Магнитно поле
From Wikipedia, the free encyclopedia
Магнитното поле е векторно поле, което се създава от частици с ненулев магнитен момент (например от магнитния момент на електроните в атомите на постоянен магнит) или от промяната на електрическото поле във времето.[1] То е един от двата компонента на електромагнитното поле. Основните му характеристики са неговата сила и посока, определяни от вектора на магнитната индукция, т.е. това е векторно поле.[2] В системата единици SI силата на магнитното поле се измерва в тесла (означение Т).
Комплексното математическо описание на магнитното поле на даден обект обикновено се представя чрез магнитни линии. Тези така наречени линии са чисто математическа абстракция и не съществуват физически, но са добро средство за илюстрация. Например, разпръснат железен прах в близост до магнит образува фигури, подобни на въображаемите линии и дава представа за тяхното разположение.
Два магнита упражняват сила един върху друг чрез магнитните полета, които създават. Електрическият ток (и по принцип движението на заредени частици) също създава магнитно поле. Магнитното поле на постоянен магнит съществува предимно благодарение на електрони, несвързани в двойки. За да се създаде магнитно поле, е необходима енергия, която се освобождава, когато полето се разруши. Електричните и магнитните полета са неразривно свързани – промяната в електрическото поле създава магнитно поле и промяната в магнитното поле създава електрическо поле.
Това се описва от уравненията на Максуел. От гледна точка на специалната теория на относителността тези две полета са всъщност различна проява на един и същ обект – електромагнитното поле. От гледна точка на квантовата механика това електромагнитно поле се създава от виртуални фотони. В някои прости случаи полето може да се определи по закона на Био-Савар или от теоремата за циркулацията (наричана също закон на Ампер). В по-сложни случаи се дефинира като решение на уравненията на Максуел.
Магнитното поле се проявява чрез въздействието му върху магнитните моменти на частиците и върху движещи се електрически заредени частици (например проводник, по който тече електрически ток). Силата, действаща върху движеща се в магнитно поле заредена частица, се нарича сила на Лоренц. Тя е пропорционална на заряда на частицата и на векторното произведение на полето и скоростта на движение на частицата.
Магнитните полета намират широка употреба още от дълбока древност. Земята има свое магнитно поле, което е важно за навигацията. Северният полюс на компасите всъщност сочи към южния магнитен полюс на земята, който се намира в близост до северния географски полюс. Днес магнитните полета се използват в електрически мотори, трансформатори, генератори и много други електрически уреди.