8.2 השדה המגנטי וקווי השדה המגנטי
(The magnetic field and magnetic field lines)
בפרק 7 (אלקטרוסטאטיקה) תארנו את השדה החשמלי כאזור, סביב מטענים חשמליים, שבו קיימת השפעה של כוחות חשמליים. באופן דומה , האזור המצוי סביב המגנט, שבו מורגשת השפעת הכח המגנטי, נקרא בשם שדה מגנטי או השראה מגנטית. בדומה לחוק קולון המתייחס לשני מטענים חשמליים, גם כאן הכח המגנטי קטן ככל שהמרחק בין המטענים גדל (ביחס הפוך לריבוע המרחק). לכן, ככל שנרחיק את הברזל מהמגנט כך ההשפעה המגנטית עליו תקטן.
הערה: שדה מגנטי נוצר על ידי מגנט טבעי, על ידי מטענים נעים ועל ידי מוליכים נושאי זרם חשמלי.
לשם המחשת קווי השדה המגנטי נבצע ניסוי פשוט:
יש לפזר נסורת ברזל סביב מגנט ולראות איך הנסורת מסתדרת סביב המגנט, דבר המתאר את קווי השדה המגנטי.
כפי שראינו בניסוי השדה המגנטי מתואר גם באמצעות קווי השדה המגנטי בדומה לקווי השדה החשמלי. ההבדל בקווים אלה הוא בכך שקווי השדה המגנטי הינם קווים שלא נחתכים לעולם והם תמיד יוצרים לולאות סגורות. הוסכם, כי מגמת קווים אלו היא מהקוטב הצפוני אל הקוטב הדרומי - ראו איור 8.3.
הערה: טענה זו נכונה רק בגלל שבדרך כל אנו פוגשים את המגנט כשהוא כולל שני קטבים שונים. את אותו הדבר היינו אומרים גם על מטענים חשמליים אם אלו היו באים בזוגות. מצד שני אפשר גם לדבר על קוטב מגנטי בודד. לדוגמה מוט מגנטי ארוך מאוד. במקרה כזה ניתן להתייחס לכל קוטב כאל קוטב בודד, כי הוא מאוד רחוק מהקוטב האחר. במקרה של קוטב בודד, קווי השדה יהיו דומים יותר לקווי שדה חשמלי של מטען בודד.
איור 8.3
בדומה לקווי השדה החשמלי, באזור שבו צפיפות הקווים גבוהה יותר גם עוצמת השדה המגנטי גבוהה יותר. ניתן לראות באיור שאכן באזור הקטבים של המגנט צפיפות קווי השדה המגנטי גבוהה מאוד. את תופעה זו אפשר היה לראות בניסוי שתואר קודם לכן.
השדה המגנטי מסומן באות B והוא בעל עוצמה וכיוון - וקטור השדה המגנטי
כיוון וקטור השדה המגנטי
הוא ככיוון המשיק לקווי השדה בכל נקודה ונקודה - איור 8.4. יחידות השדה המגנטי
"טסלה" [T].יחידה זאת נקראת על שם הפיזיקאי ניקולא טסלה. אם מעניין אותכם לדעת יותר על האיש? לחצו כאן
איור 8.4