ขั้วแม่เหล็กคืออะไร ขั้วแม่เหล็กเหนือกับใต้ต่างกันอย่างไร

ขั้วแม่เหล็ก เป็นแนวคิดที่เป็นประโยชน์จากทฤษฎีสนามแม่เหล็กคล้ายกับแนวคิด ค่าไฟฟ้า…คำจำกัดความ เหนือและใต้ เกี่ยวกับขั้วดังกล่าวในการเปรียบเทียบนี้สอดคล้องกับคำจำกัดความของประจุเป็น บวกและลบ.

เช่นเดียวกับที่มีแรงผลักกันระหว่างอิเล็กตรอนสองตัวและแรงดึงดูดระหว่างอิเล็กตรอนกับโปรตอน แรงผลักกันระหว่างแม่เหล็กขั้วเหนือทั้งสองและแรงดึงดูดระหว่างขั้วเหนือและขั้วใต้ก็เช่นกัน

สามารถอธิบายสนามแม่เหล็กได้โดยใช้ เส้นฟลักซ์แม่เหล็กหรือเส้นแรง… แนวคิดนี้เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมสมมุติของขั้วโลกเหนือที่เคลื่อนที่เพียงครั้งเดียว ในสนามแม่เหล็กภายนอก.

หากมีขั้วดังกล่าวอยู่ ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด มันก็จะมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางของสนาม ณ จุดใดๆ ในอวกาศ และจะอธิบายวิถีการเคลื่อนที่ที่เรียกว่าเส้นแรง ขั้วใต้ขั้วเดียวเคลื่อนที่ไปตามแนวแรงในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของขั้วเหนือขั้วเดียว

การเคลื่อนที่ของยูนิตโพลตามแนวแรงเป็นผลมาจากการกระทำของแรงคูลอมบ์ และอิทธิพลของหนึ่งในสองยูนิตโพลจะถูกแทนที่ด้วยอิทธิพลของสนามแม่เหล็กที่สมมูลกัน

แรงที่กระทำต่อเสาเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของสนามในพื้นที่ของมันเองกับสนามที่มีอยู่ในพื้นที่โดยรอบ

แม้ว่าขั้วที่กำหนดจะรู้สึกถึงความแรงของสนามภายนอกนี้ แต่ตำแหน่งของแหล่งที่มาของสนามภายนอกไม่จำเป็นต้องทราบหากพิจารณาเฉพาะแรงที่กระทำต่อขั้วที่กำหนดเท่านั้น

สนามภายนอกมีผลกับเสาที่อยู่ในจุดที่กำหนดในอวกาศ ความเข้มของการตอบสนองของขั้วหนึ่งต่อผลกระทบของสนามภายนอกจะเป็นตัวกำหนดการวัดเชิงปริมาณที่สัมพันธ์กัน ความเข้มของสนามภายนอกนี้.

ดังนั้น สามารถอธิบายทั้งสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กในแง่ทั่วไปโดยใช้เส้นแรง ประจุไฟฟ้าหนึ่งหน่วยมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนที่ไปตามแนวแรงไฟฟ้าและ ขั้วแม่เหล็กเดี่ยว - ตามแนวแรงแม่เหล็ก… อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างพื้นฐานระหว่างเส้นแรงทั้งสองประเภทนี้

โดยเฉพาะ อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้ามีอยู่ 2 ประเภท คือ บวกและลบ และอนุภาคแต่ละประเภทจะทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า

หากมีอนุภาคทั้งสองประเภทในอวกาศ เส้นแรงไฟฟ้าจะเริ่มต้นที่อนุภาคประเภทหนึ่งและสิ้นสุดที่อนุภาคอีกประเภทหนึ่ง ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ เส้นสนามไฟฟ้าทุกเส้นมีจุดเริ่มต้น จุดสิ้นสุด และทิศทาง

หากมีอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเพียงประเภทเดียว เส้นแรงไฟฟ้าจะขยายระหว่างอนุภาคเหล่านั้นและไม่มีที่สิ้นสุด ในกรณีนี้ เส้นแรงแต่ละเส้นมีจุดเริ่มต้นและทิศทาง แต่ไม่มีจุดสิ้นสุด

เส้นสนามแม่เหล็ก ซึ่งแตกต่างจากสนามไฟฟ้า แม้ว่าจะมีทิศทาง แต่ไม่มีจุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุด เส้นสนามแม่เหล็กมีความต่อเนื่องเสมอ เป็นผลให้ไม่สามารถมีขั้วแม่เหล็กเดียวในรูปของอนุภาคได้ ซึ่งคล้ายกับประจุไฟฟ้าเดียว ซึ่งแทนด้วยอิเล็กตรอนหรือโปรตอน

แม้ว่าแนวคิดของหน่วยขั้วแม่เหล็กเหนือและใต้จะมีประโยชน์ในการหาปริมาณสนามแม่เหล็ก แต่อนุภาคดังกล่าวไม่สามารถมีอยู่ในธรรมชาติได้ อย่างไรก็ตาม เส้นสนามแม่เหล็กสามารถออกจากปลายด้านหนึ่งของร่างกายและเข้าสู่ปลายอีกด้านหนึ่งได้ ในกรณีเหล่านี้กล่าวได้ว่า ร่างกายนี้มีขั้วแม่เหล็ก.

ในทำนองเดียวกัน วัตถุจะถูกโพลาไรซ์ทางไฟฟ้าหากเส้นสนามไฟฟ้าออกจากปลายด้านหนึ่งและเข้าที่ปลายอีกด้านหนึ่ง

ในโพลาไรเซชันไฟฟ้า เส้นสนามไฟฟ้าเริ่มต้นที่จุดหนึ่งภายในตัวโพลาไรซ์ จุดสิ้นสุดของเส้นแรงถูกกำหนดให้กับอิเล็กตรอนหรือโปรตอนเฉพาะบางตัว ในกรณีของโพลาไรเซชันของแม่เหล็ก เส้นสนามแม่เหล็กจะเคลื่อนผ่านร่างกาย และภายในร่างกายนั้นไม่มีจุดที่จะเริ่มหรือสิ้นสุด

ตัวอย่างเช่น พิจารณาสนามแม่เหล็กรอบๆ เทปแม่เหล็ก… สนามนี้มีกำลังมากที่สุดที่ปลายทั้งสองด้านของไม้เรียว

เมื่อมองแวบแรก อาจเป็นการบอกเป็นนัยถึงการมีอยู่ของแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กภายในแท่งที่ปลายของมัน นั่นคือขั้วเหนือที่ปลายด้านหนึ่งและขั้วใต้ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง

อย่างไรก็ตาม แนวคิดดังกล่าวพัฒนาขึ้นเมื่อสังเกตจากภายนอกเท่านั้น เนื่องจากในความเป็นจริงแล้วสนามมีกำลังมากที่สุดที่ส่วนกลางของแกนโลหะ ไม่ใช่ที่ปลายสุด ดังนั้นที่นี่ ขั้วแม่เหล็กแสดงลักษณะของจุดเข้าและออกจากเส้นแรง ไม่ใช่จุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุดแต่อย่างใด

ชื่อทิศเหนือและทิศใต้ถูกสร้างขึ้นจากความสัมพันธ์ทางประวัติศาสตร์ สนามแม่เหล็กโลกมีทิศทางเพื่อให้ขั้วของมันอยู่ในตำแหน่งใกล้เคียงกับขั้วทางภูมิศาสตร์

ในความเป็นจริง เข็มของเข็มทิศชี้ไปยังขั้วโลกเหนือทางภูมิศาสตร์ในหลายจุดบนโลก ในความคิดของหลาย ๆ คน ทั้งสองแนวคิดที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง (ขั้วทางภูมิศาสตร์และขั้วแม่เหล็ก) รวมเข้าเป็นหนึ่งเดียว

แต่ถึงแม้จะใช้อนุสัญญาที่ยอมรับกันว่าเป็นขั้วเหนือและขั้วใต้ แต่ก็ยังมีความคลุมเครืออยู่บ้าง เนื่องจากความจำเป็นในการแยกความแตกต่างระหว่างขั้วที่หันไปทางทิศเหนือซึ่งเป็นขั้วเหนือที่แท้จริงของแม่เหล็กกับขั้วแม่เหล็กใต้ ซึ่งในแง่ของคุณสมบัติของมันจะสอดคล้องกับขั้วโลกเหนือในเชิงภูมิศาสตร์ ถ้าแท้จริงแล้วมีขั้วเดียวที่กำหนดไว้ทางกายภาพ

กล่าวโดยย่อ แม้ว่าร่างกายสามารถถูกโพลาไรซ์เพื่อให้เส้นสนามแม่เหล็กออกจากปลายด้านหนึ่งและเข้าสู่อีกด้านหนึ่งได้ วัตถุเช่นขั้วแม่เหล็กไม่มีอยู่จริง

ดำเนินการต่อบทความนี้: ขั้วของแหล่งกระแสคืออะไร