ELEKTROMAGNETIZMAS

Referatas

ELEKTROMAGNETIZMAS

ELEKTROMAGNETIZMAS
MAGNETINIS LAUKAS

Visur, kur yra elektros srovė, t.y. kur juda elektros krūviai, yra
magnetinis laukas. Įmagnetina geležis ir permagnetina komposus žaibas.
Erstedas įrodė, kad laidininku tekanti srovė veikia magnetinę rodyklę, bet
ne traukia ar stumia, o pasuka, kad ji būtų statmena krypčiai. Pakeitus
srovės kryptį magnetinė rodyklė pasisuka į priešingą pusę. Erdvėje apie
laidininką, kuriuo teka elektros srovė, yra sąveiką su magnetu perduodanti
aplinka – magnetinis laukas. Magnetinį lauką kuria elektros srovė, kurioje
yra judantys elektros krūviai. Jeigu viename magnetiniame lauke yra du
laidininkai, kuriais teka elektros srovė, tai abiejų srovių mmagnetinio
laukų sąveikos laidai veikia vienas kitą – stumia arba traukia. Amperas
nustatė, kad viena kryptimi tekančios srovės viena kitą traukia, o
tekančios priešingomis kryptimis viena kitą stumia. Nuolatinių magnetų
kuriamas
laukas susjęs su elektros krūvio medžiagos viduje: magnetinis laukas – tai
ypatingos
formos materija, perduodanti judančio elektros krūvių sąveiką. Magnetinis
laukas plinta erdvėje [pic]

Tiesiu laidininku tekanti srovė kuria simetrišką magnetinį lauką, kurio
stiprumas nuotolyje r nuo laidininko yra H=I/2(r. Kai laidas sulenktas
apskritimu magnetinio lauko stiprumas to apskritimo centre yra H=I/2r r –
apskritimo spindulys. Magnetinės jėgų linijos nesudaro teisiklingų
apskritimų. Bet linijos užžsidarančios.

Paleidus srovę rite, turinčia daug vielos vijų, vadinama solianoidu.
Magnetinis laukas, kurį sukuria vijomis tekanti srovė, susidarė susiliejus
magnetiniams laukams, kuriuos sukūrė atskirose vijose tekančios srovės.
Jeigu ritės ilgis žymiai didesnis už vijų skersmenį, tai ritės viduje
susidaro magnetinis laukas. Solianoido magnetinis laukas panašus

į
pastoviojo magneto. Ritės galas, iš kurio išeina jėgų linijos, yra
Š magneto polius, o kitas – pietinis.

MAGNETINŲ laukų grafinis vaizdavimas

Magnetino lauko linijomis vadiname tokias linijas, kurių liestinės
kiekviename taške sutampa au pasisukusios magnetinės rodyklės ašimi.
Magnetinio lauko kryptimi susitarta laikyti kryptį, kurią rodo magnetinės
rodyklės šiaurinis polius. Magnetinio lauko intensyvumą rodo linijų tankis.
Magnetinis laukas, kurio kryptis ir intensyvumas visuose taškuose vienodi,
vadinamas vienalyčiu.

Magnetinių laukų linijoms būdinga:
Magnetinio lauko linijos niekur nesikerta.
Šios linijos visada yra uždaros kreivės, juosiančios laidininką, kuriuo
teka elektros srovė. Laukas, kurio linijos yra uždaros, vadinamas sūkuriniu
lauku.

Šis laukas skiriasi nuo elektrinio lauko, nes pastarojo linijos nėra
uždaros, nes prasideda teigiamu ir baigiasi neigiamu krūviu.

Dešinės rankos taisyklė: Jeigu dešine ranka apimsime laidininką taip, kad
ištiestas nykštys rodytų srovės kryptį, tai
pirštai rodys magnetinio lauko linijų kryptį.
MAGNETINIO LAUKO STIPRUMAS

Stiprėjant tekančiai laidininku srovei pproporcingai didėja magnetinio
lauko intensyvumas, t.y. didėja jėga F, kurią srovės magnetinis laukas
veikia magnetinę rodyklę ar laidininką, kuriuo teka elektros srovė. Jėga
priklauso nuo laiko taško padėties. Pvz.: tiesiu laidininku tekančios
srovės magnetiniame lauke jėga F tolsta nuo to laido proporcingai
magnetinis laukas mažėja. Tos pačios linijos taškuose jėga F vienoda.
Remiantis šia išvada įvedama magnetinio lauko stiprumo sąvoka. Srovės
kuriamo magnetinio lauko stiprumas H ; H =I/ l. I – srovės stiprumas, l –
magnetinės linijos ilgis. H – vektorinis dydis [H]=A/m. Vektoriaus H
kryptimi sutampa su magnetinio lauko linijos k

kryptimi. Vektorius H yra
nukreiptas

išilgai lauko linijos liestinės į tą pusę, kurią rodo magnetinės rodyklės Š
polius.

Tekant elektros srovei rite, sudarytai iš n vijų, magnetinio lauko
stiprumas jos viduje H=In/l . l – ritės ilgis.
MEDŽIAGŲ MAGNETINĖS SAVYBĖS:
Ore magnetinio lauko jėga 1.00000038 karto didesnė negu vakuume. Kai kurios
medžiagos labai pakeičia magnetinio lauko intensyvumą. Magnetiniame lauke
jos pačios daugiau ar mažiau įsimagnetina t.y. sukuria savo magnetinį
lauką. Labiausiai įsimagnetinančios medžiagos vadinamos feromagnetikais :
Fe, Ni, Co, Cr ir kt. Medžiagos gabėjimą įsimagnetinti nusako magnetinė
skvarba ( . Magnetinė skvarba – tai skaičius, rodantis kiek kartų jėga,
kuria magnetinis laukas veikia magnetinę rodyklę arba laidininką, kuriuo
teka srovė, toje medžiagoje yra didesnė negu vakuume. Ne feromagnetinės
medžiagos praktiškai neturi įtakos magnetiniam laukui, todėl techniniuose
skaičiavimuose magnetinė
skvarba laikoma 1. Feromagnetinės medžiagos daug kartų padidina srovės
magnetinio lauko jėgą, todėl naudojama gaminant elektromagnetus, elektros
variklius, generatorius, transformatorius. Magnetinės medžiagų savybės
susijusios su atomų bei molekulių viduje cirkuliuojančiom elektros
srovėmis. Apie branduolį skriejantys elektronai sudaro uždaras elektros
sroves, kurios kuria savus magnetinius laukus (magnetinius ir
molekulinius). Paramagnetikų (>1, diamagnetikų (<1, feromagnetikų (>>1

Elektromagnetinė jėga proporcinga magnetinio lauko stiprumui H ir
aplinkos magnetinei skvarbai (, laidininku tekančios srovės stipriui I,
ilgiui l laidininko, esančio magnetiniam lauke: F=((0HIl
(0 – magnetinė konstanta.

(0=[pic]
MAGNETINĖ INDUKCIJA
B=((0H Stiprumas H apibūdina magnetinio lauko intensyvumą vakuume,

taip indukcija B apibūdina jo intensyvumą medžiagoje. [B]=T(tesla)
1T=1N/1*A²
Magnetinė indukcija – vektorinis dydis, jo kryptis sutampa su magnetinio
lauko stiprumo kryptim. Kiekviename lauko taške m

magnetinės indukcijos
vektoriaus kryptis sutampa su einančios per tą tašką magnetinio lauko
linijos liestine. Magnetinio lauko linijos vadinamos dar magnetinės
indukcijos linijom.
AMPERO DĖSNIS
F=BIlsin(
kai laidininkas statmenas vektoriui B, tada elektromagnetinė jėga
didžiausia. Kintant kampui ( jėga proporcingai kinta ir tampa lygi nuliui,
kai laidininkas lygegretus lauko linijoms. Ampero jėga pagrįstas elektros
variklių, matavimo prietaisų veikimas.

Elektromagnetinės jėgos kryptį nustatome pagal kairės rankos
taisyklę: kairę ranką reikia ištiesti taip, kad magnetinės linijos eitų į
delną, o ištiesti pirštai rodytų srovės kryptį. tada atlenktas
nykštys rodys laidininką veikiančios jėgos kryptį.

Kiekvienas laukas yra kito laido srovės kuriamame magnetiniame lauke.
[pic]
Elektros srovė teka ilgais lanksčiais laidininkais, kurių ilgis l, srovės
stipris I1 ir I2, o atstumas tarp jų r
B1=((0I1/2(r B2=((0I2/2(r
Pritaikom ampero dėsnį:
F1=B2I1 lsin( F2=B1I2lsin( (=90°
Lygiagrečiais laidininkais tekant vienodos krypties srovėms jie vienas kitą
traukia.
F1=((0I1 I2/2(r F2=((0I1 I2/2(r
Sąveikos jėgos tarp laidininkų yra vienodo modulio ir priklauso nuo
aplinkos, srovės stiprio, vielos ilgio ir atstumo tarp jų.
Tuo remiantis nusakytas ampero apibrėžimas: amperas – Jeigu dviem laidais
tekės 1A stiprio elektros srovė, atstumas tarp
laidininko 1m, tai laidininko ilgio vienetą veiks vakuume [pic]jėga.
I1=I2=I (=1, r=1m, l=1m, F=[pic]
Sustatę į formulę gausim I=1A
MAGNETINIS SRAUTAS
Magnetinės indukcijos B ir jai statmeno paviršiaus ploto S sandauga
vadinama magnetiniu srautu ( (=BS
Uždarą kontūrą kerta magnetinis laukas, kurio indukcija B. Statmuo išvestas
į kontūrą, vadinamas normale n
Magnetinis srautas, kertantis šį kontūrą, lygus: (=BScos(

n

( B

S

Magnetinė srautas parodo, kiek magnetinių linijų statmenai kerta v

visą
plotą.
Išvados:
Kai magnetinis laukas kontūrą kerta statmenai, tai (=BS
Kai magnetinis laukas kontūrą kerta išilgai (=0
SI vienetas [(]= Wb (veberis)
1T*1m²=1Wb
Veberis – tai tokio dydžio magnetinis srautas, kuris kerta statmenai 1m²
ploto kontūrą esant 1T magnetiniai indukcijai.
DARBAS MAGNETINIAM LAUKE
Laidininką, kuriuo teka srovė, magnetinis laukas veikia jėga F=BIl.
Laidininkas pasislinko jėgos kryptimi atstumu b, buvo atliktas darbas A=Fb
lb=S – plotui BS=( tai A=IBS arba A=(I

Darbas, atliekamas judant magnetiniame lauke laidininkui, kuriuo teka
elektros srovė, yra lygus tos srovės stiprumo ir magnetinio srauto, kurį
kerta laidininkas, sandaugai. Darbą grafiškai vaizuoja stačiakampio plotas:
I

A (

MAGNETINIO SUKIMOSI MOMENTAS
Rėmelio šoniniais laidininkais srovė teka priešinga kryptimi, todėl juos
veikia lygiagrečios priešingų krypčių jėgos F1 ir F2
sudarančios jėgų dvejetą. F1=F2=BIl l – rėmelio ilgis. Jėgų dvejetas
sudarys magnetinį sukimo momentą M ir suks rėmelį, kol jo plokštuma
pasidarys statmena lauko linijoms. M=Fb Dviejų rėmelį veikiančių jėgų
sukimosi momentas M=F1b1+F2b2
Mmax bus tada, kai rėmelio plokštuma lygiagreti magnetinio lauko linijoms

Mmax =2IBlb 2lb=S BS=( Mmax =(I
Kai rėmelio plokštuma su jėgos veikimo kryptimi sudaro kampą (, jėgos petys
sutrumpėja proporcingai sin(, sumažėja sukimosi momentas. Mmax =(Isin(

Besisukantis rėmelis iš inercijos praeis pro pusiausvyros padėtį,
tai magnetinių jėgų dvejetas ims jį sukti atgal link tos padėties. Kad
rėmelis nuolatos suktųsi į vieną pusę, reikia tais momentais pakeisti
srovės kryptį. Rėmelių sukimasis taikomas
elektros varikliuose, garsiakalbiuose, matavimo prietaisuose.
LORENCO JĖGA
Ampero jėga, kuria magnetinis veikia laidininką, kai juo teka srovė, veikia
ne patį laidininką, o juo judančias elektringas daleles. Dalelės, judėdamos
ir susidurdamos su medžiagos atomais, patraukia su savimi laidininką.
FL=FA/N FA=BIlsin( I=q/t q=Ne
Elektronams judant t=l/v
FL=Bevsin( ( – kampas tarp magnetinės indukcijos vektoriaus ir
elektrono greičio vektoriaus. Lorenco formulė taikoma bet kokiai
magnetiniam lauke judančiai daleliai. Išvados:
Nejudančio elektros krūvio magnetinis laukas neveikia FL=0
Jeigu dalelė juda išilgai lauko linijų ((=0°), tai FL=0
Didžiausia jėga laukas veikia dalelę tada, kai pastaroji juda statmenai
lauko linijoms ((=90°)

Kairės rankos taisyklė: kairę ranką reikia ištiesti taip, kad magnetinės
linijos eitų į
delną, o pirštai rodytų dalelės greičio kryptį. Tada atlenktas nykštys
rodys teigiamą dalelę veikiančios jėgos kryptį. Neigiamo krūvio dalelę
veiks priešingos krypties Lorenco jėga

Elektringa dalelė įlėkėį magnetinį lauką statmenai jo linijoms. Lorenco
jėga statmena dalelės greičiui. Jėga nekeičia greičio didumo, o keičia tik
greičio kryptį – suteikia dalelei įcentrinį pagreitį, verčia ją judėti
apskritimu.

aįc=FL/m=qvB/m=v²/R
R – ciklotroninis spindulys, nes tokio spindulio lanku dalelės juda
specialiuose greitintuvuose ciklotronuose.

Kuo didesnis dalelės krūvis arba magnetinio lauko indukcija, tuo kreivumo
spindulys mažesnis, magnetinis laukas iškreipia dalelės trajektoriją.

Dalelei įlekiant į magnetinį lauką, greičio kryptis sudarys su linijų
kryptimi kampą (, tai ji ne tik pradės suktis, bet kartu judės išilgai
magnetinių linijų – judės
spirale. Išilgai magnetinių linijų judėjimo greitis vsl=cos(
LORENCO JĖGOS PRITAIKYMAS
Judančios magnetiniame lauke dalelės nukrypimas nuo tiesaus keliio
priklauso nuo jos masės. Tuo nustatomas elektringų dalelių masės.
Prietaisas – masių spektrografu. Spektrografu atskiriami ir ištiriami
izotopai, buvo nustatyta elektrono, protono masės. Lorenco jėgos veikimu
pagrįsta ciklotrono konstrukcija. Šis prietaisas skirtas elektringoms
dalelėms įgreitinti iki didelių energijų, reikalingų branduolinėms
reakcijoms sukelti. Dalelės skrieja ciklotrono magnetiniame lauke spiraline
trajektorija, didėjant greičiui, didėja trajektorijos spinduliu.
Sudėtingesnių konstrukcijų greitintuvais sinchrociklotronais,
sichrofazotronais prasiskverbiama į materiją. Lorenco jėga valdo dalelių
judėjimą elektroniniuose vamzdžiuose, elektroniniuose mikroskopuose ir kt.

ŽEMĖS MAGNETINIS LAUKAS
Per Žemės magnetinius polius išvesti apskritimai vadinami magnetiniais
dienovidiniais (magnetiniais meridianais).

Magnetinė deklinacija – tai kampas tarp geografinio ir magnetinio
dienovidinių bet kuriam Žemės paviršiaus taške.

Magnetinė inklinacija – tai magnetinės rodyklės nuokrypio nuo
horizontalios plokštumos kampas.

Žemės magnetinio lauko elementai: Žemės magnetinio lauko stiprumas,
magnetinė deklinacija ir inklinacija.

Jų vertės atsispindi magnetinuose žemėlapiuose. Jie vartojami jūrų ir oro
navigacijoje, geologijoj.

Magnetinės anomalijos sritis – žemės paviršiuje aptinkama vietų,
kur magnetinė rodyklė visą laiką būna nukrypusi nuo tai vietai normalios
krypties. Priežastis: negiliai slūgsantys milžiniški geležies rūdos klodai.

Magnetinė audra – netaisyklingi trumpalaikiai Žemės magnetinio
lauko sutrikimai. magnetinės audros susijusios
su Saulės aktyvumo padidėjimu. Jos suintensyvina poliarines pašvaistes,
pablogina trumpabangį radijo ryšį, sukelia ciklonus troposferoje.

Žemės magnetinis laukas nėra simetriškas. Jį deformuoja Saulės
skleidžiamas greitų elektringų dalelių (protonų, elektronų) srautas, kuris
vadinamas Saulės vėju.

Magnetosfera – Žemės rutulį supanti erdvė, kurioje pasireiškia
geomagnetinis laukas.

Elektringas daleles, skriejančias iš kosmoso link Žemės pagauna Žemės
magnetinis laukas, ir jos ima skrieti spirale apie magnetines linijas. dėl
to jos susikaupia tam tikrose srityse – radiacijos juostose. Žemę supa dvi
juostos: vidinė – 2400km aukštyje, išorinė – 12000km.
Žemės magnetinis laukas padeda orentuotis gyviems organizmams erdvėje,
suvokti laiką, rasti kelią migruojantiems paukščiams, žuvims. Kai kurių
augalų šaknys išsidėsto išilgai magnetinių linijų.

TURINYS
1 Magnetinis laukas (stiprumo mažai)
3 Magn. laukų grafinis vaizdavimas. Kas būdinga magn. linijoms?
4 Dešinės taisyklė. Magn. lauko stiprumas
5 Medžiagų magnetinės savybės.
6 Elektromagnetinė jėga. Magn. indukcija.
7 Ampero dėsnis. Kairės taisyklė.
9 Magn. srautas.
10 Darbas magn. lauke.
11 Sukimosi momentas.
12 Lorenco jėga.
13 Kairės rankos taisyklė.
14 Lorenco jėgos pritaikymas.
15 Žemės magnetinis laukas

Leave a Comment