Magnetick pole Podmnky pouvn prezentace Staen instalace na

Magnetické pole Podmínky používání prezentace Stažení, instalace na jednom počítači a použití pro soukromou potřebu jednoho uživatele je zdarma. Použití pro výuku jako podpůrný nástroj pro učitele či materiál pro samostudium žáka, rovněž tak použití jakýchkoli výstupů (obrázků, grafů atd. ) pro výuku je podmíněno zakoupením licence pro užívání software E-učitel příslušnou školou. Cena licence je 250, - Kč ročně a opravňuje příslušnou školu k používání všech aplikací pro výuku zveřejněných na stránkách www. eucitel. cz. Na těchto stránkách je rovněž podrobné znění licenčních podmínek a formulář pro objednání licence. Pro jiný typ použití, zejména pro výdělečnou činnost, publikaci výstupů z programu atd. , je třeba sjednat jiný typ licence. V tom případě kontaktujte autora (info@eucitel. cz) pro dojednání podmínek a smluvní ceny. OK © RNDr. Jiří Kocourek 2013

Magnetické pole © RNDr. Jiří Kocourek 2013

Některá tělesa působí na jiná tělesa ve svém okolí magnetickou silou: Příklady: nerost magnetit přitahuje železné předměty

Některá tělesa působí na jiná tělesa ve svém okolí magnetickou silou: Příklady: střelka kompasu se orientuje vždy v severojižním směru

Některá tělesa působí na jiná tělesa ve svém okolí magnetickou silou: Příklady: železné piliny vytvářejí pravidelné obrazce v okolí tyčového magnetu

Magnetické pole – oblast, v níž se projevují účinky magnetického působení Při zkoumání magnetického pole používáme malý volně otočný tyčový magnet – magnetku.

Magnetické pole – oblast, v níž se projevují účinky magnetického působení Při zkoumání magnetického pole používáme malý volně otočný tyčový magnet – magnetku. N S Nejsou-li poblíž magnetky žádná zmagnetizovaná tělesa, natočí se vždy tak, že jeden její konec míří k severu (severní pól magnetky – označení „N“) a druhý k jihu (jižní pól magnetky – označení „S“). Důvodem je zemské magnetické pole.

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N Magnetky se orientují podél jistých křivek.

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N Magnetické indukční čáry: Myšlené prostorové orientované křivky, jejichž tečna v každém bodě má směr velmi malé magnetky, která je v tomto bodě umístěna.

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N Magnetické indukční čáry: Myšlené prostorové orientované křivky, jejichž tečna v každém bodě má směr velmi malé magnetky, která je v tomto bodě umístěna. Orientaci udává vždy směr od jižního k severnímu pólu této magnetky.

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N Magnetické indukční čáry jsou vždy uzavřené křivky.

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N Magnetické indukční čáry jsou vždy uzavřené křivky. Poznámka: Tato vlastnost souvisí s tím, že každý magnet má vždy dva póly. Neexistují tedy izolované magnetické „náboje“ jako v elektrickém poli.

Magnetické pole v okolí tyčového magnetu: S N Magnetické indukční čáry jsou vždy uzavřené křivky. Poznámka: Tato vlastnost souvisí s tím, že každý magnet má vždy dva póly. Neexistují tedy izolované magnetické „náboje“ jako v elektrickém poli.

Magnetické pole vodiče s proudem: I Magnetka se vychyluje i v blízkosti vodiče, kterým protéká elektrický proud. Vodič s proudem tedy rovněž vytváří magnetické pole.

Magnetické pole vodiče s proudem: I Magnetka se vychyluje i v blízkosti vodiče, kterým protéká elektrický proud. Vodič s proudem tedy rovněž vytváří magnetické pole. Magnetické indukční čáry přímého vodiče: soustředné kružnice ležící v rovinách kolmých k vodiči; průsečík těchto rovin s vodičem určuje jejich střed.

Magnetické pole vodiče s proudem: I C Magnetka se vychyluje i v blízkosti vodiče, kterým protéká elektrický proud. Vodič s proudem tedy rovněž vytváří magnetické pole. Magnetické indukční čáry přímého vodiče: soustředné kružnice ležící v rovinách kolmých k vodiči; průsečík těchto rovin s vodičem určuje jejich střed. Orientace indukčních čar závisí na směru proudu ve vodiči a dá se určit např. pomocí Ampèrova pravidla pravé ruky: Uchopíme-li vodič pravou rukou, ukazuje palec směr proudu a ohnuté prsty orientaci indukčních čar.

Magnetická síla: Magnetické pole se projevuje silovým působením (dva magnety, magnet a vodič s proudem atd. ). Příklad: Vodič umístěný v homogenním magnetickém poli kolmo k jeho indukčním čarám (homogenní pole vzniká např. mezi póly podkovovitého magnetu): N S I Na vodič působí magnetická síla, která je kolmá k indukčním čarám i k vodiči. Její velikost závisí na velikosti procházejícího proudu, na délce té části vodiče, která leží v magnetickém poli, a na magnetickém poli samotném:

Magnetická síla: Magnetické pole se projevuje silovým působením (dva magnety, magnet a vodič s proudem atd. ). Příklad: Vodič umístěný v homogenním magnetickém poli kolmo k jeho indukčním čarám (homogenní pole vzniká např. mezi póly podkovovitého magnetu): N I Na vodič působí magnetická síla, která je kolmá k indukčním čarám i k vodiči. Její velikost závisí na velikosti procházejícího proudu, na délce té části vodiče, která leží v magnetickém poli, a na magnetickém poli samotném: Ampèrův zákon S B. . . magnetická indukce – vektorová veličina; má vždy směr tečny k indukčním čarám a orientaci shodnou s orientací čar Jednotka. . . 1 tesla

Magnetická síla: Magnetické pole se projevuje silovým působením (dva magnety, magnet a vodič s proudem atd. ). Příklad: Vodič umístěný v homogenním magnetickém poli kolmo k jeho indukčním čarám (homogenní pole vzniká např. mezi póly podkovovitého magnetu): N B S Fm I Směr magnetické síly určíme např. pomocí Flemingova pravidla levé ruky: Levou ruku položíme tak, aby indukční čáry vstupovaly do dlaně a prsty ukazovaly směr proudu. Palec pak ukazuje směr magnetické síly.

Magnetická síla: Magnetické pole se projevuje silovým působením (dva magnety, magnet a vodič s proudem atd. ). Příklad: Vodič umístěný v homogenním magnetickém poli kolmo k jeho indukčním čarám (homogenní pole vzniká např. mezi póly podkovovitého magnetu): N B S Fm I Směr magnetické síly určíme např. pomocí Flemingova pravidla levé ruky: Magnetická síla je kolmá k indukčním čarám i k vodiči.

Vzájemné působení vodičů s proudem: Vodič, kterým prochází elektrický proud, vytváří ve svém okolí magnetické pole. I d B

Vzájemné působení vodičů s proudem: Vodič, kterým prochází elektrický proud, vytváří ve svém okolí magnetické pole. I d Magnetická indukce má vždy směr tečny k indukční čáře (kružnici) a její velikost ve vzdálenosti r od vodiče je dána vztahem: B m. . permeabilita prostředí – charakterizuje magnetické vlastnosti prostředí, v němž se vodič nachází

Vzájemné působení vodičů s proudem: Vodič, kterým prochází elektrický proud, vytváří ve svém okolí magnetické pole. I d Magnetická indukce má vždy směr tečny k indukční čáře (kružnici) a její velikost ve vzdálenosti r od vodiče je dána vztahem: B m. . permeabilita prostředí – charakterizuje magnetické vlastnosti prostředí, v němž se vodič nachází Poznámka: Podobně jako permitivitu (která charakterizuje prostředí z hlediska elektrostatických sil) vyjadřujeme i permeabilitu daného prostředí jako násobek permeability vakua: . . . permeabilita vakua (mr. . . relativní permeabilita prostředí)

Vzájemné působení vodičů s proudem: Vložíme-li do magnetického pole vytvořeného vodičem druhý vodič, bude na něj působit magnetická síla. I 1 I 2 d

Vzájemné působení vodičů s proudem: Vložíme-li do magnetického pole vytvořeného vodičem druhý vodič, bude na něj působit magnetická síla. I 1 I 2 d Fm Směr působící síly určíme podle Flemingova pravidla a velikost podle Ampèrova zákona.

Vzájemné působení vodičů s proudem: Vložíme-li do magnetického pole vytvořeného vodičem druhý vodič, bude na něj působit magnetická síla. I 1 I 2 d Fm Směr působící síly určíme podle Flemingova pravidla a velikost podle Ampèrova zákona.

Vzájemné působení vodičů s proudem: Vložíme-li do magnetického pole vytvořeného vodičem druhý vodič, bude na něj působit magnetická síla. I 1 – Fm I 2 d Směr působící síly určíme podle Flemingova pravidla a velikost podle Ampèrova zákona. Fm K obdobnému výsledku bychom dospěli i při opačné úvaze – tedy že magnetické pole vytváří vodič 2 a na vodič 1 tedy působí magnetická síla.

Vzájemné působení vodičů s proudem: Vložíme-li do magnetického pole vytvořeného vodičem druhý vodič, bude na něj působit magnetická síla. I 1 – Fm I 2 d Směr působící síly určíme podle Flemingova pravidla a velikost podle Ampèrova zákona. Fm Při změně směru proudu v některém vodiči se změní směr magnetických sil (jsou-li směry souhlasné vodiče se přitahují, jsou-li nesouhlasné, vodiče se odpuzují).

Vzájemné působení vodičů s proudem: I 1 – Fm I 2 d Poznámka: Na základě vzájemného silového působení dvou vodičů s proudem je definována základní jednotka soustavy SI – ampér: Fm Ampér je proud, který při průchodu dvěma přímými rovnoběžnými velmi dlouhými vodiči zanedbatelného průřezu umístěnými ve vakuu ve vzdálenosti 1 m od sebe mezi nimi vyvolá magnetickou sílu o velikosti 2· 10 -7 N na každý metr délky vodiče.

Magnetické pole cívky: Stočíme-li vodič do závitu, míří magnetické indukční čáry uvnitř závitu stejným směrem – pole se zesiluje. I

Magnetické pole cívky: Cívka: dlouhý vodič stočený do velkého množství závitů. Magnetické pole uvnitř cívky výrazně zesílí. I

Magnetické pole cívky: Cívka: dlouhý vodič stočený do velkého množství závitů. Magnetické pole uvnitř cívky výrazně zesílí. I

Magnetické pole cívky: Tvar magnetického pole cívky je velmi podobný magnetickému poli tyčového magnetu.

Magnetické pole cívky: Tvar magnetického pole cívky je velmi podobný magnetickému poli tyčového magnetu. Uvnitř cívky v blízkosti její osy je přibližně homogenní magnetické pole o velikosti: N. . . počet závitů, l. . . délka cívky

Magnetické vlastnosti látek: Elektron při svém pohybu okolo atomového jádra vytváří magnetické pole. Každý atom se tak chová jako elementární magnet.

Magnetické vlastnosti látek: Elektron při svém pohybu okolo atomového jádra vytváří magnetické pole. Každý atom se tak chová jako elementární magnet. U většiny látek jsou tyto elementární magnety uspořádány náhodně; navenek se jejich magnetické vlastnosti neprojevují. Pokud látku vložíme do vnějšího magnetického pole, jsou elementární magnety jeho působením ovlivněny a mohou změnit své uspořádání v látce.

Magnetické vlastnosti látek: 1. Diamagnetické látky Elementární magnety se orientují tak, že mírně zeslabují vnější magnetické pole. B

Magnetické vlastnosti látek: 1. Diamagnetické látky Elementární magnety se orientují tak, že mírně zeslabují vnější magnetické pole. Příklady diamagnetických látek: zlato, měď, rtuť, sklo, organické látky. . . B

Magnetické vlastnosti látek: 2. Paramagnetické látky Elementární magnety se orientují tak, že mírně zesilují vnější magnetické pole. B

Magnetické vlastnosti látek: 2. Paramagnetické látky Elementární magnety se orientují tak, že mírně zesilují vnější magnetické pole. Příklady paramagnetických látek: sodík, draslík, platina, hliník, soli, . . . B

Magnetické vlastnosti látek: 3. Feromagnetické látky Atomy jsou podobné paramagnetickým látkám, jsou však uspořádány jiným způsobem. Látka je rozdělena na malé (10 -3 – 10 mm 3) oblasti – magnetické domény. Uvnitř domén jsou elementární magnety uspořádány souhlasně; jednotlivé domény jsou navzájem orientovány náhodně.

Magnetické vlastnosti látek: 3. Feromagnetické látky Atomy jsou podobné paramagnetickým látkám, jsou však uspořádány jiným způsobem. Látka je rozdělena na malé (10 -3 – 10 mm 3) oblasti – magnetické domény. Uvnitř domén jsou elementární magnety uspořádány souhlasně; jednotlivé domény jsou navzájem orientovány náhodně. Působením vnějšího magnetického pole se zvětšují domény se shodnou orientací a zmenšují domény s opačnou orientací; magnetické pole výrazně zesiluje. B

Magnetické vlastnosti látek: 3. Feromagnetické látky Atomy jsou podobné paramagnetickým látkám, jsou však uspořádány jiným způsobem. Látka je rozdělena na malé (10 -3 – 10 mm 3) oblasti – magnetické domény. Uvnitř domén jsou elementární magnety uspořádány souhlasně; jednotlivé domény jsou navzájem orientovány náhodně. Působením vnějšího magnetického pole se zvětšují domény se shodnou orientací a zmenšují domény s opačnou orientací; magnetické pole výrazně zesiluje. B

Magnetické vlastnosti látek: 3. Feromagnetické látky Atomy jsou podobné paramagnetickým látkám, jsou však uspořádány jiným způsobem. Látka je rozdělena na malé (10 -3 – 10 mm 3) oblasti – magnetické domény. Uvnitř domén jsou elementární magnety uspořádány souhlasně; jednotlivé domény jsou navzájem orientovány náhodně. V dostatečně silném vnějším poli se shodně orientovaná doména rozšíří na celý objem látky. B Příklady feromagnetických látek: železo, kobalt, nikl, . . .

Magnetické vlastnosti látek: 3. Feromagnetické látky Po vypnutí vnějšího magnetického pole se některé feromagnetické látky vrátí k původnímu uspořádání („odmagnetují“ se) – látky magneticky měkké.

Magnetické vlastnosti látek: 3. Feromagnetické látky Po vypnutí vnějšího magnetického pole se některé feromagnetické látky vrátí k původnímu uspořádání („odmagnetují“ se) – látky magneticky měkké. Praktické využití: jádra transformátorů, elektromagnety, relé, jističe, . .

Magnetické vlastnosti látek: 3. Feromagnetické látky Jiné látky (např. ocel s přísadou uhlíku) zůstanou zmagnetované i po vypnutí vnějšího magnetického pole – látky magneticky tvrdé.

Magnetické vlastnosti látek: 3. Feromagnetické látky Jiné látky (např. ocel s přísadou uhlíku) zůstanou zmagnetované i po vypnutí vnějšího magnetického pole – látky magneticky tvrdé. Praktické využití: permanentní magnety, elektromotory. . .

Magnetické vlastnosti látek: 3. Feromagnetické látky Při zahřátí feromagnetické látky na jistou teplotu (Curieova teplota – např. pro železo asi 770°C) se látka změní na paramagnetickou.

Magnetické vlastnosti látek: 3. Feromagnetické látky Při zahřátí feromagnetické látky na jistou teplotu (Curieova teplota – např. pro železo asi 770°C) se látka změní na paramagnetickou.

Magnetické vlastnosti látek: 3. Feromagnetické látky Při zahřátí feromagnetické látky na jistou teplotu (Curieova teplota – např. pro železo asi 770°C) se látka změní na paramagnetickou. Když teplota poklesne, látka se opět stane feromagnetickou a obnoví se doménové uspořádání.

Obrázky, animace a videa použité v prezentacích E-učitel jsou buď originálním dílem autora, nebo byly převzaty z volně dostupných internetových stránek.