Hva er en Magnetic Field Force?

March 9  by Eliza

Magnetfelt-kraften er den virkning at et magnetisk felt utøver eller virker på en ladet partikkel, slik som et molekyl, når det passerer gjennom dette feltet. Eksisterer disse kreftene som helst det er en elektrisk ladet molekyl i nærheten av en magnet, eller når strøm passerer gjennom en ledning eller spole. Magnetfelt-kraft kan benyttes til å drive elektriske motorene, og for å analysere kjemiske strukturer av materialer på grunn av måten partikler reagere på den.

Når elektrisk strøm føres gjennom en ledning, skaper strømmen av elektroner av et magnetisk felt, som skaper en kraft som kan virke på andre materialer. Et vanlig eksempel på magnetfeltstyrken er en elektrisk motor, som anvender en bevegelig rotor med ledninger viklet rundt seg, er omgitt av en stator med flere spoler. Når en elektrisk strøm tilføres til statorspolene, danner de et magnetisk felt, og styrken av det felt skaper dreiemomentet som beveger rotoren.

Retningen av den magnetiske feltstyrken kan beskrives ved hjelp av det som kalles høyrehåndsregelen. En person kan peke tommelen, indeks eller første finger, og den andre fingeren i tre forskjellige retninger, ofte kalt x-, y- og z-aksen. Hver finger og tommelen skal være på 90 grader til hverandre, så hvis personen peker pekefingeren opp, de andre finger peker til venstre og tommelen peker direkte på person.

Ved hjelp av dette arrangement av fingrene, vil hver finger viser retningene for den elektriske strømmen (pekefinger), det magnetiske felt (den andre finger) og den resulterende magnetfelt kraft (tommelfingeren). Når de fire fingre på hånden blir bøyd mot håndflaten, viser denne retningen av det magnetiske felt med tommelen fremdeles indikerer retningen av kraften. Ved hjelp av høyrehåndsregelen er en enkel måte for elever å lære om magnetiske felt for å se effekten av nåværende og krefter som resultat.

Magnetfelt kan være meget nyttig i laboratoriet for analyse av materialer. Hvis et materiale som må identifiseres, eller brytes ned i sine molekylære komponenter, kan prøven bli ionisert, som endrer materialet i en gass med positive eller negative elektriske ladninger. Denne ionisert gass blir deretter ført gjennom et sterkt magnetisk felt, og avslutter ut i et oppsamlingsområde.

Massen eller vekten av hver partikkel av ionisert prøven reagerer forskjellig på den magnetiske feltstyrken, og partiklene er bøyet noe fra en rett retning. En samling enhet registrerer hvor hver partikkel treffer detektoren, og dataprogrammer kan identifisere molekylet fra hvordan den samhandler med feltet. En type enhet ved hjelp av denne teknologien kalles et massespektrometer, og er mye brukt for å bidra til å identifisere ukjente stoffer.

En annen bruk av magnetiske felt for å bevirke endringer i ionisert materiale er et partikkelakselerator. I slutten av det 20. århundre, ble den største partikkelakseleratoren bygget på den tiden som ligger på grensen mellom Sveits og Frankrike, med 17 miles (27 kilometer) av gasspedalen dypt under bakken i en stor sløyfe. Utstyret tok fordel av magnetfelt makt for å raskt akselerere ladde partikler inn i loop, hvor flere felt fortsatte å øke hastigheten, eller akselerere ladde partikler.

Som høyhastighetspartikler sirklet den store samleren, ble de styrt av andre magnetiske feltkontroller og sendt til kollisjoner med andre materialer. Dette utstyret ble bygget for å teste høyenergetiske kollisjoner lik dem man ser i solen eller andre stjerner, og i løpet av kjernefysiske reaksjoner. Plasseringen jordiske ble brukt for å hindre partikler fra rommet forstyrrer testresultatene, fordi lagene av stein over akselerator absorberes med høy hastighet energi og ioner.

  • Stavmagnet med jernspon for å illustrere det magnetiske felt.
  • Jorden har en planetarisk magnetfelt.