Pole magnetyczne Magnes trwały – ma dwa bieguny - biegun północny N i biegun południowy S.                                                                                                                                                                     

Prezentacja na temat: "Pole magnetyczne Magnes trwały – ma dwa bieguny - biegun północny N i biegun południowy S.                                                                                                                                                                     "— Zapis prezentacji:

1 Pole magnetyczne Magnes trwały – ma dwa bieguny - biegun północny N i biegun południowy S.                                                                                                                                                                                 Podział magnesu nie prowadzi do rozdzielenia biegunów. Przestrzeń, w której działają siły magnetyczne nazywamy polem magnetycznym. Przyjmuje się, że zwrot linii pola magnetycznego jest ustawiony od bieguna północnego N do bieguna południowego S.                                                                                                                                

2 Hans Christian Ørsted (1777 - 1851) duński fizyk i chemik,
Pole magnetyczne prądu stałego Hans Christian Ørsted ( ) duński fizyk i chemik, doświadczenie Oersteda (1820 r) - opiłki żelazne wokół przewodnika z prądem - linie pola magnetycznego

3 Pole magnetyczne pętli przewodnika prostoliniowego solenoidu

4 Właściwość przestrzeni wokół przewodnika, w którym płynie prąd elektryczny, w której na inne przewodniki lub swobodnie poruszające się ładunki elektryczne działają siły magnetyczne, nazywamy polem magnetycznym. Na ładunek próbny poruszający się w polu elektromagnetycznym działa siła Lorentza definiuje pole elektryczne definiuje pole magnetyczne – wektor indukcji pola magnetycznego

5 Jeżeli ładunek porusza się w polu magnetycznym, to wartość siły działającej na niego
Ze związku możemy określić wartość wektora indukcji w danym punkcie pola.

6 Kierunek i zwrot wektora indukcji są określone przez iloczyn wektorowy
Makroskopowym przejawem siły Lorentza jest siła elektrodynamiczna – siła działająca na przewodnik, w którym płynie prąd, umieszczony w polu magnetycznym. Dla stałych pól magnetycznych praca wykonana przez siłę Lorentza nad cząstką wynosi 0 Statyczne pole magnetyczne nie zmienia energii kinetycznej ładunku, może go odchylać

7 Siła elektrodynamiczna
Siła działająca na elektron przewodnictwa prędkość unoszenia koncentracja elektronów przewodnictwa Całkowita siła działająca na swobodne elektrony jest równa W przewodniku znajduje się swobodnych elektronów

8 . Dla ładunków dodatnich określających kierunek I siła ta ma zwrot
Dla elektronów siła ma taki sam zwrot . Zwrot określa reguła lewej dłoni (reguła Fleminga)

9 . Zamknięty obwód z prądem w polu magnetycznym x x x x x x
x x x x x x x x x x x x 1 Ramka o bokach a i b jest umieszczona w polu o indukcji B tak, że boki 1 i 3 są prostopadłe do kierunku pola, nn’ normalna do płaszczyzny obwodu 2 4 x x’ Siła działająca na bok 2 ramki wynosi 3 a . n’ 1 Siła działająca na bok 4 ramki ma taką samą wartość ale przeciwny zwrot Siły te nie wpływają na ruch obwodu. Działają wzdłuż tej samej linii i ich moment skręcający jest równy 0. x x’ 2 b n 3

10 n’ 1 Zwroty są przeciwne siły nie przesuwają obwodu. Nie działają wzdłuż tej samej linii – pojawia się wypadkowy moment skręcający: x’ 2 b n 3 x x W przypadku N zwojów Wypadkowy moment siły pole ramki i nie zależy od kształtu zwoju.

11 Zjawisko Halla Taśma miedziana, w której płynie prąd o natężeniu I umieszczona w polu magnetycznym Na elektron działa siła Lorentza odchylając je w prawo. Przesunięcie ładunków spowoduje powstanie poprzecznego pola elektrycznego Halla, przeciwstawiającego się temu ruchowi Po osiągnięciu stanu równowagi Mierząc napięcie Halla możemy wyznaczyć koncentrację ładunków.

12 Ruch ładunków w polu magnetycznym
Ładunek q poruszający się z prędkością v wpada w jednorodne pole magnetyczne o indukcji B prostopadle do linii sił. Ładunek porusza się po okręgu

13 Ładunek poruszający się z prędkością v wpada w jednorodne pole magnetyczne o indukcji B pod kątem α do linii sił.

14 Akcelerator cząstek naładowanych - cyklotron
Pole magnetyczne powoduje zakrzywienie toru Prędkość kątowa Częstotliwość Aby cyklotron działał poprawnie, to częstotliwość z jaką jon krąży w polu musi być równa częstotliwości zmian pola elektrycznego (warunek rezonansowy)

15 Prędkość jonu krążącego po okręgu o danym promieniu
i energia kinetyczna przy założeniu m = const.

16 Prawo Biota – Savarta – Laplace’a
Uwaga: jest elementem długości przewodnika, w którym płynie prąd

17 Prawo Ampere’a Krążenie pola magnetycznego wytwarzanego przez prąd płynący w przewodniku, wokół każdej krzywej zamkniętej otaczającej ten przewodnik jest proporcjonalne do natężenia prądu płynącego w przewodniku  fragment pętli 

18 Oddziaływanie pomiędzy przewodnikami, w których płynie prąd elektryczny
Indukcja pola magnetycznego wytworzonego przez prąd płynący w przewodniku 1 w miejscu, gdzie znajduje się przewodnik 2 Siła działająca na element długości przewodnika

19 przyciąganie odpychanie

20 Definicja jednostki natężenia prądu
Jeżeli siła działająca na każdy 1 m długości przewodnika jest równa 2·10-7 N, to natężenie prądu płynącego w przewodnikach jest równe 1 A - amper

21 Przykład Wektor indukcji wypadkowej jest prostopadły do płaszczyzny pierścienia h  r dB R  dB1 A prawo Biota-Savarta-Laplace’a

22

23 pole powierzchni ograniczonej zwojem o promieniu R
moment magnetyczny zwoju z prądem

24 Strumień wektora indukcji magnetycznej
Strumień wektora przez powierzchnię zamkniętą