Mágneses mező

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából.

Elektromágnesség
Elektromosság

Mágnesség

Elektrosztatika
Coulomb-törvény

Elektromos mező
Elektromos töltés
Gauss-törvény
Villamos potenciál

Magnetosztatika
Ampère-törvény

Elektromos áram
Mágneses mező
Mágneses momentum

Elektrodinamika
Elektromos erő

Elektromágneses indukció
Elektromágneses sugárzás
Faraday–Lenz-törvény
Biot–Savart-törvény
Lorentz-törvény
Maxwell-egyenletek
Mágneses erő

Elektromos áramkörök
Elektromos ellenállás

Elektromos indukció
Elektromos kapacitás
Elektromos vezetés
Hullámtan
Impedancia
Rezgőkörök

A mágneses mező (másként mágneses tér) mágneses erőtér. Mozgó elektromos töltés (elektromos áram) vagy az elektromos mező változása hozhatja létre. A mágneses mezőt jellemző fizikai mennyiség a mágneses fluxussűrűség, mértékegysége a tesla (Vs / m2).

Tartalomjegyzék

[szerkesztés] Jellemzői

A mágneses tér erővonalai zárt görbék, azaz a görbéknek nincs sem kezdetük (forrásuk), sem végük (elnyelődésük). Szemben az elektromossággal nincsenek mágneses pólusok vagy magnetikusan töltött részecskék. (A rúdmágnes – a mágneses dipólus – pólusai rendezett erővonalnyaláboknak felelnek meg.) A mágnesesség alaptulajdonsága nem a valamely testre gyakrolt vonzó vagy taszító erőkifejtés, hanem a köráramokra (illetve a mozgó elektromosan töltött részecskékre) gyakorolt forgatónyomaték-kifejtés.

[szerkesztés] Mérése

A mágneses erőtér jellemzői közül méréstechnikai okokból általában nem a térerőt mérjük, mint az elektromos mezőnél, hanem a fluxust, illetve annak sűrűségét. A mágneses fluxussűrűség változása ugyanis – Faraday indukciós törvénye szerint – feszültséglökést kelt, ami pl. ballisztikus galvanométerrel könnyebben és pontosabban mérhető, mint a Carl Friedrich Gauss nevéhez köthető, magnetométeres mágneses térerősségmérő módszer.

A mágneses erőtér mértékének kifejezésére a Tes­la mértékegységet használjuk. Az 1 cm² területen áthaladó mágneses erővonalak száma jelenti a korábban Gaussban (rövidítve: G) megadott mágneses térerősség egységét. Viszonyításképpen néhány adat a mágne­ses erő mértékére: a Föld mágneses mezője kb. 0,5 G erősségű, az átlagos hűtőmágnesek 35–200 G, az iparban használatos eszkö­zök 300–5000 G erősségűek. Az MRI vizsgálat során 200.000 G erősségű mágneses teret alkalmaznak. Laboratóriumokban ennél nagyobb értékeket is elérnek.

[szerkesztés] Az elektromos és a mágneses mező összehasonlítása

Az erőtér neve Elektromos mező Mágneses mező
Az erőtér
fizikai
jellemzői
Térerősség Elektromos térerősség
(jele \boldsymbol{E}, mértékegysége \frac{V}{m})
Mágneses térerősség
(jele \boldsymbol{H}, mértékegysége \frac{A}{m})
Fluxussűrűség Elektromos indukció/fluxussűrűség
(jele \boldsymbol{D}, mértékegysége \frac{As}{m^2})
Mágneses indukció/fluxussűrűség
(jele \boldsymbol{B}, mértékegysége \frac{Vs}{m^2} (tesla))
Kapcsolatuk \boldsymbol{D} = \epsilon \epsilon_0 \boldsymbol{E} \boldsymbol{B} = \mu \mu_0 \boldsymbol{H}
Két közeg
határfelületén
folytonosan
megy át
\boldsymbol{E} érintő komponense és
\boldsymbol{D} normális komponense
\boldsymbol{H} érintő komponense és
\boldsymbol{B} normális komponense
törik \boldsymbol{E} normális komponense és
\boldsymbol{D} érintő komponense
\boldsymbol{H} normális komponense és
\boldsymbol{B} érintő komponense
Nyitott
erővonal
Forrás és nyelő Van Nincs
Kelti Elektromosan töltött részecske
Zárt
erővonal
Hurok Van Van
Kelti Mágneses mező változása Elektromosan töltött
részecske mozgása
(elektromos áram) vagy
elektromos mező
változása
Árnyékolása Faraday-kalitkával
(a vezető belsejében
az elektromos térerősség
csak 0 lehet)
Vastag vasburokkal
(csak a törési
törvény használható ki)

[szerkesztés] Fizikatörténete

A mágneses mező szemléltetése: a kis iránytűk a központban lévő mágnes hatására elrendeződnek
A mágneses mező szemléltetése: a kis iránytűk a központban lévő mágnes hatására elrendeződnek

A mágneses mező vizsgálata történetileg az elektromos mező vizsgálatával párhuzamosan folyt a 18. századtól kezdve. Kezdetben mindkettőnek azonos, korpuszkuláris jellemzőket tulajdonítottak, azonban az új és eltérő jelenségek felfedezése új és eltérő modellekhez vezetett. A 19. században elsősorban Michael Faraday munkássága révén a két mező jelenségei között kapcsolatot találtak. Végül a mágneses mezőt és az elektromos mezőt fogalmilag az elektromágneses mezőben egyesítette a rá vonatkozó négy Maxwell-egyenlet.

[szerkesztés] Élettani hatás

Halpern és Vandyk kutatók egy 1965-ös kísérletben a mágneses mező hiányának következményeit vizsgálták. Mágneses tér nélküli környezetet állítottak elő, amelyben kísérleti egerek életét tanulmányozták. A kísérletben részt vevő egerek egyik csoportja egy éven keresztül el volt zárva a mágneses tértől, míg a másik csoport időnként hozzájuthatott. A mágnesességtől elzárt egerek a következő tüneteket mutatták: rövidebb élettartam, szövetszaporodás (ez nem feltétlenül rosszindulatú), terméketlenség, kannibalizmus, helyzetérzékelési zavarok. [1]

[szerkesztés] Jegyzetek

[szerkesztés] Lásd még

Személyes eszközök