MAGNETICKÉ POLE 1

8. prosince 2012 VY_32_INOVACE_170211_Magneticke_pole_1_DUM

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová.Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace.

Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám,registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.

1. Magnety

2. Magnetick

é pole

3.Magnetick

á síla

4.Magnetická indukce

Historie:Čína• 2000 př. n.l.• zjistili, že magnet zavěšený ve svém těžišti zaujme polohu sever, jih• magnetit nazývali milující kámen, neboť přitahoval železné předměty jako

matka dítě

Thales• 6. – 7. stol. př. n.l.• objevil přirozený magnetismus

Aristoteles• 4. stol. př. n.l.• popisuje ve svých spisech minerál magnetit

Magnety

dále

Evropa• 12. století• používání kompasu

Pierre Pélerin de Maricourt• 1269• zveřejnil experimenty s kulovým magnetem• označil póly a popsal vlastnosti magnetu

Magnety

Obr. 1

dále

William Gilbert• 1600• zveřejnil dílo „De Magnete“, kde popisuje Zemi jako

velký magnet

Magnetismem se dále zabývali: René Descartes, Robert Hooke, Isaac Newton

Slovo magnet pochází z řeckého magnés – podle zeměpisného názvu „Magnésia“

Magnety

dále

Přírodní magnety• minerál magnetit (Fe3O4, český název je magnetovec)

• černý, polokovový lesk, tvoří krystaly, Tt = 1550°C

Umělé magnety• ferity

• vyrobeny z oceli, stroncia a boru• černé, tvrdé a křehké, elektricky nevodivé• vydrží vysoké teploty, nedají se řezat ani krájet• lze je obtížně brousit

Magnety

další kapitolazpět na obsah

Obr. 3Obr. 2

Slitiny magnetů• ALNICO• slitiny prvků vzácných zemin (samarium, neodym)• používají se v mechanikách CD/DVD nebo v pevných discích

Magnety

dále

Obr. 4 Obr. 5

Popis magnetu• má dva póly (N – severní, S – jižní)• má netečné pásmo• při rozdělení tyčového magnetu na dvě části se vytvoří v obou částech

znovu oba póly• při dalším rozdělení se opět vytvoří nové póly• severní a jižní pól nemohou existovat odděleně od sebe

Magnety

Obr. 6 Obr. 7

další kapitolazpět na obsah

• existuje kolem magnetu

• projevuje se magnetickou silou

• existenci prokážeme magnetkou (magnet ve tvaru kosočtverce, který se může libovolně otáčet kolem své osy, severní pól je zbarven tmavě)

Magnetické pole

dále

Stacionární• vlastnosti pole se nemění s časem• zdrojem je permanentní magnet v klidu• zdrojem může být také vodič, kterým prochází stejnosměrný proud

Nestacionární• vlastnosti pole se mění s časem• zdrojem je pohyblivý magnet• zdrojem může také být vodič, kterým prochází časově proměnlivý

proud

Magnetické pole

dále

Magnetické indukční čáry• popisují tvar pole• jsou to uzavřené orientované křivky, jejichž tečna v každém

bodě má směr vektoru magnetické indukce• směřují od severního pólu k jižnímu pólu vně magnetu a

uvnitř magnetu směřují opačně• nikde se neprotínají

Magnetické pole

dále

Obr. 8

V roce 1820 zjistil fyzik H. Ch. Oersted pomocí magnetky při pokusu s elektrickým proudem souvislost magnetického pole a vodiče s proudem.

Orientaci magneticky indukčních čar přímého vodiče lze určit pomocí Ampérova pravidla pravé ruky.

Ukazuje-li při uchopení vodiče pravou rukou palec dohodnutý směr proudu, ukazují prsty orientaci magnetických indukčních čar.

Magnetické pole

Ampérovo pravidlo na YouTube

Obr. 9

další kapitolazpět na obsah

• působí v magnetickém poli• značí se Fm

• magnetickými na sebe působí i jednotlivá pole tvořená, např. proudem ve vodiči a permanentním magnetem, mezi cívkami, mezi permanentními magnety nebo mezi dvěma proudy ve vodiči

V homogenním magnetickém poli přímého vodiče působí na vodič magnetické síla:

B – magnetická indukceI – elektrický proudl – délka vodičeα – úhel sevřený vodičem a vektorem B

Magnetická síla

dále

sinlIBFm

Směr magnetické síly můžeme určit pomocí Flemingova pravidla levé ruky:

Položíme-li levou ruku na vodič tak, aby prsty ukazovaly směr proudu a indukční čáry vstupovaly do dlaně, odtažený palec ukáže směr síly působící na vodič.

Ze vzájemného působení dvou rovnoběžných a přímých vodičů vychází definice jednotky elektrického proudu – ampéru.

Magnetická síla

Definice ampéru

Femingovo pravidlo na YouTube

další kapitolazpět na obsah

• vyjadřuje silový účinek magnetického pole

• charakterizuje magnetické pole podobně jako elektrická intenzita elektrické pole

• je to vektorová veličina

• značí se B a jednotkou je tesla [T] (podle Nikoly Tesly)

Magnetická indukce

dále

Nicola Tesla na Wikipedii

Magnetická indukce přímého vodiče se vypočítá:

μ – magnetická permeabilita, charakterizuje magnetické vlastnosti prostředí

d – vzdálenost od vodiče

Magnetická indukce má směr tečny k magnetickým indukčním čarám v rovině kolmé k vodiči.

Magnetická indukce

koneczpět na obsah

d2IB

Srovnání velikostí magnetických polí ve vesmíru a na Zemi (podle magnetické indukce)

POUŽITÁ LITERATURA

ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-223-6

CITACE ZDROJŮ

Obr. 1 HYDRARGYRUM. File:MuseeMarine-compas-p1000468.jpg: Wikimedia Commons [online]. 20 April 2012 [cit. 2012-12-08]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/05/MuseeMarine-compas-p1000468.jpg

Obr. 2 ARCHAEODONTOSAURUS. Soubor:Magnetite.jpg: Wikimedia Commons [online]. 23 April 2011 [cit. 2012-12-08]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1d/Magnetite.jpg

Obr. 3 OMEGATRON. Soubor:Ceramic magnets.jpg: Wikimedia Commons [online]. 18 March 2006 [cit. 2012-12-08]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/28/Ceramic_magnets.jpg

Obr. 4 DALVIN. File:Neodym Magnete.jpg: Wikimedia Commons [online]. 20 March 2006 [cit. 2012-12-08]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/67/Neodym_Magnete.jpg

Obr. 5 INC RU. File:Hdd magnet.JPG: Wikimedia Commons [online]. 17 January 2011 [cit. 2012-12-08]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ea/Hdd_magnet.JPG

Obr. 6 ANEY. File:Bar magnet.jpg: Wikimedia Commons [online]. 12 March 2006 [cit. 2012-12-08]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d8/Bar_magnet.jpg

CITACE ZDROJŮ

Obr. 7STEIN, T. File:Magnetic field near pole.svg: Wikimedia Commons [online]. 28 May 2008 [cit. 2012-12-08]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Magnetic_field_near_pole.svg

Obr. 8 NEWTON, Henry Black. Soubor:Magnet0873.png: Wikimedia Commons [online]. 10 March 2005 [cit. 2012-12-08]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/Magnet0873.png

Obr. 9 STANNERED. Soubor:Electromagnetism.svg Skočit na: Navigace, Hledání: Wikidimedia Commons [online]. 6 February 2007 [cit. 2012-12-08]. Dostupné pod licencí Creative Commons : http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/91/Electromagnetism.svg

Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010

Děkuji za pozornost.

Miroslava Víchová