Qu'est-ce qu'une force de champ magnétique?
La force du champ magnétique est l'effet qu'un champ magnétique exerce ou agit sur une particule chargée, comme une molécule, lors du passage à travers ce champ.Ces forces existent à chaque fois qu'il y a une molécule chargée électriquement près d'un aimant, ou lorsque l'électricité passe par un fil ou une bobine.La force du champ magnétique peut être utilisée pour alimenter les moteurs électriques et pour analyser les structures chimiques des matériaux en raison de la façon dont les particules y répondent.
Lorsque le courant électrique passe par un fil, l'écoulement d'électrons crée un champ magnétique, créant une forcequi peut agir sur d'autres matériaux.Un exemple courant de force de champ magnétique est un moteur électrique, qui utilise un rotor mobile avec des fils enroulés autour d'elle, entouré d'un stator avec des bobines supplémentaires.Lorsqu'un courant électrique est appliqué aux bobines de stator, ils créent un champ magnétique et la force de ce champ crée un couple qui déplace le rotor.
La direction de la force du champ magnétique peut être décrite en utilisant ce qu'on appelle la règle de droite.Une personne peut pointer son pouce, son index ou son premier doigt, et le deuxième doigt dans trois directions différentes, souvent appelées l'axe x-, y- et z.Chaque doigt et le pouce doivent être à 90 degrés les uns aux autres, donc si la personne pointe l'index vers le haut, le deuxième doigt pointe vers la gauche et le pouce pointe directement sur la personne.
en utilisant cet arrangement des doigts, chacunLe doigt montrera les directions de l'écoulement électrique (l'index), le champ magnétique (le deuxième doigt) et la force du champ magnétique résultant (le pouce).Lorsque les quatre doigts de la main sont bouclés vers la paume, cela montre la direction du champ magnétique avec le pouce indiquant toujours la direction de la force.L'utilisation de la règle de droite est un moyen facile pour les élèves qui apprennent les champs magnétiques pour voir les effets du courant et des forces qui en résultent.
Les champs magnétiques peuvent être très utiles en laboratoire pour l'analyse des matériaux.Si un matériau doit être identifié ou décomposé en composants moléculaires, l'échantillon peut être ionisé, ce qui transforme le matériau en gaz avec des charges électriques positives ou négatives.Ce gaz ionisé est ensuite passé à travers un champ magnétique fort et sort dans une zone de collecte.
La masse ou le poids de chaque particule ionisée de l'échantillon d'essai répond différemment à la force du champ magnétique, et les particules sont légèrement pliées à partir d'une direction droite.Un dispositif de collecte enregistre où chaque particule frappe le détecteur, et les logiciels informatiques peuvent identifier la molécule à partir de la façon dont il interagit avec le champ.Un type d'appareil utilisant cette technologie est appelé spectromètre de masse et est largement utilisé pour aider à identifier les substances inconnues.
Une autre utilisation des champs magnétiques pour provoquer des changements dans les matériaux ionisés est un accélérateur de particules.À la fin du 20e siècle, le plus grand accélérateur de particules construit à cette époque était situé à la frontière de la Suisse et de la France, avec 17 miles (27 kilomètres) d'accélérateur profondément souterrain dans une grande boucle.L'équipement a profité de la force du champ magnétique pour accélérer rapidement les particules chargées dans la boucle, où des champs supplémentaires ont continué à accélérer, ou à accélérer les particules chargées.
Alors que les particules à grande vitesse encerclaient le grand collecteur, ils ont été gérés par d'autres magnétiquesContrôles sur le terrain et envoyés aux collisions avec d'autres matériaux.Cet équipement a été construit pour tester des collisions à haute énergie similaires à celles observées au soleil ou à d'autres étoiles, et pendant les réactions nucléaires.L'emplacement sous terre a été utilisé pour empêcher les particules d'espace interférant avec les résultats du test, car les couches de roche au-dessus de l'accélérateur ont absorbé l'énergie et les ions à grande vitesse.