Magnetno polje Milosevic Vladimir 31-14r.pptx

  • Upload
    wlada95

  • View
    37

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Uvod

Uvod

U okolini mesta Magnezija (Mala Azija), nekoliko vekova pre nae ere, pronaena je gvozdena ruda koja ima svojstvo da privue i da trajno dri sitne gvozdene predmete. Ova ruda poznata je kao magnetit (Fe3O4).

Danas se svako telo koje ima navedene osobine naziva magnet, a sama pojava privlaenja i dranja gvozdenih predmeta magnetizam.Komadi magnetita su prirodni magneti, za razliku od vetakih magneta, raznih oblika i od raznih supstanca (gvoa, volframa, kobalta, hroma, itd.) koji su vetaki stekli magnetna svojstva.Poto prirodni magneti due zadravaju svojstvo da privlae gvozdene predmete, oni se nazivaju stalni ili permanentni magneti. Meutim, magnetizam je mnogo vie izraen kod vetakih nego kod prirodnih magneta.Takoe je rano primeeno da ako se prirodni magnet okai da slobodno visi, on tei da da se postavi u pravcu sever - jug.

Uticaj sile u prostoru oko magneta se naziva magnetno polje. Polje je tako jako blizu kraja jedne magnetne ipke da ono zadrava gvozdene strugotine ili druge feromagnetne materijale. Krajevi ipke gde je polje najjae nazivaju se polovi magneta.

Ako se na horizontalnu magnetnu ipku poloi list papira, a preko njega raspri gvozdena strugotina, ona e se poreati preko papira. Uzrok ovog linijskog ureenja je magnetno polje koje se ispoljava delovanjem sile na siune parie strugotine. Ovo ureenje gvozdene strugotine sugerie na koncept linija sile u prostoru oko magneta. Michael Faraday (Majkl Faradej) je prvi iskoristio linije sile da opie svojstva magnetnog polja.

Polovi magneta se nazivaju severni pol (N) i juni pol (S). Istoimeni magnetni polovi se odbijaju, dok se magnetni polovi suprotnog znaka privlae.Linijama sile se odreuje pravac tako da one izlaze iz severnog pola, a vraaju se u juni pol magneta. Linije sile u bilo kojoj taki pokazuju smer magnetnog polja u toj taki. Otuda, linije sile jednostavno omoguavaju jednu slikovitu predstavu magnetnog polja koje magnet stvara. Tamo gde su linije sile blie, magnetno polje je jae i obrnuto gde su linije sile ree magnetno polje je slabije. Ova predstava pokazuje da je magnetno polje na polovima jae nego bilo gde drugo.

Magnetno polje elektrine strujeDanski fiziar Hans Ersted otkrio je da deklinaciona magnetna igla u blizini provodnika izvri otklon kada kroz njega potekne elektrina struja. Magnetno polje pravolinijskog strujnog provodnika

Ako imamo prav provodnik, oko njega postoje linije magnetnog polja koje su neprekidne. Linije magnetnog polja idu oko provodnika u obliku koncentrinih krugova. Smer magnetnog polja se odreuje pomou pravila desne ruke. Obuhvatimo provodnik desnom rukom tako da palac pokazuje smer struje I. Sada savijeni prsti pokazuju smer magnetne indukcije B. Magnetno polje u blizini provodnika je najjae i tu su linije magnetnog polja najgue. to se vie udaljavamo od provodnika, magnetno polje je sve slabije i linije su ree. Ako se povea struja u provodniku, magnetno polje je jae i linije polja su gue. Ako se na papir oko provodnika prospe gvozdena piljevina, ona se porea u koncentrine krugove. Ako se u blizini provodnika kroz koji tee struja stavi magnetna igla, ona se postavi u smeru linija elektricnog polja. Na ovaj nain se magnetna igla moe iskoristiti da pokazuje smer magnetnog polja koji stvara struja u pravom provodniku.

Kod pravolinijskog strujnog, beskonane duine, jaina magnetnog polja H na normalnom udaljenju a od provodnika data je Bio-Savarovim zakonom:H = 2I / agde je: H jaina magnetnog polja (A/m);I jaina struje kroz provodnik (A);a normalno udaljenje posmatrane take od provodnika (m).

Magnetno polje krunog strujnog provodnika

Za linije sila magnetnog polja krunog provodnika karakteristino je da ih provodnik sve obuhvata, tako da je jaina magnetnog polja u prostoru obuhvaenog provodnika mnogo vea nego izvan njega. Sve linije sila unutar krunog provodnika imaju isti smer i normalne su na njegovu ravan.

Magnetno polje solenoida

Kada se kroz solenoid propusti jednosmerna struja ona stvara magnetno polje. Linije magnetnog polja idu oko provodnika, ali ne prave koncentrine krugove. Sve linije magnetnog polja unutar solenoida imaju isti smer; kako tu ima manje prostora, linije su zbijene. I ovde su linije magnetnog polja neprekidne. Magnetno polje unutar solenoida je jae jer su tu linije polja gue.

Smer magnetne indukcije i ovde se odreuje pomou pravila desne ruke: prstima (osim palca) se obuhvati solenoid, tako da savijeni prsti pokazuju smer struje kroz provdnike solenoida, tada palac pokazuje smer magnetne indukcije unutar solenoida.

Jaina magnetnog polja Veliina pomou koje se izraava stanje izmeu magnetnih polova, gde se javlja magnetno polje, naziva se jaina magnetnog polja I oznaava se sa H. Za homogeno magnetno polje, jaina magnetnog polja je

H = Um / Igde je:Um - magnetni napon;I razmak izmeu magnetnih polova.Smer jaine magnetnog polja H je od severnog prema junom polu magneta.

Magnetni fluks i magnetna indukcijaMagnetni fluks, oznaava se grkim slovom (fi), je fizika veliina koja opisuje magnetno polje u okolini pokretnog naelektrisanja.Magnetni fluks, oznaava se grkim slovom (fi), je fizika veliina koja opisuje magnetno polje u okolini pokretnog naelektrisanja. Ukoliko magnetno polje zamiljamo pomou magnetnih linija sila koje se ire u prostoru, tada je fluks broj linija koje prolaze kroz neku zatvorenu konturu.Magnetna indukcija (B) je delovanje magnetnog polja na provodnik kroz koji protie elektrina struja. Magnetno polje Zemlje

Magnetni meridijani bi priblino bili krugovi na Zemljinoj povrini koji bi prolazili kroz magnetne polove Zemlje. Magnetni ekvator povezuje mesta na Zemljinoj povrini u kojima linije sile magnetnog polja Zemlje imaju priblino horizontalan pravac. Magnetno polje Zemlje menja se i po intenzitetu i po pravcu kako sa mestom na Zemljinoj povrini, tako i sa vremenom. Kad se magnetna igla postavi u odredenu taku na Zemljinoj povrini, ona se okree sve dok ne zauzme pravac linija sile Zemljinog magnetnog polja.

Uzroci postojanja magnetnog polja Zemlje su vrlo sloeni. Pretpostavka da polje potie od stalnih magneta u unutranjosti Zemlje nije mogla da objasni mnoge ustanovljene faktore. Osim toga, na visokim temperaturama u Zemljinoj unutranjosti ne mogu da postoje stalni magneti. Druga pretpostavka, da je obrtanje Zemlje uzrok pojave polja, nije takode davala zadovoljavajue rezultate. Pouzdano je ustanovljeno da pored komponenti polja koje potiu iz Zemljine unutranjosti, postoje i uzroci koji dolaze iz atmosfere, pa ak i iz vasione. Poznato je da se na visinama od preko 80 km nalazi znatan broj molekula vazduha u jonizovanom stanju, koji ine jonosferu. Dnevna i godinja varijacija zagrevanja atmosfere uzrokuju izvesne fluktuacije jonosfere sa odgovarajucim periodom. Takve fluktuacije jonizovanih molekula predstavljaju elektrine struje koje obrazuju svoja magnetna polja. Na taj nain se objanjavaju dnevne i godinje periodine promene Zemljinog polja.

Magnetni polovi

Polovi na Zemlji zamenili su mesto puno puta, jer se smer magnetnog momenta stena, koji je stvorio dno okeana, menja. Koji e smer postojati zavisi od smera orijentacije polova u trenutku kad su oformljene stene u brazdi usred okeana.Poloaj stena u direknoj je vezi sa poloajem planete, od ega zavisi i njeno ozraenje sa Sunca.

Slabljenje magnetnog polja Zemlje

Zemljin magnetizam nije konstatan.Postoje dokazi da se u istoriji Zemlje deavalo da magnetno polje Zemlje potpuno nestane i promeni smer. Razlog ovakvog ponaanja nije objanjen?. Magnetni pol je lokacija na povrini gde se linije polja normalne na njenu povrinu. Sada se moe primetiti proces pomeranja magnetnih polova koji iznosi i po nekoliko kilometara godinje. Slabljenje (kolaps) magnetnog polja Zemlje, koji titi planetu i navodi mnoga iva bia tokom njihovih migracija, izgleda da je ozbiljno zapoeo pre oko 150 godina. Jaina polja ve je dosta oslabila, a njegovo slabljenje se u poslednje vreme ubrzalo. To je povealo debatu o tome da li predstoji obrtanje magnetnih polova Zemlje.