De esta manera se puede crear un campo magnético. Campo magnético y su significado. Campo magnético del disco duro
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La creación de un campo magnético alrededor de la bobina se produce debido a la energía del generador. corriente alterna- Cuando aumenta la corriente, aumenta el campo magnético y se toma energía del generador. Cuando la corriente disminuye, el campo devuelve la energía acumulada en él al circuito eléctrico. En general, durante el periodo de corriente alterna no se produce consumo de energía en un circuito con inductancia. También se llama potencia reactiva a la potencia que oscila entre el generador y la inductancia.
Los imanes se pueden combinar para disminuir o aumentar su fuerza, dependiendo de su orientación entre sí. Combinar dos imanes idénticos no duplicará su fuerza, pero se acercará. La razón por la que no se duplicará exactamente es porque los imanes no ocupan el mismo espacio. Aunque la intensidad del campo es aditiva, la intensidad del campo en la superficie superior del imán combinado está a una distancia del otro imán, es decir, el ancho del imán superior, por lo que no se siente todo el efecto del imán inferior.
La creación de un campo magnético en los motores se llama excitación.
La creación de un campo magnético axial a los arcos paralelos evita que se conecten, lo que mantiene el arco difuso. La corriente procedente de la alimentación de corriente central 5 se propaga a lo largo de cuatro radios conductores 6 situados radialmente, que terminan en la periferia con conductores anulares, pero limitados cada uno a sólo un cuarto del círculo. En general, esto crea una vuelta que fluye alrededor de la corriente de disparo. Los extremos de estos arcos anulares están conectados directamente al electrodo 7, sobre el cual se produce el proceso de inicio y extinción del arco. Las superficies de contacto directo de los electrodos 7, 8 tienen ranuras radiales que evitan que los arcos se fusionen.
Si se combinan dos imanes de manera que los mismos polos queden enfrentados, su fuerza magnética se reducirá considerablemente. No quedarán completamente anulados por los mismos argumentos anteriores: no ocupan el mismo espacio. El estudiante puede esperar que se cancelen los imanes combinados, como las cargas eléctricas. Pero campos magnéticos son más bien aditivos.
Tenga en cuenta que el magnetismo puede verse a grandes rasgos por los círculos que forman los electrones en sus órbitas. Si la orientación de estas órbitas es aleatoria, se cancelarán entre sí. Si todos están orientados en la misma dirección, su efecto es acumulativo y la intensidad del campo es aditiva.
Para crear un campo magnético en máquinas de CA, se requiere potencia reactiva. En los devanados de una máquina de CA fluyen corrientes activas y reactivas. Las corrientes reactivas crean un campo magnético giratorio y los componentes activos de las corrientes determinan la potencia activa de la máquina. La potencia reactiva en estado estacionario puede provenir del lado del estator o del lado del rotor o de ambos lados de la máquina simultáneamente. Direcciones de los flujos de energía activa y reactiva independientemente del modo de funcionamiento máquina eléctrica pueden coincidir o ser opuestos. Esto significa que la potencia activa puede provenir del lado del estator y la potencia reactiva del lado del rotor y viceversa.
Campo magnético del disco duro
Imanes: Estos sujetan notas en la puerta del refrigerador, sellan bolsas, sostienen jabón en el jabonera. ¿Cómo es esto posible y qué fuerzas invisibles actúan? Un imán siempre tiene dos polos. Y si lo cortas por la mitad, las dos mitades tendrán dos polos.
Un imán siempre tiene dos extremos.
Los imanes son metales que atraen o repelen otros metales. Los metales con propiedades magnéticas incluyen el hierro, el níquel y el cobalto. Estos objetivos se llaman Polo Norte y Polo Sur. Aquí los polos opuestos atraen a todos. Puedes probarlo tú mismo tomando dos imanes. Cuando mantienes juntos el Polo Norte y el Polo Sur, los imanes atraen. Sin embargo, cuando mantienes juntos el Polo Norte y el Polo Norte, los imanes se repelen entre sí. ¿Puedes sentir las fuerzas magnéticas?
Para crear un campo magnético especificado en magnitud y dirección, se utilizan anillos de Helmholtz, que constan de dos devanados de contorno circular con un radio de 185 mm, ubicados paralelos entre sí a una distancia igual al radio de los anillos.
| Cálculo gráfico por ejemplo 5 - 4. |
Los imanes permanentes se utilizan a menudo para crear un campo magnético en instrumentos y dispositivos de medición eléctricos.
Hacer visibles las fuerzas magnéticas
Las fuerzas invisibles que actúan entre imanes se llaman fuerzas magnéticas. Las fuerzas magnéticas son invisibles para el ojo humano y no podemos experimentarlas ni oírlas. El área alrededor de un imán en la que actúan las fuerzas magnéticas, es decir. Un imán atrae o repele otros objetos magnéticos, lo que se denomina campo magnético. Los científicos representan un campo magnético con líneas llamadas líneas de campo magnético.
Hacer visibles las líneas del campo magnético
Los chips dependen del campo magnético de una barra magnética situada debajo. Puede visualizar líneas invisibles del campo magnético esparciendo primero limaduras de hierro o pequeñas agujas en una hoja de papel. Luego puede presionar el imán debajo del papel y observar cómo las limaduras de hierro coinciden con el campo magnético de la barra magnética. Si mueves el imán lentamente, verás que las limaduras de hierro siguen al imán como a través de "fuerzas mágicas".
Para crear un campo magnético, se aplica una corriente en forma de diente de sierra a las bobinas de desviación; en este caso, el campo magnético cambia según una ley lineal.
Para crear un campo magnético, es posible utilizar electroimanes de corriente continua y alterna. Para el tratamiento magnético del agua utilizada para enfriar los condensadores se utilizan dispositivos con imanes de corriente continua.
¿Cómo se vuelve magnético el metal metálico?
No todos los metales metálicos son magnéticos. Esto se debe a que las pequeñas partículas metálicas o átomos que forman la pieza metálica están desordenados. Puedes pensar en cada una de estas partículas como un pequeño imán. Debido a que estos pequeños imanes están desordenados, sus fuerzas magnéticas se cancelan entre sí, de modo que no hay polo norte ni polo sur en la pieza de metal. Sin embargo, estas partículas se pueden organizar pasando un imán de hierro sobre una pieza de metal.
| Diseño del sistema magnético magnetrón. |
Para crear un campo magnético se utilizan electroimanes e imanes permanentes.
Para crear un campo magnético en el canal del generador MHD se utilizan sistemas magnéticos especiales, que deben, con valores mínimos de energía, tamaño y masa, asegurar los valores requeridos de magnitud y configuración del campo magnético. Este problema sólo puede resolverse mediante sistemas magnéticos superconductores.
Todas las partículas giran en la misma dirección, por lo que sus fuerzas magnéticas se combinan y la pieza de metal se vuelve magnética. Por cierto, puedes probar esto por ti mismo. Está relacionado con la densidad de flujo magnético y la intensidad del campo magnético del imán y, por tanto, es una cantidad que sirve como medida de la energía magnética del imán. Los distintos imanes elementales están alineados y forman así un momento magnético. Debido a esta energía potencial de todos los momentos magnéticos, la energía magnética se detiene.
Cuanto mayor sea esta energía, mayor será el producto energético y mayor será la fuerza del imán. La llamada curva de histéresis visualiza la relación entre la densidad de flujo magnético y la intensidad del campo magnético durante la desmagnetización, o en esta curva hay diferentes características de reconocimiento: por ejemplo, se puede identificar muy bien la densidad de flujo residual o la distancia residual. El término "remanente" se refiere a la magnetización del material presente después de la eliminación del campo magnético externo.
Para crear un campo magnético, se suelen utilizar imanes permanentes en algunos instrumentos y dispositivos de medición eléctrica.
Para crear un campo magnético se suelen utilizar imanes permanentes, pero en los magnetrones potentes también se utilizan electroimanes. La inducción del campo varía de 0,1 a 0,5 T, y los valores más grandes suelen corresponder a magnetrones de longitud de onda más corta y magnetrones pulsados.
Si un objeto así magnetizado se vuelve a desmagnetizar mediante un campo magnético, se necesita el llamado campo coercitivo. Este campo es un campo magnético con magnetización que tiene cierta intensidad de campo coercitivo. A partir de esta fuerza se anula la magnetización, pero no al revés.
El producto energético también se puede determinar a partir de la intensidad del campo magnético en el producto de densidad de flujo. Sin embargo, el resultado resultante es aproximadamente cuatro veces el producto energético máximo real. Si la densidad de energía se calcula con precisión, la relación proporcional al producto de energía es sólo 0,5. Aunque la relación descrita no es exacta, los requisitos de un imán cuya intensidad de campo magnético es proporcional al flujo magnético son más o menos los mismos. mismo.
¿Qué son los campos magnéticos superfuertes?
En la ciencia, se utilizan diversas interacciones y campos como herramientas para comprender la naturaleza. Durante un experimento físico, el investigador, al influir en el objeto de estudio, estudia la respuesta a esta influencia. Al analizarlo, llegan a una conclusión sobre la naturaleza del fenómeno. Mayoría medios eficaces La influencia es un campo magnético, ya que el magnetismo es una propiedad muy extendida de las sustancias.
En este caso, la derivada de la ubicación del producto energético también es proporcional a la fuerza: esto se puede representar por la densidad de la fuerza que actúa en una dirección. Esta densidad de potencia cambia al mismo tiempo la densidad de energía en la misma dirección.
Campo magnético clásico
En otras palabras, este volumen, por supuesto, también se puede multiplicar por la mitad del producto energético; el resultado es el mismo. También se deduce de las fórmulas que la unidad del producto energético es el producto de Oersted y Tesla. Con el resto, como se mencionó brevemente anteriormente, se produce la magnetización del material. En este caso, el campo magnético H del imán es proporcional al residual, por lo que, por supuesto, hay que tener en cuenta las propiedades del material. Por tanto, la densidad de energía de un imán es proporcional al cuadrado de la actividad residual.
La fuerza característica de un campo magnético es la inducción magnética. A continuación se describen los métodos más comunes para producir campos magnéticos ultrafuertes, es decir, Campos magnéticos con inducción superior a 100 T (tesla).
Para comparacion -
- el campo magnético mínimo registrado mediante un interferómetro cuántico superconductor (SQUID) es de 10 -13 T;
- El campo magnético de la Tierra – 0,05 mT;
- imanes de recuerdo para nevera – 0,05 T;
- imanes de álnico (aluminio-níquel-cobalto) (AlNiCo) – 0,15 T;
- imanes permanentes de ferrita (Fe 2 O 3) – 0,35 T;
- imanes permanentes de samario-cobalto (SmCo) - 1,16 Tesla;
- los imanes permanentes de neodimio (NdFeB) más potentes: 1,3 Tesla;
- electroimanes del Gran Colisionador de Hadrones - 8,3 Tesla;
- el campo magnético constante más fuerte (Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético, Universidad de Florida): 36,2 Tesla;
- el campo magnético pulsado más fuerte logrado sin destruir la instalación (Laboratorio Nacional de Los Álamos, 22 de marzo de 2012) es de 100,75 Tesla.
Actualmente, la investigación en el campo de la creación de campos magnéticos superfuertes se lleva a cabo en los países que participan en el Club Megagauss y se discute en conferencias internacionales sobre la generación de campos magnéticos megagauss y experimentos relacionados ( gauss– unidad de medida de la inducción magnética en el sistema CGS, 1 megagauss = 100 tesla). 
Por tanto, si la magnetización es dos veces más fuerte, se almacena cuatro veces más energía magnética en el material. Por el contrario, esto significa que la doble magnetización aumenta las fuerzas magnéticas en un factor de cuatro. Los imanes elementales, que claramente se utilizan para explicar los procesos de magnetización en las lecciones de física, no son más que los espines de los electrones libres de cada átomo en un material ferromagnético. Si los espines de los electrones atómicos también están alineados el doble con el campo duplicado para la magnetización, también se sienten atraídos el doble.
Para crear campos magnéticos de tal intensidad se requiere una potencia muy alta, por lo que actualmente solo se pueden obtener en modo pulsado y la duración del pulso no supera las decenas de microsegundos.
Descarga a un solenoide de una sola vuelta
lo mas método sencillo La obtención de campos magnéticos pulsados ultrafuertes con inducción magnética en el rango de 100...400 tesla es la descarga de dispositivos de almacenamiento de energía capacitivos en solenoides de una sola vuelta ( solenoide- se trata de una bobina cilíndrica de una sola capa, cuyas espiras están enrolladas estrechamente y su longitud es significativamente mayor que el diámetro). 
Por tanto, la cantidad total de energía magnética es cuatro veces mayor en un campo dos veces más intenso. Cada sistema intenta conseguir un mínimo energético en su conjunto. La definición de ubicación de energía se mencionó anteriormente: si estuviéramos fuera del mínimo de energía, la derivada de la definición siempre apuntaría a la ubicación donde se encuentra el mínimo de energía. Sin embargo, si estamos directamente en este mínimo, la derivada queda indefinida y desaparece. Según este entendimiento, las fuerzas magnéticas actúan a partir de fuerzas sistémicas en materiales ferromagnéticos para alcanzar el nivel de energía más bajo posible.
El diámetro interno y la longitud de las bobinas utilizadas no suelen superar 1 cm, su inductancia es pequeña (unidades de nanohenrios), por lo que se requieren corrientes del nivel de megaamperios para generar en ellas campos superfuertes. Se obtienen utilizando bancos de condensadores de alto voltaje (10-40 kilovoltios) con baja autoinductancia y energía almacenada de decenas a cientos de kilojulios. En este caso, el tiempo para que la inducción alcance el valor máximo no debe exceder los 2 microsegundos; de lo contrario, se producirá la destrucción del solenoide antes de que se logre un campo magnético superfuerte. 
De ello se deduce que la fuerza entre dos imanes es proporcional al flujo magnético cuadrado y al área de la sección transversal. Para μ grandes, la densidad de energía debida a la grieta es especialmente baja. Los materiales ferromagnéticos suelen tener μ muy grandes. Cuando el imán se aleja del hierro, aumenta la densidad de energía del aire circundante. Será mayor que la densidad de energía que estará presente, las líneas de campo pasarán directamente a través del hierro. Para recuperar el equilibrio, el sistema tiende a reducir al mínimo la energía, por lo que en el hardware debe haber tantas líneas de campo como sea posible.
La deformación y destrucción del solenoide se explica por el hecho de que debido a un fuerte aumento de la corriente en el solenoide, el efecto de superficie ("piel") juega un papel importante: la corriente se concentra en una capa delgada en la superficie del el solenoide y la densidad de corriente pueden alcanzar valores muy grandes. La consecuencia de esto es la aparición en el material del solenoide de una zona con temperatura y presión magnética elevadas. Ya con una inducción de 100 Tesla, la capa superficial de la bobina, compuesta incluso de metales refractarios, comienza a fundirse y la presión magnética supera la resistencia a la tracción de la mayoría de los metales conocidos. A medida que el campo crece, la región de fusión se extiende profundamente en el conductor y comienza la evaporación del material en su superficie. Como resultado, se produce una destrucción explosiva del material del solenoide (“explosión de la capa superficial”).
¿Cómo aparece un campo magnético?
Este deseo de equilibrio energético se expresa en la fuerza que impulsa el imán de regreso al hierro. El polo norte geográfico es el punto en el que el eje imaginario de la Tierra penetra la superficie terrestre. También la página de "latitud y longitud". El polo norte magnético suele ser un polo magnético que se encuentra cerca del polo norte geográfico. Por tanto, este polo norte magnético es el punto en el que convergen las líneas del campo magnético desde el polo magnético hacia el sur.
Si el valor de la inducción magnética supera los 400 tesla, entonces dicho campo magnético tiene una densidad de energía comparable a la energía de enlace de un átomo en sólidos y supera con creces la densidad energética de los explosivos químicos. En la zona de acción de dicho campo, por regla general, se produce una destrucción completa del material de la bobina con una velocidad de expansión del material de la bobina de hasta 1 kilómetro por segundo.
Campo de dos imanes unidos.
Las líneas del campo magnético de la Tierra esencialmente "parecen" grandes barras magnéticas. Los propios polos magnéticos viajan hasta 80 km día tras día dependiendo de la intensidad de la actividad solar. En general, el Polo Norte se mueve lentamente por el norte de Canadá. La migración de polos a largo plazo depende de la actividad geológica dentro de la Tierra y puede predecirse bastante bien en unos pocos años.
Debido a que el polo magnético del norte no coincide con el polo norte geográfico y las líneas del campo magnético no son muy ideales, la brújula prácticamente no marca el norte, pero dependiendo de dónde se encuentre más al este o más al oeste. , en algunas zonas pueden producirse desviaciones de hasta 180°, por lo que la brújula apuntará al sur.
Método de compresión del flujo magnético (acumulación magnética)
Para obtener el campo magnético máximo (hasta 2800 T) en el laboratorio se utiliza el método de compresión del flujo magnético ( acumulación magnética).
Dentro de una carcasa cilíndrica conductora ( transatlántico) con radio r 0 y sección transversal S 0 Se crea un campo magnético de arranque axial con inducción. B 0 y flujo magnético F = B 0 S 0 Y. Luego, el revestimiento se comprime simétrica y rápidamente por fuerzas externas, mientras que su radio disminuye a rF y área de sección transversal hasta sf. El flujo magnético que penetra en el revestimiento también disminuye en proporción al área de la sección transversal. Un cambio en el flujo magnético de acuerdo con la ley de la inducción electromagnética provoca la aparición de una corriente inducida en el revestimiento, creando un campo magnético que tiende a compensar la disminución del flujo magnético. En este caso, la inducción magnética aumenta de acuerdo con el valor si f =B 0 *λ*S 0 /sf, donde λ es el coeficiente de conservación del flujo magnético. 
Dado que esta distorsión es de gran importancia, o al menos muy importante para la navegación, aquí también se utilizan los llamados mapas isogonales, en los que se registra el abuso para la zona utilizada. A continuación se muestra una posibilidad de calcular mal el uso de la brújula y la siguiente imagen muestra el mapa isogonal del mundo para el año. Debido a que esta distorsión cambia con los años, es importante saber cuándo también se aplican los valores que se ingresan en el mapa.
A menudo, los mapas normales también muestran una distorsión promedio en el área fotografiada. A menudo la falacia se divide en dos partes. Por un lado, la diferencia entre la cuadrícula del mapa y el norte real y la desviación de la brújula con respecto al Polo Norte real. La imagen de la derecha muestra cómo se ven estas partes.
El método de acumulación magnética se implementa en dispositivos llamados generadores magnéticos-acumulativos (explosivos-magnéticos). El revestimiento se comprime por la presión de los productos de explosión de los explosivos químicos. La fuente actual para crear el campo magnético inicial es un banco de condensadores. Los fundadores de la investigación en el campo de la creación de generadores magnéticos acumulativos fueron Andrei Sakharov (URSS) y Clarence Fowler (EE.UU.). 
En uno de los experimentos de 1964, se registró un campo récord de 2500 Tesla utilizando el generador magnético acumulativo MK-1 en una cavidad con un diámetro de 4 mm. Sin embargo, la inestabilidad de la acumulación magnética fue la causa del carácter irreproducible de la generación explosiva de campos magnéticos superfuertes. La estabilización del proceso de acumulación magnética es posible comprimiendo el flujo magnético mediante un sistema de capas coaxiales conectadas sucesivamente. Estos dispositivos se denominan generadores en cascada de campos magnéticos ultrafuertes. Su principal ventaja es que proporcionan un funcionamiento estable y una alta reproducibilidad de campos magnéticos ultrafuertes. El diseño multietapa del generador MK-1, que utiliza 140 kg de explosivo y garantiza una velocidad de compresión del revestimiento de hasta 6 km/s, permitió obtener un récord mundial de campo magnético de 2800 tesla en un volumen de 2 cm 3 en 1998 en el Centro Nuclear Federal Ruso. La densidad de energía de dicho campo magnético es más de 100 veces mayor que la densidad de energía de los explosivos químicos más potentes. 
Aplicación de campos magnéticos ultrafuertes
El uso de campos magnéticos fuertes en la investigación física comenzó con los trabajos del físico soviético Piotr Leonidovich Kapitsa a finales de los años 1920. Los campos magnéticos ultrafuertes se utilizan en el estudio de fenómenos galvanomagnéticos, termomagnéticos, ópticos, magnético-ópticos y de resonancia.
Se aplican en particular:
