Qual è il campo magnetico attorno a un magnete a barra: fatti esaurienti su vari oggetti

In questo articolo, vedremo qual è il campo magnetico attorno a un magnete a barra e Dov'è il campo magnetico di un magnete a barra più forte.

Il campo magnetico causato dalla presenza della barra magnetica è estremo ai bordi dei poli ed è molto scarso al centro della barra magnetica.

Cos'è un magnete a barra?

Un magnete che appare come una barra, e quindi chiamato magnete a barra, ha due poli, i poli del magnete a barra sono protetti dalla smagnetizzazione del magnete utilizzando piastre di ferro su entrambi i poli.

Un magnete a barra è composto da materiale ferromagnetico che mantiene le sue proprietà magnetiche anche in assenza di un campo esterno e quindi è un magnete permanente.

Sospeso liberamente nell'aria, il magnete a barra si allinea in direzione nord-sud. I dipoli magnetici all'interno del magnete a barra subiscono la forza del magnete dovuta al campo magnetico terrestre e si allineano nella direzione del campo. Quindi, un magnete a barra può quindi essere utilizzato per trovare la direzione come una bussola.

Tipi di magneti a barra

Ci sono due tipi di magnete a barra, sono:-

1) Magnete a barra rettangolare: Questo magnete ha quattro facce rettangolari dipinte e due poli di forma quadrata. I bordi di questo magnete a barra sono di forma rettangolare e da qui il nome magnete a barra rettangolare.

2) Magnete a barra cilindrica: I bordi del magnete sono circolari e quindi chiamati magneti a barra cilindrica. La curvatura esterna di questo magnete è colorata.

Dov'è il campo magnetico di un magnete a barra più forte e perché?

Il campo magnetico è più forte ai bordi dei poli del magnete a barra.

Se prendiamo un semplice esempio che probabilmente abbiamo eseguito come primo esperimento nelle scuole quando sono stati introdotti sul campo magnetico, un esperimento con una barra magnetica e una lamina di ferro. Il barra magnetica quando vengono posizionate in un vassoio di lamine di ferro, le lamine di ferro sono disposte attorno alla barra magnetica in cerchi concentrici ben allineati senza sovrapporsi.

La maggior parte dei ferri è raccolta vicino ai poli nord e sud del magnete a barra. Questo è perché; le linee del campo magnetico hanno origine dai poli. La forza del campo si indebolisce drasticamente man mano che la distanza dai poli si allarga.

In secondo luogo, il magnete a barra agisce effettivamente come un dipolo, gli spin delle particelle negative e positive sono allineati in base al campo magnetico della Terra. I dipoli stessi si comportano come un piccolo magnete tiny. Anche se tagliamo ulteriormente la barra magnetica in pezzi, mostrerà lo stesso comportamento formando due poli di cariche opposte come una barra magnetica.

I dipoli magnetici nel magnete si allineeranno sempre secondo il campo magnetico. Gli spin positivi e negativi cercheranno di allinearsi verso i poli del magnete a barra intensificando così la forza dei campi magnetici ai poli.

Dov'è il campo magnetico di un magnete a barra più debole?

Se esaminiamo lo stesso esperimento di cui sopra; vedremo, non ci sono quasi lamine di ferro attaccate sulla parte centrale della barra magnetica, né troverai linee di campo che originano da questa parte del magnete e sono quasi parallele alla lunghezza della barra magnetica.

Inoltre, è stato osservato che le linee del campo magnetico che corrono parallele alla lunghezza della barra magnetica sono separate l'una dall'altra creando uno spazio che allarga ogni anello. Mentre ai poli, le linee magnetiche sono più dense senza formare alcuno spazio.

L'intensità del campo magnetico del magnete a barra attraverso l'intenso ai poli inizierà a vacillare all'aumentare della distanza tra i poli.

I minuscoli dipoli all'interno della barra magnetica si allineano sempre nella direzione del campo magnetico terrestre, quindi gli spin sono orientati verso ciascun polo.

I dipoli allineati parallelamente mostrano sia attrazione che repulsione neutralizzando così l'effetto della magnetizzazione; c'è una presenza di un campo magnetico ma comprende una forza più debole del campo. Conseguentemente, diminuendo il campo magnetico a metà dei poli del magnete a barra.

È un magnete a barra circondato da un campo magnetico?

I dipoli all'interno del materiale ferromagnetico di cui è composto il magnete a barra, possiede i momenti di dipolo magnetico che sono responsabili della generazione di un campo magnetico di un magnete a barra. Essendo un magnete permanente, attirerà materiali ferromagnetici verso di sé, mentre mostra una certa forza di attrazione o repulsione su altro materiale magnetizzante quando posizionato vicino al magnete a barra e non troppo lontano.

La forza magnetica attorno al magnete a barra agirà solo quando la sostanza viene posta nel suo campo. Al di fuori del campo magnetico della barra magnetica, evidentemente, l'intensità del campo è zero poiché non ci sono linee di flusso magnetico che scorrono in questa regione.

Essendo un magnete mostrerà alcune forze di attrazione e repulsione in un'area circondata da esso, ciò implica che il campo magnetico si verifica attorno al magnete, che è rappresentato come un flusso magnetico orientato in cerchi concentrici, oltre questo intervallo di campo magnetico; non si osserva alcun effetto del magnete.

Come disegnare linee di campo magnetico attorno a un magnete a barra

Le linee del campo magnetico sono rappresentate come linee di flusso. Queste linee di flusso formano anelli chiusi concentrici. Il campo magnetico prodotto dal magnete a barra è rappresentato da linee di flusso che hanno origine da un polo e terminano in un altro polo del magnete a barra.

Quindi, le linee del campo magnetico possono essere tracciate partendo dal Polo Nord ed entrando nel Polo Sud formando anelli ravvicinati, e questi anelli sono separati l'uno dall'altro ad una certa distanza mentre corrono paralleli alla lunghezza del magnete a barra e questo spazio si allarga per ogni spira, invece, le linee magnetiche sono disegnate dense ai poli.

Nessuna linea di campo magnetico deve toccare la sezione centrale della barra magnetica poiché il campo magnetico è trascurabile in quest'area e ha una debole forza di attrazione o repulsione.

Qual è la direzione delle linee del campo magnetico all'esterno di un magnete a barra?

Il campo magnetico della barra magnetica è dovuto alla presenza del dipolo. Le cariche positive e negative di una particella separate da una piccola distanza a causa di un campo esterno applicato è chiamata dipolo. Questi dipoli sono allineati in accordo con il campo magnetico. Quindi, in assenza di campo magnetico, i dipoli all'interno della barra magnetica sono posizionati secondo il campo magnetico terrestre. Questo orientamento dei dipoli all'interno del magnete a barra è quindi responsabile della direzione delle linee del campo magnetico che si generano all'esterno del magnete a barra.

I dipoli sono allineati parallelamente nel direzione dal Polo Sud al Nord e quindi la direzione delle linee del campo magnetico al di fuori di una barra magnetica derivano dal polo Nord a Sud.

Il campo magnetico è lo stesso intorno a un magnete a barra?

Il campo magnetico dipende dalla forza e dalla densità delle linee di flusso magnetico e varia rispetto alla distanza dai poli. L'intensità del il campo magnetico è direttamente proporzionale al flusso magnetico densità. La densità del flusso varia con la distanza.

Il campo magnetico prodotto dal magnete a barra ha un picco vicino ai bordi dei poli. La debole forza di attrazione e repulsione viene sperimentata nella parte centrale della barra magnetica.

Il motivo per cui sto considerando sia l'attrazione che la repulsione nella porzione centrale del magnete a barra è dovuto al fatto che i dipoli sono disposti lungo la lunghezza del magnete a barra sono paralleli alle linee di flusso magnetico nella regione esterna al magnete, il il dipolo stesso si comporta come un minuscolo magnete.

I dipoli allineati parallelamente mostrano la forza di attrazione e repulsione da due diverse estremità del dipolo a seconda dell'orientamento dello spin della carica. Ciò si traduce nella neutralizzazione degli effetti della trazione e della spinta e indebolisce l'intensità del campo magnetico.

Pertanto l'intensità del campo magnetico è massima ai bordi dei poli del magnete. La forza diminuisce all'aumentare della distanza dai poli attraverso la lunghezza della barra magnetica. Lo stesso è l'effetto attorno alla barra magnetica. Come la distanza dal i poli magnetici aumentano l'intensità del campo diminuirà anche man mano che ci allontaniamo dai poli.

Forza magnetica imposta dal magnete a barra su vari oggetti

Il magnete a barra mostrerà la forza di attrazione quando i materiali ferromagnetici come oggetti costituiti da ferro, acciaio o una lega di ferro vengono portati a stretto contatto con il magnete.

Premesso che mostrerà forze repulsive quando viene a contatto con le sostanze aventi caratteristiche diamagnetiche; per esempio, mercurio, acqua; e sperimenterà la debole forza di attrazione con oggetti come alluminio, tungsteno, ecc. che sono sostanze paramagnetiche.

Per saperne di più su Campo magnetico contro intensità del campo magnetico: aspetti e fatti diversi

Domande frequenti

Se il magnete a barra di lunghezza 10 cm tenuto su un tavolo sperimenta la forza magnetica a 30 cm di distanza dal magnete, calcola l'intensità del campo magnetico del magnete a barra. La componente orizzontale del campo terrestre è 0.34G.

Dato:-

Componente orizzontale della Terra

B_H=0.34G=0.34*10^-4

2l= 10 cm; => l=5 cm=0.05 m

t=30 cm = 0.30 m

Il punto neutro si ottiene sulla linea assiale.

B_assiale=B_H

[

[0.34*10³* (0.0875)²]/(2*0.30)

=4.34:XNUMXam²

Quindi la forza dei poli magnetici del magnete a barra è

m=M/2I=4.34/10=0.434Am

Quali sono i diversi usi dei magneti a barra?

Un magnete a barra viene utilizzato per vari scopi che possono essere industriali, elettronici, industrie chimiche, laboratori, ecc.

La barra magnetica viene utilizzata per separare le sostanze magnetiche dal cumulo di miscele, per agitare la miscela chimica per facilitare il movimento della sostanza magnetica, in dispositivi elettronici come TV, microfoni, cellulari, ecc.; è usato come un piccolo chip nei dispositivi elettronici.

Perché il magnete a barra ha il Polo Nord e il Polo Sud?

Quando il magnete a barra è sospeso in aria, mostrerà continuamente un movimento armonico finché non si allinea nella direzione del campo magnetico terrestre.

A causa della separazione delle cariche all'interno del magnete, un'estremità della barra magnetica diventa più positiva e l'altra è più negativa. Il i dipoli magnetici all'interno della barra magnetica subiscono la forza magnetica terrestre e sono allineati rispetto al campo magnetico terrestre. Il magnete ha due poli come la Terra e, in posizione di sospensione libera nell'aria, si allineerà rispetto al campo magnetico terrestre che si trova nella direzione nord-sud. Quindi, i nomi del polo nord e sud a due diversi poli di una barra magnetica.

Il magnete funziona nello spazio?

Sì. Il magnete può essere utilizzato nello spazio anche in assenza di atmosfera.

Poiché il campo di dipolo magnetizzante all'interno del magnete è permanente e non è necessario alcun lavoro per costruire il campo magnetico attorno al magnete, funzionerà sicuramente anche nello spazio.

Per saperne di più, leggi Linee di campo magnetico attorno a un magnete.

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