально доказал участие в этом процессе вещества, заполняющего пространство, и вместе с тем обратил внимание на чистую условность нашего обычного представления о магнитных массах.
Итак, согласно воззрениям Фарадея, магнитные массы, наблюдаемые в местах перехода магнитного потока из среды с одной магнитной проницаемостью в среду с другой проницаемостью, представляют собою явление кажущееся, зависящее исключительно от изменения магнитной проницаемости. Поверхностную плотность магнитизма s (§ 2), т. е. магнитную массу, которую мы приписываем единице поверхности полюса, легко связать с плотностью магнитного потока B и с величинами магнитных проницаемостей обеих средин.
Действительно, обратившись к основным определениям (§ 2), мы видим, что поверхностная плотность магнитизма s, обнаруживаемая на полюсной поверхности тела, являющейся границей его с внешним пустым пространством, равна напряженности намагничения I, которою обладает тело (рис. 3) в связи с прохождением магнитного потока через него. Если бы данное тело было окружено не пустотой, а тем же веществом, из которого состоит это тело, то на той же поверхности мы имели бы
s=0.
Вообще, если мы имеем две среды с магнитными проницаемостями m1 и m2, поверхность раздела которых есть плоскость PQ (рис. 68) и в которых магнитная сила и напряженность намагничения суть hiи Н2, I1 и I2, и если при этом сквозь эти среды проходит однородный магнитный поток из второй, например, среды в первую, перпендикулярно поверхности раздела, то плотность магнетизма s на этой поверхности будет определяться по величине и по знаку следующим соотношением:
s=I2-I1.
Принимая во внимание, что магнитная индукция В будет в данном случае одна и та же в обеих срединах (см. § 27), можем
написать:
В=m0H1+4pI1=m0Н2+4pI2
откуда получаем:
На основании этого имеем:
Так как далее
то получаем окончательно:
(26)
Итак, мы видим, что поверхностная плотность того распределения магнитных масс, которое нам кажется существующим на поверхности раздела двух средин, в количественном отнесении определяется изменением магнитной проницаемости при переходе магнитного потока из одной среды в другую. Обследуя соотношение (26), мы приходим к заключению, что если в данном случае
m2>m1, то имеем
s>0,
т. е. мы приписываем поверхности раздела северные магнитные массы. Если же, например, оставляя вторую среду неизменной мы подберем теперь первую среду так, чтобы получилось соотношение
m2<m1, то будем иметь
s<0,
.и нам покажется, что на той же самой поверхности расположены теперь южные магнитные массы.
Для экспериментальной проверки подобных логических выводов Фарадей поставил следующие опыты. Он приготовил несколько водных растворов парамагнитной соли железа различной концентрации и наполнил этими растворами стеклянные запаянные трубочки. Подвешивая эти трубочки горизонтально на нитях, прикрепленных к средине каждой трубочки, и помещая их между полюсами магнита в воздухе, Фарадей наблюдал, как и следовало ожидать, аксиальное расположение трубочек (рис. 69), т. е. они все вели себя как железные стержни, располагаясь вдоль магнитных линий. Когда же Фарадей в сосуд С, расположенный между полюсами N и S так, что он окружал трубочку, наливал раствор соли железа высшей концентрации, чем раствор в трубочке, то последняя поворачивалась и занимала экваториальное положение, перпендикулярно магнитным линиям (рис. 70), т. е. в этом случае трубочки вели себя как
стержни из висмута. Если же в сосуд, С наливался раствор меньшей концентрации, чем в испытуемой трубочке, то расположение неизменно получалось аксиальное (рис. 69). Подвесив какую-либо трубочку с раствором промежуточной концентрации, Фарадей мог, изменяя соответствующим образом концентрацию раствора, наливаемого в сосуд С, заставить ту же самую трубочку принимать то аксиальное расположение (рис. 69), то экваториальное расположение (рис. 70).
Расположение аксиальное получалось, когда m2>m1 т.е. тогда, когда все происходило так, как будто бы на частях поверхности трубочки, обращенных к полюсам магнита, появляются магнитные массы противоположной полярности: концы трубочки „притягиваются" к полюсам N к S. В случаях же экваториального расположения, т. е. когда m2<m1 все происходило так, как будто бы на частях поверхности трубочки, обращенных к полюсам магнита появляются магнитные массы той же полярности, что и на полюсах: концы трубочки „отталкиваются" от полюсов N и S.
Фарадей всячески разнообразил опыты этого рода, применяя не один сосуд С, а несколько подобных сосудов, располагаемых один в другом и заполняемых растворами различных концентраций. Это необходимо было Фарадею для проверки некоторых соображений относительно роли промежуточной среды. Результаты всех этих опытов чрезвычайно ценны в том отношении, что дают обильный материал для суждения об относительности представления о магнитных массах, которые кажутся существующими в реальной обстановке. Других магнитных масс, кроме этих кажущихся, мы нигде и никогда не наблюдаем.
На сайте allrefs.net читайте: "ГЛАВА I - Магнитный поток"
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Фиктивность „магнитных масс".
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Общая характеристика магнитного поля.
Фарадей, один из творцов современного учения об электрических и магнитных явлениях, своими открытиями и опытными исследованиями, а также глубоким анализом этих явлений вложил
физическое с
Основные определения и соотношения.
В настоящем параграфе мы даем сводку определений и соотношений, которыми обычно пользуются при количественном описании различных свойств магнитного поля или, иными словами, магнитного потока. Так
Магнитный поток.
Представим себе произвольный замкнутый контур и некоторую поверхность s, ограничиваемую этим контуром. Полная магнитная индукция сквозь рассматриваемую поверхность s, т. е. поверхност
Принцип непрерывности магнитного потока. Опыты Фарадея.
Фарадею принадлежит заслуга установления очень важного принципа, соблюдающегося во всех случаях существования магнитного потока. Это — принцип замкнутости или непрерывности магнитных линий
Анализ опытов Фарадея.
Выше мы указали, что во время своих опытов по установлению принципа непрерывности магнитного потока Фарадей пришел к заключению, что, при вращении магнита вокруг его геометрической оси, магнитный
Формулировка закона электромагнитной индукции.
Фарадей, открывший в 1831 году явления электромагнитной индукции, в XXVIII серии своих „Опытных Исследований по Электричеству" в § 3115 устанавливает следующее основное положение:
„..
Случай изменяемого контура.
В качестве еще одного примера приведем опыт, проделанный автором настоящей книги в 1901 году с целью уяснения основного закона электромагнитной индукции.
Было взято железное кольцо А
Индукции.
Итак, чрезвычайно важно помнить, что две рассматриваемые формулировки (7) и (8) тождественны лишь при условии непрерывности и определенности проводящего контура. В случае каких-либо переключений в
О преобразованиях магнитного потока.
Во всех без исключения электромагнитных механизмах (динамомашинах, электродвигателях и т. п.) всегда вообще, когда мы имеем дело с преобразованием механической энергии в энергию электрического тока
Механизм перерезывания магнитных линий проводником.
Основываясь на данном в § 11 общем анализе основных случаев преобразования магнитного потока, мы обратимся теперь к вопросу о механизме электромагнитной индукции тока и покажем, как надлежит предс
Преобразования магнитного потока в трансформаторе.
Рассмотрим теперь явления, происходящие в трансформаторе. Здесь мы имеемдве обмотки, электрически между собой не связанные, намотанные на один общий железный сердечник. Ради упрощения схем
Роль магнитных экранов.
Рассмотрим теперь некоторые примеры магнитного экранирования. Принцип непрерывности магнитных линий помогает нам разобраться в сущности явлений, происходящих в этихслучаях.
Проблема бесколлекторной машины постоянного тока.
В заключение наших рассуждений о различных случаях электромагнитной индукции тока займемся вопросом о возможности осуществления бесколлекторной машины постоянного тока.
Магнитная цепь.
Из изложенного в предыдущих параграфах мы знаем, что магнитный поток всегда проходит по некоторой замкнутой цепи. Такая „магнитная цепь", или „магнитопровод", имеется во всяком электром
Линейный интеграл магнитной силы.
Закон магнитодвижущей силы. Представим себе некоторую точку A1 расположенную в магнитном поле (рис. 48).
Приближенное выражение закона магнитной цепи.
Необходимо еще раз подчеркнуть, что соотношение, выражаемое формулами (11) и (12), является совершенно точным, столь же точным, как и аналогичный ему закон Ома. Иногда приходится встречать указан
Энергия магнитного потока.
Понятие о присущей магнитному потоку энергии является важным в учении о природе магнитных явлений. В начальный период развития науки о магнитных явлениях совершенно не уделялось внимания той среде,
Индукции).
В начале настоящего курса говорилось, что мы мыслим магнитный поток состоящим из магнитных линий, т. е. из ряда элементарных (единичных) трубок магнитной индукции. Отсюда следует, что н полную эн
Подъемная сила магнита.
Разберем несколько примеров, где полученные нами формулы находят себе практическое применение.
Рассчитаем в виде первого примера подъемную силу электромагнита. Имеем магнитный полюс N
Отрывной пермеаметр.
Выведенные соотношения находят, между прочим, применение в теории отрывных пермеаметров, т. е. приборов, служащих для исследования магнитных свойств железа, Исследование сводится к построению крив
Природа электромагнитной силы.
Объяснение механических действий магнитного поля тяжением магнитных линий предоставляет возможность дать весьма простое физическое толкование причин возникновения электромагнитной силы, т. е. силы
Боковой распор магнитных линий.
Чтобы покончить с вопросом о механических свойствах магнитного потока, остановимся еще на одном явлении, сопутствующем тяжению магнитных линий. Из рисунка 59 ясно, что если придерживаться представ
Преломление магнитных линий.
Остановимся теперь на явлениях, имеющих место при переходе магнитного потока из одной среды в другую, обладающую иными магнитными свойствами (m1¹m2).
Когд
Принцип инерции магнитного потока.
Общие аналогии. В заключение главы о свойствах магнитного потока вкратце остановимся на некоторых общих соображениях и механических аналогиях, позволяющих взглянуть на магнитный поток с ново
Потока. Флюксметр.
Как известно, между проводником с током, помещенным во внешнее магнитное поле, и полем наблюдается сила механического взаимодействия, так называемая электромагнитная сила, величина которой определя
Роль вещества в магнитном процессе.
Как известно, на явления, в магнитном поле наблюдаемые, влияют особые качества вещества, заполняющего пространство, в котором существует поле. Вещество так или иначе участвует во всех магнитных пр
Общая характеристика магнитных материалов.
В предыдущем параграфе было в достаточной степени выяснено, что участие вещества в тех процессах, которые имеют место в магнитном поле, выражается не в том, что отдельные элементы вещества облада
Магнитный цикл.
Рассмотрим процесс переменного намагничения какого-либо ферромагнитного материала. Методы осуществления переменного намагничения весьма разнообразны. Наиболее простым в смысле условий намагничени
Материала.
Форма гистерезисной петли весьма характерна для каждого данного материала. Как видно из сказанного выше, площадь, охватываемая кривой, зависит от величины остаточной магнитной индукции Br
Расчет потерь на гистерезис и формула Штейнметца.
Вопрос о потерях на гистерезис в случае перемагничивания железа, стали, чугуна и т п. очень важен для электротехники, так как эти материалы играют существенную роль в магнитных цепях электромагнит
Гипотеза вращающихся элементарных магнитов.
Рассмотренные выше явления гистерезиса, а также многие иные особенности поведения ферромагнитных материалов в случае их намагничения можно с большим правдоподобием объяснить изменениями в ориентир
Магнитное насыщение.
Итак, мы имеем достаточно данных признать, что гипотеза вращающихся элементарных магнитов вместе с вытекающей из нее юинговской моделью магнитного вещества может быть положена нами в основу наших п
Влияние сотрясений на магнитные свойства.
Попытаемся теперь при помощи гипотезы элементарных магнитов объяснить влияние на магнитные свойства материалов некоторых внешних факторов, например, механических сотрясений, нагрева и т. д.
Влияние температурных условий на магнитные свойства вещества.
Еще со времен Гильберта было известно, что железо и сталь теряют свои магнитные свойства, будучи нагреты до светло-красного каления. Они при этом перестают намагничиваться и не притягиваются магнит
Магнитная вязкость.
С точки зрения гипотезы Ампера-Юинга мы рассматриваем всякий магнитный материал как совокупность элементарных магнитов. Процесс намагничения мы понимаем как изменение направления осей этих элемен
Изменение размеров тел при намагничении.
Заранее можно предвидеть, что перегруппировки элементарных: магнитов при намагничении могут вызвать некоторые изменения. в размерах намагничиваемого тела. Опыт показывает, что подобное изменение ра
Гистерезис вращения.
Опыт показывает, что величина потерь на гистерезис, вообще говоря, зависит от того, каким, именно, образом происходит перемагничивание. Это явление довольно просто объясняется с точки зрения гипот
Некоторые магнитные свойства железа и его сплавов.
В заключение мы остановимся на некоторых магнитных свойствах железа и его сплавов. Вообще говоря, в обычной практике мы пока еще редко пользуемся железом в чистом виде, а применяем его соед
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов