MAGNETIZAM I. Magnetsko polje Magnetska indukcija Magnetska uzbuda Sile u magnetskom polju

Transcript

1 MAGNETIZAM I Magnetsko polje Magnetska indukcija Magnetska uzbuda Sile u magnetskom polju

2 Teći osnovni učinak elektične stuje stvaanje magnetskog polja u okolišu vodiča i samom vodiču koji je potjecan elektičnom stujom Oestedov pokus (1820 g. magnetizam posljedica djelovanja el. stuje) vodič potjecan stujom djeluje na magnetsku iglu (kompas) izaziva otklon magnetske igle Magnetsko polje posebno stanje postoa u kojem se opažaju učinci magnetskog polja učinci magnetskog polja: djelovanje sila na naboj u gibanju na magnet na meko željezo pojava elektomagnetske indukcije

3 Magnetsko polje stvaa naboj u gibanju pemanentni magneti gibanje elementanih naboja (gibanje elektona oko jezge i spin elektona) elektomagneti potjecanje stuje vodičem Magnetske silnice za pedodžbu magnetskog polja zamišljene linije koje pokazuju smje djelovanja magnetskog polja magnetske silnice su zatvoene kontue silnice teku od sjevenog pola (N) pema južnome polu (S); a u unutašnjosti magneta u od južnog pema sjevenom magnetskih naboja nema (magnetski polovi se ne mogu azdvojiti)

4 Magnetsko polje štapićastog magneta slika silnica: smje magnetske igle u svakoj točci postoa željezna piljevina na staklenoj ploči (ispod magnet) Magnetsko polje zemlje

5 Magnetsko polje dugog avnog vodiča silnice su koncentične kužnice oko vodiča - odeđivanje smjea magnetskog polja (pavilom desne uke)

6 Magnetsko polje svitka potjecanog stujom Magnetsko polje sustava magneta ezultantno magnetsko polje ovisi o položaju magneta (polova u postou)

7 Magnetski tok Φ potjecanje magnetskog polja koz neku povšinu ukupni boj silnica koje polaze koz neku povšinu jedinica [Wb] Webe = [Vs] Magnetska indukcija B gustoća magnetskog toka B kvalitativno opisuje jakost magnetskog polja što je B u nekoj točki postoa veći, veći je i učinak magnetskog polja jedinica [T] Tesla B je vektoska veličina smje vektoa B je smje tangente na magnetsku silnicu polje homogeno: B je u svakoj točki postoa jednako po veličini i smjeu polje nehomogeno: B se mijenja od točke do točke u postou

8 Magnetska indukcija i tok elacija koja povezuje magnetsku indukciju i magnetski tok za homogena magnetska polja ( i povšina S je okomita na tok ) B = Φ S za nehomogena magnetska polja B = dφ ds Izačun toka za zatvoenu povšinu tok je 0

9 Izačun toka (nastavak) za homogeno magnetsko polje Φ = B S Φ = B S cosα

10 Magnetska uzbuda H (jakost magnetskog polja) vodiči potjecani stujom magnetski uzbuđuju posto, a mjea te uzbude je magnetska uzbuda H jedinica: A/m H vektoska veličina, u vakumu ima isti smje kao i B B = μ 0 H μ0 = 4π 10 7 Vs Am - pemeabilnost vakuma za duge mateijale B = μ H μ- apsolutna pemeabilnost mateijala μ = μ0μ (konstatna veličina samo pod odeđenim uvjetima) μ elativna pemeabilnost mateijala

11 Zakon potjecanja povezuje elektičnu stuju kao pobudu i jakost magnetskog polja Linijski integal tangencijalne komponente jakosti magnetskog polja (magnetske uzbude) uzduž zatvoene kivulje jednak je ukupnoj stuji obuhvaćenoj tom kivoljom ukupno obuhvaćena stuja jednaka je sumi pacijalnih stuja obuhvaćenih kivuljom Pimjei

12 Pimjena zakona potjcanja izačun jakosti magnetskog polja H za neke slučajeve Magnetsko polje dugog avnog vodiča jakost magnetskog polja izvan vodiča na udaljenosti od vodiča jakost magnetskog polja unuta vodiča adijusa R

13 Magnetsko polje stujne petlje - magnetska indukcija u sedištu kužne petlje B = μ I 2 Magnetsko polje zavojnice (cilindične) zavojnica duljine l, sa bojem zavoja N i potjecana stujom I u zavojnici magnetsko polje može se smatati homogenim (l>>d)

14 Magnetsko polje tooidalne zavojnice zavojnica duljine l, sa bojem zavoja N i potjecana stujom I u zavojnici magnetsko polje može se smatati homogenim (Rs>>R) Magnetsko polje

15 Sile u magnetskom polju Sile u magnetskom polju sila između magneta sila na elektički nabijenu česticu koja se giba u magnetskom polju sila na vodič potjecan stujom u magnetskom polju sila između vodiča potjecanih stujom Sila između magneta inteakcija magnetskih polja magneta ezultia mehaničkom silom istoimeni polovi se pivlače aznoimetni polovi se odbijaju

16 Sile u magnetskom polju Sila na elektički nabijenu česticu Na elektički nabijenu česticu naboja Q koja se bzinom v giba u magnetskom polju indukcije B djeluje sila F magnetska sila djeluje okomito na smje gibanja naboja - ne vši ad već mijenja putanju naboja F = Qv B iznos sile : F = Q v B sinα - α - kut između vektoa bzine i vektoa magnetske indukcije smje sile: slijedeće vijedi za pozitivno nabijenu česticu pavilo lijeve uke: psti u smje gibanja (bzine) silnice ulaze u dlan palac pokazuje smje sile na naboj

17 Sila na elektički nabijenu česticu (nastavak) Elektički nabijena čestica bzine v u homogenom magnetskom polju indukcije B gibala bi se po kužnici adijusa R na nabijenu česticu djeluje magnetska (centipetalna) sila koja svija putanju naboja izjednačavanjem centifugalne i centipetalne sile dobija se adijus kužnice po kojoj se naboj giba pimje na slici (za negativan naboj) ako smje gibanja nije okomit na magnetsko polje nabijena čestica gibat će se po spiali

18 Sile u magnetskom polju Loentzova sila ako se elektički nabijana čestica giba u kombinianom polju (elektičkom i mehaničkom) na nabijenu česticu djeluje ukupna sila F = F e + F m = Q E ( + v B)

19 Sile u magnetskom polju Sila na vodič u magnetskom polju Na avni vodič duljine l potjecan stujom I koji se nalazi u magnetskom polju indukcije B djeluje sila F F = Il B iznos sile : F = I l B sinα - α - kut između vektoa stujnog elementa i vektoa magnetske indukcije smje sile: pavilo lijeve uke: psti u smje stuje silnice ulaze u dlan palac pokazuje smje sile na vodič

20 Sile u magnetskom polju inteakcija (međudjelovanje) vanjskog magnetskog polja i polja vodiča ezultia u složenom magnetskom polju elektodinamički efekt silnice se s jedne stane djelomično poništavaju (supotnog su smjea), a s duge stane vodiča pojačavaju (istog su smjea) silnice se nastoje skatiti i azmaknuti jedna od duge ezultat je sila koja potiskuje vodič iz podučja jačeg u podučje slabijeg polja

21 Sile u magnetskom polju Sila između vodiča potjecanih stujom Između dvaju vodiča potjecanih stujom javlja se sila ako su vodiči paalelni duljine l i azmaknuti na udaljenost d, jedan potjecan stujom I1 a dugi I2 pi tome stuje teku u azličitim smjeovima sila je odbojna (vodiči se odbijaju) pi tome stuje teku u istim smjeovima sila je pivlačna (vodiči se pivlače) pikaz na slikama odgovaa jednakim stujama u vodičima ako vodiči potjecani stujama zatvaaju neki kut nastala sila nastoji vodiče postaviti i paalelno

22 Sile u magnetskom polju Definicija jedinice Ampe 1 Ampe je jakost konstantne stuje koja potjecanjem koz dva paalelna avna beskonačno duga vodiča zanemaivog kužnog pesjeka, smještena u vakumu na međusobnoj udaljenosti od 1m izaziva silu između vodiča od N po svakom metu duljine vodiča