12/9/2012 1 Електромагнетизам 2 Што ќе учиме? Магнетни појави и магнетизам Магнетна сила Амперов закон Магнетен флукс Фарадеев и Ленцов закон Електричен генератор Електричен мотор Трансформатор 3 Магнетни појави Од античко време позната e сила која се јавува помеѓу предмети изработени од магнетит (Fe 3 O 4 ) и железо. Таа сила е наречена магнетна сила. Сите појави поврзани со магнетната сила се нарекуваат магнетни појави или магнетизам. 4 Природен магнетизам Појава на природни магнети од магнетит (или од други материјали во природата кои ја имаат истата особина), кај кои магнетните појави се спонтани и трајни.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
12/9/2012
1
Електромагнетизам
2
Што ќе учиме?
Магнетни појави и магнетизам
Магнетна сила
Амперов закон
Магнетен флукс
Фарадеев и Ленцов закон
Електричен генератор
Електричен мотор
Трансформатор
3
Магнетни појави
Од античко време позната e сила која
се јавува помеѓу предмети изработени
од магнетит (Fe3O4) и железо.
Таа сила е наречена магнетна сила.
Сите појави поврзани со магнетната
сила се нарекуваат магнетни појави
или магнетизам.
4
Природен магнетизам
Појава на природни магнети од магнетит (или од други материјали во природата кои ја имаат истата особина), кај кои магнетните појави се спонтани и трајни.
12/9/2012
2
5
Вештачки магнетизам
Појава во која предмети од железо
(како и од некои други материјали) се
стекнуваат со магнетни својства во
близина на природни магнети.
6
Магнетни полови
Зони на магнетите каде магнетните сили се најизразени.
Секој магнет има два различни пола кои се поставени на спротивните страни од магнетот.
Северен пол - се означува со N, Јужен пол - се означува со S.
7
Помеѓу половите се јавува привлечна или одбивна сила
Помеѓу разноимните полови се јавува привлечна, а помеѓу истоимените одбивна магнетна сила.
8
Земјин магнетизам
Земјата може да се набљудува како во нејзината внатрешност да се наоѓа голем природен магнет.
12/9/2012
3
9
Ориентирање на магнетната игла
Полот на магнетната игла свртен кон географскиот север е северен пол на иглата (N), а полот на магнетната игла свртен кон географскиот југ е јужен пол на иглата (S).
10
Спротивно на мислењето на современиците
дека магнетните полови се основни за
магнетните појави, Ампер го востановил
современото мислење дека електричната
струја или, со други зборови,
електричните полнежи во движење
се единствен извор на магнетните појави.
Магнетизам на електрична струја
11
Векторот на магнетна индукција B (Т - Тесла) и
векторот на јачина на магнетното поле H (A/m - Ампер/метар)
го опишуваат магнетното поле од аспект на неговата
способност да делува со сила врз други електрични
полнежи во движење (спроводник со струја).
0rB H H
Магнетизам на електрична струја
Константата на пропорционалност е магнетната
пермеабилност на средината. За вакуумот (и воздухот) е:
Во SI-системот единицата за пермеабилност
μ е H/m (Хенри/метар).
7
0 4 10 H/m
12
Во сите точки во просторот околу стационарна струја се воспоставува непроменливо магнетно поле.
Во сите точки во просторот околу временски променлива струја се воспоставува временски променливо магнетно поле.
Ако во полето се најде друга струја, полето делува со сила врз таа струја.
Магнетно поле дејствува со сила врз спроводник со струја
Промена на насоката на силата во
зависност од насоката на струјата
18
Магнетно поле дејствува со сила врз спроводник со струја
19 20
Линии на магнетна сила
Основна магнетна појава која може да
се мери е магнетна сила.
Распределбата на
магнетната сила во
просторот може да се
претстави со линии
на магнетни сили.
12/9/2012
6
21
Струјната контура се ориентира во магнетно поле слично како магнетна игла, па страните на контурата ги имаат особините на северен и јужен магнетен пол на постојаниот магнет.
Линии на магнетна сила
(струјна контура)
22
Зависност на насоката на линиите на магнетните сили на струјната контура од насоката на струјата низ неа.
Линии на магнетна сила
(струјна контура)
23
Математичка
дефиниција: спирална
линија врз
цилиндрично јадро.
Практично: густо
намотана жица врз
јадро во облик на
праволиниски
цилиндер.
Линии на магнетна сила
(соленоидна намотка)
24
растурен
флукс
нема
растурен
флукс
Линии на магнетна сила
(соленоидна намотка)
12/9/2012
7
25
Линии на магнетна сила
(соленоидна намотка)
26
Линии на магнетна сила
(торусна намотка)
27
Линии на магнетна сила
(торусна намотка)
28
Основните особини на линиите на магнетна сила (на векторот на магнетна индукција) се:
линиите немаат почеток ни крај и се затвораат сами во себе,
линиите не се сечат,
линиите како да тежат да поминуваат по пат на најмала отпорност така што линиите полесно се згуснуваат во материјал со изразени магнетни својства (како што е меко железо).
Линии на магнетна сила
12/9/2012
8
29
Што ќе учиме?
Магнетни појави и магнетизам
Магнетна сила
Амперов закон
Магнетен флукс
Фарадеев и Ленцов закон
Електричен генератор
Електричен мотор
Трансформатор
30
Амперов закон
0 enclc
c
B dl Im× =òrr
Ñ
Еден од најзначајните фундаментални закони во теоријата на електромагнетните полиња.
31
Формулација на законот
Циркулација на векторот на магнетна индукција во вакуум по било кој затворен пат е еднаква на производ на 0 и вкупната стационарна струја која поминува низ било која површина ограничена со тој затворен пат.
0
CC
B dl Iniz
32
Математичка формулација на законот
Кога струите се локализирани во тенки спроводници со позната јачина на струја математичкиот израз на Амперовиот закон е:
Тука е алгебарски збир на сите струи
кои течат низ спроводници кои продираат низ
површината ограничена со контурата С.
C
Iniz
0
CC
B dl Iniz
12/9/2012
9
33
Десната страна на релацијата
0
CC
B dl Iniz
C
Iniz
34
Пример
35
Пример: Многу долг тенок спроводник
0
2
IB
r
36
Пример: Многу долг тенок спроводник
0
2
IB
r
12/9/2012
10
37
Математичка
дефиниција: спирална
линија врз
цилиндрично јадро.
Практично: густо
намотана жица врз
јадро во облик на
праволиниски
цилиндер.
Пример: Соленоид
38
Пример: Многу долг соленоид
0 NIB
39
Пример: Соленоид
40
Пример: Тороид - торусна намотка
0 0
2
NI NIB
r
0(2 ) ( )
C C C
B dl Bdl B dl B r NI
12/9/2012
11
41
Пример: Тороид
42
Пример: Тороид
43
Што ќе учиме?
Магнетни појави и магнетизам
Магнетна сила
Амперов закон
Магнетен флукс
Фарадеев и Ленцов закон
Електричен генератор
Електричен мотор
Трансформатор
Магнетен флукс
44
12/9/2012
12
Магнетен флукс
Рамна
површина во
хомогено
магнетно поле.
cosB S
B S
45
Рамна
површина S
Ф2=BA cos/2=0 Ф1=BA cos0=BA
46
Прашање
Магнетен флукс
Во SI системот
единица за
магнетен флукс
е Вебер - Wb.
S
B dS
47
Закон за одржување на магнетниот флукс
Вкупниот излезен флукс на векторот на магнетната индукција низ било која затворена површина S е еднаков на нула.
48
0
S
B ds
12/9/2012
13
49
Закон за одржување на магнетниот флукс
50
Што ќе учиме?
Магнетни појави и магнетизам
Магнетна сила
Амперов закон
Магнетен флукс
Фарадеев и Ленцов закон
Електричен генератор
Електричен мотор
Трансформатор
Струја како причина за временски променливо магнетно поле
Струјата се зголемува од нула во струјните навивки.
51
Струја како причина за временски променливо магнетно поле
Струјата се намалува до нула во струјните навивки.