Magnetizam
Grci su prije 2500 g znali da neke vrste željeza iskopane
u Magneziji (današnja Tesalija) imaju osobinu
privlačenja prema željezu i legurama, niklu, kobaltu i još
nekim materijalima
To svojstvo privlačenja izraženije je na krajevima
magneta.
Krajevi magneta nazivaju se polovima.
Raznoimeni magnetski polovi se privlače, a
istoimeni se odbijaju
Silnica je linija koja je zatvorena sama u sebe i pokazuje kako
u pojedinoj točki prostora djeluje magnetska sila.
Tangenta na silnicu pokazuje smjer magnetske sile.
Silnice izviru iz sjevernog magnetskog pola i ulaze u južni
magnetski pol.
Gustoća magnetskih silnica na pojedinom mjestu je
mjera veličine magnetske sile.
Kut kojeg zatvaraju geografski meridijan i magnetska igla
koja se može slobodno vrtjeti u vodoravnoj ravnini naziva se
magnetskom deklinacijom, a u navigaciji varijacijom.
Kut kojeg zatvaraju vodoravna ravnina i magnetska igla koja se može slobodno vrtjeti u okomitoj ravnini naziva se magnetskom inklinacijom ( na magnetskom polu je 90º a na magnetskom ekvatoru je 90º ).
Varijacija je istočna ili pozitivna kada se sjeverni pol
magnetske igle otkloni istočno od geografskog meridijana
Magnetsko polje
Magnetskim poljem naziva se prostor u kojem se opažaju
magnetski učinci.
Dva su temeljna magnetska učinka: mehanička sila i
elektromagnetska indukcija
Magnetski tok Φ
Skup silnica (linija) magnetskog polja kroz neku plohu
naziva se magnetskim tokom Φ.
Magnetski tok je skalarna veličina. Jedinica magnetskog
toka je Wb .
Magnetska indukcija B
Gustoća magnetskog toka je vektorska veličina.
Jedinica gustoće magnetskog toka je Tesla= 𝑊𝑏
𝑚2
Važna fizikalna veličina koja karakterizira magnetsko
polje je gustoća magnetskog toka (mag. indukcija) B=Φ
𝑆
predstavlja omjer magnetskog toka Φ i površine presjeka
S kroz koji taj tok prolazi.
Veličina B je u svakoj točki
promatranog prostora jednaka po
veličini i smjeru
B se mijenja od točke do točke
Sila na vodič kojim protječe struja a nalazi se u
magnetskom polju
Pravilo lijeve ruke:
Ako se lijeva ruka postavi tako da silnice
magnetskog polja upadaju na dlan ispružene
lijeve šake i ako ispruženi prst pokazuju smjer
struje, onda palac pokazuje smjer djelovanja
sile.
𝑭 = 𝑩 ∙ 𝑰 ∙ 𝒍
Međusobno djelovanje ravnih vodiča
kojima protječu električne struje
𝐹1 = 𝜇0
𝐼1 ∙ 𝐼2
2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑎𝑙1
𝐹2 = 𝜇0
𝐼1∙𝐼2
2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑎𝑙2
Magnetsko polje vodiča pod strujom
Magnetsko polje ravnog dugog vodiča po strujom
Ako se palac desne ruke postavi u smjer
protjecanja električne struje, savijeni
ostali prsti desne ruke pokazuju smjer
polja
Smjer vektora B u nekoj točki određen
je tangentom u toj točki na silnicu
magnetskog polja koja prolazi tom
točkom.
𝐵 = 𝜇0
𝐼
2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑎
Magnetsko polje zavojnica pod strujom
Toroidalna zavojnica (svitak)
Magnetska indukcija polja unutar
zavojnice određena je izrazom:
Θ= 𝐼 ∙ 𝑁
magnetsko protjecanje ili magnetomotorna sila
𝐵 = 𝜇0
𝐼 ∙ 𝑁
𝑙
Magnetska uzbuda ili jakost magnetskog polja (H) i magnetska
indukcija (B) su povezane relacijama:
𝐻 =𝑁 ∙ 𝐼
𝑙
𝐵 = 𝜇 ∙ 𝐻 𝜇 𝑚𝑎𝑔𝑛𝑒𝑡𝑠𝑘𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑒𝑎𝑏𝑖𝑙𝑛𝑜𝑠𝑡
𝜇 = 𝜇0 ∙ 𝜇𝑟, 𝜇0 = 4 ∙ 𝜋 ∙ 10−7𝐻
𝑚
Magnetomotorna sila Θ stvara magnetsku uzbudu H koja generira tok Φ i
indukciju B=μH=Φ/s, čija veličina ovisi o permeabilnosti medija μ.
Elektromagnetska indukcija
Pojava da se u zatvorenom zavoju stvara ili inducira napon
ako se mijenja magnetski tok što ga obuhvaća zavoj.
Veličina tog napona ovisi o brzini kojom se mijenja
magnetski tok, što se može izraziti formulom:
𝜖 = −
𝑑Φ
𝑑𝑡
Faraday-ev zakon elektromagnetske indukcije
Predznak“-„ objašnjava Lenzovo pravilo- smjer induciranog napona je
uvijek takav da se od tog napona stvorena struja svojim magnetskim
učinkom protivi promjeni toka 𝑑Φ zbog kojeg je došlo do induciranja
napona
Ako se u promjenljivom magnetskom polju umjesto jednog,
nalazi N zavoja, i ako svi zavoji jednako obuhvaćaju
magnetski tok, inducirani napon cijele zavojnice je:
Induciranje napona pomicanjem zavojnice i magn. polja
iskorištava se u mnogim konstrukcijama.
To su generatori- uređaji za pretvorbu mehaničke u el.
energiju- sila za pokretanje rotora dobiva se od raznih
pogonskih strojeva
𝜖 = −𝑁𝑑Φ
𝑑𝑡
Top Related