Wykład IV Pole magnetyczne.

Prezentacja na temat: "Wykład IV Pole magnetyczne."— Zapis prezentacji:

1 Wykład IV Pole magnetyczne

2

3 Oddziaływanie magnetyczne
Oddziaływanie pomiędzy cząstką i innymi ciałami, które zależy od jej ładunku, położenia oraz prędkości. Poruszający się ładunek jest źródłem takiego oddziaływania. Pole magnetyczne – obszar przestrzeni w którym działają siły magnetyczne. B  + v F O

4 Wektor pola magnetycznego
Wektor pola magnetycznego w punkcie definiuje się poprzez siłę magnetycznego oddziaływania na naładowaną cząstkę umieszczoną w tym punkcie, poruszającą się z prędkością B + v F

5 Wektor pola magnetycznego

6 Częstość cyklotronowa
Dla ruchu jednostajnego po okręgu: + v B F  O W jednorodnym polu magnetycznym, cząstka porusza się ze stałą prędkością kątową:

7

8 Butelka magnetyczna Pole magnetyczne, które wytwarzają dwie cewki więzi naładowaną cząstkę. Tak uwięziona jest plazma (gaz o T ~ ).

9 Pasy radiacyjne Van Allena

10 Spektrograf masowy

11 Praca sił pola magnetycznego
ds + v F B Praca sił pola magnetycznego jest równa zeru. Pole magnetyczne nie może zmienić prędkości czastki!

12 Przewodnik z prądem w polu magnetycznym
Różniczkowa siła działająca na element d przewodu zależy od natężenia prądu I płynącego przez przewód, długości i orientacji tego elementu i pola w miejscu w którym znajduje się ten element B Ids dF I (F=BIl - ten wzór pamiętamy?)

13 moment magnetyczny moment magnetyczny definiuje się poprzez moment siły jaki działa na cząstkę ( obiekt) umieszczony w polu magnetycznym zgodnie z następującym równaniem: Zagadka. Jaki jest kierunek momentu magnetycznego igły kompasu? B N S

14 moment magnetyczny obwodu z prądem
Moment magnetyczny obwodu zamkniętego, przez który płynie prąd o natężeniu I zależy od wartości tego natężenia prądu oraz od powierzchni pętli A:

15 Energia potencjalna Energia potencjalna ciała w polu magnetycznym zależy od momentu magnetycznego ciała i od pola w punkcie w którym znajduje się ciało N S N S

16 Siła Lorentza Jeśli cząstka porusza się w polu elektrycznym i magnetycznym, to siła wypadkowa zależy od obydwu pól: V Przykład. Efekt Halla + _ d FB + vd I FE

17 Aparat Thomsona do pomiaru e/m

18 Równania Maxwella . . . i Bóg powiedział: Niech . . .
I nastała światłość.

19 Prawo Gaussa dla pola magnetycznego
Strumień pola elektrycznego przez powierzchnię zamknietą (Gaussa) jest proporcjonalny do ładunku znajdującego się wewnątrz tej powierzchni: Strumień pola magnetycznego przez powierzchnię zamkniętą (Gaussa) jest równy zero: N N

20 Prawo indukcji Faraday‘a

21 Prawo indukcji Faraday‘a
Całka z wektora pola elektrycznego po konturze zamkniętym jest równa szybkości zmian strumienia pola magnetycznego przenikającego przez powierzchnię zamkniętą przez ten kontur. N B E

22 Prawo indukcji Faraday‘a
Przykład: pole B rośnie

23 Alternator

24 Prawo Ampera-Maxwella
Cyrkulacja wektora pola magnetycznego wokół konturu zamkniętego jest równa sumie prądu przewodnictwa i prądu przesunięcia przepływających przez powierzchnię ograniczoną tym konturem. E I B Współczynnik proporcjonalności nazywa się przenikalnością magnetyczną próżni.

25 Prąd przesunięcia Szybkość zmian pola elektrycznego mnożona przez przenikalność dielektryczną próżni nazywa się prądem przesunięcia. I przykład: Q E -Q

26

27 Pole magnetyczne solenoidu
Na zewnątrz Bzewn  0 I Wewnątrz: pole jest jednorodne, kierunek jest równoległy do osi solenoidu, wartość zależy od natężenia prądu i liczby zwojów na jednostkę długości solenoidu Bin  0nI N S L I

28 przykład: Pole magnetyczne wokół długiego przewodnika z prądem
v B + ds R F

29 Oddziaływanie między dwoma prądami
B1 Wartość siły oddziaływania nieskończenie długiego przewodu na element l drugiego przewodu F21 I1 I2 l a 1 2 Równoległe prądy przyciągają się, antyrównoległe – odpychają.

30 Magnetyczne własności materii
Jeśli substancja zostanie umieszczona w polu magnetycznym, to jej cząsteczki uzyskają moment magnetyczny. Z tym momentem wiąże się powstanie dodatkowego pola magnetycznego – wewnętrznego. B0 paramagnetyki:  > 1 diamagnetyki:  < 1 Bm

31 ferromagnetyki B0 Bm Ferromagnetyki to substancje, w których w zewnętrznym polu magnetycznym powstaje silne pole wewnętrzne, kolinearne z polem zewnętrznym. ( >> 0). To wewnętrzne pole pozostaje pomimo wyłączenia pola zewnętrznego. Pętla histerezey

32 Nadprzewodniki