Transcript Prezentacja
Dariusz Nowak kl.4aE 2009/2010 POLE MAGNETYCZNE Definicja pola magnetycznego Pole magnetyczne to przestrzeń otaczająca magnes trwały lub przewodnik w którym płynie prąd. Wywołane jest przez poruszające się ładunki elektryczne i charakteryzujące się tym, że na poruszające się w nim naładowane ciała i cząsteczki działa siła. Ponadto pole magnetyczne charakteryzuje się tym, że: - w ruchomym przewodniku w tym polu indukuje się napięcie - pole zmienia właściwości niektórych materiałów. Wielkościami fizycznymi używanymi do opisu pola magnetycznego są: indukcja magnetyczna B oraz natężenie pola magnetycznego H. Między tymi wielkościami zachodzi związek B= µH Definicja pola magnetycznego Indukcja magnetyczna jest podstawową wielkością charakteryzującą pole magnetyczne. Mówimy, że indukcja magnetyczna określa intensywność pola, bowiem im większa wartość indukcji, ty większa siła działa na przewód z prądem umieszczony w polu magnetycznym. Stałe pole magnetyczne jest wywoływane przez ładunki elektryczne znajdujące się w ruchu jednostajnym. Dlatego też, przepływ prądu wytwarza pole magnetyczne. Ładunki poruszające się ruchem zmiennym powodują powstawanie zmiennego pola magnetycznego, które rozchodzi się jako fala elektromagnetyczna. Pole magnetyczne jest też wytwarzane przez zmienne pole elektryczne. Z kolei zmienne pole magnetyczne wytwarza pole elektryczne. Takie wzajemnie indukowanie się pól zachodzi w fali elektromagnetycznej. Stałe w czasie pole magnetyczne nie wytwarza pola elektrycznego Definicja pola magnetycznego Podobnie jak pole elektryczne, pole magnetyczne można przedstawić graficznie za pomocą linii sił pola . Są to linie, wzdłuż których ustawiają się igły magnetyczne umieszczone w polu magnetycznym. Z magnetyzmem wiąże się również reguła Lenza, mówiąca że kierunek indukowanej SEM jest zawsze taki, aby prąd który pod jej wpływem popłynie przeciwdziałał zmianom siły, które tą SEM wywołują. Reguła prawej dłoni Regułę tą wykorzystujemy do wyznaczenia kierunku SEM. Jeżeli prawą dłoń umieścimy w polu magnetycznym tak, aby wektor indukcji wchodził w dłoń, a odchylony kciuk wskazywał kierunek ruchu przewodu, to 4 odchylone palce wskażą kierunek indukowanej SEM. Reguła lewej dłoni Jeżeli lewą dłoń umieścimy w polu magnetycznym tak, aby linie sił pola magnetycznego wchodziły w dłoń, a 4 wyprostowane palce wskazywały kierunek przepływającego prądu, to odchylony kciuk wskaże kierunek siły działającej na przewodnik. F= B I l Reguła „śruby prawoskrętnej” Regułę tą wykorzystujemy do wyznaczenia kierunku linii sił pola magnetycznego: Jeżeli kierunek ruchu postępowego śruby prawoskrętnej jest zgodny z kierunkiem prądu płynącego przez przewodnik to kierunek ruchu obrotowego śruby wskazuje kierunek linii sił pola magnetycznego. Strumień magnetyczny Jest to suma wszystkich linii pola magnetycznego, przechodzących przez określony przekrój. Jednostką strumienia magnetycznego jest weber [Wb]. Zwrot strumienia jest zgodny ze zwrotem linii sił pola magnetycznego. Φ=B*s Całkowity strumień magnetyczny przenikający przez pętle przewodnika nazywa się strumieniem magnetycznym skojarzonym, zmiana w czasie skojarzonego strumienia magnetycznego równa jest sile elektromagnetycznej indukowanej w pętli (indukcja). Właściwości magnetyczne materiałów Diamagnetyczne-nieznacznie osłabiają zewnętrzne pole magnetyczne, indukcja wewnętrzna jest mniejsza od indukcji próżni Paramagnetyczne-nieznacznie wzmacniają zewnętrzne pole magnetyczne, indukcja wewnętrzna jest większa od indukcyjności próżni Ferromagnetyczne-znacznie wzmacniają zewnętrzne pole magnetyczne Właściwości magnetyczne materiałów Diamagnetyczne Paramagnetyczne Ferromagnetyczne Zjawisko Halla Polega on na wystąpieniu różnicy potencjałów w przewodniku, w którym płynie prąd elektryczny, gdy przewodnik znajduje się w poprzecznym do płynącego prądu polu magnetycznym. Napięcie to, zwane napięciem Halla, pojawia się między płaszczyznami ograniczającymi przewodnik prostopadle do płaszczyzny wyznaczanej przez kierunek prądu i wektor indukcji pola magnetycznego. Prądy wirowe Są to prądy elektryczne tworzące się indukcyjnie w przewodniku (np. rdzeniach) pod wpływem zmian zewnętrznego pola magnetycznego. Jeżeli zmienia się prąd w uzwojeniu, zmianie ulega strumień przenikający rdzeń , a więc indukuje się w nim SEM. Pod jej wpływem płyną właśnie prądy wirowe. Prądom wirowym towarzyszy wydzielanie znacznych ilości ciepła na skutek prawa Joule’a-Lenza. Zjawisko to wykorzystuje się w konstrukcji domowych liczników energii elektrycznej, w szybkościomierzach samochodowych, w silnikach elektrycznych prądu zmiennego z wirującym polem i jednolitym rotorem, w hamulcach indukcyjnych. ZSP nr 1 w Słupsku rok szkolny 2009/2010 Dziękuję za uwagę. Bibliografia • http://pl.wikipedia.org/wiki/Pole_magnetyczne • http://pl.wikipedia.org/wiki/Magnetyzm • http://pl.wikipedia.org/wiki/Regu%C5%82a_lewej_d%C5%82o ni • http://brasil.cel.agh.edu.pl/~08plozinski/polemagnetyczne/strumien.php • http://portalwiedzy.onet.pl/24678,,,,strumien_magnetyczny,ha slo.html • „Elektrotechnika” – Stanisław Bolkowski, WSiP 2005 • Notatki własne