MAGNETICKÉ POLE 2
description
Transcript of MAGNETICKÉ POLE 2
MAGNETICKÉ POLE 2
15. prosince 2012 VY_32_INOVACE_170212_Magneticke_pole_2_DUM
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová.Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace.
Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám,registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.
1.Magnetické pole Země
2.Magnetizace
látky
3. Magnetické pole cívky
4. Elektromagnet
y
Už v 17. století W. Gillbert zjistil, že Země je obrovský magnet, který kolem sebe vytváří magnetické pole.
Co už víte o magnetickém poli Země?
Magnetické pole Země
Odpověď
• magnetické póly Země lze určit pomocí magnetky• severní pól magnetky směřuje přibližně k severnímu
zeměpisnému pólu, tedy ukazuje na jižní magnetický pól Země.
• u jižního pólu magnetky to platí opačně
Magnetické pole Země
dále
Animace magnetického pole Země
Obr.1
Oba magnetické póly se pohybují, za posledních 120 let urazil jižní magnetický pól asi 1000 km a severní magnetický pól dráhu 300 km. Podle měření se pohybují póly rychlostí až 15 km za rok. Při zvýšené sluneční aktivitě je pohyb pólů větší a značně chaotický.
Magnetické pole Země
dále
Dochází také k přepólování Země (jižní a severní pól si vymění polohu). K poslednímu přepólování došlo před 780 000 lety. Proces samotný trvá asi tisíc let.
Změny ovšem přicházejí nepravidelně a někdy i několikrát za milión let. Změny pólů lze pozorovat na starých horninách.
Obr. 2
Člověk se orientuje na zemském povrchu pomocí kompasu. Živočichové, například včely, mají v tělních buňkách částice Fe3O4, a proto dokážou vnímat magnetické pole a orientovat se podle něj.
Magnetické pole Země
dále
Obr. 3
Magnetické pole Země tvoří ochranný štít země. Toto pole vzniká v horké a tekuté vrstvě vnějšího jádra Země.
Je vodivé. Při pohybech se v něm indukuje elektrický proud, který zpětně způsobuje vznik silnějšího magnetického pole.
Magnetické pole chrání Zemi před rychlými částicemi přicházejícími od Slunce. Sluneční vítr se pohybuje rychlostí 500 km/s a deformuje magnetické pole Země.
Magnetické pole Země
dále
Na straně u Slunce má magnetické pole Země tvar rázové vlny a na druhé straně, odvrácené, dlouhý ohon. Nabité částice obtékají rázovou vlnu a vnikají do atmosféry.
Magnetické pole Země
dále
Obr. 4
Vznikají magnetické bouře se světelným efektem, které označujeme jako polární záře. Ty jsou viditelné v polárních oblastech (jižní a severní záře). Ve středních zeměpisných šířkách je lze vidět pouze výjimečně.
Magnetické pole Země
Obr. 5
další kapitolazpět na obsah
Pro posuzovaní magnetické charakteristiky prostředí je zavedena veličina permeabilita μ. Permeabilitu látky zavedl James Clerk Maxwell. Pro permeabilitu platí závislost:
μr – relativní permeabilitaμ0 – permeabilita vakua
Podle hodnoty permeability prostředí dělíme látky na diamagnetické, paramagnetické a feromagnetické.
Magnetizace látky
dále
0r
Diamagnetické látky
• jsou složené z diamagnetických atomů• jejich permeabilita je menší než jedna
(μr < 1)• tyto látky zeslabují magnetické pole• jsou to inertní plyny, většina
organických sloučenin, kovy (Cu, Ag, As, Hg, Bi), voda
Diamagnetismus téměř nezávisí na stavu látky a na teplotě.
Magnetizace látky
dále
Obr. 6
Paramagnetické látky• jejich permeabilita je větší než jedna (μ > 1)• například hliník (μr = 1,00023), mangan, chrom, platina• zesilují magnetické pole
Magnetismus paramagnetických látek je nepřímo úměrný teplotě, tedy s klesající teplotou se intenzita magnetického pole zvyšuje.
Magnetizace látky
další kapitolazpět na obsah
Video paramagnetické látky
Obr. 7
Feromagnetické látky• jejich permeabilita 102 – 105
• silně zesilují magnetické pole• za běžných teplot jsou feromagnetické kovy (Fe, Co. Ni. Cd) a jejich
slitiny• další feromagnetické látky jsou Heuslerovy slitiny (Mn a další prvek
např. As, Al,…• jsou to také ferity
Feromagnetismus je vlastností krystalové mřížky. Samotné atomy feromagnetických látek jsou paramagnetické.
Magnetizace látky
dále
Pokud zahřejeme feromagne-tickou látku na tzv. Curieovu teplotu, ztrácí svoje feromagne-tické vlastnosti. Pro magnetit je tato teplota přibližně 580°C (porušuje se krystalická mřížka).
Magnetizace látky
Obr. 8
další kapitolazpět na obsah
Vysvětlete, co je cívka a z čeho se cívky vyrábí.
Magnetické pole cívky
dále
Odpověď
Cívka je drát navinutý na nosné kostře. Nejčastějším materiálem pro výrobu cívek je měď. Podle rozměrů lze rozlišit obyčejnou cívku – selenoid a cívku stočenou do kruhu – toroid.
Obr. 9
Cívka je elektrotechnická součást používaná v elektrických obvodech. Pokud cívkou prochází proud, cívka se stává magnetem a má své magnetické pole. Poloha pólu cívky závisí na směru procházejícího proudu. Polohu pólu lze určit pomocí Ampérova pravidla pravé ruky pro cívku.
„Položíme-li pravou ruku na cívku tak, aby pokrčené prsty ukazovaly dohodnutý směr proudu v závitech cívky, pak ukazuje palec polohu severního pólu cívky.“
Pokud změníme směr proudu v cívce, objeví se severní pól na opačném konci cívky.
Magnetické pole cívky
Animace Ampérova pravidla
další kapitolazpět na obsah
Cívka s jádrem má silnější magnetické pole. Cívka s jádrem může působit jako elektromagnet, pokud cívkou prochází proud.
Elektromagnety mají v technické praxi rozsáhlé použití. Jsou součástí magnetofonů, videopřehrávačů, pevných disků, zvonků, elektromotorů a reproduktorů.
Elektromagnety
dále
Animace elektromagnetu
Použití elektromagnetu1. Uchycování předmětů
• velký elektromagnet může přemisťovat kovové předměty bez uchycení
2. Elektromagnetické relé• umožňuje velmi slabými elektrickými proudy spínat elektrické
obvody
Princip: V blízkosti elektromagnetu tvořeného cívkou a jádrem je pohyblivá kotva. Jakmile cívkou prochází proud kotva relé se přitáhne k cívce a sepne příslušný obvod.
Elektromagnety
dále
• používá se u elektromotorů, u signalizačního návěstí (železniční přejezdy)
3. Elektromagnetický přerušovač proudu
• základ elektrického zvonku nebo bzučáku
Elektromagnety
dále
Obr. 10
4. Telefon• vynalezl Alexander G. Bell• jeho telefon se skládá s cívky s trva- lým magnetem• telefon zdokonalil Thomas A. Edison
5. Meřící přístroje
• přesné přístroje začaly vznikat až po roce 1881• nový systém přístrojů k měření stejnosměrných proudů navrhl
Marcel Depréz
Elektromagnety
dále
Obr. 11
6. Elektromagnetický jistič• nahrazuje v bytech tavné
pojistky
7. Magnetický záznam• pomocí elektromagnetu se za-
znamenávají informace na pe-vných discích, videokazetách a magnetofonových páskách
Elektromagnety
koneczpět na obsah
Obr. 12
POUŽITÁ LITERATURA
ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-223-6
CITACE ZDROJŮ
Obr. 1 ZUREKS. Soubor:Earth's magnetic field, schematic.svg: Wikimedia Commons [online]. 12 January 2012 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/Earth%27s_magnetic_field%2C_schematic.svg
Obr. 2 U.S. GEOLOGICAL SURVEY. Soubor:Earth Magnetic Field Declination from 1590 to 1990.gif: Wikimedia Commons [online]. 10 March 2010 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/43/Earth_Magnetic_Field_Declination_from_1590_to_1990.gif
Obr. 3 ELCH. Soubor:Magnetosphere schematic.jpg: Wikimedia Commons [online]. 3 May 2006 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/55/Magnetosphere_schematic.jpg
Obr. 4 STRANG, Joshua. UNITED STATES AIR FORCE. Soubor:Polarlicht 2.jpg: Wikimedia Commons [online]. 18 January 2005 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/Polarlicht_2.jpg
Obr. 5 BEN-ZIN. Http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Aurora2.jpg: Wikimedia Commons [online]. 17 January 2005 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/Aurora2.jpg
CITACE ZDROJŮ
Obr. 6 JOHNSBRANA. Soubor:Anticlastic-Copper-Cuff-Bracelet.jpg: Wikimedia Commons [online]. 29 May 2007 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fa/Anticlastic-Copper-Cuff-Bracelet.jpg
Obr. 7 ALCHEMIST-HP. File:Platinum-nugget.jpg: Wikimedia Commons [online]. 27 February 2010 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6a/Platinum-nugget.jpg
Obr. 8 ZIMBRES, Eurico. Soubor:MagnetEZ.jpg: Wikimedia Commons [online]. 2005 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/08/MagnetEZ.jpg
Obr. 9 JOHNSBRANA. Soubor:Anticlastic-Copper-Cuff-Bracelet.jpg: Wikimedia Commons [online]. 29 May 2007 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5e/Inductor.jpg
Obr. 10 JAMOTTL. Soubor:Schema rele2.PNG: Wikimedia Commons [online]. 27 January 2006 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/Schema_rele2.PNG
Obr. 11 FACTUMQUINTUS. File:Alt Telefon.jpg: Wikimedia Commons [online]. 18 December 2004 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/74/Alt_Telefon.jpg
CITACE ZDROJŮ
Obr. 12 TSCA. Soubor:Kaseta magnetofonowa ubt.jpeg: Wikimedia Commons [online]. 4 November 2004 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d2/Kaseta_magnetofonowa_ubt.jpeg
Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010
Děkuji za pozornost.
Miroslava Víchová