Физика магнита.

[StanislavDoljenko]

                           
Занимаюсь исследованиями физики магнитов и природы магнетизма. Начал выкладывать видео с результатами опытов нашей лаборатории. Все опыты оригинальные и аналогов не имеют. Результаты показывают природу магнетизма так, что даже детям будет понятно.
Вот первый ролик: 

 
https://youtu.be/uFqxz9craf4

                           
  Данные опыты с однородными магнитными полями изначально проводились на крутильных весах. Но с появлением неодимовых магнитов опыты с однородным магнитным полем стало проще показывать на приборе Петроевского. От прибора Петроевского нам понадобится подставка и держатель с иголкой. Изготовим крепёж для коромысла из любого лёгкого диамагнетика, слабо реагирующего на магнитное поле, с посадочным местом для иголки, что бы трение между коромыслом и иголкой было минимальным. В виде плеч коромысла подойдут тонкие деревянные палочки.
    На коромысло вешаем пластинки алюминия размером 5  на 5 сантиметров, обязательно что бы исследуемый образец по ширине был больше магнита, больше ширины магнитного поля. Полученную конструкцию устанавливаем на прибор. К алюминию подносим магнит и воздействуем магнитным полем на пластинку. Видим – пластинка алюминия от магнитного поля магнита отталкивается. То есть алюминий реагирует на магнитное поле. Дублируем опыт, подносим магнитное поле к пластинке алюминия с другой стороны – эффект тот же самый. Сторона воздействия магнитных полей значения не имеет. Меняем полюс магнита, которым воздействуем на пластинку алюминия и так же видим что реакция не изменилась. Пластинка алюминия реагирует на любой полюс магнита одинаково, магнитные поля обоих полюсов магнита равны по силе и по воздействию.  В этом полюса магнитов идентичны.
    На коромысло вешаем пластинки меди и так же устанавливаем коромысло на прибор. Подносим к образцу меди магнитное поле. Видим – медь от магнитного поля отталкивается. Медь также реагирует на магнитные поля магнита. Дублируем опыт, подносим магнитное поле к меди с другой стороны – эффект тот же самый.

…

    Данный прибор прост в изготовлении и не сложен в применении. Для наглядной демонстрации магнитных взаимодействий этот прибор может себе позволить любая школа или институт. Прибор не заменим для демонстрации силы магнитного поля, силы действующие в магнитном поле, какое магнитное поле, направление магнитного поля, как силы магнитного поля действуют, как магнитное поле действует на материалы.
 Более того: для наглядной демонстрации магнитных взаимодействий такой прибор должен быть в каждой школе. В опытах с этим прибором демонстрируется, что нет ни одного металла не реагирующего на магнитное поле магнита. Все металлы в той или иной степени реагируют на магнитное поле магнита. Кто слабее, кто сильнее. Часть металлов притягивается к магнитному полю магнита, другие металлы отталкиваются. Но самое главное – нет металлов нейтральных к магнитному полю магнита.
    Акцентирую, нет металлов нейтральных к магнитным силам.

[Ost]

                           
Занимаюсь исследованиями физики магнитов и природы магнетизма. Начал выкладывать видео с результатами опытов нашей лаборатории. Все опыты оригинальные и аналогов не имеют. Результаты показывают природу магнетизма так, что даже детям будет понятно.
Вот первый ролик: 

 
https://youtu.be/uFqxz9craf4

                           
  Данные опыты с однородными магнитными полями изначально проводились на крутильных весах. Но с появлением неодимовых магнитов опыты с однородным магнитным полем стало проще показывать на приборе Петроевского. От прибора Петроевского нам понадобится подставка и держатель с иголкой. Изготовим крепёж для коромысла из любого лёгкого диамагнетика, слабо реагирующего на магнитное поле, с посадочным местом для иголки, что бы трение между коромыслом и иголкой было минимальным. В виде плеч коромысла подойдут тонкие деревянные палочки.
    На коромысло вешаем пластинки алюминия размером 5  на 5 сантиметров, обязательно что бы исследуемый образец по ширине был больше магнита, больше ширины магнитного поля. Полученную конструкцию устанавливаем на прибор. К алюминию подносим магнит и воздействуем магнитным полем на пластинку. Видим – пластинка алюминия от магнитного поля магнита отталкивается. То есть алюминий реагирует на магнитное поле. Дублируем опыт, подносим магнитное поле к пластинке алюминия с другой стороны – эффект тот же самый. Сторона воздействия магнитных полей значения не имеет. Меняем полюс магнита, которым воздействуем на пластинку алюминия и так же видим что реакция не изменилась. Пластинка алюминия реагирует на любой полюс магнита одинаково, магнитные поля обоих полюсов магнита равны по силе и по воздействию.  В этом полюса магнитов идентичны.
    На коромысло вешаем пластинки меди и так же устанавливаем коромысло на прибор. Подносим к образцу меди магнитное поле. Видим – медь от магнитного поля отталкивается. Медь также реагирует на магнитные поля магнита. Дублируем опыт, подносим магнитное поле к меди с другой стороны – эффект тот же самый.

…

    Данный прибор прост в изготовлении и не сложен в применении. Для наглядной демонстрации магнитных взаимодействий этот прибор может себе позволить любая школа или институт. Прибор не заменим для демонстрации силы магнитного поля, силы действующие в магнитном поле, какое магнитное поле, направление магнитного поля, как силы магнитного поля действуют, как магнитное поле действует на материалы.
 Более того: для наглядной демонстрации магнитных взаимодействий такой прибор должен быть в каждой школе. В опытах с этим прибором демонстрируется, что нет ни одного металла не реагирующего на магнитное поле магнита. Все металлы в той или иной степени реагируют на магнитное поле магнита. Кто слабее, кто сильнее. Часть металлов притягивается к магнитному полю магнита, другие металлы отталкиваются. Но самое главное – нет металлов нейтральных к магнитному полю магнита.
    Акцентирую, нет металлов нейтральных к магнитным силам.

Но с появлением неодимовых магнитов опыты с однородным магнитным полем стало проще показывать на приборе Петроевского.

Поле неодимового магнита неоднородное.

Акцентирую, нет металлов нейтральных к магнитным силам.

Вихревые токи взаимодействуют с магнитом. Что в этом особенного?

[в.макаров]

Акцентирую, нет металлов нейтральных к магнитным силам.

Прислушайтесь к Осту. Попробуйте подносить пластины к магниту медленно.

[Олег Владимирович Лавринович]

Прислушайтесь к Осту. Попробуйте подносить пластины к магниту медленно.

Медленно, быстро, это динамика со всеми эффектами динамики. Результат зависит от чувствительности крутильных весов и намагниченности магнита . Причем динамика особенно заметна в проводниках. Чем лучше проводник , тем заметнее эффект при одинаковых размерах.  Чем сильнее магнит, тем заметнее реакция.
Известно, однако , что все вещества без исключения реагируют на стационарное "магнитное поле". По величине и направлению реакции все вещества  разделяют условно  на три типа . Диа, пара и ферро магнетики. Вот механизм возникновения в них сил вызывает самое жгучее любопытство. Есть над чем подумать, помимо общепринятых объяснений. Которые описывают  сам эффект, но ничегошеньки не объясняют, кроме разве динамики с вихревыми токами в проводниках. А статику , увы. Хотя и динамику, имхо, можно объяснить и без привлечения вихревых токов. К вихревым, просто привыкли. 

[в.макаров]

Медленно, быстро, это динамика со всеми эффектами динамики. Результат зависит от чувствительности крутильных весов и намагниченности магнита . Причем динамика особенно заметна в проводниках. Чем лучше проводник , тем заметнее эффект при одинаковых размерах.  Чем сильнее магнит, тем заметнее реакция.
Известно, однако , что все вещества без исключения реагируют на стационарное "магнитное поле". По величине и направлению реакции все вещества  разделяют условно  на три типа . Диа, пара и ферро магнетики. Вот механизм возникновения в них сил вызывает самое жгучее любопытство. Есть над чем подумать, помимо общепринятых объяснений. Которые описывают  сам эффект, но ничегошеньки не объясняют, кроме разве динамики с вихревыми токами в проводниках. А статику , увы. Хотя и динамику, имхо, можно объяснить и без привлечения вихревых токов. К вихревым, просто привыкли. 

Вы как всегда, хотите всё и сразу. Чтобы удовлетворить жгучее любопытство сначала полезно ознакомится с известными явлениями рассматриваемого объекта
В рассматриваемых взаимодействиях магнита и пластин причины можно разделить на динамические и условно статические. Динамические - на основе индукции по Фарадею. При приближении пластины к магниту в месте пластины изменяется напряжённость магнитного поля. Как следствие - токи в пластине (вихревые токи) со своим магнитным полем. Далее - взаимодействия по закону Ампера.
Условно статические. При небольших расстояниях между магнитом и пластиной (без движения пластины) магнит в рассматриваемом опыте взаимодействует с парамагнетиком. Должны притягиваться. Подобный опыт с притяжением парамагнетиков и отталкивания диамагнетиков есть на ютубе. Там вместо коромысла на иголке - на пробке в воде.
О жгучем любопытстве. За неимением гербовой пишут на простой. А до гербовой добраться не тут-то просто.

[в.макаров]

ТРОЛЛИНГ УДАЛЁН

Часто что бы сдвинуться достаточно знаний уже достигнутого, без внесения ещё не изученного. Знать слова не означает знание молитвы. Так и магнитами. Если в "наизусть заученном" содержится ложное утверждение, то все построения на "заученном" оказываются ложными. Пример: попробуйте объяснить расположение магнитной стрелки у проводника с током. Не будете ли использовать ложное представление как "наизусть заученное"?
Надеюсь, автор темы не будет возражать против такого обсуждения.

[в.макаров]

Троллинг удалён.

Как я уже заметил, хотите всё и сразу. Конечно, хорошо бы знать, что есть электрический ток, что такое магнит. Для этого надо делать предположения, находить их подтверждения в опытах. И не в одном, а многократно повторяемом. Кто это будет делать за нас? Потому и развивается наука методом проб и ошибок. Чтобы потом на гербовой написать в виде законов Фарадея или Ампера. Нам бы научиться пользоваться этими законами, разглядеть их в явлениях. Это лирическое отступление.
В случае со стрелкой и проводником с током. Если обозначить на рисунке напряжённость поля магнитной стрелки, то можно увидеть сходство изменения (на картинке же) напряжённости поля стрелки и проводника с током, который расположен ортогонально оси стрелки. А дальше уже рассмотрение взаимодействия проводников с током по Амперу. Взаимодействие аналогичное проводника с током и магнитом в виде бруска. Проводил опыт: максимальное притяжение проводника с током к середине грани магнита, там, где железки не притягиваются - т.е.к середине между полюсами. Если обозначить напряжённость поля в районе этой грани, то она принципиально не отличается от картины со стрелкой.
К сожалению, объяснение строится на взаимодействии полей. В нашем случае поля проводника с током и полем стрелки. Что, возможно, для вас неприемлемо.Но это не техническая проблема.

[vamin]

 Вопрос знатокам магнетизма....

имеются магнит-кольцо, он имеет  сложную картину силовых линий


вопрос:
   можно ли получить аналог-электромагнит магнита-кольца с такой же картиной силовых линий.
   просто-катушка кольцо будет иметь простенькую картинку силовых линий, примерно такую



PS
так намагничен магнит некоторых динамиков

[в.макаров]

Вопрос знатокам магнетизма....

имеются магнит-кольцо, он имеет  сложную картину силовых линий


вопрос:
   можно ли получить аналог-электромагнит магнита-кольца с такой же картиной силовых линий.

Аналогом может быть провода с током, расположенные на боковых поверхностях (цилиндрических) магнита-кольца в месте условной линии, разделяющей  полюса. Многие эту область считают не намагниченной, т. к. в этом месте плохо притягиваются железяки. На самом деле в этой области можно наблюдать максимальные взаимодействия по притяжению проводников с током. В юбубе есть видео, в котором стержневой магнит взаимодействует с проводником. Провод сам накручивается на середину магнита. Там, где железки плохо притягиваются.

[vamin]

Аналогом может быть провода с током, расположенные на боковых поверхностях (цилиндрических) магнита-кольца в месте условной линии, разделяющей  полюса.

     Немного непонятно.  На наружной и внутренней поверхности кольца? Да, мы мотаем просто катушку-кольцо из проводов без магнитного сердечника.
    Если в руках есть такой магнит то легко можно убедится что при сближении кольца с маленьким цилиндрическим магнитиком одноименными полюсами сначала происходит отталкивание а после, при приближении к отверстию кольца, притяжение.   На рисунке с силовыми линиями нейтральное место обозначено цифрами 1 и 2.

Многие эту область считают не намагниченной, т. к. в этом месте плохо притягиваются железяки. На самом деле в этой области можно наблюдать максимальные взаимодействия по притяжению проводников с током. В юбубе есть видео, в котором стержневой магнит взаимодействует с проводником. Провод сам накручивается на середину магнита. Там, где железки плохо притягиваются.

   И это неудивительно, где разделены "полюса" у аналога-катушки посредине наибольшая результирующая сила Ампера от всех витков катушки действующей на проводник с током.

[в.макаров]

Немного непонятно.  На наружной и внутренней поверхности кольца? Да, мы мотаем просто катушку-кольцо из проводов без магнитного сердечника.
    Если в руках есть такой магнит то легко можно убедится что при сближении кольца с маленьким цилиндрическим магнитиком одноименными полюсами сначала происходит отталкивание а после, при приближении к отверстию кольца, притяжение.   На рисунке с силовыми линиями нейтральное место обозначено цифрами 1 и 2.

Возможно, если вместо тела магнита будут витки катушки, то распределение напряжённости поля, обозначаемые нарисованными силовыми линиями, будет иметь более подобным. Я хотел показать несколько другое. Можно увидеть (по рисунку), что распределение напряжённости магнитного поля у цилиндрических поверхностей (наружной и внутренней) подобны распределению у провода с током,если провод расположен в месте этих поверхностях в их середине. Разумеется, без тела самого магнита. Например, на деревянном кольце. Важно, что наружный проводник с током будет притягиваться к месту расположения провода на кольце. Т.е. мы можем рассматривать далее как взаимодействие проводов с током по закону Ампера. Аналогично можно рассмотреть и объяснить взаимодействие магнитной стрелки и проводника с током и её положение относительно проводника. Притяжение стрелки к проводнику направлено к середине стрелки. Потому стрелка всегда располагается ортогонально проводу.

[vamin]

Возможно, если вместо тела магнита будут витки катушки, то распределение напряжённости поля, обозначаемые нарисованными силовыми линиями, будет иметь более подобным. Я хотел показать несколько другое. Можно увидеть (по рисунку), что распределение напряжённости магнитного поля у цилиндрических поверхностей (наружной и внутренней) подобны распределению у провода с током,если провод расположен в месте этих поверхностях в их середине. Разумеется, без тела самого магнита. Например, на деревянном кольце.

   Да нет это больше похоже на две катушки, наружная, большая с одним направлением тока, внутренняя меньшая с противоположным направлением тока. Не пробовал, но если намотать две такие катушки то картина силовых линий будет такой же как у кольцевого магнита. 

Важно, что наружный проводник с током будет притягиваться к месту расположения провода на кольце. Т.е. мы можем рассматривать далее как взаимодействие проводов с током по закону Ампера. Аналогично можно рассмотреть и объяснить взаимодействие магнитной стрелки и проводника с током и её положение относительно проводника. Притяжение стрелки к проводнику направлено к середине стрелки. Потому стрелка всегда располагается ортогонально проводу.

    Уже проверено что если провод с током притягивается к наружной цилиндрической поверхности магнита то от внутренней цилиндрической поверхности будет отталкиваться. Или наоборот если от наружной отталкивается то к внутренней будет притягиваться.  Легче исследователь такие закономерности с помощью маленьких магнитиков. У меня например есть магнитики 3х4х8мм, которые легко перемагничиваются обычными неодимовыми магнитами.
   Ну а  поведение стрелки компаса у провода с током легче предсказывать если представать вместо стрелки длинную катушечку с током.  И вообще это историческая глупость когда более простое(провод с током) объясняют боле сложным-катушкой с током

[в.макаров]

    Уже проверено что если провод с током притягивается к наружной цилиндрической поверхности магнита то от внутренней цилиндрической поверхности будет отталкиваться. Или наоборот если от наружной отталкивается то к внутренней будет притягиваться.  Легче исследователь такие закономерности с помощью маленьких магнитиков. У меня например есть магнитики 3х4х8мм, которые легко перемагничиваются обычными неодимовыми магнитами.
   Ну а  поведение стрелки компаса у провода с током легче предсказывать если представать вместо стрелки длинную катушечку с током.  И вообще это историческая глупость когда более простое(провод с током) объясняют боле сложным-катушкой с током

Если сравнить направление нарисованных линий, то направление токов в проводах в условном их расположении на поверхностях магнита будет противоположным.
Естественно, что опыты с реальными магнитами более наглядны. Попробуйте на основании подобных опытов объяснить причину, по которой магнитная стрелка располагается ортогонально направлению провода.

[vamin]

Попробуйте на основании подобных опытов объяснить причину, по которой магнитная стрелка располагается ортогонально направлению провода.

   Все нормально со стрелкой при ее ортогональном расположении сила Ампера между проводом и стрелкой максимальна.
   Магнитные силы это частный случай сил Ампера.  Суперпозиция сил Ампера создают иллюзию магнитных сил и полюсов у кругового тока. 

[в.макаров]

Все нормально со стрелкой  при ее ортогональном расположении сила Ампера между проводом и стрелкой максимальна.
   Магнитные силы это частный случай сил Ампера.  Суперпозиция сил Ампера создают иллюзию магнитных сил и полюсов у кругового тока. 

Всё нормально. При таком расположении взаимодействие максимально. Я это попытался объяснить на основе сил Ампера. Вы считаете это частным случаем. Возможно ли объяснение на основе взаимодействия магнитов?

[vamin]

Возможно ли объяснение на основе взаимодействия магнитов?

  Возможно.  Железный(например) стержень ортогонально расположенный у провода с током приобретет магнитные полюса на гранях, так как на стержень "намотан" почти полувиток с током

[в.макаров]

Возможно.  Железный(например) стержень ортогонально расположенный у провода с током приобретет магнитные полюса на гранях, так как на стержень "намотан" почти полувиток с током

Вы забыли дать объяснение, т.е. что с чем взаимодействуют и что в результате показанного взаимодействия стержень  должен занять такое положение.

[vamin]

Вы забыли дать объяснение, т.е. что с чем взаимодействуют и что в результате показанного взаимодействия стержень  должен занять такое положение.

   Вообще-то никаких противоречий с тем что написано в учебниках нет. Если у вас есть сомнения вам и слово.

[Rishi]

Занимаюсь исследованиями физики магнитов и природы магнетизма.

эксперименты с магнитами Г.В.Николаева можете проверить?  у него в книжке они описаны.

[в.макаров]

   Вообще-то никаких противоречий с тем что написано в учебниках нет. Если у вас есть сомнения вам и слово.

Ни в одном из учебников я не нашёл объяснения положения магнитной стрелки у проводника с током. Есть только утверждение, что она располагается вдоль магнитных силовых линий. Просто констатация факта. Своё объяснение я построил на идентичности распределения напряжённости магнитного поля магнита и проводника с током. Потому и появилась возможность объяснения как взаимодействие проводов с током по Амперу. Я не ставлю цель кого-то "срезать". Просто всегда кто-то знает то, что не знаю сам.