Was bedeutet Magnetfeldvektor?

Warum brauchen wir Vektoren?

Vektoren stellen eine Reihe physikalischer Größen dar, die sowohl ihre Größe (oder Länge) als auch ihre Richtung (räumliche Ausrichtung) benötigen, um die Größe vollständig zu beschreiben. Nehmen Sie als Beispiel eine Situation aus dem wirklichen Leben. Du fragst mich, wie viele Murmeln ich in meiner Tasche habe. Ich sage, es ist 10. Tat "10" ist ausreichend genug für die Antwort. Stellen Sie jetzt eine andere Frage. Wie weit ist dein Haus von hier? Sie würden wahrscheinlich ungefähr 20 km sagen; nicht nur 20. Die zusätzlichen „km“ müssen hinzugerechnet werden, um die Lösung vollständig zu spezifizieren. Nun fragen wir, wie kommt man zu Ihnen nach Hause? Natürlich brauchen Sie die Hilfe der Richtungen Nord, Süd, Ost, West.

Ebenso ist bestimmte physikalische Größen. Nur ihre Zahl zu nennen, scheint unsinnig. Wir nennen diese Größen Vektoren. Diese Größen erfordern die Richtung (dargestellt durch Pfeile) entlang jeder Koordinate plus den an irgendeinem Punkt angenommenen Wert, dargestellt durch den Raumpunkt.

Ist ein Magnetfeld ein Vektor?

Die Antwort ist nein. Es ist eigentlich ein Pseudovektor . Betrachten Sie einen geraden, langen, stromführenden Draht und einen stetigen Strom, der durch diesen Draht fließt. Dadurch wird ein Magnetfeld erzeugt, wobei die Feldlinien geschlossene Schleifen oder konzentrische Ringe um den Draht bilden. So geben Sie die Richtung einer geschlossenen Schleife an. Die Feldlinien zirkulieren eigentlich gar nicht. Woher wissen wir dann, dass die Feldlinien eine Kräuselung haben?

Wie wurde ein Magnetfeld zu einem Vektor?

Führen Sie das gleiche Experiment wie oben beschrieben durch. Lassen Sie den Strom zunächst durch den Draht nach oben fließen. Irgendwann in der Nähe des Drahtes wird ein Magnetfeld erzeugt, dessen Richtung mit einem Kompass gemessen werden kann. Halten Sie die Position des Kompasses fest (dh den Abstand zwischen dem Draht und der Kompassbox). Die Kompassnadel lenkt an diesem Punkt in Richtung der Feldlinie aus (die wir darstellen, indem wir an diesem Punkt eine Tangente an die Schleife ziehen). Kehren Sie nun den Strom um. Überraschenderweise sehen Sie, dass die Kompassnadel in die entgegengesetzte Richtung ausschlägt. Was bedeutet das? Das heißt, obwohl die Feldlinien nicht umlaufen, muss ihre Richtung angegeben werden, um die Richtung des Stromflusses und damit die auf eine bewegte Ladung wirkende Kraft anzugeben. Also nahmen wir an, dass sich ein positiver Strom durch einen Draht nach oben bewegt, die magnetischen Feldlinien kräuseln sich gegen den Uhrzeigersinn. Fließt es nach unten, kräuseln sich die Feldlinien im Uhrzeigersinn.

Deshalb sagen wir, dass das Magnetfeld ein Pseudovektor ist.

Ein Vektorfeld ist eine Funktion, die einem Punkt des Raums (Domäne) einen Vektor, nämlich eine Zahlenmenge, zuordnet. In diesem Fall gibt Ihnen also ein wohldefinierter Magnetfeldvektor diese Zahlensätze für jeden Punkt des Raums. Jeder dieser Zahlensätze enthält Informationen über die Intensität und die Richtung des Magnetfelds im relativen Punkt, sodass Sie die Wirkung auf ein geladenes Teilchen, das diesen Punkt passiert, beurteilen können. Das können Sie tun, indem Sie die Maxwell-Gleichung anwenden. Daraus lässt sich die Lorentzkraft ableiten:

$$\mathbf{F}=q\mathbf{v}\times\mathbf{B}$$ Wo $\mathbf{F}$ist die auf das Teilchen wirkende Kraft, $q$ist die elektrische Ladung, $\mathbf{v}$seine Geschwindigkeit u $\mathbf{B}$das magnetische Vektorfeld. Wenn Sie auch die Masse kennen $m$dann können Sie die Bewegung des Teilchens untersuchen, indem Sie das zweite Newtonsche Gesetz integrieren. Der Vektor, der Ihrer Beschreibung entspricht, ist die Position $\mathbf{r}$des Teilchens, dessen zweite zeitliche Ableitung gerade die Beschleunigung ist $\mathbf{a}$.

Im Allgemeinen wird ein Magnetfeld entweder durch eine sich bewegende Ladung oder einen Magneten erzeugt. Die Stärke und Richtung dieses Magnetfelds an einem Punkt werden durch den Magnetfeldvektor beschrieben.

Je näher wir den Punkt zum Magneten bringen, desto dichter ist das Feld am Körper. Somit nimmt die Länge des Magnetfeldvektors zu. Der Magnetfeldvektor wird auch zur Bestimmung der Kraft auf eine sich bewegende Ladung verwendet.

$$\vec{F} = q(\vec{V} \times \vec{B})$$ wobei q = Ladung in Coulumb, v = Geschwindigkeit der Ladung B = Magnetfeldvektor.

Auf diese Weise gibt es viele Anwendungen von Magnetfeldvektoren.

Ein Vektor ist eine Größe mit einer Richtung und einem Betrag.

Magnete haben eine magnetische Wirkung, die man sich als physikalisches Vektorfeld vorstellen kann .

Mit einem Magnetfeldvektor können Sie den Einfluss eines Magneten auf ein magnetisches Material vorhersagen.