19. Stacionárne magnetické pole

Prírodné vedy » Fyzika

Autor: Dievča ursula (17)
Typ práce: Maturita
Dátum: 03.06.2019
Jazyk: Slovenčina
Rozsah: 1 075 slov
Počet zobrazení: 106
Tlačení: 10
Uložení: 11

19. Stacionárne magnetické pole

  • magnetické pole môžeme číselne opísať veličinou magnetická indukcia – vektorová fyzikálna veličina, ktorá udáva silové pôsobenie v danom mieste magnetického pola na vodič s prúdom

B = F m / I . l . sin α [B] = T => Tesla

  • smer indukcie idúcej pred alebo za nákresňou naznačíme - pred nákresňou (kruh s bodkou)

- za nákresňou (kruh s krížikom)

  • graficky môžeme magnetické pole znázorniť magnetickými indukčnými čiarami – priestorovo orientované krivky, ktorých dotyčnica v danom bode má smer vektora indukcie
  • vlastnosti MIČ – uzavreté krivky

- nikdy sa nepretínajú

- v okolí magnetu smerujú od N k S

- v okolí vodiča s prúdom určíme ich orientáciu pomocou ampérovho pravidla pravej ruky – vodič chytíme do pravej ruky tak aby vystretý palec ukazoval smer prúdu a potom zohnuté prsty ukazujú smer MIČ


  • homogénne magnetické pole – má vektor indukcie v každom mieste rovnaký

- znázorňujeme ho navzájom rovnobežnými MIČ, ktoré sú od seba rovnako vzdialené

  • silové pôsobenie magnetov a vodičov s prúdom – homogénne magnetické pole pôsobí na vodič s prúdom magnetickou silou

 F m = B . I . l . sin α


  • smer sily pôsobiacej na vodič s prúdom v homogénnom magnetickom poli určíme Flamingovým pravidlom ľavej ruky – ľavú ruku položíme na vodič tak aby vystreté prsty ukazovali smer prúdu vo vodiči a MIČ vstupovali do dlane a natiahnutý palec potom ukazuje smer sily pôsobiacej na vodič
  • silové pôsobenie dvoch vodičov s prúdom – dva priame vodiče s prúdom na seba navzájom pôsobia silou

 F m = k . I 1 . I 2 . l / d


  • ak vodičmi prechádzajú prúdy súhlasným smerom, vodiče sa priťahujú
  • ak prechádzajú opačným smerom odpudzujú sa
  • k = μ / 2π μ – permeabilita prostredia – veličina, ktorá charakterizuje magnetické vlastnosti daného prostredia
  • μ = μ 0 . μ r μ 0permeabilita vákua = 4π . 10 -7 N . A -2

μ r relatívna permeabilita – udáva koľko krát je permeabilita daného prostredia väčšia ako μ 0

  • 1 ampér – definovaný na základe magnetickej sily pôsobiacej medzi dvomi vodičmi s prúdom takto :
  • je to stály prúd, ktorý pri prechode priamymi 1m dlhými vodičmi, zanedbateľného prierezu vo vzájomnej vzdialenosti 1m vo vákuu vyvolá medzi nimi magnetickú silu 2 . 10 -7 N
  • veľkosť indukcie v okolí každého s týchto vodičov je potom :

B = μ . I / 2π . d

  • magnetické pole cievky – v praxi sa najviac používa vodič navinutý na dlhom keramickom valci = Solenoid – jeho magnetické pole opíšeme magnetickou indukciou B = μ . N . I / l
  • N – počet závitov cievky
  • N / l – hustota závitov cievky (počet závitov na jeden meter)
  • smer indukcie Solenoidu určíme ampérovým pravidlom pravej ruky pre cievku – cievku chytíme do pravej ruky tak, aby zohnuté prsty ukazovali smer prúdu v jej závitoch a vystretý palec ukazuje smer magnetickej indukcie
  • častica s nábojom v magnetickom poli – keďže na vodič s prúdom pôsobí magnetická sila, elektrický prúd vo vodiči je tvorený usporiadaným pohybom voľných elektrónov s celkovým nábojom Q = N . e, ktoré sa pohybujú rýchlosťou a za čas prejdú vzdialenosť s = v . t  a prúd, ktorý vytvoria môžeme vyjadriť I = Q / t
  • na každý jeden elektrón pôsobí magnetické pole magnetickou silou : F m = B . e . v . sin α
  • ak častica vletí do homogénneho magnetického pola kolmo na MIČ smer magnetickej sily, ktorá naň pôsobí, závisí od jej náboja

F m = F d

 r = m . v / B . e r = m . v / B . Q

  • použitie v hmotnostnom spektrometri – určuje hmotnosti rôznych častíc na základe polomera ich trajektórie
  • ďalšie využitie v cyklotróne – pri urýchlovaní častíc je potrebné ich udržať na kružnicovej trajektórii pomocou magnetického pola
  • v televíznej obrazovke
  • Hallov jav -

  • na elektróny pohybujúce sa vo vodiči pôsobí vonkajšie magnetické pole silou, ktorá zakrivuje ich trajektóriu k jednej strane platne, čím vzniká medzi stranami platne elektrické pole, ktoré zoslabuje magnetickú silu, ak sa elektrická a magnetická sila vyrovnajú trajektória elektrónov sa už nebude zakrivovať, budú sa pohybovať priamo, prechádza ustálený elektrický prúd
  • Hallov jav sa využíva v teslametri – prístroj na meranie magnetickej indukcie (skladá sa z Hallovej sondy a upraveného milivoltmera)
  • závit s prúdom v magnetickom poli – ak do homogénneho magnetického pola zavesíme závit s prúdom na jednotlivé jeho časti budú pôsobiť magnetické sily (rovnako veľké, opačne orientované, pôsobia na rôzne strany) => na závit teda pôsobí dvojica síl s momentom

  • na strany s dĺžkou a magnetická sila nepôsobí lebo α = 0

M = B . I . S . sin α

  • závit sa otáča vplyvom dvojice síl až dovtedy kým sa vektor magnetického indukčného vlastného magnetického pola nenatočí do rovnakého smeru ako vektor magnetického indukčného vonkajšieho magnetického pola = rovnovážna poloha
  • každé teleso, ktoré si vo svojom okolí vytvára vlastné magnetické pole charakterizujeme fyzikálnou veličinou ampérov magnetický momentm = I . S smer rovnaký ako B S
  • látky v magnetickom poli – všetky látky sa skladajú z atómov, v ktorých sa elektróny pohybujú po kružniciach => vytvárajú kruhové závity s vlastným ampérovým magnetickým momentom
  • pri vložení týchto látok do vonkajšieho magnetického pola sa vlastné ampérové magnetické momenty natáčajú rovnakým smerom ako ovplyvnené vonkajšie magnetické pole => látky delíme na :

1) paramagnetické – nepatrne zosilňujú magnetické pole

- časť m sa natočí do smeru vonkajšieho magnetického pola

- μ r  - je o málo väčšia ako 1

2) feromagnetické – výrazne zosilňujú vonkajšie magnetické pole

- všetky m sa natočia do smeru vonkajšieho magnetického pola = látka dosiahne stav magnetického nasýtenia

- μ r  - oveľa väčšia ako 1

- ak nie sú vo vonkajšom magnetickom poli, obsadené časti, ktorých m sú natočené rovnakým smerom = domény

- niektoré feromagnetické látky zostanú aj po vybratí z vonkajšieho magnetického pola zmagnetizované ( m domén sa nevrátia do pôvodného smeru)

3) diamagnetické – nepatrne zoslabujú magnetické pole

- časť m sa natočí proti smeru vonkajšieho magnetického pola

- μ r  - o niečomenšia ako 1

  • magnetická hysterézia – je to jav, ku ktorému dochádza vo feromagnetických látkach


- ukazuje, že magnetizačné procesy vo feromagnetických látkach sú nezvratné

  • ak látku vyberieme z vonkajšieho magnetického pola, zostáva aspoň čiastočne zmagnetizovaná => už nikdy sa látka nevráti do začiatočného stavu
  • látky sa od seba líšia tvarom svojej hysteréznej slučky

1) látky so širšou slučkou sú magneticky tvrdé trvalé magnety

2) látky s užšou slučkou sú magneticky mäkkéjadrá cievok

  • H – intenzita magnetického pola – vektorová fyzikálna veličina opisujúca magnetické pole bez ohľadu na prostredie, v ktorom sa nachádza magnetické pole

H = N . I / l [H] = A . m -1

  • smer H je rovnaký ako smer B

B = μ . H

Učebný materiál si môžeš pozrieť v dokumente PDF kliknutím na nasledujúci odkaz:
Oboduj prácu: 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 (10-najlepšie, priemer: 0)


Založiť nové konto Pridať nový referát

Odporúčame

Prírodné vedy » Fyzika

:: KATEGÓRIE - Referáty, ťaháky, maturita:

0.042