MAGNETISM

 

Magnetväli

 

Magnetväli - eksisteerib alati vooluga juhtme ümber.

Püsimagnet - keha, mis säilitab magnetilised omadused pikema aja vältel.

Sõna magnet on tulnud Kreeka linna Magnesia nime järgi.

Magneti poolused- kohad, kus magnetiline toime on kõige tugevam.

Magnetnõela põhjapooluseks nim. poolust, mis pöördub põhja poole.

Magnetvälja kokkuleppelist suunda näitab magnetnõela põhjapoolus. Magnet võib magnetilised omadused kaotada kahel juhul:

1)     kui teda tugevasti koputada

2)     kui teda kõrge temperatuurini kuumutada.

Magneetumine- nähtus, mille korral magnetvälja paigutamise tulemusel tekitab aine ka ise magnetvälja.

Mis põhjustab püsimagnetil magnetvälja?

Magnetvälja tekitavad osakesed,millest püsimagnet koosneb.

Magnetvälja põhiomadused:

1)     magnetvälja tekitab elektrivool

2)     magnetväli avaldab mõju elektrivoolule.

 

Voolu magnetväli

 

Vooluga juhe avaldab magnetväljale orienteeruvat mõju.

Ampere’i hüpotees - aine magnetilised omadused on ära määratud temas toimuvate ringvooludega.

Kahe ühepikkuse vooluga juhtme vahel esinevad järgmised seaduspärasused:

1)     paralleelsete juhtmete vahel on jõud maksimaalne

2)     eristuvate juhtmete korral jõud ei mõju.

Kui voolusuunad on samasuunalised mõjub juhtmete vahel tõmbejõud. Kui voolusuunad on vastassuunalised mõjub neile tõukejõud.

Jõud on alati risti juhtmelõiguga, millele ta mõjub.

Juhtmelõikude vahel mõjuv jõud:

1)     on võrdeline voolutugevusega

2)     on võrdeline juhtmelõikude pikkusega

3)     on pöördvõrdeline juhtmelõikude kaugusega

 

Magnetinduktsioon

 

Magnetinduktsioon iseloomustab magnetvälja suurust.

Magnetinduktsiooni suund on magnetväljas magnetnõela lõunapooluselt põhjapoolusele.

Kruvireegel - kui kruvi teravik liigub tera suunas, siis kruvipea pöördumise suund näitab magnetinduktsiooni suunda.

Magnetinduktsioon - magnetväljas vooluga raamile mõjuva pöördmomendi ja voolutugevuse ning raami pindala suhe.B=M/IS.

Magnetinduktsiooni ühiku sõnastus - magnetinduktsioon on 1 T, kui raamile, mille pindala 1 ruutmeeter ja mida läbib vool 1 A, mõjub pöördemoment 1 Nm.

Ampere’i seadus - magnetväljas vooluga juhtmele mõjuv jõud on võrdne magnetinduktsiooni, voolutugevuse, juhtmelõigu pikkuse ja juhtme ning magnetinduktsiooni vahelise nurga siinuse korrutisega.F=BILsin alfa.

Vasaku käe reegel - vasak käsi tuleb asetada nii,et magnetinduktsioon suubub peopessa, väljasirutatud sõrmed (4) näitavad voolusuunda, siis sõrmedega täisnurga moodustav pöial näitab juhtmele mõjuva jõu suunda.

 

Magnetvälja jõujooned

 

Magnetvälja jõujooned - mõttelised jooned, mille igas punktis on magnetinduktsioon suunatud piki selle joone puutujat.

1. Sirgvoolu magnetvälja jõujooned:

Suunda saab kindlaks teha:

1)     kruvireegel -kui kruvi teravik liigub voolu suunas, siis kruviga pöördumise suund näitab jõujoone suunda.

2)     parema käe kuldreegel - kui parema käe välja sirutatud pöial näitab voolusuunda, siis korraldatud sõrmed näitavad jõujoone suunda.

2. Ringvoolu magnetvälja jõujooned.

1)     Kruvireege l- kui kruvipea pöördumise suund näitab voolusuunda, siis kruvi teraviku liikumise suund näitab jõujoone suunda.

2)     parema käe rusikareegel - kui parema käe kõverdatud sõrmed näitavad voolusuunda, siis väljasirutatud pöial näitab jõujoone suunda.

3. Solenoid - koosneb kõrvuti asetsevatest juhtmekeerdudest.

4. Püsimagneti jõujooned - kulgevad väljaspool magnetit magnetnõela põhjapooluselt lõunapoolusele.

Magnetväli on pöörisväli, s.t.tema jõujooned on kinnised ilma alguse ja lõputa.

Magnetinduktsioon iseloomustab magnetvälja igas ruumi punktis.

 

Magnetvoog

 

Magnetvoog iseloomustab magnetvälja läbi terve pinna.

Magnetvoog on võrdne magnetinduktsiooni, pinna pindala ja magnetinduktsiooni ning pinna normaali vahelise nurga koosinuse korrutisega.

Magnetvoo ühiku sõnastus- magnetvoog on 1 Wb, kui läbi 1 ruutmeetri suuruse pinna läheb magnetinduktsioon 1 T pinnaga risti.

 

 

 

Vooluga pooli magnetväli

 

Pool - dielektrikus südamikule keritud traat.

Elektromagnet - raudsüdamikuga pool.

Vooluga pooli magnetväljas raudsüdamik magneetub ja sellega magnetväli tugevneb.

Elektromagnetil on püsimagnetiga võrreldes järgmised eelised:

1) tema magnetvälja tugevust ja suunda saab muuta voolutugevuse suuna muutmise teel.

2) voolu välja lülitamisel elektromagneti magnetväli kaob.

Elektromagnetväli sõltub:

1)     voolutugevusest (mida tugevam vool seda tugevam magnetväli).

2)     keerdude arvust (mida rohkem keerde seda tugevam magnetväli).

 Elektromagneti kasutamine:

1) elektromagnetkraana

2) elektrikõlisti

3) telefon

4) mikrofon

5) elektromagnetiline relee

 

Maa magnetväli

 

Deklinatsioon - nurk, mille võrra erinevad geograafilised poolused magnetpoolustest.

Inklinatsioon - nurk, mis tekib Maa magnetvälja ja horisontaaltasandi vahel.

Päikese mõjuga Maale kaasnevad järgmised nähtused:

1.     Magnettormid - tekivad Päikeselt tulevate laetud osakeste jõudmisel Maa magnetvälja, viimase poolt haaratakse ja tekivad häired magnetväljas

2.     Virmalised - Päikeselt tulevad elektronid jõudes Maa magnetvälja, mis on Maa atmosfääris ioniseerivad õhu molekule.

 

Lorentzi jõud

 

Lorentzi jõud - magnetväljas liikuvale laengule mõjuv jõud on võrdne laengu,

laengukiiruse, magnetinduktsiooni ja laengu liikumise kiiruse ning magnetinduktsiooni vahelise nurga vahelise siinuse korrutisega.

Vasaku käe reegel - vasak käsi tuleb asetada nii, et magnetinduktsioon suubub peopessa, väljasirutatud sõrmed näitavad positiivse laengu liikumise suunda (negatiivse laengu liikumise vastassuunda) , siis sõrmedega täisnurga moodustav pöial näitab laengule mõjuva jõu suunda.

 

Aine magnetilised omadused

 

Ampere’i hüpotees - aine magnetilised omadused on määratud tema sees toimuvate ringvooludega.

Kui ringvoolude tasandid on korrapäraselt ilmnevad ainel magnetilised omadused, kui korrapäratult siis ei ilmne.

Curie temperatuur - temperatuur, millest kõrgemal aine magnetilised omadused kaovad.

Magnetiline läbitavus - näitab, mitu korda on magnetinduktsioon aines suurem kui vaakumis.

Magnetilise läbitavuse järgi jagatakse ained:

1)diamagneetikud - (magn. läbitavus on väiksem 1- st) ained, mis veidi nõrgendavad talle mõjuvat magnetvälja.N: kuld,hõbe,vask.

2)paramagneetikud - (magn. läbitavus on 1- st veidi suurem) ained, mis veidi tugevdavad talle mõjuvat magnetvälja.N:alumiinium,volfram,mangaan,kaalium,naatrium.

3)ferromagneetikud - (magn. läbitavus on 1- st palju palju suurem) ained, mis tugevdavad talle mõjuvat magnetvälja tuhandeid kordi.N:raud,nikkel,koobalt.

Ferromagneetiku ühe osakese magnetväli on väga tugev, seetõttu suudavad ferromagneetiku osakesed vastastikku üksteise magnetvälja tugevdada, mille tulemusel tekivad iseeneseliku magneetumise piirkonnad, mida nim.domeenideks.

Ferromagneetikud jagatakse:

1)     magnetiliselt kõvad - nende domeenid säilitavad kindlalt magneetumisel omandatud seisundi.

2)     magnetiliselt pehmed - neid kasutatakse magnetvälja tugevdamisel.