Μαγνητικό Πεδίο

Εισαγωγή στο Μαγνητικό Πεδίο

Το μαγνητικό πεδίο είναι μία θεμελιώδης έννοια του ηλεκτρομαγνητισμού που περιγράφει την επίδραση που ασκούν μαγνήτες και ηλεκτρικά ρεύματα στον χώρο γύρω τους. Αποτελεί διανυσματικό πεδίο, δηλαδή σε κάθε σημείο του χώρου αντιστοιχεί ένα διάνυσμα $\vec{B}$ που ονομάζεται ένταση μαγνητικού πεδίου ή μαγνητική επαγωγή.

Πηγές Μαγνητικού Πεδίου

Το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από:

Μόνιμους μαγνήτες: Υλικά που διατηρούν τις μαγνητικές τους ιδιότητες
Ηλεκτρικά ρεύματα: Κινούμενα ηλεκτρικά φορτία δημιουργούν μαγνητικό πεδίο
Μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά πεδία: Σύμφωνα με τις εξισώσεις Maxwell

Μαγνητικές Δυναμικές Γραμμές

Οι μαγνητικές δυναμικές γραμμές είναι νοητές γραμμές που χρησιμοποιούνται για την απεικόνιση του μαγνητικού πεδίου. Οι ιδιότητές τους είναι:

Είναι κλειστές καμπύλες (δεν έχουν αρχή και τέλος)
Η εφαπτομένη σε κάθε σημείο δίνει τη διεύθυνση του $\vec{B}$
Η πυκνότητά τους είναι ανάλογη του μέτρου του $\vec{B}$
Δεν τέμνονται μεταξύ τους ποτέ
Εξέρχονται από τον βόρειο πόλο και εισέρχονται στον νότιο πόλο

Μονάδες Μέτρησης

Η ένταση του μαγνητικού πεδίου $\vec{B}$ μετριέται σε:

Tesla (T) στο SI: $1 \text{ T} = 1 \frac{\text{Wb}}{\text{m}^2} = 1 \frac{\text{kg}}{\text{A} \cdot \text{s}^2}$
Gauss (G) σε CGS: $1 \text{ T} = 10^4 \text{ G}$

Ομογενές Μαγνητικό Πεδίο

Ένα μαγνητικό πεδίο λέγεται ομογενές όταν το διάνυσμα $\vec{B}$ έχει την ίδια τιμή (μέτρο και διεύθυνση) σε όλα τα σημεία μιας περιοχής του χώρου. Στην πράξη, ομογενές πεδίο συναντάμε:

Στο εσωτερικό μακρού σωληνοειδούς
Μεταξύ των πόλων ενός πεταλοειδούς μαγνήτη