MAGNETYZM
Magnetyzm i pole magnetyczne.
Pole magnetyczne jest to przestrzeń otaczająca magnes trwały lub przewodnik, w którym płynie prąd. Podobnie jak pole elektryczne, pole magnetyczne można przedstawić graficznie za pomocą linii sił pola . Są to linie, wzdłuż których ustawiają się igły magnetyczne umieszczone w polu magnetycznym.
Na rysunku tym przedstawiono dwie z wielu linii pola magnetycznego wytwarzanego przez sztabkowy magnes trwały. Jak widać, linie sił pola magnetycznego są liniami zamkniętymi. Reguła ta dotyczy dowolnej konfiguracji pola magnetycznego.Każdy magnes ma dwa bieguny N i S . Linie sił pola magnetycznego biegną zawsze od bieguna N do bieguna S . Pole magnetyczne jest bezźródłowe, tzn. nie istnieją "ładunki" magnetyczne. Ruchome ładunki elektryczne wytwarzają pole magnetyczne.
Przeciwne bieguny magnesów się przyciągają a jednakowe odpychają.
Ziemskie pole magnetyczne – pole magnetyczne występujące naturalnie wokół Ziemi. Odpowiada ono w przybliżeniu polu dipola magnetycznego z jednym biegunem magnetycznym w pobliżu geograficznego bieguna północnego i z drugim biegunem magnetycznym w pobliżu bieguna południowego. Linia łącząca bieguny magnetyczne tworzy z osią obrotu Ziemi kąt 11,3°. Pole magnetyczne rozciąga się na kilkadziesiąt tysięcy kilometrów od Ziemi, a obszar w którym ono występuje nazywa się ziemską magnetosferą.
pole magnetyczne wytworzone przez nieskończenie długi prostoliniowy przewodnik, przez który płynie prąd elektryczny o natężeniu I .
Przewodnik taki wytwarza wirowe pole magnetyczne, którego linie sił pola są okręgami o wspólnym środku. Kierunek pola magnetycznego z kierunkiem prądu kojarzy reguła prawoskrętnej śruby :Jeżeli wyprostowany kciuk prawej dłoni wskazuje kierunek prądu w przewodniku, to zgięte palce prawej dłoni wskazują zwrot linii sił pola wokół przewodnika prostoliniowego.
Drugim podstawowym przypadkiem jest pole magnetyczne przewodnika kołowego.
Jak widać, pole magnetyczne wytworzone przez przewodnik kołowy ma konfigurację podobną do pola magnetycznego magnesu sztabkowego, dlatego też przewodnik kołowy z prądem traktujemy jako dipol magnetyczny. Kierunek pola magnetycznego wytworzonego przez przewodnik kołowy kojarzy się z kierunkiem prądu w przewodniku - reguła prawoskrętnej śruby.
Na przewodnik w którym płynie prąd, umieszczony w polu magnetycznym działają siły.
Zwojnica z prądem wytwarza ole takiego samego kształtu jak magnes sztabkowy. Silne pole wtwarza zwojnica, która ma wiele zwojów i rdzeń.
Pole magnetyczne zwojnicy jest tym większe im większe jest natężenie prądu i im więcej zwojów ma zwojnica. Pole poszczególnych zwojów się sumuje. By pole zwojnicy było jeszcze większe do jej wnętrza można wsunąć rdzeń z odpowiedniego materiału. Najlepiej ze stali miękkiej ponieważ szybko się magnesuje.
Prąd płynący przez przewodnik wytwarza wokół niego pole magnetyczne.
W fizyce druga forma reguły prawej dłoni określa regułę, w myśl której jeśli prawą dłonią obejmiemy przewodnik elektryczny tak, że kciuk wskazuje kierunek przepływu prądu elektrycznego I w przewodniku, to zgięte pozostałe palce wskażą kierunek i zwrot wektora indukcji magnetycznej B .
Iloczyn I·S (S --> powierzchnia obejmowana przez przewodnik) nazywamy momentem magnetycznym przewodnika .
Pojedynczy przewodnik kołowy wytwarza stosunkowo słabe pole magnetyczne. Efekt ten można powiększyć, stosując układ przewodników kołowych połączonych w szereg. Uzyskujemy w ten sposób zwojnicę (solenoid) .
W przedstawionym przypadku ma zastosowanie reguła lewej dłoni, której istota brzmi: jeżeli lewą dłoń umieścimy we wnętrzu magnesu tak by jej cztery palce wskazywały kierunek przepływu prądu i w przewodniku, a linie pola magnetycznego B wchodziły do wnętrza dłoni, to odwiedziony kciuk wskaże kierunek F odchylenia ramki przewodnika.
Na przewody umieszczone obok siebie w których płynie prąd również działają siły. Jeżeli prąd w przewodach płynie w przeciwnych kierunkach siły przewody odpychają, jeżeli zaś prąd płynie w przewodach w tym samym kierunku siły te przewody przyciągają.
COPYRIGHT © FIZYKA W SZKOLE PODSTAWOWEJ