Slide 1

Magnetinis laukas
12 klasė


Slide 2

Istorija
 Jau prieš 2000 metų kiniečiai natūralų

magnetą naudojo kaip kompasą.
 Apie magneto gebėjimą traukti geležį
žinojo graikų filosofas Talesas (640-550
m. per. Kr.).
 Anglų fizikas V. Gilbertas XVI a. gale
pirmasis susistemino tuo metu žinomus
magnetizmo ir elektros reiškinius.


Slide 3

Istorija
 V. Gilbertas atliko daug bandymų ir

iškėlė vieną iš daugelio hipotezių, kad
Žemė, tiksliau jos branduolys, yra
didžiulis magnetas.
 Jis
dviem
šimtmečiams
įtvirtino
nuomonę, kad elektros ir magnetizmo
reiškiniai nėra tarpusavyje susiję.
 XVIII a. pradžioje jau sklandė mintis
apie šių laukų ryšį.


Slide 4

Danų fizikas Erstedas
 1820 m. atrado elektros srovę supantį

magnetinį lauką.
 Magnetinės rodyklės atsilenkimas
priklauso:
– nuo srovės stiprio;
– srovės tekėjimo krypties;
– rodyklės padėties laido atžvilgiu.


Slide 5

 Ispanas Arago, dirbęs Prancūzijoje

1820 m. pagamino pirmąjį
elektromagnetą.
 Amperas iškėlė mintį, kad dėl laidų
kuriais teka srovės, magnetinių laukų,
turi sąveikauti ir patys laidai.
 Amperas aptiko srovių sąveiką.


Slide 6

Magnetinio lauko sąvoka
 Tai jėgos laukas, veikiantis judančius krūvius

ir įmagnetintus kūnus.
 Magnetinį lauką sukuria judantys krūviai ir
įmagnetinti kūnai.
 Magnetinis laukas aptinkamas:
– pagal poveikį į magnetinę rodyklę
(įmagnetintą kūną);
– pagal poveikį į laidininką, kuriuo teka
elektros srovė;
– pagal poveikį į rėmelį, kuriuo teka elektros
srovė.


Slide 7

Magnetinė indukcija



B

 Pagrindinė magnetinio lauko magnetinio

lauko charakteristika.
 Matavimo vienetas T (tesla).
 Vektorinis dydis. Kryptį parodo magnetinės
rodyklės šiaurinio polius.
 Rėmelį, kuriuo teka srovė veikia sukimosi
M max
momentas.
B 
IS


Slide 8



Magnetinio lauko stipris H
 Šis dydis nepriklauso nuo medžiagos

magnetinių savybių.

H 

B

 0

 μ — magnetinė skvarba, parodanti kiek

kartų magnetinė indukcija B medžiagoje
yra didesnė už magnetinę indukciją
vakuume.

0 

 μ0 — magnetinė konstanta.

B
B0


Slide 9

Grafinis magnetinio lauko vaizdavimas
 Magnetinės

indukcijos
linijos
vadinamos
magnetinėmis linijomis.
 Jos yra uždaros, neturi nei pradžios, nei pabaigos.
 Solenoido viduje magnetinis laukas yra vienalytis.
 Magneto viduje eina nuo pietinio link šiaurinio
poliaus.


Slide 10

Dešiniosios rankos taisyklė
 Tiesios srovės, apskritos ir solenoido

srovių lauko magnetinių linijų kryptis
nustatoma.


Slide 11

 Kai laidas, kuriuo teka elektros srovė,

yra lapo plokštumoje, magnetinis laukas
vaizduojamas taip:


Slide 12

Tiesus laidas
srovės
magnetinės
linijos
koncentriniai apskritimai.
 Jų tankis sumažėja tolstant nuo laido.
 Tiesios

srovė teka į mus
x

srovė teka nuo mūsų


Slide 13

Uždara apskrita vija (žiedas)
 Sulenkti pirštai rodo srovės tekėjimo

kryptį, o nykštys — magnetinių linijų
kryptį.


Slide 14

Solenoidas
 Solenoido magnetinis laukas panašus į

tiesaus magneto lauką.

 Ritės viduje magnetinis laukas yra vienalytis,

o tolstant nuo jos galų silpnėja.


Slide 15

Elekromagnetas
 Į ritės vidų įstatyta geležinė šerdis

magnetinį lauką žymiai sustiprina.
 Šerdis pakeičia ritės magnetinį lauką dėl
to, kad veikiama buvusio lauko
įsimagnetina.


Slide 16

Feromagnetikai
 Geležis, kobaltas, nikelis ir kai kurie kiti

lydiniai įsimagnetina labai stipriai, taigi
lieka įmagnetinti net išnykus išoriniam
laukui.
 Iš jų gaminami nuolatiniai magnetai.
 Feromagnetikų μ >> 1.
 Likusių medžiagų μ ≈ 1.


Slide 17

Žemės magnetinis laukas
 Sukuria Žemės skystame

branduolyje cirkuliuojantys
konvekciniai
elektringų
dalelių srautai.
 Žemė savo magnetiniu
lauku primena milžinišką
magnetą,
kurių
polių
padėtis beveik sutampa su
geografiniais ašigaliais.
Įsidėmėkite:
Magnetinių polių ir geografinių ašigalių vardai yra priešingi.


Slide 18

Žemės magnetinio lauko reikšmė
 Sulaiko iš kosmoso sklindančias

elektringąsias daleles, kurių poveikis
pražūtingas Žemėje esančiai gyvybei
(pakeičia jų skriejimo kryptį).
 Stiprus magnetinis laukas apsaugo
Žemės atmosferą nuo saulės vėjo
erozijos.


Slide 19

Magnetinis srautas Φ
 Tai magnetinių linijų skaičius, kurios

kerta paviršių.
Φ = SB.


Slide 20

Ampero jėga
 Tai jėga, kuria magnetinis laukas veikia jame

esančio srovės laidininko (pvz., tiesaus laido)
atkarpą.
 Ji priklauso nuo paties magnetinio lauko,
laidininko ilgio, juo tekančios srovės
stiprio ir laidininko padėties (orientacijos)
magnetiniame lauke:
čia α — kampas tarp magnetinio lauko linijų ir
srovės tekėjimo laidininku krypčių.


Slide 21

Kairiosios rankos taisyklė
ranką reikia ištiesti taip, kad
magnetinės linijos eitų į delną, o ištiesti
pirštai rodytų srovės kryptį. Tada atlenktas
nykštys rodys laidininką veikiančios jėgos
kryptį.

 Kairę


Slide 22

Užduotis Nr. 1

A

D

B

C

E

F


Slide 23

Užduotis Nr. 2

A
B


Slide 24

Užduotis Nr. 3

A

D

B

E

C

F


Slide 25

Užduotis Nr. 4

A

D

B

E

C

F


Slide 26

Užduotis Nr. 5

A

B

D

E

C

F


Slide 27

Užduotis Nr. 6

A
B
C
D
E


Slide 28

Užduotis Nr. 7

A

B

D

E

C

F


Slide 29

Užduotis Nr. 8

A

D

B

E

C

F


Slide 30

Užduotis Nr. 9

A

D

B

E

C

F


Slide 31

Užduotis Nr. 10

A

B

C

D

E

F


Slide 32

Užduotis Nr. 11

A
B


Slide 33

Užduotis Nr. 12

A
B
C


Slide 34

Užduotis Nr. 13

A
B
C
D


Slide 35

Lorenco jėga
 Magnetinis laukas veikia judančias

elektringąsias daleles.
 Šis veikimas apibūdinamas Lorenco jėga.
FL= q v B sinα,
Čia q — dalelės krūvis, v — jos judėjimo

greitis, α — kampas tarp B
ir v krypčių.


Slide 36

Kairiosios rankos taisyklė


 Keturi pirštai rodo

v kryptį, kai q > 0,



priešingą v , kai q < 0.


Slide 37

Darbas
 Lorenco jėga yra statmena dalelės

greičiui, tai darbo ji neatlieka.
 Lorenco jėga nekeičia dalelės energijos,
o karty ir jos greičio modulio.
 Dėl Lorenco jėgos poveikio kinta tik
dalelės greičio kryptis.


Slide 38

FL= q v B sinα

 Nejudančios elektringosios dalelės (v=0)

magnetinis laukas neveikia.


Slide 39

FL= q v B sinα

 Kai dalelė juda išilgai magnetinio lauko linijų,

Lorenco jėga taip pat lygi nuliui (sin 00 = 0).
 Šiuo atveju magnetinis laukas dalelės
neveikia.


Slide 40

FL= q v B sinα
 Kai dalelė juda statmenai magnetinės

indukcijos linijoms (t.y. kai sin 900 = 1),
Lorenco jėgos skaitinė vertė yra didžiausia.


Slide 41

Ciklotronas
 Elektringųjų dalelių

greitintuvas.
 Jame elektringosios
dalelės įgauna daug
energijos, kuri gali sukelti
branduolines reakcijas.
 Sudaro dvi dalys: indai,
panašūs į perpjautą
pusiau dėžutę.


Slide 42

Veikimo principas
 Indai padedami stipriame magnetiniame

lauke.
 Jo veikiamos dalelės juda spiraline
trajektorija.
 Didėjant dalelių greičiui, didėja
trajektorijos spindulys.
 Įgijusios reikiamą greitį, o kartu ir
pakankamai energijos, dalelės
nukreipiamos į taikinį.


Slide 43

Radiacinės juostos
 Saulės, kosminiai ūkai, sprogstančios

žvaigždės (supernovos) spinduliuoja
elektringąsias daleles.
 Žemės paviršių nuo jų poveikio saugo
magnetinis laukas.
 Įlėkusios į jį, dalelės ima judėti
spiralėmis apie Žemės magnetinio lauko
linijas, dėl to susikaupia tam tikrose
srityse.


Slide 44

Radiacinės juostos
 Tai Žemės atmosferos sritys,







kuriose didelė elektringųjų dalelių
koncentracija.
Žemės rutulį gaubia dvi radiacinės
juostos.
Išorinėje juostoje (aukštis nuo
12000 km iki maždaug 20000 km)
— elektronai.
Vidinėje juostoje (aukštis nuo 2400
km iki 6000 km) — protonai, kurių
masė net 1836 kartus didesnė
negu elektronai.
Šios juostos trukdo kosminiams
skrydžiams.