Zjawisko magnetyzmu w fizyce, Prezentacje z Fizyka

Pobierz Zjawisko magnetyzmu w fizyce i więcej Prezentacje w PDF z Fizyka tylko na Docsity!

MAGNETYZM

Magnetyzm to nauka o magnesach i prądzie elektrycznym wytwarzających pole magnetyczne i elektromagnetyczne. Magnetyt - magnes w postaci naturalnej, minerał: ruda żelaza. Magnes stały - magnes wytwarzający wokół siebie stałe pole magnetyczne. Typy magnesów stałych: sztabkowy i podkowiasty.

Ziemia zachowuje się jak wielki magnes. Południowy biegun magnetyczny Ziemi jest w okolicach północnego bieguna geograficznego, a północny biegun magnetyczny w okolicach południowego bieguna geograficznego Ziemi. Ziemskie pole magnetyczne wykorzystuje się w działaniu kompasów, których najważniejszym elementem jest igła magnetyczna. Igła magnetyczna to mała blaszka w kształcie dwustronnej wskazówki, wskazująca kierunki północ-południe.

W przyrodzie występują różne substancje, które wykazują różne własności magnetyczne. Substancje, które wykazują najsilniejsze własności magnetyczne nazywają się ferromagnetykami. W ich budowie wewnętrznej można wyróżnić małe obszary namagnesowania, tzw. domeny magnetyczne , które zachowują się jak małe magnesy. Są one najczęściej ułożone chaotycznie. Uporządkowanie domen nazywamy namagnesowaniem , ferromagnetyk staje się wtedy trwałym magnesem. Substancjami ferromagnetycznymi są np. żelazo, kobalt, nikiel.

Właściwości magnetyczne

przewodnika z prądem

W 1820 roku Oersted pokazał, że prąd elektryczny może być źródłem pola magnetycznego. Pole magnetyczne istnieje nad i pod przewodnikiem. Jego kierunek ulega zmianie, gdy zmienia się kierunek przepływu prądu. Jeżeli przewodnik nie jest podłączony do źródła napięcia (np. baterii) albo obwód jest otwarty, to w przewodniku nie płynie prąd elektryczny i taki przewodnik nie wykazuje właściwości magnetycznych.

Zwojnica z prądem wytwarza pole magnetyczne takie jak pole magnesu sztabkowego (pojedynczy zwój nazywamy przewodnikiem kołowym ). Ułożenie biegunów magnetycznych takiej zwojnicy zależy od kierunku przepływu prądu

Biegunowość magnetyczną przewodnika kołowego, przez który płynie prąd można wyznaczyć przez:

1. Metoda prawej dłoni Prawą dłonią obejmujemy zwojnicę tak, aby palce wskazywały kierunek prądu w poszczególnych zwojach, a odchylony kciuk wskaże wtedy biegun północny zwojnicy. 2. Metoda śruby prawoskrętnej Śruba wkręcana w środek przewodnika kołowego zgodnie z kierunkiem płynącego w nim prądu wskaże swoim czubkiem biegun N. 3. Reguła S i N Jeżeli strzałki oznaczające kierunek przepływu prądu układają się w kształt litery S, przed obserwatorem jest biegun S. Jeżeli w kształt litery N to jest to biegun N.

Pierwszy elektromagnes zbudował Wiliam Sturgeon w 1823 roku. Zwinął on wokół żelaznej sztabki izolowany drut miedziany. W czasie przepływu prądu układ ten stawał się silnym magnesem. Od tamtej pory elektromagnes znalazł mnóstwo zastosowań praktycznych.

Elektromagnes – budowa,

działanie, zastosowanie

Przykłady zastosowań elektromagnesów:

1. Elektromagnesy znajdują się w automatycznych bezpiecznikach domowej instalacji elektrycznej i wyłącznikach nadmiarowych w elektrycznych stacjach zasilających. Przy zbyt dużym prądzie wytworzone pole magnetyczne przerywa jego przepływ.
2. W telewizorach odchylają one wiązki elektronów, które padają na ekran i tworzą obraz telewizyjny.
3. W telefonie elektromagnes porusza membraną słuchawki, dzięki czemu powstaje słyszany przez nas dźwięk.
4. W głośniku zmienny sygnał elektryczny pochodzący ze wzmacniacza dociera do elektromagnesu, który na przemian przyciąga i odpycha magnes z membraną co powoduje drgania i wytwarzanie dźwięku.

5. Elektromagnesy wchodzą w skład głowic zapisujących i odczytujących informacje na magnetycznych nośnikach: taśmach magnetofonowych, dyskach twardych komputerów i dyskietkach. Dyski twarde mają postać sztywnych krążków składających się z podłoża z metalu lub szkła (dlatego nazywane są "twardymi"), na których jest osadzona warstwa materiału magnetycznego, będąca nośnikiem informacji.
6. Elektromagnesy stosowane są w miernikach elektrycznych. W mierniku z ruchomą cewką miernik magneto magnetyczny) prąd płynący przez jej zwoje wytwarza pole magnetyczne. Wskutek oddziaływania z magnesem otaczającym cewkę obraca się ona wraz ze wskazówką pokazującą na skali wartość prądu.
7. W dzwonku elektrycznym po włączeniu prądu elektromagnes przyciąga młoteczek do dzwonka. Ruch młoteczka przerywa obwód elektryczny i sprężynujący młoteczek powraca do poprzedniej pozycji. Wówczas prąd zaczyna znowu płynąć i sytuacja się powtarza. dzwonek dzwoni tak długo, aż prąd zostanie wyłączony.
8. Potężne elektromagnesy są często używane w składnicach złomu. Po wyłączeniu prądu pole znika i wtedy unoszony ładunek spada. Podobnie w stoczniach służą do transportu blach stalowych, a w halach produkcyjnych utrzymują ciężkie części stalowe obróbce mechanicznej.