为什么同一层面的磁铁会互相排斥?
磁铁在同一水平面上互相排斥的原因
根据最基本的电磁定律,电流方向相同的两根平行线会产生引力,反之亦然。同样,如果向两个平行的线圈施加同方向的电流,也会产生吸引力。
线圈的一边产生南磁场,另一边产生北磁场。如上所述,一个线圈的南极正好与另一个线圈的北极相对,产生吸引力。
磁铁内部的原子中有电子围绕着内核旋转,就像电流一样,所以每个原子就像一个小小的带电线圈。当许多这样的小通电线圈沿一个方向排列时,宏观上就形成了一块磁铁。它产生同级相斥,异极相吸的机制。
磁铁同级相斥,异性相吸的原理。
每个磁铁都有正极和负极,磁铁周围有磁场。当两块磁铁的同极相互靠近时,由于磁场的相互排斥,两块磁铁似乎有一种力将它们分开。当两个不同的极点靠近时,它们会相互吸引。简单来说,磁铁的斥力是由磁铁中的磁场引起的。这也是物理学上说的:同性相斥,同性相吸。
磁性完全是由电流形成的。磁铁是成对的,有北极和南极,没有单极存在。这就构成了磁场和引力场,电场是不一样的。磁场必须是一个没有断点的环形结,磁块外从北到南,磁块内从南到北。电荷加速电场的吸引力,就像质子加速引力场一样。但是磁偶极子(小南北极对,小指南针)只会被磁场旋转,使其指向磁场的方向。
电流的单位安培隐含一个力,就是两个无限远1米、平行截面很小的带电体,通过1安培的电流时,产生每米长度1牛顿的吸力或推力(视电流方向而定,同向相斥,异向相吸)。这个定义通过磁导率暗示了电和磁(都与力有关)之间的关系。
看量纲,任何带电体F=BLI1。
牛顿=1牛顿/安培米*1米*1安培
根据安培定律,磁通密度在磁路方向的分量与磁路长度的乘积(B(2) (Pi) (R))就是绝对磁导率与电流的乘积(绝对磁导率*I)。
B(2) (Pi) (R)=绝对渗透率* i。
B(2) (Pi) (R))/(I)=绝对渗透率。
b(牛顿/安培)/I(安培)=绝对磁导率(牛顿/安培2)
这就通过电流(力的意思)严密地表达了(磁通密度)和(激振力)。也暗示了电流回路和磁回路是锁在一起的,磁性可以由电决定,反之亦然,这就是力的意义。这只是线圈通电产生磁性的解释吗?我们可以推广一下,给一个磁块,知道它的B,可以推导出它的励磁电流吗?是的,显然没有电流。对电流有什么解释?这就有了从宏观到微观的依据,即物体的电子(电荷)在物体内运动形成闭路电流。可以看作是电子在电子表面旋转产生的微小电流,也可以有通量及其联系。电子的公转和自转也可以有磁通量?这也应该是量子力学的东西。物体中有许多偶极子,在外界的引导下容易聚集并加强磁通密度,使磁导率相对较高,有著名的极化。
考察了磁块附近小铁块的受力情况。先将小铁块极化成小磁块,然后将小磁块扭转,使其与磁块的磁通量方向一致。极化过程也决定了虚电流数据F=BLI被有F力的磁块吸引。物体的极化程度决定了它的强度。如果一个物体根本不能极化,那么它就完全没有磁引力,高相对磁导率就是高极化的表现。
如果磁块附近有一个小磁块,那么这个小磁块被扭转到与磁块的磁通方向对齐,然后这个小磁块被磁块极化,最后一个小磁块B根据F=BLI有一个虚电流,这个虚电流被磁块以F力吸引或排斥。
磁铁排斥原理
吸引铁、钴、镍和其他物质的特性叫做磁性。磁铁两端磁性较强的区域称为磁极,一端称为北极(N极),另一端称为南极(S极)。实验表明,同性磁极相斥,异性磁极相吸。
大多数物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子是由原子核和电子组成的。在原子内部,电子不停地绕着原子核旋转。电子的这两种运动都会产生磁性。但在大多数物质中,电子运动的方向是不同的,是混沌的,磁效应相互抵消。所以大多数物质在正常情况下是没有磁性的。
铁、钴、镍或铁氧体等铁磁性物质则不同,其内部电子自旋可以在小范围内自发排列,形成自发磁化区,称为磁畴。铁磁性物质磁化后,内部磁畴排列整齐,方向一致,从而磁性增强,形成磁体。磁铁吸铁的过程就是铁块磁化的过程。被磁化的铁块与磁铁以不同的极性相互吸引,铁块与磁铁牢固连接。粘性?一起。假设磁铁是有磁性的。
磁畴理论是用量子理论从微观角度解释铁磁材料的磁化机理。所谓磁畴,是指磁性材料内部的小区域,每个区域都包含大量的原子。这些原子的磁矩像小磁铁一样排列整齐,但相邻不同区域之间原子磁矩的方向不同,如图所示。畴之间的界面称为畴壁。一般来说,宏观物体总是有很多磁畴。这样,磁畴的磁矩方向不同,结果互相抵消。矢量和为零,整个物体的磁矩为零,因此不能吸引其他磁性物质。也就是说,磁性材料在正常情况下是不会对外表现出磁性的。磁性材料只有被磁化后,才能对外显示磁性。
1928海森堡将量子力学引入外斯的铁磁理论,根据定域自旋交换解释了磁性的起源。1932年在内耳中发现抗磁性和亚铁磁性并成功解释这些现象,1970年获得物理学奖。范·弗洛克和安德森因对磁性和无序体系电子结构的基础研究获得1977的物理学奖。1926年,焦克提出绝热退磁,获得1949化学奖。
磁铁的发现
古希腊人和中国人在自然界发现了一种天然磁化的石头,他们称之为?磁铁矿?。这种石头可以神奇地捡起小铁片,随意摆动后始终指向同一个方向。早期的航海家用这块磁铁作为他们最早的指南针,在海上辨别方向。
经过几千年的发展,磁铁已经成为我们今天生活中的一种强有力的材料。通过合成不同材料的合金,可以达到和磁铁一样的效果,还可以提高磁力。18世纪出现了人造磁铁,但制造更强磁性材料的过程非常缓慢,直到20世纪20年代才生产出铝镍钴。随后,50年代制造出铁氧体,70年代制造出[稀土磁体[包括NdFeB和SmCo]]。在这一点上,磁性技术发展迅速,强磁性材料也使得元件更加小型化。
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