Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Σχετικά έγγραφα
8. Το μαγνητικό πεδίο Η δύναμη Laplace

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Μικροβιολογία & Υγιεινή Τροφίμων

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές I

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Πιθανότητες. Συνδυαστική Ανάλυση Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Κωνσταντίνος Μπλέκας

Ιστορία της μετάφρασης

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 3: Επαγωγή. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Προσομοιώσεις και οπτικοποιήσεις στη μαθησιακή διαδικασία

Λογισμός 4 Ενότητα 17

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 4: Ηλεκτρικά Κυκλώματα. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 19: Υπολογισμός Εμβαδού και Όγκου Από Περιστροφή (2 ο Μέρος) Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Σωμάτιο σε Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Ατομική Δομή ΙΙ Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Ηλεκτροτεχνία Ηλ. Μηχανές & Εγκαταστάσεις πλοίου (Θ)

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 9: Κίνηση Σε Πολικές Συντεταγμένες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 14: Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες, Ολοκλήρωση Ρητών Συναρτήσεων Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Μαθηματικά και Φυσική με Υπολογιστές

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Κλασική Ηλεκτροδυναμική

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Κλασική Hλεκτροδυναμική

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΙΙ

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Πιθανότητες. Συναρτήσεις πολλών μεταβλητών Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Κωνσταντίνος Μπλέκας

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Εφαρμογές Θεωρίας Διαταραχών Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Τίτλος Μαθήματος: Βασικές Έννοιες Φυσικής. Ενότητα: Μηχανική. Διδάσκων: Καθηγητής Κ. Κώτσης. Τμήμα: Παιδαγωγικό, Δημοτικής Εκπαίδευσης

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 17: Αριθμητική Ολοκλήρωση, Υπολογισμός Μήκους Καμπύλης Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

ΘΕΩΡΙΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΩΝ ΚΑΙ ΕΛΑΣΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

Εφαρμοσμένη Στατιστική

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 4: Ηλεκτρικά Κυκλώματα. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Β. Διαφορικός Λογισμός

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 3: Επαγωγή. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Ακτίνες Χ - Lasers Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

Λογισμός 3. Ενότητα 19: Θεώρημα Πεπλεγμένων (γενική μορφή) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους (1)

Ηλεκτροτεχνία ΙΙ. Ενότητα 1: Βασικές Έννοιες Ηλεκτροτεχία Ηλεκτρονική. Δημήτρης Στημονιάρης, Δημήτρης Τσιαμήτρος Τμήμα Ηλεκτρολογίας

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 4: Ηλεκτρικά Κυκλώματα. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Παράκτια Τεχνικά Έργα

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Υπολογιστές Ι. Άδειες Χρήσης. Δομή του προγράμματος. Διδάσκοντες: Αν. Καθ. Δ. Παπαγεωργίου, Αν. Καθ. Ε. Λοιδωρίκης

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 5: Παράγωγος Πεπλεγμένης Συνάρτησης, Κατασκευή Διαφορικής Εξίσωσης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Ιστορία της μετάφρασης

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Οικονομετρία. Εξειδίκευση του υποδείγματος. Μορφή της συνάρτησης: Πολυωνυμική, αντίστροφη και αλληλεπίδραση μεταβλητών

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Τίτλος Μαθήματος: Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές IΙΙ. Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αθανάσιος Σταυρακούδης

Ηλεκτρομαγνητισμός - Οπτική - Σύγχρονη Φυσική Ενότητα: Στοιχεία Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

ΦΥΣΙΚΗ ΙΙΙ. Ενότητα: Μαγνητοστατική ΜΑΪΝΤΑΣ ΞΑΝΘΟΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Οδοποιία IΙ. Ενότητα 14: Υπόδειγμα σύνταξης τευχών θέματος Οδοποιίας. Γεώργιος Μίντσης ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Transcript:

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός Το μαγνητικό πεδίο Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Ν. Νικολής

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

8.Τομαγνητικόπεδίο ΗδύναμηLaplace Μαγνητικό πεδίο είναι ο χώρος που έχει την ιδιότητα να ασκεί δύναμη σε κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο. Αυτή η μαγνητική δύναμη ονομάζεται δύναμη Laplace. Το μαγνητικό πεδίοπεριγράφεταιμετοδιάνυσματηςέντασης,ήδιάνυσματηςμαγνητικήςεπαγωγής. ΗδύναμηLaplace Έστω θετικό ηλεκτρικό φορτίο q το οποίο κινείται με ταχύτητα υ σε μαγνητικό πεδίο μαγνητικήςεπαγωγήςβ.έχειβρεθείπειραματικάότιημαγνητικήδύναμηlaplacefέχει Μέτροπουδίδεταιαπότηνσχέση F = qυbsinθ,όπουθείναιηγωνίαμεταξύτων διανυσμάτων και. Διεύθυνσηκάθετηστοεπίπεδοπουορίζεταιαπόταδιανύσματα και,και Φοράπουορίζεταιμετονκανόνατουδεξιόστροφουκοχλία. ΗδύναμηLaplaceγράφεταιμετηνμορφήεξωτερικούγινομένουως F = q υ B Απότονορισμό,μπορούμενακάνουμετιςεξείςπαρατηρήσεις: Όταντοφορτίοκινείταικατάτηνδιεύθυνσητουμαγνητικούπεδίου,,οπότεη δύναμηlaplaceείναιμηδέν. Αφού 0 θ π 2 0 sinθ 1έχουμε 0 F qυb.άρα,τοφορτίοδέχεται τηνμεγαλύτερηδύναμηότανκινείταικάθεταστοπεδίο: F max = qυb. Εάν το φορτίο είναι αρνητικό, η δύναμη Laplace ορίζεται με βάση την συμβατική φοράτουρεύματος.άρα,ηδύναμηlaplaceορίζεταιπάνταμετηνσυμβατικήφορά τουρεύματος. Έναηλεκτρικόφορτίοqτοοποίοκινείταισεσυνδυασμένοηλεκτρικόκαιμαγνητικό πεδίο,δέχεταιδύναμη F = q( E + υ B ) ηοποίαονομάζεταιδύναμηlorentz. Ν.Γ.Νικολής,ΔιαλέξειςΗλεκτρισμούκαιΜαγνητισμού(2015)

Ημονάδαμαγνητικήςεπαγωγής Η μονάδα μαγνητικής επαγωγής ορίζεται μέσω της μέγιστης δύναμης που δέχεται ένα ηλεκτρικόφορτίοότανκινείταικάθετασεμαγνητικόπεδίο F = qυb B = F qυ ΜονάδαμαγνητικήςεπαγωγήςείναιτοTesla: ΕναλλακτικήμονάδαείναιτοWeber(Wb)ανά : Στην πράξη, χρησιμοποιείται συχνά το Gauss (1G). Ισχύει ότι πεδίοστηνεπιφάνειατηςγήςείναιπερίπου.. Το μαγνητικό Διαφορέςμεταξύηλεκτρικώνκαιμαγνητικώνδυνάμεων Ηλεκτρικέςδυνάμεις Μαγνητικέςδυνάμεις Διεύθυνση Εξάρτησηαπότηνταχύτητα OXI NAI Έργο H παράγειέργο Η δενπαράγειέργο Πράγματι, το στοιχειώδες έργο dw που παράγει η σε μία στοιχειώδη μετατώπιση είναι, διότι η είναι πάντα κάθετη στην ταχύτητα του ηλεκτρικού φορτίου. Άρα, ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο δεν μπορεί να μεταβάλλει την κινητική ενέργεια ενός κινούμενου φορτισμένου σωματίου. Όμως, μπορεί να μεταβάλλει τηνδιεύθυνσητηςταχύτητάςτου. Ημαγνητικήδύναμησερευματοφόροαγωγό Θα υπολογίσουμε την δύναμη Laplace την οποία δέχεται ένα στοιχειώδες τμήμα το οποίο διαρρέεται από ρεύμα έντασης Ι και βρίσκεται σε μαγνητικό πεδίο μαγνητικής επαγωγής. ΗδύναμηLaplaceστοστοιχειώδεςηλεκτρικόφορτίοdQπουδιέρχεταιαπότο είναι Ν.Γ.Νικολής,ΔιαλέξειςΗλεκτρισμούκαιΜαγνητισμού(2015)

Όμως, και,οπότε Άρα, Για ευθύγραμμο τμήμα αγωγού μήκους L που διαρρέεται από ρεύμα έντασης Ι και βρίσκεταισεομογενέςμαγνητικόπεδίο έχουμε Εάνοαγωγόςαυτόςείναιτοποθετημένοςκάθεταστομαγνητικόπεδίο, είναιτοποθετημένοςκατάτηνδιεύθυνσητουπεδίου,. καιόταν Το παρακάτω Σχήμα δείχνει την στοιχειώδη δύναμη Laplace που ασκείται σε στοιχειώδες τμήμα ενός αγωγού που διαρρέεται από ρεύμα έντασης Ι και βρίσκεται σε μαγνητικό πεδίοέντασης. Ν.Γ.Νικολής,ΔιαλέξειςΗλεκτρισμούκαιΜαγνητισμού(2015)

Δύναμησεκαμπύλορευματοφόροαγωγόμέσασεομογενές μαγνητικόπεδίο Χωρίζουμετοναγωγόσεστοιχειώδητμήματα dl κάθεένααπόταοποίαδιαρρέεταιαπό ρεύμα έντασης Ι. Η στοιχειώδης μαγνητική δύναμη Laplace που ασκείται στο κάθε τμήμα dlείναι df m = IdL B. Ησυνολικήδύναμηστοναγωγόβρίσκεταιμεολοκλήρωση όπου L' είναι διάνυσμα από την αρχή μέχρι το πέρας του σύρματος. Επομένως, η μαγνητική δύναμη εξαρτάται μόνο από την αρχική και τελική θέση και όχι το σχήμα του σύρματος. Στηνειδικήπερίπτωσηόπουτοaταυτίζεταιμετοb, L'= 0,οπότε.Άρα,ημαγνητική δύναμη που ασκείται σε ένα κλειστό συρμάτινο βρόχο τυχαίου σχήματος που διαρρέεται απόσυνεχέςσταθερόρεύμαικαιβρίσκεταισεομογενέςμαγνητικόπεδίοείναιμηδέν. Ν.Γ.Νικολής,ΔιαλέξειςΗλεκτρισμούκαιΜαγνητισμού(2015)

Μηχανικήροπήσερευματοφόροβρόχομέσασεομογενές μαγνητικόπεδίο ΣΧΗΜΑ ΟορθογώνιοςβρόχοςτουΣχήματοςδιαρρέεταιαπόσυνεχέςσταθερόρεύμαέντασηςΙ. ή όπου είναιτοδιάνυσμαπουπαριστάνειτοεμβαδότουβρόχου.παρατηρήσατε ότι το μοναδιαίο διάνυσμα είναι κάθετο στο επίπεδο του βρόχου και έχει φορά που ορίζεταιμετονκανόνατουδεξιόστροφουκοχλία. Ημηχανικήροπήτείνειναπροσανατολίσειτονβρόχο,ώστετοεπίπεδότουναείναικάθετο στο πεδίο. Η ποσότητα συμβολίζεται με το διάνυσμα και ονομάζεται μαγνητική (διπολική)ροπήτουβρόχου: Μετονορισμότηςμαγνητικήςροπής,ημηχανικήροπήπουασκείταιστονβρόχογράφεται Οίδιοςτύποςισχύεικαιγιαεπίπεδοβρόχοτυχαίουσχήματος. Κίνησηφορτισμένουσωματίουσεομογενέςμαγνητικόπεδίο Μίαεφαρμογή:Οφασματογράφοςμάζας Ν.Γ.Νικολής,ΔιαλέξειςΗλεκτρισμούκαιΜαγνητισμού(2015)

Τέλος Ενότητας

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σημειώματα

Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ. http://ecourse.uoi.gr/course/view.php? id=1298.

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Ν. Νικολής. «Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός. Το μαγνητικό πεδίο. Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://ecourse.uoi.gr/course/view.php?i d=1298.

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1] https://creativecommons.org/licenses/ by-sa/4.0/