BESZÁMOLÓK

Mágneses alapjelenségek

Az elektromos térhez hasonlóan a mágneses teret is hatásai alapján figyelhetjük meg. Kísérletek során azt tapasztalhatjuk ugyanis, hogy két, egymással párhuzamos vékony áramjárta vezető között erőhatás lép fel, illetve, hogy egy lazán felfüggesztett, áramjárta vékony egyenes tekercs mindig ugyanazon észak-déli irányba áll be, csakúgy, mint egy iránytű, vagyis meghatározott helyzeteiben nyilvánvalóan nyomaték hat rá. A párhuzamos áramjárta vezetők kölcsönhatását egy olyan újfajta mező segítségével írhatjuk le, amelyet mozgó töltések keltenek, és amely erőt csak mozgó töltésekre fejt ki. Miután az áramok a közelükben levő iránytűkre, mágneses anyagokra erőt, illetve nyomatékot fejtenek ki, nyilvánvalónak tűnik, hogy az áramjárta vezetők körül kialakuló mező ugyanolyan eredetű, mint a mágnesek körül kialakuló, ezért az áramok közötti előbb tapasztalt kölcsönhatást mágneses kölcsönhatásnak nevezzük. Az olyan mezőt, amelyet mozgó töltések keltenek, és amely csak mozgó töltésekre fejt ki erőt, mágneses mezőnek nevezzük. A mező tulajdonságainak számszerű leírásához, ugyanúgy, ahogyan azt az elektrosztatikus mezőnél is tettük, egy alkalmas próbatestet választunk, és a mező egyes pontjaiban vizsgáljuk a mezőnek arra gyakorolt hatását. A kísérletek kapcsán említett iránytűt helyettesítsük kisméretű körárammal, mert ennek tulajdonságait
(a benne folyó áram erősségét, irányát, a körvezető méreteit) változtatni tudjuk. Ezt a mágneses próbatestet magnetométernek nevezzük. Ha ez a körvezető, vagy akár lapos tekercs eléggé kis méretű, akkor jó közelítéssel alkalmas a mágneses mező pontjainak, illetve a pontot elegendően kis környezetének jellemzésére. Ha ezt a minden irányban könnyen elforduló magnetométert a mágneses mező különböző pontjaiba helyezzük, a következőket figyelhetjük meg: - A mágneses mező a magnetométerre forgatónyomatékot fejt ki, és ezen nyomaték nagysága függ a magnetométer helyétől és síkjának helyzetétől (irányától) is. - A mező tetszőleges pontjában megfigyelhető egy és csak egy olyan irány, amelybe a magnetométer tengelye beáll, akár az iránytű, és az ilyen helyzetű magnetométer egyensúlyban van, vagyis nem hat rá forgatónyomaték. - Ha az előbb leírt egyensúlyi helyzetben levő magnetométer áramának irányát megfordítjuk, akkor annak síkja ellentétes irányba fordul át.

A mágneses mező szemléltetése:
mágneses indukcióvonalak és fluxus

Ha a mágneses mező szemléltetésére az elektromos térhez hasonlóan most a mágneses indukció vektorait pontról pontra ábrázoljuk, azt tapasztaljuk, hogy a mezőben olyan folytonos görbék húzhatók, amelyeknek érintői éppen a mágneses tér érintési ponthoz tartozó indukció vektorai. Azokat a vonalakat, amelyeknek érintői az érintési pontbeli mágneses indukció vektorának tartóegyenesei, a mágneses mező indukcióvonalainak nevezzük. Amennyiben a mágneses mező egy meghatározott pontjában az indukció nagyságát is szemléltetni szeretnénk, az elektromos térnél elmondottakhoz hasonlóan állapodjunk meg abban, hogy adott felületen át csak véges számú erővonalat rajzolunk meg, pontosan annyit, hogy az indukcióvonalak sűrűsége, vagyis a rájuk merőleges felület egységnyi területén áthaladó indukcióvonalainak száma megegyezzen az ottani indukció mérőszámával. A tapasztalat szerint ehhez az indukcióvonalakat sehol sem kell megszakítani. Az A területű felületen merőlegesen áthaladó indukcióvonalszámot mágneses fluxusnak vagy indukciófluxusnak, röviden egyszerűen csak fluxusnak nevezzük és -vel jelöljük.