Как перевернуть лист в компасе горизонтально: Страница не найдена —

Перемещение таблицы и изменение ее размеров

Перемещение таблицы или ее размер обычно так же просто, как перетаскивание с помощью указателя. При этом также можно ввести определенный размер.

Перемещение таблицы

1. Щелкните таблицу, которую нужно переместить.

2. Навести указатель мыши на крайнюю границу таблицы (но не на точки), а когда указатель мыши станет , щелкните и перетащите границу, чтобы переместить таблицу.

Совет.   Чтобы переместить таблицу и создать ее дубликат, перетащите ее, удерживая нажатой нажатой кнопку CTRL.

Изменение размеров таблицы

Перетаскивания для перетаскивания для перетаскивания таблицы

1. Щелкните таблицу, в которую вы хотите влиять.

2. На границе таблицы найдите один из химя, а затем, когда он станет , щелкните и перетащите его, чтобы таблица стала больше или меньше. В углах и на сторонах таблицы появится кластер точек.

   Обратите внимание на указанные ниже признаки.

   • Чтобы сохранить одинаковые пропорции между высотой и шириной таблицы при ее изменениях, нажмите и удерживайте нажатой при перетаскиваниях кнопку shift.

   • Чтобы сохранить центр таблицы на слайде, при перетаскиваниях удерживайте нажатой и удерживайте нажатой кнопку CTRL.

   • Если вы сделаете таблицу слишком большой для слайда, нажмите кнопку кнопку «Отменить» на панели быстрого доступа, чтобы вернуть ее исходный размер.

Ввод значений для размеров таблицы

1. Щелкните таблицу, в которую вы хотите влиять.

2. В группе «Инструментыдля работы с таблицами» на вкладке «Макет» в группе «Размер таблицы» введите нужный размер в поля «Высота» и

   «Ширина».

   Чтобы сохранить одинаковое соотношение высоты и ширины таблицы при ее окне, выберите поле «Сохранить пропорции».

Изменение размера столбца или строки

1. Щелкните таблицу, которая содержит столбец или строку, которые вы хотите resize.

2. Выполните одно или оба указанные ниже действия.

   • Чтобы изменить ширину столбца, навести указатель на границу столбца, а затем, когда указатель изменится на , перетащите столбец вправо или влево.

   • Чтобы изменить высоту строки, навести указатель на границу строки, а затем, когда указатель станет , перетащите строку вверх или вниз.

     Примечания: 

     • Вы также можете выбрать параметры в группе «Размер ячейки», чтобы выбрать размер строк и столбцов. В группе «Инструментыдля работы с таблицами» на вкладке «Макет» в группе «Размер ячейки» введите нужный размер в поля «Высота» и

       «Ширина».

     • Существует минимальная высота ячейки, которая зависит от размера шрифта текста в ячейке таблицы.

Дополнительные сведения

Изменение полей между текстом и краями фигуры или надписи

Вспомогательные прямые в Компас 3D.

---

1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17

Урок №4.

Вспомогательные прямые в Компас 3D.

Конструктора при разработке чертежей на кульмане всегда используют тонкие линии, их аналогом в Компас 3D выступают вспомогательные прямые. Они необходимы для предварительных построений и для задания проекционных связей между видами. При печати вспомогательные прямые

Вспомогательная, изменить его невозможно.

Существует несколько способов построения вспомогательных прямых. В этом уроке рассмотрим некоторые из этих способов.

1. Произвольная прямая по двум точкам.

В основном меню программы последовательно нажимаем команды Инструменты-Геометрия-Вспомогательные прямые-Вспомогательная прямая.

Или в компактной панели нажимаем кнопки Геометрия-Вспомогательная прямая.

Щелчком левой клавиши мыши указываем первую базовую точку (к примеру, начало координат). Теперь указываем вторую точку, через которую пройдет прямая. Угол наклона между прямой и осью абсцисс текущей системы координат, определится автоматически. Можно вводить угол, через панель свойств. Например введите угол 45º и нажмите клавишу Enter.

Для завершения построения необходимо нажать на значок «Прервать команду» в панели свойств. Данную команду можно осуществить, через контекстное меню, которое вызывается щелчком правой клавиши мыши.

Подобным образом через базовую точку, можно построить сколько угодно произвольных прямых под любым углом. Вы уже наверное обратили внимание что координаты точек можно вводить с клавиатуры используя панель свойств. Кроме того в панели свойств имеется группа Режимы, в которой есть два переключателя: «Не ставить точки пересечения» (активен по умолчанию) и «Ставить точки пересечения». Если вам нужно отметить точки пересечения прямой с другими объектами активируйте переключатель «Ставить точки пересечения», теперь система автоматически проставит точки пересечения со всеми графическими объектами в текущем виде.

Стиль точек будет- Вспомогательная. Для удаления всех вспомогательных элементов воспользуйтесь командами основного меню Редактор-Удалить-Вспомогательные кривые и точки. Как отметить точки пересечения не со всеми, а только с некоторыми объектами описано в уроке №3.

2.Горизонтальная прямая.

Для построения горизонтальной прямой вызываются команды Инструменты-Геометрия-Вспомогательные прямые-Горизонтальная прямая.

Или через компактную панель, нажатием кнопок: Геометрия-Горизонтальная прямая. Инструментальная панель для построения вспомогательных прямых, вся на экране не видна. Чтобы её увидеть, нажмите на кнопку вспомогательных прямых, активную на момент построения, и удерживайте несколько секунд.

Теперь достаточно, щелчком левой клавиши мыши указать точку, через которую пройдет горизонтальная прямая. Одновременно можно построить сколько угодно прямых. Для завершения построения необходимо нажать кнопку «Прервать команду» на панели свойств.

Необходимо помнить, что горизонтальная прямая параллельна оси абсцисс текущей системы координат. Горизонтальные, построенные в системе координат, повернутой относительно абсолютной системы, не будут параллельны горизонтальным сторонам листа.

3. Вертикальная прямая.

Построение аналогично построению горизонтальных прямых, поэтому разберетесь самостоятельно.

Необходимо помнить, что вертикальная прямая параллельна оси ординат текущей системы координат. Вертикальные, построенные в системе координат, повернутой относительно абсолютной системы, не будут параллельны вертикальным сторонам листа.

4. Параллельная прямая.

Для построения параллельной прямой нам потребуется объект параллельно которому она пройдет. В качестве таких объектов могут выступать: вспомогательные прямые, отрезки, звенья ломаной, стороны многоугольников, размерные линии и т.

п. Давайте построим параллельную прямую для горизонтальной прямой, проходящей через начало координат.

Вызываем команды Инструменты-Геометрия-Вспомогательные прямые-Параллельная прямая.

Или через компактную панель, нажатием кнопок: Геометрия-Параллельная прямая.

Указываем базовый объект для построения параллельной прямой (в нашем случае горизонтальная прямая проходящая через начало координат). Задаем расстояние от базового объекта до параллельной прямой. Щелчком левой кнопки мыши указывается точка через которую прямая пройдет, либо вводится значение в соответствующее поле на панели свойств. Введем значение

30 мм, нажимаем клавишу Enter.

Системой будут предложены два фантома по обе стороны от базовой линии, каждый из них находится на заданном расстоянии от базового объекта. Обратите внимание на панель свойств, в группе «Количество прямых» активен переключатель «Две прямые». Для создания одной прямой можно включить переключатель «Одна прямая».

Чтобы зафиксировать фантом (активный фантом выделяется сплошной линией) нужно щелкнут на кнопке «Создать объект». Если Вы хотите зафиксировать оба фантома то повторно нажмите кнопку «Создать объект», а затем на кнопку «Прервать команду».

Иногда возникает необходимость сразу построить параллельную прямую для другого объекта, для этого служит кнопка «Указать заново». После её нажатия указывается новый базовый объект для построения параллельной прямой.

На этом пока все. В следующем уроке мы продолжим изучение вспомогательных прямых.

Если у Вас есть вопросы можно задать их ЗДЕСЬ.

1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17

Список последних уроков по программе Компас-3D

---

Автор: Саляхутдинов Роман

«БОСК 8. 0″ Познай Все Cекреты КОМПАС-3D Более 100 наглядных видеоуроков; Возможность быстрее стать опытным специалистом КОМПАС-3D; Умение проектировать 3D изделия (деталей и сборок) любой степени сложности; Гарантии доставки и возврата. >> Читать Полное Описание <<

---

Автор: Саляхутдинов Роман

«БОСК 5.0» Новый Видеокурс. «Твердотельное и Поверхностное Моделирование в КОМПАС-3D» Большая свобода в обращении с поверхностями; Возможность формирования таких форм, которые при твердотельном моделировании представить невозможно; Новый уровень моделирования; Гарантии доставки и возврата. >> Читать Полное Описание <<

---

Автор: Саляхутдинов Роман

«Эффективная работа в SolidWorks» Видеокурс. «Эффективная работа в SolidWorks» поможет Вам: Многократно сократить временя на освоение программы; Научит проектировать 3D изделия (деталей и сборок) любой степени сложности; создавать конструкторскую документацию; проводить инженерный анализ. Поможет быстрее стать грамотным специалистом; Гарантии доставки и возврата. >> Читать Полное Описание <<

---

Автор: Дмитрий Родин

«AutoCAD ЭКСПЕРТ» Видео самоучитель По AutoCAD 60 наглядных видеоуроков; Более 15 часов только AutoCAD; Создание проектов с нуля прямо у Вас на глазах; 365-дневная гарантия >> Читать Полное Описание <<

для одной страницы, всего документа

В текстовом редакторе MS Office по умолчанию установлена вертикальная ориентация страниц. Но при работе с документом может возникнуть необходимость узнать, как перевернуть лист в Word горизонтально. Варианты действий зависят от года выпуска программы и количества переворачиваемых листов.

Может быть интересно:

Word 2003 и более старые версии

Для того чтобы перевернуть лист в Word горизонтально для версии 2003 года и более ранних (1997 и 2000):

1. Открывают вкладку «Файл» и выбирают пункт «Параметры».
2. На вкладке «Поля», открытой по умолчанию, в строке «Ориентация» находят нужное расположение страниц – книжное или альбомное.
3. После того, как изменить ориентацию всего текста, нажимают «ОК».
   

Совет! Также, это можно сделать в документе, открытом в режиме разметки. Дважды кликнув по свободному пространству рядом с одной из линеек, откройте то же окно параметров, позволяющее сделать горизонтальный лист.

Переворот части текста

Если развернуть страницу в Word горизонтально требуется не для всего документа, сначала задайте формат текста. Затем выделите нужную информацию (один лист или несколько) и переходите к параметрам:

1. Выбирайте ориентацию «Альбомная».
2. На вкладке поле «Применить» выберите «к выделенному тексту».
3. Сохраните изменения нажатием «ОК».
   
   
   

В версиях Office 2007 и позже

Для переворачивания страницы в Word горизонтально в Office 2007 и более новых редакторов пользуются другим способом:

1. Перейдите на вкладку разметки.
2. Нажмите на иконку «Ориентация» (по умолчанию выставлен книжный вариант).
3. Выберите альбомную ориентацию.

В результате выполнения этих этапов документ полностью отображается в альбомном формате.

Для одного листа

В случае необходимости в Word повернуть только один лист горизонтально, оставив остальные вертикальными, выполняются действия, аналогичные способу для программы 2003 года. Отличие состоит в расположении кнопки настраиваемых полей на вкладке параметров.

После того как получилось развернуть лист в Word горизонтально, информация на нём размещена в отдельном разделе в альбомном формате. На других страницах – в книжном. Уже выставленные разделы позволяют повернуть одну страницу нужным образом, щёлкнув по любому месту части. Расположение меняют не для части текста или документа, а для раздела.

Если у вас возник вопрос с настройками Word напишите нам. Подробно расскажите в чем возникла трудность, чтобы мы смогли помочь.

Магнитные развороты

---

Что мы подразумеваем под инверсией магнитного поля или магнитным «переворотом» Земли?

У Земли есть магнитное поле, что можно увидеть с помощью магнитного компаса. Это в основном образовался в очень горячем расплавленном ядре планеты и, вероятно, существовал в большинстве жизни Земли. Магнитное поле в основном дипольное, под которым мы понимаем что у него один северный полюс и один южный полюс. В эти места будет указывать стрелка компаса. прямо вниз или вверх соответственно.Его часто описывают как похожий по своей природе на поле барного магнита (например, на холодильник). Однако есть много мелкомасштабных вариаций в Поле Земли, которое сильно отличается от поля стержневого магнита. В любом случае мы можем говорят, что в настоящее время на поверхности Земли наблюдаются два полюса, один в Северное полушарие и одно в Южном полушарии.

Под перемагничиванием, или «переворотом», мы подразумеваем процесс преобразования северного полюса. в Южный полюс, а Южный полюс становится Северным.Интересно, что магнитное поле иногда может пройти только «экскурсию», а не разворот. Здесь он страдает большой уменьшение его общей силы, то есть силы, перемещающей стрелку компаса. В течение экскурсия поле не переворачивается, но позже восстанавливается с той же полярностью, то есть Север остается Севером, а Юг остается Югом.

Вернуться к началу.

Как часто происходят развороты?

Согласно геологическим данным, магнитное поле Земли претерпело многочисленные инверсии. полярности.Мы можем видеть это на магнитных картинах, обнаруженных в вулканических породах, особенно в вулканических породах. те, что были извлечены со дна океана. За последние 10 миллионов лет было, в среднем 4-5 инверсий за миллион лет. В другое время в истории Земли например, в меловую эпоху были гораздо более длительные периоды, когда не было произошли развороты. Разворот непредсказуем и, конечно, не периодичен по своей природе. Следовательно, мы можем говорить только о среднем интервале разворота.

Вернуться к началу.

Магнитное поле Земли сейчас меняет направление? Откуда нам знать?

Измерения магнитного поля Земли производились более или менее непрерывно с тех пор, как около 1840 года. Некоторые измерения относятся даже к 1500-м годам, например, в Гринвиче в Лондоне. Если мы посмотрим на тенденцию изменения силы магнитного поля за это время (например, так называемый «дипольный момент», показанный на графике ниже), мы видим тенденцию к снижению. Действительно, прогнозирование этого во времени предполагает нулевой дипольный момент примерно в 1500-1600 гг. лет время.Это одна из причин, по которой некоторые люди считают, что эта область может быть на ранней стадии. разворота. Мы также знаем из исследований намагничивания минералов в древней глине. горшки, что магнитное поле Земли было примерно вдвое сильнее во времена Римской империи, чем сейчас.

Даже в этом случае сила тока магнитного поля не является особенно низкой с точки зрения диапазона значений, которые она имела за последние 50 000 лет, а с момента последнего обращения прошло почти 800 000 лет.Также подшипник имея в виду то, что мы сказали об экскурсиях выше, и зная, что мы делаем с недвижимостью математических моделей магнитного поля, далеко не ясно, что мы можем легко экстраполировать через 1500 лет.

Вернуться к началу.

Как быстро полюса «переворачиваются»?

У нас нет полной записи истории каких-либо отмен, поэтому любые претензии, которые мы можем сделать, являются в основном на основе математических моделей поведения месторождения и частично на ограниченных свидетельства из горных пород, которые сохраняют отпечаток древнего магнитного поля, присутствующего, когда они были сформированы.Например, математическое моделирование предполагает, что полный разворот для завершения может потребоваться от одной до нескольких тысяч лет. Это быстро по геологическим стандарты, но медленные в человеческом масштабе времени.

Вернуться к началу.

Что происходит при развороте? Что мы видим на поверхности Земли?

Как и выше, у нас есть ограниченные данные геологических измерений о закономерностях изменений. в магнитном поле при инверсии.Мы могли бы ожидать увидеть, основываясь на моделях месторождения запускать на суперкомпьютерах, гораздо более сложную картину поля на поверхности Земли, с возможно, более одного Северного и Южного полюса в любой момент времени. Мы также можем увидеть полюса «блуждающие» со временем от своего текущего положения к экватору и через него. Общая напряженность поля в любой точке Земли не может быть более десятой части его. сила сейчас.

Вернуться к началу.

Есть ли опасность для жизни?

Почти наверняка нет.Магнитное поле Земли содержится в области космоса, известная как магнитосфера, под действием солнечного ветра. Магнитосфера многих отклоняет, но не все, высокоэнергетические частицы, которые текут от Солнца в солнечном ветре и из другие источники в галактике. Иногда Солнце особенно активно, например, когда много солнечных пятен, и он может отправить облака частиц высоких энергий в направлении Земля. Во время таких солнечных «вспышек» и «выбросов корональной массы» астронавты на околоземной орбите могут нужно дополнительное укрытие, чтобы избежать более высоких доз радиации.Поэтому мы знаем, что Земля магнитное поле оказывает лишь некоторое, а не полное сопротивление излучению частиц от Космос. Действительно, частицы высоких энергий действительно могут ускоряться внутри магнитосферы.

На поверхности Земли атмосфера действует как дополнительное одеяло, останавливающее всех, кроме самых энергия солнечного и галактического излучения. В отсутствие магнитного поля Атмосфера по-прежнему задерживала бы большую часть излучения. Действительно, атмосфера защищает нас от высокоэнергетическое излучение так же эффективно, как бетонный слой толщиной около 13 футов.

Люди и их предки были на Земле в течение нескольких миллионов лет, в течение которых не было было много обратных событий, и нет очевидной корреляции между человеческим развитием и развороты. Точно так же паттерны инверсии не соответствуют паттернам вымирания видов во время геологическая история.

Некоторые животные, например голуби и киты, могут использовать магнитное поле Земли для определения направления. находка. Если предположить, что обращение происходит за несколько тысяч лет, то есть за многие поколения каждого вида, каждое животное вполне может адаптироваться к изменяющейся магнитной среде, или разработать разные методы навигации.

Вернуться к началу.

Меня интересует более техническое описание. Вы можете мне больше рассказать?

Источником магнитного поля является богатое железом жидкое внешнее ядро ​​Земли. Этот жидкость движется сложным образом в результате конвекции тепла глубоко внутри ядра и вращения планеты. Движение керновой жидкости непрерывно и никогда не прекращается, даже во время разворота. Он может остановиться только при выходе из строя источника энергии.Вырабатывается тепло по крайней мере, частично из-за затвердевания жидкого ядра на твердом внутреннем ядре что находится в центре Земли. Этот процесс работает непрерывно более миллиардов лет. В верхней части жидкого ядра, примерно в 3000 км под нашими ногами и под каменистым слоем мантии жидкость может перемещаться с горизонтальной скоростью в десятки километров в год. Движение этой металлической жидкости через существующие силовые линии магнитного поля производит электрические токи, а они, в свою очередь, создают большее магнитное поле.Это процесс, известный как адвекция. Чтобы сбалансировать любой рост поля и, таким образом, стабилизировать то, что мы называем «геодинамо», нам нужна диффузия, когда поле «утекает» из ядра и разрушается. В конечном итоге поток жидкости в ядре создает сложную картину магнитного поля на земной поверхности. поверхность со сложной вариацией времени.

Моделирование геодинамо на суперкомпьютерах продемонстрировало сложную природу поле и его поведение во времени.Моделирование также выявило инверсию полярности, где магнитный северный полюс заменен южным, и наоборот. В таких симуляциях сила главного диполя, кажется, ослабевает, возможно, примерно до 10% от его нормального значения (но не исчезнут), и существующие полюса могут блуждать по земному шару и к ним присоединятся другие временные северный и южный магнитные полюса («недипольное поле»).

В этих симуляциях было показано, что твердое железное внутреннее ядро ​​Земли играет важную роль. в управлении процессом разворота.Поскольку это твердое тело, внутреннее ядро ​​не может генерировать магнитное поле за счет адвекции, но любое поле, которое генерируется во внешнем ядре жидкости, может диффузия или распространение во внутреннем ядре. Процесс генерации поля (адвекции) в внешнее ядро, кажется, регулярно пытается повернуть вспять. Но если поле не заблокировано внутреннее ядро ​​сначала рассеивается, истинное перевернутое поле не может установиться повсюду ядро. По сути, внутреннее ядро ​​сопротивляется любому «новому» полю, распространяющемуся внутрь, и, возможно, только каждая десятая попытка обращения оказывается успешной.

Стоит подчеркнуть, что эти результаты, хотя и интересны сами по себе, не известны. быть строго верным по отношению к «настоящей» Земле. Однако у нас есть математические модели земных магнитное поле в течение последних 400 лет, с ранними моделями, основанными в основном на наблюдениях, сделанных моряками, занимающимися торговым и военно-морским судоходством. От этих моделей и экстраполяции вниз в Землю известно, что области обратного потока на границе ядро-мантия имеют выросло со временем.В этих регионах компас указывает в противоположном направлении, внутрь или наружу. ядро по сравнению с окружающими территориями. Это рост площади такой перевернутой пятно потока под южной Атлантикой, которое в первую очередь ответственно за распад в основном диполярное поле. Этот обратный патч также отвечает за минимум напряженности поля. называется Южно-Атлантической аномалией, в настоящее время сосредоточенной над Южной Америкой. В этом регионе энергичный частицы могут приближаться к Земле более близко, вызывая повышенный радиационный риск для Земли орбитальные спутники.

Для понимания свойств глубин Земли еще предстоит проделать большую работу. Это мир, в котором силы дробления и внутренние температуры аналогичны таковым на поверхности Солнце доводит наше научное понимание до предела.

Вернуться к началу.

Ссылки на другие описания магнитного поля Земли. 1. Не специалист
Часто задаваемые вопросы по геомагнетизму
«Когда север идет на юг»
Исследование магнитосферы
«Великий магнит, Земля»

2.Подробнее Технические
Группа глубоких исследований Земли, Школа Земли и окружающей среды, Университет Лидса
«Земля: магнитное поле и магнитосфера»

Вернуться к началу.

Compass — обзор | Темы ScienceDirect

5.04.1.1 Приборы

Самый ранний известный компас, сделанный в Китае примерно в первом веке нашей эры, представлял собой кусок магнитного камня в форме ложки, балансируемый на горизонтальной пластине так, чтобы он совпадал с магнитным полем Земли, рукоятка указывала юг.Первоначально разработанные для определения благоприятных ориентаций ( фэн-шуй, ), эти ранние инструменты были предшественниками обширного диапазона измерительных инструментов и навигационных компасов, основанных на вращающихся или подвешенных магнитах.

Магнитный компас — это просто стрелка, сбалансированная для вращения в горизонтальной плоскости, пока она не остановится в плоскости магнитного меридиана (с севера, а не с юга, теперь является основным смыслом). Это был первый научный инструмент, в котором использовалась игла, перемещающаяся по градуированной шкале, и хотя большинство подвижных игольчатых инструментов к настоящему времени были заменены цифровыми измерителями, компас остается самым простым и легким средством определения направлений в удаленных местах, поскольку у него нет электроника и не требует питания.

Похоже, очень первые производители компасов не знали о вертикальной составляющей геомагнитного поля. Однако к середине шестнадцатого века Хартманн и Норман оба отметили и измерили угол наклона, используя намагниченную иглу, поворачиваемую для вращения в вертикальной плоскости север-юг: иглу погружения.

Погружная игла также использовалась для первых измерений напряженности магнитного поля. Небольшие колебания стрелки относительно ее положения равновесия имеют период, равный T = 2πI / mB, где I и m — это момент инерции и магнитный момент иглы, а B — магнитное поле.Первые зарегистрированные измерения интенсивности были выполнены де Росселем во время экспедиции д’Энтрекасто в 1791–1994 годах (Lilley and Day, 1993). Как измерения d’Entrecasteaux, так и измерения Александра фон Гумбольдта, сделанные между 1798 и 1803 годами, ясно показывают увеличение интенсивности с широтой, которое ожидается от поля преимущественно геоцентрического осевого диполя (GAD).

Многие приборы для измерения магнитного поля первого поколения были основаны на поворотных или подвесных магнитных системах. К ним относятся кварцевый горизонтальный магнитометр (QHM) и инструменты баланса Magnétique zero (BMZ), широко используемые в обсерваториях, астатические и парастатические каменные магнитометры, используемые во многих палеомагнитных исследованиях, инструменты типа вариометра, используемые в ранних магнитных съемках и исследовательских работах. , и магнитометр Гоф-Рейтцеля, который до недавнего времени широко использовался в исследованиях массивов магнитометров.

Начиная с 1950-х годов эти элегантные, но тонкие инструменты постепенно заменяются более прочными электрическими и электронными инструментами, такими как индукционная катушка и магнитный затвор, в котором используются материалы с высокой проницаемостью, которые были разработаны в то время. Системы электрической обратной связи сыграли важную роль в стабилизации отклика этих инструментов. Еще позже взаимодействие с компьютером и регистрация данных привели к частичной или полной автоматизации многих операций.

Самое последнее поколение магнитометров выросло из исследований магнитных свойств на атомном уровне и разработки сверхпроводящих материалов и устройств, которые, в принципе, способны подсчитывать отдельные кванты магнитного потока и, таким образом, достигать теоретических значений. предел разрешения. К ним относятся протонные магнитометры прецессии (PPM) и магнитометры с эффектом Оверхаузера, широко используемые в обсерваториях, и сверхпроводящее устройство квантовой интерференции (SQUID), которое произвело революцию в палеомагнитных измерениях.

В этом разделе описаны принципы работы основных типов датчиков, используемых в геомагнетизме и палеомагнетизме. Их использование в практических магнитометрах рассматривается в следующих разделах, посвященных геомагнитным обсерваториям, магнитным исследованиям и палеомагнетизму.

Индукционная катушка, магнитный клапан и СКВИД — векторные датчики: их ориентация в пространстве определяет, какой компонент окружающего поля измеряется. Прецессия протонов, магнитометры Оверхаузера и магнитометры с оптической накачкой (OPM), с другой стороны, нечувствительны к направлению окружающего магнитного поля и измеряют только его величину.Это свойство проистекает из фундаментальных физических принципов, задействованных в их работе: ларморовской прецессии, электронного спинового резонанса и зеемановского расщепления.

компас | Национальное географическое общество

Магнитные компасы — самый известный тип компаса. Они стали настолько популярными, что термин «компас» почти всегда относится к магнитному компасу. Хотя дизайн и конструкция этого типа компаса значительно изменились за века, концепция того, как он работает, осталась прежней.Магнитные компасы состоят из намагниченной стрелки, которой позволяют вращаться, чтобы она совпадала с магнитным полем Земли. Концы указывают на так называемый магнитный север и магнитный юг.

Ученые и историки не знают, когда были открыты принципы, лежащие в основе магнитных компасов. Древние греки понимали магнетизм. Еще 2000 лет назад китайские ученые могли знать, что трение железного стержня (например, иглы) естественным магнитом, называемым магнитным камнем, временно намагнитит иглу, так что она будет указывать на север и юг.

Очень ранние компасы были сделаны из намагниченной иглы, прикрепленной к куску дерева или пробки, которая свободно плавала в миске с водой. Когда стрелка опустится, отмеченный конец будет указывать на северный магнитный полюс.

Когда инженеры и ученые узнали больше о магнетизме, стрелка компаса была установлена ​​и помещена в середину карты, которая показывала стороны света — север, юг, восток и запад. Наконечник копья и буква Т, обозначающая латинское название Северного Ветра, Tramontana , обозначали север.Эта комбинация превратилась в дизайн геральдической лилии, который можно увидеть и сегодня. Все 32 точки направления были добавлены в карту компаса.

Историки считают, что Китай, возможно, был первой цивилизацией, разработавшей магнитный компас, который можно было использовать для навигации. Китайские ученые, возможно, разработали навигационные компасы еще в XI или XII веках. Вскоре в конце XII века за ним последовали западные европейцы.

Вначале компасы, вероятно, использовались в качестве резервных копий, когда нельзя было увидеть солнце, звезды или другие ориентиры.В конце концов, когда компасы стали более надежными и все больше исследователей поняли, как их читать, устройства стали важнейшим инструментом навигации.

Регулировка и адаптация

К 15 веку исследователи поняли, что «север», обозначенный компасом, не совпадает с истинным географическим севером Земли. Это несоответствие между магнитным севером и истинным севером называется вариацией (моряками или пилотами) или магнитным склонением (наземными навигаторами) и варьируется в зависимости от местоположения.При использовании магнитных компасов вблизи экватора отклонения незначительны, но ближе к Северному и Южному полюсам разница намного больше и может сбить кого-то с курса на много километров. Навигаторы должны корректировать показания своего компаса, чтобы учесть отклонения.

Со временем в магнитные компасы были внесены другие изменения, особенно для их использования в морской навигации. Когда корабли из дерева превратились в железо и сталь, магнетизм корабля повлиял на показания компаса.Эта разница называется отклонением. Такие корректировки, как размещение шариков из мягкого железа (называемых сферами Кельвина) и стержневых магнитов (называемых стержнями флиндерса) рядом с компасом, помогли повысить точность показаний. Отклонение также должно быть принято во внимание на самолетах, использующих компасы, из-за металла в конструкции самолета.

Магнитные компасы бывают разных форм. Самыми простыми из них являются портативные компасы для повседневных походов. Магнитные компасы могут иметь дополнительные функции, такие как лупы для использования с картами, призма или зеркало, которое позволяет вам видеть ландшафт, следя за показаниями компаса, или отметки шрифтом Брайля для слабовидящих.Самые сложные компасы — это сложные устройства на кораблях или самолетах, которые могут рассчитывать и корректировать движение, изменение и отклонение.

Другие типы компасов

Некоторые компасы не используют земной магнетизм для указания направления. Гирокомпас, изобретенный в начале 20-го века, использует вращающийся гироскоп, чтобы следить за осью вращения Земли и указывать на истинный север. Поскольку магнитный север не измеряется, изменение не является проблемой.Как только гироскоп начнет вращаться, движение не помешает ему. Этот тип компаса часто используется на кораблях и самолетах.

Солнечный компас использует солнце как инструмент навигации. Самый распространенный метод — использовать карту компаса и угол тени солнца для указания направления.

Даже без карты компаса есть техники, использующие солнце в качестве компаса. Один из способов — сделать теневую палочку. Теневая палка — это палка, помещенная вертикально в землю.Камешки, помещенные вокруг палки, и кусок веревки, чтобы отслеживать тень солнца на небе, помогают навигатору определять направления на восток и запад.

Другой тип солнечного компаса — это старомодные аналоговые (не цифровые) часы. Используя стрелки часов и положение солнца, можно определить север или юг. Просто держите часы параллельно земле (в руке) и направьте часовую стрелку в направлении солнца. Найдите угол между часовой стрелкой и отметкой 12 часов.Это линия север-юг. В Южном полушарии север будет ближе к солнцу. В Северном полушарии север будет направлением дальше от Солнца.

Несмотря на достижения в области GPS, компас по-прежнему является ценным инструментом. Многие самолеты и корабли все еще используют высокотехнологичные компасы в качестве навигационных инструментов. Для случайного наблюдения — для навигаторов пешком или на небольшой лодке — карманный компас или простой компас, установленный на приборной панели, остается практичным и портативным инструментом.

Обзор испытаний на магнитные эффекты — DO-160 Раздел 15

Проблема

С самого начала авиации знание направления самолета во время полета было критически важным для определения места назначения. Магнитный компас веками использовался в судоходстве и, естественно, был адаптирован для использования в самолетах. Без видимых указателей или ориентиров направление зависит от компаса, чтобы предоставить необходимую информацию. Компас выравнивается с магнитным полем Земли, указывающим на север, или, мы должны сказать, магнитным севером, который может не совпадать с истинным севером в зависимости от вашего местоположения и вариаций поля.Достижения в области технологий предоставили фантастические инструменты, связанные с глобальным позиционированием, которые позволяют нам точно определять наше местоположение и с помощью незначительных перемещений получать информацию о направлении. Однако магнитный компас остается критически важным элементом в самолетах, судоходстве и прогулках по лесу в качестве основной или аварийной резервной системы для определения курса и местоположения. В случае отключения электроэнергии или помех спутниковому приему компас становится опорой для получения информации о направлении самолета.

Многие проблемы связаны с использованием компаса, но после обучения и знакомства пилот может легко решить большинство проблем.Однако размещение предметов, влияющих на показания компаса, вызывает ошибки, которые не компенсируются, что приводит к необходимости выявления ошибки или выбора мест размещения, которые сохраняют ошибку в приемлемой степени (простите за каламбур).

RTCA DO-160 включает испытания для оценки безопасного магнитного расстояния как часть процесса утверждения устройства для коммерческой авиации. Это относится к электронному оборудованию, где электрический ток может изменять магнитное поле, и к статическому оборудованию, имеющему магнитную подпись, например динамикам с постоянным магнитом.

Правила выходят за рамки оборудования, устанавливаемого в самолетах, и включают в себя грузовые и ручные устройства. Если магнитное поле превышает 0,002 Гаусс на расстоянии 2,1 метра, упаковка классифицируется как опасный груз, а поле, превышающее 0,00525 Гаусс на расстоянии 4,6 метра, обычно запрещается к перевозке по воздуху.

Требования

Поскольку в центре внимания данной статьи находится DO-160, требования определяются расстоянием, которое вызовет отклонение компаса на один градус с категорией (см. Таблицу 1), назначенной каждому приращению расстояния.Чтобы сделать измерения точными, необходимо учитывать несколько элементов, влияющих на измерительное оборудование — это будет обсуждаться в разделе, посвященном процессу тестирования, ниже.

Таблица 1: Категория / расстояние

Категория	Расстояние (метры)	Примечание
Y	0,0	Рядом с компасом
Z	0 — 0,3
А	0.3–1
В	1-3
С	> 3	Сообщить о минимальном расстоянии

Другие стандарты и правила могут устанавливать требования к отклонению или напряженности поля без категорий, как указано выше, в отношении опасных грузов. Хотя расстояние и напряженность поля могут быть разными, основной процесс определения расстояния такой же, как и необходимость преобразования некоторых данных измерений.

Метод испытаний

Метод испытаний, описанный в DO-160, основан на использовании некомпенсированного компаса, измеряющего угол отклонения с испытуемым оборудованием (EUT), расположенным на расстоянии, которое вызывает отклонение компаса на один градус.

Чтобы обеспечить точность измерения, в процесс измерения входит несколько этапов, как описано ниже.

Место проведения испытаний

Место проведения испытания выбирается таким образом, чтобы минимизировать влияние материала, имеющего относительную проницаемость больше единицы, или, проще говоря, избегать использования черных металлов.Магнитно-нейтральное место в лаборатории или даже на открытом воздухе предотвращает концентрацию линий магнитного потока.

Место должно поддерживать тестовую конфигурацию, включая вспомогательное оборудование, с достаточно большим расстоянием, чтобы избежать отклонения компаса от EUT. Учтите, что EUT следует перемещать для тестирования, а не перемещать компас. Очень сложно перемещать компас без изменения начального угла наклона — помните, что мы пытаемся измерить менее одного градуса.Размещение EUT на пластиковой тележке — предпочтительный подход к наблюдению за компасом при сокращении расстояния.

Смещение местоположения

Полевые измерения основаны на однородном поле с горизонтальной напряженностью 14,4 А / м (эквивалент плотности потока 18129 нТл в воздухе или магнитно-нейтральной среде), создаваемом Землей. Как указано выше, магнитное поле Земли в любом данном месте изменяется со временем и высотой над уровнем моря. Если место проверки , а не 14.4 А / м ± 10%, то он выходит за пределы горизонтального допуска, и используется другой угол отклонения, основанный на смещении, вместо отклонения в один градус в требованиях.

Формула для определения постоянной отклонения (dc) приведена в уравнении 1 при условии, что вы знаете интенсивность горизонтального окружающего поля в месте проведения испытания во время испытания. Если вы не знаете напряженность поля на сайте, вы можете ее измерить или получить из надежного источника.

Измерение напряженности поля с помощью магнитометра — это простой процесс, при котором зонд датчика ориентируется на горизонтальное измерение и получают показания.

Если откалиброванный магнитометр недоступен, то информацию можно получить на веб-сайте Национального центра геофизических данных (NGDC) / Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). Вам нужно будет ввести информацию о широте, долготе, высоте и дате и выбрать «Рассчитать». Должна появиться карта с указанием местоположения и внутри фрейма карты, выбрать таблицу, и будут представлены значения полей. В случайном месте, которое я выбрал для этого обсуждения, была указана H (нТл) или горизонтальная плотность потока 22403 нТл.При делении 18129 нТл вместо 14,4 А / м в уравнении 1 на плотность потока H (нТл) получаем постоянный ток = 0,81 градуса. Это означает, что расстояние EUT, создающее движение компаса на 0,81 градуса, используется для определения соответствия применимой категории испытаний.

постоянного тока = 14,4

__________________

Горизонтальное окружающее поле

Уравнение 1: Регулировка постоянной прогиба

Проверка компаса

Мы часто смотрим на компас без компенсации как на пассивное устройство, которое не подлежит калибровке, но как мы ответим на вопрос о точности, если мы не можем подтвердить измерение.Обычно компас работает, но при падении стрелка может быть ограничена в движении, и для начала или получения правильного движения потребуется большее поле. Существуют компасы, которые позволяют выполнять калибровку, но типичный компас лабораторного класса запломбирован и не имеет доступа к регулировке шкалы. Проверить способность измерять небольшие движения с помощью этой процедуры не очень сложно, и это помогает убедиться в правильности всех измерений.

На рис. 1 представлена ​​процедура с использованием листа бумаги, линейки и небольшого кусочка ленты для проверки компаса.Окружность, допускающая 360 равномерно разнесенных приращений по 4 мм, будет иметь радиус 22,9 см, как показано на Рисунке 1. Отметьте в углу листа линию, которая поддерживает маркер, который нужно разместить на радиусе. На расстоянии 22,9 см от угла проведите линию, пересекающую радиусную линию, чтобы обозначить центральную точку компаса. На другом листе (я использую кусок малярной ленты, чтобы удерживать его на месте) отметьте пять отметок с шагом 4 мм. Поместите отмеченную бумагу так, чтобы угол находился в центре отметки, и запишите показания компаса (переместите компас, чтобы добиться совмещения с отметкой градуса на компасе).После того, как компас выровнен по бумаге, вы можете временно прикрепить компас к бумаге, чтобы сохранить выравнивание. Теперь поверните бумагу на одну отметку, при этом компас устойчиво лежит на бумаге, и убедитесь, что измерение в градусах изменилось на один градус. Поверните бумагу в противоположном направлении на две отметки и убедитесь, что измерение изменилось на один градус от исходного значения.

Эта процедура гарантирует пользователю, что компас работает правильно.Используя компас с лупой, можно получить разрешение движения с шагом примерно 0,1 градуса.

Рисунок 1: Процедура проверки компаса

Конфигурация теста

На рис. 2 представлен эскиз тестовой конфигурации с EUT, расположенным на магнитно-нейтральном стенде (как я уже говорил ранее, пластиковая тележка позволяет перемещать EUT). Следите за металлическими ножками на стенде, которые могут исказить линии потока излучения EUT. Испытательные стенды должны позволять EUT находиться на одном уровне с компасом, а для более крупных EUT может потребоваться тестирование на нескольких высотах для выравнивания по горизонтали с компасом.

Компас помещается на подставку, чтобы позволить EUT приблизиться в направлении восток-запад. Обратите внимание, что Восток-Запад означает магнитный Восток-Запад, а не географический Восток-Запад.

Кабели EUT проложены перпендикулярно от компаса к опорному оборудованию. Если не указано иное, кабели должны быть такими же, как и при установке, длиной 3,3 метра. Вспомогательное оборудование расположено как можно дальше от компаса по оси компаса Восток-Запад.

Рисунок 2: Конфигурация испытания на магнитное воздействие DO-160 S15

Процесс испытания

Похоже, нам пришлось много подготовиться к тестированию, но это не редкость для многих методов тестирования на соответствие. Нам нужна уверенность в том, что измерения значимы и точны.

Теперь, когда подготовка завершена и наше испытательное оборудование проверено, тестирование несложно, но использование двух человек действительно ускоряет процесс измерения: один смотрит на компас, а другой перемещает ИО.

Расположив EUT вдали от компаса, включите EUT и убедитесь, что угол компаса не изменился из-за операции. Медленно переместите EUT ближе к компасу, наблюдая за движением стрелки компаса. Остановите движение EUT, когда отклонение компаса достигнет постоянной отклонения, определенной для места проведения испытания и даты испытания. Запишите расстояние, на котором был достигнут постоянный ток.

Повторите процесс тестирования для каждой ортогональной плоскости и проверьте высоту EUT, записав расстояние в таблице данных.

Следует отметить, что испытание EUT применимо к наихудшему установившемуся режиму работы. Кратковременный скачок тока, вызывающий одно угловое смещение компаса, не считается отказом. Однако, если переходные процессы повторяются, что приводит к отклонению угла компаса, тогда будет применяться этот режим.

Следует учитывать рабочие настройки EUT

для максимального увеличения магнитного поля. Например, яркость портативного компьютера влияет на ток, освещающий экран, а повышенный ток создает более сильные магнитные поля.Режим передачи может отличаться от режима приема. В процедуре тестирования следует установить режимы, которые будут проверяться, и настройки EUT для этих исследований.

Проблемы соответствия

Тестирование показывает, что проблемы с магнитным полем присутствуют. Есть много способов уменьшить излучаемые поля, но многие из них могут изменить рабочие характеристики или значительно изменить размер или вес, что может быть неприемлемо для определенных установок.

Уменьшите ток — если результаты показывают, что напряженность поля связана с текущими потребностями, то уменьшение нагрузки может решить проблему, если эксплуатационные характеристики могут выдерживать текущее ограничение.

Создайте противоположное поле, зондировав поле и создав равное и противоположное поле, которое бы нейтрализовало испускаемое поле. Если поле является статическим, например магнит динамика, постоянный магнит, помещенный для подавления поля, может решить проблему.

Экранирование часто считается первой линией защиты. Но многие устройства и приложения не могут выдержать дополнительный вес, связанный с любыми материалами экрана. Легкий экранирующий материал может быть эффективным, но требует очень низкого обратного сопротивления (заземления).Черные металлы могут обеспечивать путь с низким импедансом для магнитных линий, но имеют тенденцию быть тяжелыми и / или толстыми, чтобы предотвратить насыщение. Ламинирование тонких листов черных металлов может снизить вес, поскольку каждый из листов должен пропитываться независимо.

Комплектация упаковки может обеспечить устранение статических полей путем размещения таким образом, чтобы расположить противоположное поле с другим из того же устройства.

Решение проблемы магнитного поля может усложнить мыслительный процесс, но многие творческие методы могут дать результаты.

Сводка

Как обсуждалось выше, можно понять, что процесс тестирования не очень сложен, но необходимо понимать размещение оборудования во многих конфигурациях. Отсутствие учёта влияний тестовой среды и изменения эталонов движения Земли приведет к неточной оценке устройства.

Надеюсь, эта информация окажется для вас полезной, и я приветствую вопросы. У меня есть электронная таблица Excel, которую можно использовать в качестве таблицы данных и которая включает в себя проверку компаса и расчеты поля местоположения, которые я предоставлю бесплатно, если потребуется — просто отправьте запрос по электронной почте, в котором говорится, что вы не будете распространять или размещать в общественном достоянии, и я пришлю это.

Если у вас есть тема, связанная с EMC, которую вы хотели бы изучить, дайте мне знать, и я постараюсь поставить ее в очередь для будущих статей.

20.1 Магнитные поля, силовые линии и сила

Магниты и намагниченность

Люди знали о магнитах и ​​магнетизме тысячи лет. Самые ранние записи относятся к древним временам, особенно в области Малой Азии под названием Магнезия — название этого региона является источником таких слов, как магнит .Магнитные породы, обнаруженные в Магнезии, которая сейчас является частью западной Турции, вызвали интерес в древние времена. Когда люди впервые обнаружили магнитные породы, они, вероятно, обнаружили, что некоторые части этих пород притягивают куски железа или других магнитных пород сильнее, чем другие части. Эти области называются полюсами и магнитами. Магнитный полюс — это часть магнита, которая оказывает наибольшую силу на другие магниты или магнитный материал, например, железо. Например, полюса стержневого магнита показаны на рисунке 20.2 — это место, где сосредоточены скрепки.

Рис. 20.2 Стержневой магнит со скрепками, притянутыми к двум полюсам.

Если стержневой магнит подвешен так, что он свободно вращается, один полюс магнита всегда будет поворачиваться на север, а противоположный полюс — на юг. Это открытие привело к созданию компаса, который представляет собой просто небольшой удлиненный магнит, установленный так, чтобы он мог свободно вращаться. Пример компаса показан на рисунке 20.3. Полюс магнита, направленный на север, называется северным полюсом, а противоположный полюс магнита — южным.

Рис. 20.3 Компас — это удлиненный магнит, установленный в устройстве, которое позволяет магниту свободно вращаться.

Открытие того, что один полюс магнита ориентирован на север, а другой — на юг, позволило людям идентифицировать северный и южный полюса любого магнита. Затем было замечено, что северные полюса двух разных магнитов отталкиваются друг от друга, как и южные полюса. И наоборот, северный полюс одного магнита притягивает южный полюс других магнитов.Эта ситуация аналогична ситуации с электрическим зарядом, когда одинаковые заряды отталкиваются, а разные — притягиваются. В магнитах мы просто заменяем заряд на полюс : полюса отталкиваются, а полюса — притягиваются. Это показано на рисунке 20.4, на котором показано, как сила между магнитами зависит от их взаимной ориентации.

Рис. 20.4. В зависимости от их взаимной ориентации полюса магнита будут притягиваться друг к другу или отталкиваться.

Еще раз рассмотрим тот факт, что полюс магнита, направленный на север, называется северным полюсом магнита.Если противоположные полюса притягиваются, то магнитный полюс Земли, который находится близко к географическому Северному полюсу, должен быть магнитным южным полюсом! Точно так же магнитный полюс Земли, который находится близко к географическому Южному полюсу, должен быть магнитным северным полюсом. Эта ситуация изображена на рис. 20.5, на котором Земля представлена ​​как содержащая гигантский внутренний стержневой магнит с южным магнитным полюсом на географическом Северном полюсе и наоборот. Если бы мы каким-то образом подвесили гигантский стержневой магнит в космосе около Земли, то северный полюс космического магнита был бы притянут к южному полюсу внутреннего магнита Земли.По сути, это то, что происходит со стрелкой компаса: ее северный магнитный полюс притягивается к южному полюсу внутреннего магнита Земли.

Рис. 20.5. Землю можно представить как содержащую гигантский магнит, проходящий через ее ядро. Южный магнитный полюс магнита Земли находится на географическом Северном полюсе, поэтому северный полюс магнитов притягивается к Северному полюсу, так северный полюс магнитов получил свое название. Точно так же южный полюс магнитов притягивается к географическому Южному полюсу Земли.

Что произойдет, если разрезать стержневой магнит пополам? Вы получаете один магнит с двумя южными полюсами и один магнит с двумя северными полюсами? Ответ отрицательный: каждая половина стержневого магнита имеет северный и южный полюсы. Вы даже можете продолжить разрезать каждую часть стержневого магнита пополам, и вы всегда получите новый магнит меньшего размера с двумя противоположными полюсами. Как показано на рисунке 20.6, вы можете продолжить этот процесс вплоть до атомного масштаба, и вы обнаружите, что даже самые маленькие частицы, которые ведут себя как магниты, имеют два противоположных полюса.Фактически, ни в одном эксперименте не было обнаружено никаких объектов с одним магнитным полюсом, от мельчайших субатомных частиц, таких как электроны, до самых больших объектов во Вселенной, таких как звезды. Поскольку магниты всегда имеют два полюса, их называют магнитными диполями — di означает два . Ниже мы увидим, что магнитные диполи обладают свойствами, аналогичными электрическим диполям.

Рис. 20.6. Все магниты имеют два противоположных полюса, от самых маленьких, таких как субатомные частицы, до самых больших, таких как звезды.

Смотреть Physics

Введение в магнетизм

Это видео представляет собой интересное введение в магнетизм и обсуждает, в частности, как электроны вокруг своих атомов вносят вклад в наблюдаемые нами магнитные эффекты.

Проверка захвата

К какому магнитному полюсу Земли притягивается северный полюс стрелки компаса?

1. Северный полюс стрелки компаса притягивается к северному магнитному полюсу Земли, который расположен недалеко от географического Северного полюса Земли.
2. Северный полюс стрелки компаса притягивается к южному магнитному полюсу Земли, который расположен недалеко от географического Северного полюса Земли.
3. Северный полюс стрелки компаса притягивается к северному магнитному полюсу Земли, который расположен недалеко от географического Южного полюса Земли.
4. Северный полюс стрелки компаса притягивается к южному магнитному полюсу Земли, который расположен недалеко от географического Южного полюса Земли.

Только некоторые материалы, такие как железо, кобальт, никель и гадолиний, обладают сильными магнитными эффектами.Такие материалы называются ферромагнетиками, после латинского слова ferrum , обозначающего железо. Другие материалы проявляют слабые магнитные эффекты, которые можно обнаружить только с помощью чувствительных инструментов. Ферромагнитные материалы не только сильно реагируют на магниты — так, как железо притягивается к магнитам, — но они также могут намагничиваться сами, то есть их можно вызвать намагничиванием или превратить в постоянные магниты (рис. 20.7). Постоянный магнит — это просто материал, который сохраняет свои магнитные свойства в течение длительного времени даже при воздействии размагничивающих воздействий.

Рис. 20.7 Немагниченный кусок железа помещается между двумя магнитами, нагревается, а затем охлаждается, или просто постукивается в холодном состоянии. Утюг становится постоянным магнитом с выровненными полюсами, как показано: его южный полюс примыкает к северному полюсу исходного магнита, а его северный полюс примыкает к южному полюсу исходного магнита. Обратите внимание, что силы притяжения создаются между центральным магнитом и внешними магнитами.

Когда магнит приближают к ранее не намагниченному ферромагнитному материалу, он вызывает локальное намагничивание материала с противоположными полюсами, расположенными ближе всего, как показано на правой стороне рисунка 20.7. Это вызывает силу притяжения, поэтому немагнитное железо притягивается к магниту.

То, что происходит в микроскопическом масштабе, показано на Рисунке 7 (а). Области внутри материала, называемые доменами, действуют как маленькие стержневые магниты. Внутри доменов выровнены магнитные полюса отдельных атомов. Каждый атом действует как крошечный стержневой магнит. В немагнитном ферромагнитном объекте домены небольшие и ориентированы случайным образом. В ответ на внешнее магнитное поле домены могут вырасти до миллиметра, выравниваясь, как показано на рисунке 7 (b).Это индуцированное намагничивание можно сделать постоянным, если материал нагреть, а затем охладить, или просто постучать в присутствии других магнитов.

Рис. 20.8 (a) Немагнитный кусок железа или другого ферромагнитного материала имеет произвольно ориентированные домены. (b) При намагничивании внешним магнитом домены демонстрируют большее выравнивание, и некоторые из них растут за счет других. Отдельные атомы выровнены внутри доменов; каждый атом действует как крошечный стержневой магнит.

И наоборот, постоянный магнит можно размагнитить сильными ударами или нагреванием в отсутствие другого магнита.Повышенное тепловое движение при более высокой температуре может нарушить и изменить ориентацию и размер доменов. Для ферромагнитных материалов существует четко определенная температура, называемая температурой Кюри, выше которой они не могут намагничиваться. Температура Кюри для железа составляет 1043 К (770 ° C ° C), что намного выше комнатной температуры. Есть несколько элементов и сплавов, у которых температура Кюри намного ниже, чем комнатная температура, и ферромагнитны только ниже этих температур.

Snap Lab

Магниты на холодильник

Мы знаем, что как магнитные полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются. Посмотрим, сможете ли вы показать это на примере двух магнитов на холодильник. Прилипнут ли магниты, если их перевернуть? Почему они вообще прилепляются к дверце холодильника? Что вы можете сказать о магнитных свойствах дверцы холодильника возле магнита? Магниты на холодильник прилипают к металлическим или пластиковым ложкам? Прилипают ли они ко всем типам металла?

Проверка захвата

У вас есть один магнит с обозначенными северным и южным полюсами.Как вы можете использовать этот магнит для определения северного и южного полюсов других магнитов?

1. Если северный полюс известного магнита отталкивается полюсом неизвестного магнита при приближении их, этот полюс неизвестного магнита является его северным полюсом; в противном случае это его южный полюс.
2. Если северный полюс известного магнита притягивается к полюсу неизвестного магнита при приближении их, этот полюс неизвестного магнита является его северным полюсом; в противном случае это его южный полюс.

1.Магнетизм и поле B

Представьте, что нам дают набор магнетиков, и мы начинаем играть с ними, чтобы исследовать магнитные явления. Одна из первых вещей, которые мы обнаруживаем, — это то, что мы можем заставить пару магнитов прилипать, когда некоторые концы обращены друг к другу, но поворот одного из магнитов заставляет магниты начать отталкиваться. Мы обнаружили, что стержневые магниты могут притягивать или отталкивать другие магниты в зависимости от того, какие концы сведены вместе. Нам нужен способ обозначить два конца.

Условно эти два разных конца магнита называются северным полюсом и южным полюсом .Это соглашение связано с использованием магнитов в навигации. При разработке навигационного компаса (примерно в 12 веке) использовалось взаимодействие между стержневыми магнитами и Землей (которая для целей магнетизма представляет собой один большой стержневой магнит). Полюса определяются таким образом: если мы свободно подвешиваем любой магнит на столе (на веревке или прикрепляем его к пробке, которая может свободно плавать по жидкости, чтобы назвать несколько примеров), то конец магнита, указывающий на северный географический угол. Полюс Земли называют «северным полюсом» или просто северным полюсом.Противоположный конец — это «южный полюс» или просто южный полюс.

С этим определением мы можем вернуться и исследовать поведение магнитов (точно так же, как можно исследовать поведение электричества после того, как установлено соглашение о знаках заряда). Если мы соединим два магнита и хотим, чтобы их северные полюса соприкоснулись, мы заметим, что между двумя магнитами существует отталкивание. Если мы перевернем один из магнитов так, чтобы теперь южный полюс приблизился к северному полюсу, мы заметим, что магниты будут притягиваться, даже слипаться.Следовательно, из этого наблюдения мы можем заключить, что одинаковые полюса отталкиваются, а противоположные полюса притягиваются. Это поведение проиллюстрировано ниже, и это то, что вам также следует проверить в своем D / L.

Мы подвешиваем два стержневых магнита к паре струн так, чтобы северные полюса обоих магнитов находились в непосредственной близости. Два стержневых магнита будут оказывать друг на друга силу отталкивания, что показано стрелками на рисунке. Сила отталкивания, которую каждый стержневой магнит оказывает на другой, будет равной по величине и противоположной по направлению (Третий закон Ньютона).В (b) мы делаем то же самое, но переворачиваем один из магнитов. Теперь северный полюс левого магнита находится близко к южному полюсу правого магнита, поэтому два стержневых магнита испытывают силу притяжения.

Один интересный аспект магнитов, особенность, которая отличается от электрических явлений, заключается в том, что магниты всегда имеют два полюса . Представьте, что у вас есть длинный стержневой магнит с северным полюсом справа и южным полюсом на левом конце. Допустим, вы хотите разбить его на две части.Можно подумать, что у вас останется только северный полюс в правой части и только южный полюс в левой части. Оказывается, что после его разрушения каждая новая деталь по-прежнему действует так, как будто у нее есть два полюса, север и юг.

Это поведение не имеет аналога в электричестве, где можно физически разделить положительные и отрицательные заряды, и каждый заряд может существовать отдельно в других объектах. В природе, насколько нам известно, нет северных полюсов без южного полюса и южных полюсов без северного полюса.Другими словами, магнитных монополей не существует, насколько нам известно; это один из самых важных аспектов магнетизма.

После того, как мы определили соглашение для двух типов магнитных полюсов, мы готовы определить магнитное векторное поле \ (\ mathbf {B} \). Представьте себе, что вы кладете несколько круглых магнитных компасов на простой лист бумаги на плоском столе. В отсутствие каких-либо других магнитов все компасы будут выстраиваться в одном направлении: их северные полюса будут указывать на географический север по нашему определению.Итак, мы поворачиваем циркуль так, чтобы метка «N» указывала на верх страницы. Предположим, что теперь мы размещаем большой стержневой магнит горизонтально на листе бумаги, как показано ниже, с северным полюсом в правой части страницы (как показано ниже).

Что происходит? Магнитные стрелки компасов переориентируются в присутствии стержневого магнита (как «тестовые» магниты, реагирующие на «исходный» магнит). На корпусе компаса, который не является магнитным, метка «N» остается сверху.Стрелки компаса теперь не указывают на вершину; они будут указывать в разных направлениях, как показано на рисунке ниже:

Стержневой магнит создает магнитное поле в окружающем его пространстве, и магнитные стрелки компаса меняют ориентацию, потому что поле оказывает на них силу. Например, стрелка компаса, которая находится справа от стержневого магнита, находится ближе всего к северному полюсу стержневого магнита. Следовательно, северный полюс стрелки компаса будет отталкиваться северным полюсом стержневого магнита, поэтому теперь он будет указывать вправо.Рассматривая другие стрелки компаса, мы можем использовать эту ситуацию, чтобы определить направление вектора магнитного поля \ (\ mathbf {B} \). В заданном месте в пространстве \ (\ mathbf {B} \) будет указывать в том же направлении, что и северный полюс компаса, если бы его поместили в поле.

Другой способ сказать это — использовать аналогичный язык из определения поля \ (\ mathbf {E} \). Напомним, что мы определили направление поля \ (\ mathbf {E} \) как направление силы, которую будет ощущать положительный заряд в данном месте в пространстве.Точно так же направление поля \ (\ mathbf {B} \) определяется как направление силы, которую полюс, ведущий на север, будет ощущать в данном месте в пространстве. Поэтому, если мы поместим компас рядом с северным полюсом стержневого магнита, стержневой магнит отталкивает северный полюс компаса (и южный полюс будет притягиваться к нему), заставляя наш компас указывать, как показано на рисунке выше.

Представьте, что теперь размещаете компасы один за другим, так что стрелки их компасов соприкасаются голова к хвосту, и вы можете проложить путь по ним.Если вы выполните эту процедуру, начиная с северного полюса стержневого магнита, вы обнаружите, что компасы в конечном итоге указывают на южный полюс (как показано последовательностью стрелок под магнитом выше). Эта схема иллюстрирует идею о том, что мы можем пройти по по линии от северного до южного полюса магнита. Так же, как мы сделали с полем \ (\ mathbf {E} \), мы можем представить магнитное поле магнита, нарисовав силовые линии магнитного поля, которые будут следовать по пути компаса «голова к хвосту» в нашем примере.

Обратите внимание, что на рисунке присутствуют один северный полюс и один южный полюс, поэтому у нас есть два полюса противоположного типа. Эта конфигурация очень похожа на электрический диполь, где у нас был один положительный и один отрицательный заряд. Вы заметите, что силовые линии магнитных диполей и электрических диполей имеют очень похожие конфигурации.

Магнитное поле,

Магнитный Поле,

термин магнетизм происходит из региона Магнезия, города в Западной Турции, где греки нашли магниты, которые притягивали куски железа через Космос.Также наблюдается, что, магниты притягивают и отталкивают. Мы может объяснить эту двойственную природу магнитной силы, предположив, что каждый магнит имеет два полюса, северный полюс (N) и южный полюс (S). Во время занятий вы заметите две вещи:

1) Когда два магнита приближаются друг к другу, как отталкивающиеся полюса; противоположные полюса привлекать.

2) Когда магнит подносят к железке, железо тоже притягивается к магнит, и он приобретает такую ​​же способность притягивать другие железки.

ср хотелось бы изобразить это силовое воздействие магнита на железоподобные предметы с помощью понятие называется магнитным полем. В понятие поля можно лучше понять, если вспомнить гравитационную силу Земли на объект рядом с ней. Мы говорим что простое присутствие Земли создает гравитационное поле в окружающем пространство, и что мы можем изобразить этот гравитационный силовой эффект линиями начиная с Земли и уходя радиально в бесконечность.

Луна попадает в поле Земли. Так же, Космонавт в космическом путешествии ощущает притяжение Земли. Космический шаттл также находится в области Земли. В причина, по которой они не падают, выходит за рамки этого курса, но я объясните для полноты. Никто из них падают на Землю, потому что все они имеют достаточную горизонтальную скорость, чтобы Земля. Если бы вы могли горизонтально бросать бейсбольный мяч со скоростью 18 000 миль / ч, я бы также Земля и вернуться к вам.Поэтому мы представляют притягивающую силу притяжения Земли с силовыми линиями. Направление линий поля обозначает направление силы, которое тело будет испытывать вокруг Земли, и плотность силовые линии (насколько близко они разделены) представляет силу сила. Например, вы ближе к Земля сильнее силы.

Аналогично, магнит создает магнитное поле в окружающем его пространстве, в котором он магнитно влияет на любой другой магнитный материал.Сила представлена ​​плотностью магнитного поля. линий. Линии магнитного поля замкнуты кривые, выходящие из Северного полюса и входящие в Южный полюс, когда вы следуете за ними снаружи магнит.

А компас, который сам по себе является маленьким магнитом, направлен параллельно магнитному полюсу. линии поля в точке его размещения. Кончик стрелки — это северный магнитный полюс, а ее конец — это Южный магнитный полюс.

Строительными блоками магнитов являются атомы, которые представляют собой маленькие крошечные магниты. Что касается магнетизма, мы можем рассматривать атом как крошечный компас / магнит, указывающий на север направление. Позже мы увидим, что движение электронов (движущийся электрический заряд) — основная причина магнетизм. Для практических целей мы может сосредоточиться на кластере атомов, называемом магнитными доменами , которые выровнен в определенном направлении. Каждый домен может состоять из миллиардов ориентированных атомов.В нормальных условиях магнитный материал, такой как железо, не ведут себя как магнит, потому что домены не имеют предпочтительного направления выравнивание. С другой стороны, домены магнита (или намагниченного железа) все выровнены в определенных направление. Домены отделены от соседние домены — доменными стенками. В общем, выравнивание внутри домена одинаково для всех атомов этого домена. домен. Однако атомы одного домена выровнены в другом направлении, чем атомы другого домен.Эта ситуация обрисована в общих чертах ниже для магнитного материала, намагниченного материала и для немагнитного материал. Немагнитный материал не имеет доменной структуры.

доменов можно вызвать выравнивание. Рассмотрим обычный железный гвоздь. Его домены ориентированы случайным образом, как на первом рисунке выше. Если вы принесете магнит, поднесите поблизости, области железного гвоздя выровняются таким образом, что северный полюс железа домены будут обращены к южному полюсу магнита и наоборот.

Когда вы снимаете магнит, гвоздь становится постоянным магнит на время. Тепловое движение (помните, чем выше температура, тем быстрее движутся атомы) атомов в конечном итоге может привести к тому, что большинство атомов вернутся к случайной ориентации. Кроме того, уронив магнит, не только будет вы нарушите его, но вы также разрушите выравнивание домена.

Другой способ сделать постоянный магнит — погладить железку (или железную стружку что вы будете делать как занятие) с помощью магнита.Железное бритье ведет себя как крошечный магниты.

Электромагнит:

А катушки из проволоки, подобные показанной на рисунке ниже, также могут производить магнитные поле, подобное магнитному.