Fysica van het magnetische veld

Magnetisch veld, een vectorveld in de buurt van een magneet, elektrische stroom of veranderend elektrisch veld, waarin magnetische krachten waarneembaar zijn. Magnetische velden zoals die van de aarde zorgen ervoor dat magnetische kompasnaalden en andere permanente magneten in de richting van het veld worden uitgelijnd. Magnetische velden dwingen bewegende elektrisch geladen deeltjes in een cirkelvormig of spiraalvormig pad. Deze kracht - uitgeoefend op elektrische stromen in draden in een magnetisch veld - ligt ten grondslag aan de werking van elektromotoren. (Zie magnetisme voor meer informatie over magnetische velden.

magnetisme: Fundamentals

Basis voor magnetisme zijn magnetische velden en hun effecten op materie, zoals bijvoorbeeld de afbuiging van bewegende ladingen en koppels op andere

Rond een permanente magneet of een draad die een constante elektrische stroom in één richting draagt, is het magnetische veld stationair en wordt het een magnetostatisch veld genoemd. Op elk punt blijven de grootte en richting hetzelfde. Rond een wisselstroom of een fluctuerende gelijkstroom verandert het magnetische veld voortdurend van grootte en richting.

Magnetische velden kunnen worden gerepresenteerd door continue krachtlijnen of magnetische flux die voortkomen uit naar het noorden zoekende magnetische polen en die naar het zuiden zoekende magnetische polen binnengaan. De dichtheid van de lijnen geeft de grootte van het magnetische veld aan. Aan de polen van een magneet bijvoorbeeld, waar het magnetische veld sterk is, zijn de veldlijnen dicht opeengepakt, of dichter. Verder weg, waar het magnetische veld zwak is, waaieren ze uit en worden ze minder dicht. Een uniform magnetisch veld wordt weergegeven door evenwijdige rechte lijnen op gelijke afstanden. De richting van de flux is de richting waarin de noordzoekende pool van een kleine magneet wijst. De fluxlijnen zijn continu en vormen gesloten lussen. Voor een staafmagneet komen ze uit de noordzoekende pool, waaien naar buiten en rond, gaan de magneet binnen bij de zuidzoekende pool en gaan door de magneet naar de noordpool, waar ze weer tevoorschijn komen. De SI-eenheid voor magnetische flux is de weber. Het aantal webers is een maat voor het totale aantal veldlijnen dat een bepaald gebied doorkruist.

Magnetische velden kunnen wiskundig worden gerepresenteerd door hoeveelheden die vectoren worden genoemd die zowel richting als grootte hebben. Er worden twee verschillende vectoren gebruikt om een ​​magnetisch veld weer te geven: een die magnetische fluxdichtheid of magnetische inductie wordt genoemd, wordt gesymboliseerd door B; de andere, de magnetische veldsterkte of magnetische veldintensiteit genoemd, wordt gesymboliseerd door H. Het magnetische veld H kan worden gezien als het magnetische veld dat wordt geproduceerd door de stroom van stroom in draden en het magnetische veld B als het totale magnetische veld inclusief ook de bijdrage van de magnetische eigenschappen van de materialen in het veld. Wanneer een stroom vloeit in een draad gewikkeld op een cilinder van zacht ijzer, is het magnetiserend veld H vrij zwak, maar het werkelijke gemiddelde magnetische veld (B) in het ijzer kan duizenden keren sterker zijn omdat B sterk wordt verbeterd door de uitlijning van de talloze kleine natuurlijke atoommagneten van het ijzer in de richting van het veld. Zie ook magnetische permeabiliteit.