آهنربا چیست ؟
اگر بخواهيد قطبهاي شمال دو آهنربا را به هم نزديك كنيد، احساس ميكنيد كه نيرويي آن دو را از يكديگر دور ميسازد. همينطور قطبهاي جنوب دو آهنربا نيز يكديگر را دفع ميكنند.اما اگر قطب شمال يك آهنربا را به قطب جنوب آهنربا ديگر نزديك كنيد، ميبينيد كه دو آهنربا به سمت هم كشيده ميشوند و قطبهاي شمال و جنوب آهنربا يكديگر را جذب ميكنند. اين كشش و جاذبه بسيار قوي است و گاهي
اوقات جداكردن دو آهنربا از يكديگر كار بسيار مشكلي است.پس بنابراين قطبهاي همنام يا همانند، يكديگر را دفع ميكنند و قطبهاي غيرهمنام يا متفاوت يكديگر را جذب ميكنند.آهنربا بعضي از مواد را به طرف خود ميكشد و آن موادي است كه خاصيت آهنربايي داشته باشند؛ مثل سنجاق، سكه، گيره كاغذ، قيچي، ميخ، سوزن و چيزهايي كه فلزي باشد.آهنرباها به شكلهاي مختلفي ساخته ميشوند. گاهي وقتها به شكل مستطيل و بعضيوقتها به شكل نعل اسب و يا ميلهاي است و با دو رنگ، قطب شمال و جنوب آن مشخص ميشود.
از آهنربا در جاهاي زيادي استفاده ميشود؛ به عنوان نمونه، يخچال از فولاد درست شده و به در فولادي يخچال يك آهنربا چسبيده است كه باعث ميشود در يخچال بسته بماند و در وسايلي كه براي تزئين و زيبايي به در يخچال ميچسبانند، پشتش يك آهنربا چسبيده است و اين باعث ميشود به در فولادي يخچال بچسبد.گاهي اوقات هم براي جمعآوري فلزات از آهنربا استفاده ميشود. وقتي آهن يا فولاد به يك آهنربا ميچسبد، خودش هم يك آهنربا ميشود. اولين گيره كاغذ كه به آهنربا ميچسبد، گيره دومي را آهنربا ميكند و هر قدر كه آهنربا قويتر باشد گيرههاي بعدي نيز خاصيت آهنربا را پيدا ميكنند و اين گيرهها به هم ميچسبند.يك نكته جالب درباره آهنربا اين است كه اگر يك فلزي را به آهنربا مدتي بكشيم، آن فلز يك آهنربا ميشود و براحتي ميتواند يك گيره فلزي را بلند كند.
انواع آهنربا :
• تیغهای
• میلهای
• نعلیشکل
• استوانهای
• حلقهای
• کروی
• پلاستیکی
• سرامیکی و ...
سیر تحولی و رشد :
بعدها ملاحظه گردید که این سنگ در مناطق دیگر کره زمین نیز وجود دارد. پدیده مغناطیس همراه با کشف آهنربای طبیعی مشاهده شده است. با پیشرفت علوم مختلف و افزایش اطلاعات بشر در زمینه مغناطیس ، انواع آهنرباهای طبیعی و مصنوعی ساخته شد. امروزه از آهنربا در قسمتهای مختلف مانند صنعت ، دریانوردی و ... استفاده می گردد.
منشا پیدایش :
یونانیان باستان خاصیت شگفت انگیز کهربا تشخیص داده بودند. اگر کهربا را به شدت به پارچهای مالش دهیم اجسامی مانند تکه های کاه یا رانههای گیاه را که نزدیک آن باشد جذب میکند. اما سنگ مغناطیس یک ماده معدنی است که در طبیعت وجود دارد. نخستین توصیف نوشته شده از کاربرد سنگ مغناطیس به عنوان یک قطب نما در دریانوردی در کشورهای غربی ، مربوط به اواخر قرن دوازدهم میلادی است. ولی خواص این سنگ خیلی پیش از آن در چین شناخته شده بود.
حوزه عمل :
آیا آهنربا بغیر از آهن ، اجسام دیگری را جذب می کند؟
آهنربای الکتریکی
عیب دیگر آهنربای دائمی این است که القای مغناطیسی آنها نمیتواند به سرعت تغییر کنند. از این نظر ، سیملولههای حامل جریان (آهنرباهای الکتریکی) بسیار مناسبند. زیرا با تغییر جریان در سیم پیچ سیملوله میتوان میدان آنها را به آسانی تغییر داد. با قرار دادن هسته آهنی داخل سیملوله ، میدان آن را میتوان صدها هزار بار افزایش داد. بیشتر آهنرباهای الکتریکی که در مهندسی بکار میروند چنین ساختمانی دارند.
ساخت آهنربای الکتریکی ساده
ساختار آهنربای الکتریکی
وقتی که میدان در سیم پیچ افزایش مییابد، ابتدا این دو میدان به یک میزان معینی متناسب با جریان افزایش مییابند، بطوری که نقش هسته تعیین کننده میماند. ولی ، با افزایش بیشتر جریانی که از سیم پیچ میگذرد، مغناطش آهن کند میشود و آهن به حالت اشباع مغناطیسی نزدیک میشود. وقتی که عملا تمام جریانهای مولکولی موازی شدند، افزایش بیشتر جریانی که از سیم پیچ میگذرد نمیتواند چیزی بر مغناطش آهن اضافه کند، در حالی که میدان سیم پیچ به زیاد شدن متناسب با جریان ادامه میدهد.
هرگاه جریان شدید از سیم پیچ (برای دقت بیشتر ، در لحظهای که تعداد آمپر ـ دورها در متر به 106 نزدیک میشود.) بگذارند، میدان حاصل از سیم پیچ بسیار قویتر از میدان هسته آهنی اشباع شده میشود. بطوری که هسته عملا بیفایده میشود و فقط ساختمان آهنربای الکتریکی را پیچیده میکند. به این دلیل ، آهنرباهای الکتریکی ، پر قدرت بدون هسته آهنی ساخته میشوند.
آهنربای الکتریکی پر قدرت
از طرف دیگر ، استفاده از سیم نازک تعداد دورهای زیادی را در واحد متر ممکن میسازد، نمیگذارد تا جریانهای زیاد را بکار بریم. پیشرفت زیادی را در ایجاد میدانهای مغناطیسی بدست آمده به بهره گیری از ابررساناها در سیم پیچهای مغناطیسها مربوط میشود، که بکار بردن جریانهای شدید را مقدور میسازد.
تکنیک کاپیتزا
البته او وسایل خاصی را ترتیب داد که برای ثبت نتایج آزمایشهایی که در آنها اثر میدان مغناطیسی پرقدرت حاصل در سیملوله برای اجسام گوناگون مورد بررسی قرار میگرفتند. در اغلب کاربردهای فنی ، تعداد آمپر ـ دورها در سیم پیچهای آهنرباهای الکتریکی میدانهای نسبتا شدید میتوان بدست آورد (با القای چند تسلا).
کاربرد آهنربای الکتریکی
نیروی آهنربایی :
آهنربای دائمی
بعدا دریافتند که چنانچه قطعه درازی از این سنگ آهن مغناطیسی معدن را ، بطور معلق در هوا نگهدارند این قطعه دراز خود را در امتدادی قرار میدهد که یک انتهایش به طرف قطب شمال زمین قرار دارد و این انتهای میله آهن مغناطیس دار را قطب شمال و سر دیگر آن را قطب جنوب نامیدند. چنین قطعه سنگ معدن آهن ، آهنربای میلهای نامیده شد.
نظریه اول آهنربایی
نظریه دوم آهنربایی
1. مواد غیر مغناطیسی: از این مواد میتوان پلاستیک و میکا و عایقهای جریان الکتریکی را نام برد. در این مواد ، نفوذ پذیری مغناطیسی عددی ثابت است و مقدار آن را µ˚= 4π×10-7 فرض میکنیم.
2. مواد مغناطیسی: مواد مغناطیسی که به مواد فرومغناطیسی نیز معروفند جزء گروه آهن به شمار میروند. در این مواد با جریان مفروض I چگالی شار (B) افزونتری نسبت به فضای آزاد شکل میگیرد و منحنی B-I این مواد غیر خطی است. مواد مغناطیسی خود به دو گروه تقسیم بندی میشوند:
• مواد فرومغناطیسی نرم: که آنها خطی کردن تغییرات B بر حسب I (منحنی B-I) امکان پذیر است، از تقریب خوبی برخوردار میباشد و در این مواد ، B بخاطر I حاصل میشود.
• مواد فرومغناطیسی سخت: که از اینگونه مواد برای ساخت مغناطیس دائم استفاده میشود. در این مواد B بخاطر دو عامل جریان (I) و خاصیت مغناطیس شوندگی ماده (M) بروزمی کند. این مواد در اثر میدانهای شدید ، مغناطیس شده و این اثر را تا مدت طولانی خود حفظ میکنند.
مواد مغناطیسی برای مقاصد خاص نیز ساخته میشوند، بطوری که طی سی سال گذشته چند ماده مغناطیسی جدید ساخته شده که مشخصات لازم برای ایجاد یک آهنربای دائم خوب را دارا هستند. آهنربای دائم خوب ، از مادهای است که تا حد امکان شار باقیمانده (یا چگالی شار باقیمانده) بزرگی داشته باشند. عمده این مواد فریتها (مواد مغناطیسی سرامیکی) و مواد مغناطیسی خاک کمیاب هستند.
انواع آهنربای دائم
آهنربای آلنیکو
معمولا در آخر اسم "آلنیکو" حرفی اضافه میگردد که مشخص کننده قدرت آهنربا است. فرضا "آلنیکوv" قویترین آهنربای دائم نسبت به "آلنیکوها" است و معمولا آهنربای "آلنیکو" را به صورت طولی مغناطیس میکنند و سپس مورد استفاده قرار میدهند. منظور از مغناطیس کردن طولی این است که دو قطب S و N در طول جسم قرار میگیرند.
آهنربای فریت
چون هزینه ساخت این آهنربا کم بوده و مواد اولیه آن به ارزانی قابل تهیه است، بطور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد. نامگذاری آهنربای فریت با توجه به نوع عنصری که در ساخت آهنربا از آن استفاده شده است صورت میگیرد. مثل فریت استرونیتام و یا فریت باریم.
آهنربای سارماریوم - کبالت
هزینه تولید این آهنربا قابل ملاحظه است و به همین دلیل آن را کم قطر میسازند. چون شدت مغناطیسی این آهنربا بالا است، لذا از چنین آهنربایی که در ابعاد کوچک و وزن کمتر شدت مغناطیسی خوبی دارد در ساعتهای الکترونیکی و لامپهای ماگنترون و تجهیزات نظامی و سروموتورها هواپیما استفاده میکنند. به این ترتیب روز به روز دامنه کاربرد این آهنربا رو به افزایش است.
آهنربای الکتریکی با نیروی بالا برندگی زیاد :
کاربرد آهنرباهای الکتریکی با نیروی بالا برندگی زیاد :
برای جدا کردن مواد مغناطیسی از اجسام غیر مغناطیسی ، نظیر جداسازی سنگآهن از کلوخ «جداسازی مغناطیسی) ، جدا کنندههای مغناطیسی به کار میروند، که در آنها مادهای که باید تصفیه شود از میدان مغناطیسی نیرومند آهنربای الکتریکی میگذرند. این میدان تمام ذرات مغناطیسی را از ماده جدا میکند.
آهنربای الکتریکی پیشرفته :
آهنرباهای الکتریکی با قطب های مخروط ناقص :
کاربردهای پزشکی آهنرباهای الکتریکی :
مغناطیس
در سال 1878 رولاند (H.A.Rowland) در دانشگاه جان هاپکینز متوجه شد که یک جسم باردار در حال حرکت (که آزمایش او ، یک قرص باردار در حال دوران سریع) نیز منشاأ اثرهای مغناطیسی است. در واقع معلوم نیست که بار متحرک هم ارز جریان الکتریکی در سیم باشد. جهت مطالعه زندگینامه علمی رولاند فیزیکدان برجسته آمریکایی به کتاب زیر مراجعه شود:
Phusics by John D.Miller,Physics
Today , July 1976Rowland،s البته دو علم الکتریسیته و مغناطیس تا سال 1820 به موازات هم تکامل می یافت اما کشف بنیادی اورستد و سایر دانشمندان سبب شد که الکترومغناطیس به عنوان یک علم واحد مطرح شود. برای تشدید اثر مغناطیسی جریان الکتریکی در سیم میتوان را به شکل پیچهای با دورهای زیاد در آورد و در آن یک هسته آهنی قرار داد. این کار را میتوان با یک آهنربای الکتریکی بزرگ ، از نوعی که معمولا در پژوهشگاههای برای کارهای پژوهشی مربوط به مغناطیس بکار میرود، انجام داد.
تولد میدان مغناطیسی
این کار تواأم با کارهای بعدی گاؤس ، هنری . فاراده و دیگران نشان دادند که این شراکت واقعی بین میدانهای الکتریکی و مغناطیسی وجود دارد و این دو توأم تحت عنوان میدان الکترومغناطیسی حضور دارند. به عبارتی این میدانها به طرز جدایی ناپذیری در هم آمیخته شدهاند.
حوزه عمل و گسترش میدان مغناطیسی
مغناطیسهای طبیعی و مصنوعی
• یک تکه آهن یا فولاد با قرار گرفتن رد مجاورت آهنربا ، آهنربا یا مغناطیده میشود، یعنی توانایی جذب اشیای آهنی را کسب میکند. خواص مغناطیسی این تکه آهن یا فولاد هر چه به آهنربا نزدیکتر باشد، قویتر است. وقتی که تکهای از آهن و آهنربا با یکدیگر تماس پیدا کنند ، مغناطش یا آهنربا شدگی به مقدار ماکزیمم (میخ آهنی که به آهنربا نزدیک شود خاصیت آهنربایی پیدا میکند و برادههای آهنربا را جذب میکند) میباشد.
• هنگامی که آهنربا دور شود، تکه آهن یا فولاد که توسط آهنربا شدهاند بخش زیادی از خواص مغناطیسی بدست آورده را از دست میدهند، ولی باز هم تا حدی آهنربا میمانند. از اینرو به آهنربای مصنوعی تبدیل میشوند و همان خواص آهنربای طبیعی را دارد. این پدیده را میتوان با آزمایش سادهای به اثبات رسانید. خاصیت آهنربایی که به هنگام تماس تکه آهن با آهنربا پیدا میشود بر خلاف مغناطش بازمانده که با دور شدن آهن ربا باقی میماند، مغناطش موقت نامیده میشود. آزمایشهایی از این نوع نشان میدهد که مغناطش بازمانده خیلی ضعیفتر از مغناطش موقت است، مثلا در آهن نرم فقط کسر کوچکی از آن است.
• هم مغناطش موقت و هم مغناطش بازمانده برای درجات مختلف آهن و فولاد متفاوت است. مغناطش موقت آهن نرم و آهن تابکاری شده از آهن نرم و فولاد تابکاری نشده به مقدار زیادی قویتر است. بر عکس مانده مغناطش فولاد ، به ویژه درجاتی از آن که شامل مثلا آمیزه کبالت است، خیلی قویتر از مغناطش باز مانده در آهن نرم است. در نتیجه ، اگر دو میله یکسان ، یکی ساخته شده از آهن نرم و دیگری از فولاد را اختیار کنیم و آنها را در مجاورت آهنربای یکسانی قرار دهیم ، میله آهن نرم قویتر از فولاد آهنربا میشود.
ولی اگر آهنربا را دور کنیم، میله آهن نرم تقریبا بطور کلی مغناطیده میشود، در حالیکه میله فولاد مقدار قابل توجهی از خاصیت آهنربایی اولیه خود را حفظ می کند. در نتیجه ، آهنربای دائمی از میله فولادی از میله آهنی خیلی قویتر است. به این دلیل آهنرباهای دائمی را از درجات خاصی از فولاد درست میکنند نه از آهن.
• آهنرباهای مصنوعی که بطور ساده با قرار دادن تکهای فولاد در نزدیکی یک آهنربا یا با تماس با آن بدست آمده نسبتا ضعیف هستند. آهنرباهای قویتر را با مالیدن تیغه فولادی با آهنربا در یک جهت بدست میآورند. البته در این حالت نیز آهنرباهایی که بدست میآید که از آهنربایی که مغناطش به توسط آن انجام شده است، ضعیفتر است. هر نوع ضربه یا تکانی در طول مغناطش عمل را آسانتر میکند. برعکس تماس دادن آهنربای دائمی با تغییر ناگهانی و زیاد دمای آن ممکن است باعث وامغناطش آن شود.
• وامغناطش بازمانده نه تنها به ماده بلکه به شکل جسمی که آهنربا میشود نیز بستگی دارد. میلههای نسبتا کوتاه و کلفت از آهن نرم بعد از دور شدن آهنربا تقریبا به کلی خاصیت آهنربایی را از دست میدهند. با وجود این ، اگر همین آهن را برای ساختن سیمی به طول 300 تا 500 برابر قطر آن بکار بریم، این سیم (ناپیچیده) خاصیت مغناطیسی خود را به مقدار زیادی حفظ خواهد کرد.
انرژی مغناطیسی
مقداری از این کار انجام شده توسط منبع ولتاژ یا انرژی تزریق شده به مدار و مقداری هم به صورت گرما تلف میشود. این انرژی برگشت ناپذیر است. مقدار دیگری از انرژی نیز صرف تغییر شار در مدار میشود، یعنی این جمله دوم کاری است که علیه نیروی محرکه القا شده در مدار انجام میشود. بنابراین اگر در یک مدار صلب و ساکن که بجز اتلاف گرمای ژول هیچ انرژی دیگری از دست نمیدهد، کار انجام شده توسط باتری با تغییر انرژی مغناطیسی مدار برابر خواهد بود.
انرژی مغناطیسی مدارهای جفت شده
حال فرض کنید که دستگاهی متشکل از تعدادی مدار که با یکدیگر برهمکنش دارند، داشته باشیم. برای اینکه بتوانیم انرژی مغناطیسی این دستگاه را بیان کنیم، فرض میکنیم در حالت اول کلیه این مدارها بدون جریان هستند و ما تمام جریانها را بطور هماهنگ به مقدار نهاییشان میرسانیم، یعنی در هر لحظه از زمان تمام جریانها کسر یکسانی از مقدار نهایی خود را دارند. البته این امر تنها زمانی درست است که مدارها صلب بوده و محیطهای موجود خطی باشند، تا انرژی نهایی به ترتیب تغییر جریانها بستگی نداشته باشد.
بنابراین اگر جریان هر مدار را با I_i و شار مغناطیسی القا شده در آن را با Ф_i نشان دهیم، به رابطه زیر خواهیم رسید:
که n تعداد مدارها میباشد. البته این رابطه را میتوان برحسب القا متقابل مدارها نوشت.
چگالی انرژی در میدان مغناطیسی
این رابطه نسبت به رابطه قبلی کلیتر میباشد و اگر محیط مورد نظر ما یک محیط خطی باشد، یعنی بتوانیم با داشتن یکی از مقادیر شدت میدان مغناطیسی (H) یا القا مغناطیسی (B) یکی را برحسب دیگری محاسبه کنیم، به راحتی میتوانیم مقدار انرژی ذخیره شده در آن مدار را با استفاده از حل یک انتگرال ساده از رابطه زیر محاسبه کنیم:
که در آن ضرب موجود از نوع ضرب عددی یا اسکالر است و انتگرال روی حجم مدار انجام میگیرد.
چگالی انرژی مغناطیسی
در این صورت خواهد بود.
در مورد خاص اجسام مغناطیسی همسانگر و خطی که بین H و B یک رابطه خطی وجود دارد، یعنی
است که در آن μ تراوایی مغناطیسی ماده میباشد، لذا رابطه چگالی انرژی به فرم ساده زیر در میآید:
اثر مغناطیسی جریان الکتریکی
خط فاصل روشن بین این دو پدیده را گیلبرت (W. Gilbert) ، فیزیکدان و طبیعت شناس انگلیسی پیدا کرد. و نیز او کتابی درباره آهنربا ، "اجسام آهنربایی" و "زمین به عنوان آهنربای بزرگ" در سال 1600 منتشر کرد. کار وی شروع بررسی در پدیدههای الکتریکی را نشان میدهد. گیلبرت در این کتاب همه خواص آهنرباهای شناخته شده تا آن زمان را تشریح کرده و نتایج آزمایشهای خیلی مهم ، شخص خود را نیز آورده است. همچنین وی شماری از تفاوتهای اساسی بین جذبهای الکتریکی و مغناطیسی را مشخص نموده و اصطلاح “الکتریسیته“ را وضع کرده است.
سیر تحولی و رشد
• آراگو (D. F. Arago) ، فیزیکدان فرانسوی در کتاب خود به نام "تندر و آذرخش" ، شرح میدهد که چگونه در ژوئیه سال 1681، در کشتی راین (reine) واقع در دریای آزاد حدود صدها مایل از ساحل بر اثر آذرخش دکلها ، بادبانها و غیره بطور جدی صدمه دیدند. وقتی که شب فرا رسید، از روی وضع ستارگان دریافت که از سه قطب نمای در دسترس دو تا بجای شمال به سمت جنوب ایستاده بودند، در حالی که یکی از آنها به سمت شمال بود، آراگو همچنین شرح میدهد که هرگاه آذرخش به خانه بخورد، کارد ، چنگال و سایر اشیای آهنی را به شدت آهنربا میکند.
• در آغاز قرن هجدهم ثابت شد که آذرخش در واقع جریان الکتریکی شدیدی است که از هوا میگذرد. بنابراین به این نتیجه میرسیم که جریان الکتریکی خواص مغناطیسی دارد، اما این خواص جریان فقط در سال 1820 توسط اورستد (H. Oersted) فیزیکدان دانمارکی با آزمایش مشاهده و بررسی شد. همانطوری که نیروهای مؤثر بر بارهای الکتریکی نیروهای الکتریکی نام دارد، نیروهای مؤثر بر آهنرباهای طبیعی یا مصنوعی را نیروهای مغناطیسی میگویند.
منشأ میدان مغناطیسی
اولین سوال اورستد
اما باید بخاطر داشت که آزمایش اورستد پیش از وضع قانون اهم و دستیابی به مفهوم بستگی مقاومت رساناها به جنس ماده تشکیل دهنده آنها انجام گرفته است. اگر آزمایش اورستد با سیمهای پلاتین ، طلا ، نقره ، برنج ، و آهن یا نوارهای روی و قلع یا جیوه انجام گیرد، همین نتیجه اخیر بدست میآید. اورستد آزمایشاتش را با فلز ، یعنی رساناهایی با رسانش الکترونی ، انجام داد.
اثر مغناطیسی جریان الکترولیتی
اثر مغناطیسی جریان و خواص الکتریکی رسانا
الکترومغناطیس (Electromagnetism)
در سال 1199-1820 هانس کریستان اورستد (1777 - 1851) مشاهده کرد که جریان الکتریکی در یک سیستم میتواند عقربه قطب نمای مغناطیسی را تحت تأثیر قرار دهد. بدین ترتیب الکترومغناطیس به عنوان یک علم مطرح شد. این علم جدید توسط بسیاری از پژوهشگران که مهمترین آنان مایکل فاراده بود تکامل بیشتری یافت.
جیمز کلرک ماکسول قوانین الکترومغناطیس را به شکلی که امروزه میشناسیم ، در آورد. این قوانین که معادلات ماکسول نامیده میشوند، همان نقشی را در الکترومغناطیس دارند که قوانین حرکت و گرانش در مکانیک دارا هستند.
اثرات میدان مغناطیسی
اثر بارز میدان مغناطیسی
میدانهای مغناطیسی غیر یکنواخت
القای مغناطیسی
گشتاور مغناطیسی
• جریان I داخل حلقه
• با سطوح محصور شده توسط حلقه S
• برای حلقههایی با سطح S ، گشتاور ماکزیمم Mmax به شکل حلقه بستگی ندارد. یعنی برای حلقههای دایرهای ، مستطیلی ، مثلثی و حلقههایی با شکل نا منظم یکسان است. بنایراین معلوم میشود ماکزیمم گشتاور نیرو با کمیت زیر متناسب است. Pm = IS که این کمیت به گشتاور مغناطیسی حلقه ، معروف است. وابستگی ذکر شده امکان میدهد تا بزرگی بردار میدان مغناطیسی B را با گشتاور نیروی ماکزیمم Mmax وارد بر حلقهای با گشتاور مغناطیسی Pm مساوی واحد مشخص کنیم. در نتیجه میتوان نوشت:
B = Mmax/pm که در آن Mmax گشتاور ماکزیممی است که در میدان معینی در حلقه جریان با گشتاور مغناطیسی pm وارد میشود. اگر میدان غیر یکنواخت باشد، مقدار عددی B در یک نقطه معین را با قرار دادن حلقهای که اندازهاش در مقایسه با فواصل مخصوص تغییر میدان کوچک باشد و تعیین گشتاور Mmax وارد بر این حلقه منطبق است.
از دو جهت ممکن برای عمود ، جهتی که با جهت جریان در حلقه مطابق قاعده پیچ راستگرد (قاعده دست راست) منطبق است، اختیار میشود. چرخش پیچ راستگرد در جهت جریان در حلقه باعث جابجایی پیچ در جهت عمود میشود. عمودی که به این ترتیب انتخاب میشود به عنوان جهت مثبت اختیار میشود. جهت بردار گشتاور مغناطیسی pm منطبق بر جهت مثبت عمود فرض میشود. بنابراین جهت القای مغناطیسی B را میتوانیم جهتی در نظر بگیریم که بر اثر این میدان عمود مثبت بر حلقه جریان قرار گیرد، یعنی جهتی که بردار Pm در ان جهت قرار گرفته است.
یکای القا مغناطیسی
تعیین قطبهای آهنربا
در آهنربا (به هر شکلی که باشد) دو ناحیه وجود دارد که خاصیت آهنربایی در آن بیش از قسمتهای دیگر است. این ناحیهها را قطبهای آهنربا مینامند. میدانید که عقربه مغناطیسی همواره در جهت معینی میایستد، به گونهای که یک قطب معین آن تقریبا به طرف شمال و قطب دیگر آن به طرف جنوب قرار میگیرد. قطبی را که بسوی شمال تمایل دارد قطب N و قطب جنوب گرا را قطب S مینامند.
مغناطیس یا آهنربا
قطبهای آهنربا