Elektryczność i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład trzynasty 30 marca 2010

Z ostatniego wykładu Efekt Halla  koncentracja nośników Potencjał wektorowy: prawdziwy wektor Zwojnice Prawo Ampère’a, prąd przesunięcia Twierdzenie Earnshawa, pułapki magnetyczne Moment magnetyczny, monopol magnetyczny NMR, obrazowanie w medycynie Najprostsze silniki elektryczne

Jak się pozbyć sinusa: miernik magnetoelektryczny Moment siły niezależny od kąta – skala liniowa

Railgun – zasada działania

Railgun – prawdziwy

Railgun – prawdziwy Wikipedia: Limax maximus, an air-breathing land slug Jan. 28, 2008: A slug hits a target after being fired from an electromagnetic railgun at the Naval Surface Warfare Center in Dahlgren, Va.

Zjawisko indukcji S N

Zjawisko indukcji S N

Indukcja w polu ziemskim

Indukcja z dużym prądem Wykrywanie igłą magnetyczną I Pole magnetyczne

Zjawisko indukcji a siła Lorentza Wysuwamy obwód z pola magnetycznego z prędkością v Iloczyn mieszany a (bc) nie zmienia się przy permutacji cyklicznej czyli Prawo indukcji Faradaya Czy to prawo wnosi coś nowego?

Czy nowe prawo? I Hipoteza: wzór obowiązuje także, gdy nie ma ruchu obwodu względem pola Sprawdzenie: I

Czy nowe prawo? I Hipoteza: wzór obowiązuje także, gdy nie ma ruchu obwodu względem pola Sprawdzenie: I

Postać lokalna prawa Faradaya Z twierdzenia Stokesa otrzymujemy postać lokalną

Siła działająca na prąd indukcyjny, reguła Lenza Prąd indukcyjny ma taki kierunek, że przeciwdziała wywołującej go zmianie I Dlaczego siła nie uśrednia się do zera?

Komplet praw Maxwella (w próżni) Postać całkowa Postać lokalna Czy znak minus jest sprawą umowy, czy wyraża prawo fizyczne? A gdyby zapisać ?

Prądy wirowe – wahadło pełne i ponacinane S S S S

Prądy wirowe – magnes w rurze Cu PCV

Prądy wirowe - lewitacja tarczy Nie ma sprzeczności z twierdzeniem Earnshawa (zjawisko dynamiczne) I

Nadprzewodnik w polu magnetycznym Zerowy opór Efekt Meissnera

Ramka przewodząca w polu: wielkości elektryczne i mechaniczne Ruch obrotowy ramki generuje siłę elektromagnetyczną indukcji gdzie jest stałą Prąd w ramce generuje moment siły ten sam współczynnik  ! A więc związek między właściwościami elektrycznymi i mechanicznymi ramki opisują dwa równania: oraz

Przykład pierwszy: Galwanometr o oporze RG zwarty oporem RZ II prawo Kirchhoffa tłumaczy się na zmienne mechaniczne Obwód dostarcza więc momentu siły tłumiącej

Galwanometr – drgania tłumione L – moment pędu (składowa)

Galwanometr balistyczny – rozpędzanie krótkim impulsem W czasie impulsu prądu galwanometr nie zdąży ulec znaczącemu wpływowi siły elastycznej ani tłumienia Moment pędu nabyty w czasie impulsu prądu A więc prędkość początkowa ruchu plamki jest proporcjonalna do ładunku Czas rozpędzania bardzo krótki w porównaniu z okresem wahań

Galwanometr balistyczny – pomiar ładunku Rozwiązanie z warunkiem początkowym (0) = 0 Czas (s) Wychylenie (j.u.)

Przykład drugi: Prądnica o oporze RW obciążona oporem RZ Zaniedbujemy bezwładność wirnika (stan stacjonarny) i opory mechaniczne. Moment siły tłumiącej i siła elektromotoryczna wyrażają się Moment siły tłumiącej jest równoważony momentem siły napędzającej prądnicę, który dostarcza mocy mechanicznej Dostarczana moc elektryczna określa sprawność

Teslomierz balistyczny Q~B S