12.S: Vyanzo vya Mashamba ya Magnetic (Muhtasari)

Masharti muhimu

Sheria ya Ampère	sheria ya kimwili ambayo inasema kuwa mstari muhimu wa shamba la magnetic karibu na sasa umeme ni sawia na sasa
Sheria ya Biot-Savart	equation kutoa shamba magnetic katika hatua zinazozalishwa na waya sasa kubeba
vifaa vya diamagnetic	dipoles zao za magnetic zinafanana kinyume na shamba la magnetic lililotumiwa; wakati shamba limeondolewa, nyenzo hazipatikani
vifaa vya ferromagnetic	vyenye makundi ya dipoles, inayoitwa domains, ambayo yanahusiana na uwanja wa magnetic uliotumiwa; wakati shamba hili limeondolewa, nyenzo bado ni sumaku
hysteresis	mali ya ferromagnets kwamba ni kuonekana wakati uwanja wa magnetic nyenzo ni kuchunguza dhidi ya shamba kutumika magnetic; kitanzi ni kuundwa kutokana na yanayojitokeza shamba kutumika mbele na reverse
vikoa vya magnetic	makundi ya dipoles magnetic kwamba wote ni iliyokaa katika mwelekeo huo na ni pamoja pamoja quantum mechanically
uwezekano wa magnetic	uwiano wa shamba la magnetic katika nyenzo juu ya shamba lililotumiwa wakati huo; uwezekano mzuri ni ama paramagnetic au ferromagnetic (iliyokaa na shamba) na uwezekano hasi ni diamagnetic (iliyokaa kinyume na shamba)
vifaa vya paramagnetic	dipoles zao za magnetic zinafanana kwa sehemu sawa na shamba la magnetic lililotumiwa; wakati shamba hili limeondolewa, nyenzo hizo hazipatikani
upenyezaji wa nafasi ya bure	\(\displaystyle μ_0\), kipimo cha uwezo wa nyenzo, katika kesi hii nafasi ya bure, kusaidia uwanja wa magnetic
soenoid	waya nyembamba jeraha ndani ya coil inayozalisha shamba la magnetic wakati sasa umeme unapitia
toroid	donut-umbo coil karibu jeraha karibu kwamba ni moja ya waya kuendelea

Mlinganyo muhimu

Uwezeshaji wa nafasi ya bure	\(\displaystyle μ_0=4π×10^{−7}T⋅m/A\)
Mchango kwa uwanja wa magnetic kutoka kipengele cha sasa	\(\displaystyle dB=\frac{μ_0}{4π}\frac{Idlsinθ}{r^2}\)
Sheria ya Biot—Savart	\(\displaystyle \vec{B}=\frac{μ_0}{4π}∫_{wire}\frac{Id\vec{l}×\hat{r}}{r^2}\)
Shamba la magnetic kutokana na waya mrefu wa moja kwa moja	\(\displaystyle B=\frac{μ_0I}{2πR}\)
Nguvu kati ya mikondo miwili inayofanana	\(\displaystyle \frac{F}{l}=\frac{μ_0I_1I_2}{2πr}\)
Sehemu ya magnetic ya kitanzi cha sasa	\(\displaystyle B=\frac{μ_0I}{2R}\)(katikati ya kitanzi)
Sheria ya Ampère	\(\displaystyle ∮\vec{B}⋅d\vec{l}=μ_0I\)
Nguvu ya shamba la magnetic ndani ya s	\(\displaystyle B=μ_0nI\)
Nguvu ya shamba la magnetic ndani ya tor	\(\displaystyle B=\frac{μ_oNI}{2πr}\)
Upenyezaji magnetic	\(\displaystyle μ=(1+χ)μ_0\)
Sehemu ya magnetic ya solenoid iliyojaa vifaa vya paramagnetic	\(\displaystyle B=μnI\)

Muhtasari

12.2 Sheria ya Biot-Savart

• Sehemu ya magnetic iliyoundwa na waya ya kubeba sasa inapatikana na sheria ya Biot-Savart.
• Kipengele cha sasa\(\displaystyle Id\vec{l}\) kinazalisha shamba la magnetic umbali r mbali.

12.3 Uwanja wa Magnetic Kutokana na Waya Mwembamba

• Nguvu ya shamba la magnetic linaloundwa na sasa katika waya mrefu wa moja kwa moja hutolewa na\(\displaystyle B=\frac{μ_0I}{2πR}\) (waya mrefu wa moja kwa moja) ambapo mimi ni sasa, R ni umbali mfupi zaidi kwa waya, na mara kwa mara\(\displaystyle μ_0=4π×10^{−7}T⋅m/s\) ni upungufu wa nafasi ya bure.
• Mwelekeo wa shamba la magnetic linaloundwa na waya mrefu wa moja kwa moja hutolewa na utawala wa mkono wa kulia 2 (RHR-2): Weka kidole cha mkono wa kulia katika mwelekeo wa sasa, na vidole vinapunguza mwelekeo wa magnetic shamba.

12.4 Nguvu ya Magnetic kati ya Mikondo miwili

• Nguvu kati ya mikondo miwili inayofanana\(\displaystyle I_1\) na\(\displaystyle I_2\), ikitenganishwa na r umbali, ina ukubwa kwa urefu wa kitengo kilichotolewa na\(\displaystyle \frac{F}{l}=\frac{μ_0I_1I_2}{2πr}\).
• Nguvu ni ya kuvutia ikiwa mikondo iko katika mwelekeo huo huo, hupuuza ikiwa ni kinyume chake.

12.5 Uwanja wa Magnetic wa Loop ya Sasa

• Nguvu ya shamba la magnetic katikati ya kitanzi cha mviringo hutolewa na\(\displaystyle B=\frac{μ_0I}{2R}\) (katikati ya kitanzi), ambapo R ni radius ya kitanzi. RHR-2 inatoa mwelekeo wa shamba kuhusu kitanzi.

12.6 Sheria ya Ampère

• Sehemu ya sumaku iliyoundwa na sasa ikifuata njia yoyote ni jumla (au muhimu) ya mashamba kutokana na makundi kwenye njia (ukubwa na mwelekeo kama kwa waya moja kwa moja), na kusababisha uhusiano wa jumla kati ya sasa na shamba inayojulikana kama sheria ya Ampère.
• Sheria ya Ampère inaweza kutumika kuamua shamba sumaku kutoka waya mwembamba au waya mwembamba kwa njia ya kijiometri rahisi ya ushirikiano. Matokeo ni sawa na sheria ya Biot-Savart.

12.7 Solenoids na Toroids

• Nguvu ya uwanja wa magnetic ndani ya solenoid

\(\displaystyle B=μ_0nI\)(ndani ya solenoid)

ambapo n ni idadi ya matanzi kwa urefu wa kitengo cha solenoid. Shamba ndani ni sare sana katika ukubwa na mwelekeo.

• Nguvu ya shamba la magnetic ndani ya toroid ni

\(\displaystyle B=\frac{μ_oNI}{2πr}\)(ndani ya toroid)

ambapo N ni idadi ya windings. Shamba ndani ya toroid si sare na inatofautiana na umbali kama 1/r.

12.8 Magnetism katika Suala

• Vifaa vinawekwa kama paramagnetic, diamagnetic, au ferromagnetic, kulingana na jinsi wanavyoishi katika uwanja wa magnetic uliotumika.
• Vifaa vya paramagnetic vina usawa wa sehemu ya dipoles zao za magnetic na uwanja wa magnetic uliotumiwa. Hii ni uwezekano mzuri wa magnetic. Tu uso wa sasa unabaki, na kujenga uwanja wa magnetic kama solenoid.
• Vifaa vya diamagnetic vinaonyesha dipoles ikiwa kinyume na shamba la magnetic lililotumika. Hii ni uwezekano wa magnetic hasi.
• Vifaa vya ferromagnetic vina makundi ya dipoles, inayoitwa domains, ambayo yanahusiana na uwanja wa magnetic uliotumiwa. Hata hivyo, wakati shamba limeondolewa, nyenzo za ferromagnetic zinabakia sumaku, tofauti na vifaa vya paramagnetic. Magnetization hii ya nyenzo dhidi ya athari ya shamba kutumika inaitwa hysteresis.

Wachangiaji na Majina

Template:ContribOpenStaxUni