Dipol magnetic

Sebuah dipol magnetik adalah batas tiap-tiap putaran tertutup dari arus listrik atau sepasang kutub sebagai dimensi sumber dikurangi menjadi nol sekaligus menjaga momen magnetik konstan. Ini adalah analog magnetik dari dipol listrik , tapi analogi ini tidak lengkap. Secara khusus, monopol magnetik , analog magnetik dari sebuah muatan listrik , belum pernah diamati. Selain itu, salah satu bentuk momen dipol magnetik berhubungan dengan properti kuantum fundamental, berputar dari partikel elementer .

Medan magnet di sekitar tiap sumber magnet terlihat semakin seperti bidang dipol magnetik sebagai jarak dari sumber meningkat.

Sebuah dipol magnet, di akselerator partikel , adalah magnet dibangun untuk membuat homogen medan magnet lebih dari jarak tertentu. Partikel gerak di bidang yang akan melingkar di bidang tegak lurus ke lapangan dan kolinear dengan arah gerakan partikel dan bebas dalam arah ortogonal untuk itu. Dengan demikian, partikel disuntikkan ke magnet dipol akan melakukan perjalanan pada melingkar atau heliks lintasan. Dengan menambahkan beberapa bagian dipol pada bidang yang sama, efek radial lentur dari balok meningkat.

Dalam akselerator partikel , magnet dipol yang digunakan untuk mewujudkan tikungan di lintasan desain (atau 'orbit') dari partikel-partikel, seperti dalam akselerator melingkar. Kegunaan lain meliputi:

·     Injeksi partikel ke pedal gas

·     Ejeksi partikel dari akselerator

·     Koreksi orbit kesalahan

·     Produksi sinkrotron radiasi

Kegunaan lain dari magnet dipol termasuk isotop pengukuran massa di spektrometri massa , dan partikel pengukuran momentum di fisika partikel .

Magnet tersebut juga digunakan dalam televisi tradisional, yang berisi tabung sinar katoda , yang pada dasarnya adalah kecil akselerator partikel . Magnet mereka disebut membelokkan gulungan. Magnet bergerak satu tempat pada layar tabung TV dalam cara yang terkontrol seluruh layar.

 

 

 

 

 

medan magnet eksternal yang dihasilkan oleh momen dipol magnet

Analog elektrostatik untuk momen magnetik: dua tuduhan yang berlawanan dipisahkan oleh jarak yang terbatas. Panah masing-masing mewakili arah dari vektor medan pada titik tersebut.

Medan magnet dari loop saat ini. Cincin merupakan loop saat ini, yang masuk ke halaman di x dan keluar di titik.

Dalam fisika klasik , medan magnetik dari sebuah dipol dihitung sebagai batas baik loop saat ini atau sepasang biaya sebagai sumber menyusut ke titik sekaligus menjaga momen magnetik m konstan. Untuk loop saat ini, batas ini paling mudah diperoleh untuk vektor potensial . Di luar daerah sumber, potensi ini (dalam satuan SI )

dan kerapatan fluks magnetik (kekuatan medan B-) dalam teslas adalah

Atau seseorang dapat memperoleh potensial skalar pertama dari batas kutub magnet,

dan karenanya kekuatan medan magnet (atau kekuatan H-lapangan) dalam ampere-ternyata per meter adalah

Medan magnet adalah simetris di bawah rotasi tentang sumbu momen magnetik.

medan magnet internal dari sebuah dipol

Kedua model untuk sebuah dipol (loop arus dan kutub magnet) memberikan prediksi yang sama untuk medan magnet yang jauh dari sumber. Namun, di dalam wilayah sumber mereka memberikan prediksi yang berbeda. Medan magnet antara kutub berada dalam arah yang berlawanan dengan momen magnetik (yang poin dari muatan negatif ke muatan positif), sementara di dalam sebuah loop arus berada dalam arah yang sama (lihat gambar ke kanan). Jelas, batas-batas bidang ini juga harus berbeda sebagai sumber menyusut ke ukuran nol. Perbedaan ini hanya penting jika batas dipol digunakan untuk menghitung medan di dalam bahan magnetik.

Jika dipol magnetik terbentuk dengan membuat loop arus yang lebih kecil dan lebih kecil, namun menjaga arus konstan produk dan daerah, bidang pembatas

Berbeda dengan ekspresi dalam bagian sebelumnya, batas ini adalah benar untuk bidang internal dari dipol.

Jika dipol magnetik terbentuk dengan mengambil sebuah "kutub utara" dan "kutub selatan", membawa mereka lebih dekat dan lebih dekat bersama-sama tetapi menjaga produk dari magnet kutub-biaya dan jarak konstan, bidang pembatas

Bidang ini berhubungan dengan B = μ ₀ (H + M), di mana

adalah magnetisasi .

Angkatan antara dua dipol magnetic

 

Gaya F yang diberikan oleh salah satu momen dipol m ₁ m ₂ yang lain dipisahkan dalam ruang oleh vektor r dapat dihitung dengan menggunakan

atau

dimana r adalah jarak antara dipol. Gaya yang bekerja pada m ₁ adalah dalam arah yang berlawanan.

Torsi dapat diperoleh dari rumus

 yang memberikan

bidang dipole dari sumber yang terbatas

 

Para potensial skalar magnetik ψ dihasilkan oleh sumber terbatas, tetapi eksternal untuk itu, dapat diwakili oleh ekspansi multipole . Setiap istilah dalam ekspansi dikaitkan dengan karakteristik sejenak dan potensi memiliki tingkat karakteristik menurun dengan jarak r dari sumber. Saat Monopole memiliki tingkat 1 / r penurunan, momen dipol memiliki 1 / r ² tingkat, saat quadrupole memiliki 1 / r ³ tingkat, dan seterusnya. Semakin tinggi urutan, semakin cepat potensi menurun. Karena istilah orde terendah yang diamati dalam sumber-sumber magnetik adalah istilah dipole, itu mendominasi pada jarak jauh. Oleh karena itu, pada jarak jauh setiap sumber magnet terlihat seperti dipol yang sama dengan momen magnetik .

Related Posts:

Tweet