STACIONRN MAGNETICK POLE Historie Magnetick pole magnetu vodie

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE § § § § Historie Magnetické pole magnetu, vodiče, cívky Magnetická indukce Silové působení v magnetickém poli Smyčka s proudem v magnetickém poli Magnetické vlastnosti látek Magnetické materiály v technické praxi

Historie do r. 1600 cca 900 př. n. l. - Magnes – řecký pastýř, pozoroval, že mu černé kameny (magnetovec) vytahují železné hřebíky z jeho sandálů a drobné kamínky se přichycují k železnému hrotu jeho pastýřské hole. 100 př. n. l – v Číně používají první předchůdce kompasůkus magnetovce, umístěný na „lodičce“ se stáčí do severojižního směru 271 - v Číně se používají kompasy pro určování směru 6. stol. v Číně pozorují zmagnetování malých ocelových jehel 1086 – Shen Kua v knize „Dream Pool Essays“ podává první refernce o použití kompasu k navigaci 1190 Alexander Neckam v díle „De naturis rerum“ – první refernce o požití kompasu v západním světě.

1269 - Petrus Peregrinus - popisuje vlastnosti magnetů – objev dvou pólů 1492 -Columbus - popisuje změnu deklinace magnet. střelky uprostřed oceánu z východu na západ 1581 -Robert Norman - popisuje tzv. magnetic dip (deklinace magnet. střelky)

§ William Gilbert § 1540 - 1603

1600 - v díle „DE MAGNETE“ popisuje mimo jiné Zemi jako velký magnet

Gilbertův model magnet. pole Země

Zařízení pro měření deklinace - dip angle

1687 - Isaac Newton - popisuje magnetickou sílu jako „neuniversální sílu“. Odvozuje vztah že velikost této síly je nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti pólů.

§ 1692 - Edmond Haley § vysvětluje deklinaci jako pohyb dutých sfér -(koule v kouli) § 1724 - Georg Graham § Andres Celsius § popisují nepravidelnosti v pohybu magnetické střelky(způsobené magnetickými bouřemi) Edmond Haley

§ 1741 - Celsius, Graham - pozorují vliv magnetických protuberancí na polární záři § 1777 - Charless Coulomb - ověřil, že velikost síly mezi dvěma magnety závisí na vzdálenosti ( 1/r 2) § - sestrojil jednoduchý detektor mag. látek (zmagnetovaná jehla na struně) § prokázal, že nelze oddělit severní a jižní pól magnetu § 1801 - Alesandro Volta - voltův sloup - první baterie

§ Hans Christian Oersted § 1777 - 1851

§ 1820 – 21. července

27. července 1820 Andre Maria Ampere -dva vodiče, kterými prochází proud se navzájem přitahují, nebo odpuzují 1775 - 1836 1820 Jean Baptiste Biot a Felix Savart - zákon pro výpočet magnetické indukce v okolí vodiče

CO JE TEDY PŘÍČINOU EXISTENCE MAGNETICKÉHO POLE ? POHYB ELEKTRICKY NABITÝCH ČÁSTIC

Magnetické indukční čáry v okolí trvalého magnetu

Magnetické pole přímého vodiče

Permeabilita Konstanta uvedená ve vzorcích se nazývá permeabilita prostředí a charakterizuje magnetické vlastnosti prostředí. Permeabilita vakua 0 = 4 10– 7 N A– 2. Pro srovnání různých látkových prostředí využíváme relativní permeabilitu r = 0 r

Magnetické pole přímého vodiče s proudem V okolí vodiče s proudem je magnetické pole.

Ampérovo pravidlo pravé ruky (pro přímý vodič) Naznačíme uchopení vodiče do prvé ruky tak, aby palec ukazoval dohodnutý směr proudu ve vodiči, prsty pak ukazují orientaci magnetických indukčních čar.

Magnetická indukce pole přímého vodiče Veličina μ je permeabilita prostředí -charakterizuje prostředí, v němž elektrický proud vytváří magnetické pole. Veličina d je poloměr příslušné magnetické indukční čáry.

Magnetické pole vodičů ve tvaru závitu

Magnetické pole v okolí kruhové smyčky B V bodě kde osa protíná rovinu smyčky

Magnetické pole vodičů ve tvaru cívky

Magnetické pole solenoidu

Magnetické pole cívky s proudem

Pravidlo pravé ruky pro cívku Pravou ruku položíme na cívku (závit) tak, aby pokrčené prsty ukazovaly dohodnutý směr proudu v závitech cívky. Palec ukazuje orientaci magnetických indukčních čar v dutině cívky.

Homogenní magnetické pole

Magnetické pole v okolí trvalého magnetu

Magnetické pole Země

Magnetické síla Fm Projevem pole je silové působení na vodič, kterým prochází elektrický proud.

Flemingovo pravidlo levé ruky § Položíme-li otevřenou levou ruku k přímému vodiči tak, aby prsty ukazovaly směr proudu a indukční čáry vstupovaly do dlaně, ukazuje odtažený palec směr síly, kterou působí magnetické pole na vodič s proudem.

Flemingovo pravidlo levé ruky

Vzájemné působení magnetických polí magnetu a vodiče s proudem

Magnetická síla Velikost magnetické síly je přímo úměrná proudu I, délce vodiče l. B je magnetická indukce a charakterizuje magnetické pole. α je úhel mezi vodičem a indukčními čarami.

Magnetická indukce Jednotkou magnetické indukce je tesla, značka T.

Vzájemné působení rovnoběžných vodičů s proudem

Magnetická síla při vzájemném působení rovnoběžných vodičů s proudem

Magnetická síla při vzájemném působení rovnoběžných vodičů s proudem Směry magnetických sil, kterými na sebe působí rovnoběžné vodiče s proudem, závisí na směrech proudů ve vodičích. Při souhlasných směrech proudů se vodiče přitahují a při nesouhlasných směrech proudů se odpuzují.

Magnetická síla při vzájemném působení rovnoběžných vodičů s proudem I 1 a I 2 jsou proudy ve vodičích, l je délka vodiče, d je vzdálenost vodičů.

Definice jednotky proudu ampér (A) Ampér je stálý proud, který při průchodu dvěma přímými rovnoběžnými nekonečně dlouhými vodiči zanedbatelného průřezu umístěnými ve vakuu ve vzdálenosti 1 m od sebe vyvolá mezi vodiči sílu o velikosti 2 10– 7 N na 1 m délky vodiče.

Demonstrace pohybu elektronu v magnetickém poli

Částice s nábojem v magnetickém poli Na částici s nábojem, která se pohybuje v magnetickém poli, působí magnetická síla Fm, která je v každém okamžiku kolmá k magnetické indukci B i k rychlosti částice v.

Částice s nábojem v magnetickém poli se pohybuje po kruhové trajektorii

Hallův jev - 1879

Hallův jev

Vodič ve tvaru smyčky v magnetickém poli M – moment dvojice sil v poloze a) M = B. I. S m = I. S - Ampérův magnetcký moment

F 1 F 2 I F 1

Měřicí přístroj s otočnou cívkou