Activitatea A5. Introducerea unor module specifice de preg ...acces.chimie.upb.ro/doc/materiale-suport-suplimentare/2014-2015/fizica/... · sensul parcurgerii buclei de către curentul

Investeşte în oameni !FONDUL SOCIAL EUROPEANProgramul Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 –2013 Axa prioritară nr. 1 „Educaţiaşiformareaprofesionalăînsprijinulcreşteriieconomiceşidezvoltăriisocietăţiibazatepecunoaştere”Domeniul major de intervenţie 1.2 „Calitateînînvăţământulsuperior”

Numărulde identificareal contractului:POSDRU/156/1.2/G/138821 Beneficiar:UniversitateaPOLITEHNICA din BucureştiTitlulproiectului: Calitate, inovare, comunicare-instrumenteeficienteutilizatepentrucreştereaaccesuluişipromovabilităţiiînînvăţământulsuperior tehnic

Activitatea A5. Introducerea unor module specifice de pregătire a studenţilor în vederea asigurării de şanse egale

MODUL DE INSTRUIRE: FIZICA

Curs: 10

Grupele: F1, F2, F3, F4, F6, F7, F10

Formatori:

TIRIBA Gabriela, GYŐRGY Romuald, NICOARA Adrian-Ionut

1

• 10. Magnetism• Câmpul magnetic, poate fi definit ca fiind spațiul în care se exercită

interacțiuni magnetice de tipul următoarelor forțe:

• forțe magnetostatice - se exercită între magneți permanenți, corpuri care prezintă o anumită stare de magnetizare;

• forțe electromagnetice - se manifestă între un conducător străbătut de curent electric și un magnet permanent;

• forțe electrodinamice – se exercită între conductoare parcurse de curenți electrici

• Ex:

• Cristalele naturale de magnetită (i.e. Fe3O4 ) exercită atât între ele cât și asupra corpurilor din fier, cobalt, nichel sau din aliaje ale acestora forțe și cupluri de forțe specifice

•2

• Inducția magnetică în vid B, [B]=T

• Inducția magnetică în vid , caracterizează fiecare punct din câmpul magnetic, prin interacțiile magnetice pe care aceasta le produce.

• Ansamblul liniilor inducției magnetice constituie spectrul magneticvizualizat prin diverse procedee experimentale

• Liniile de câmp magnetic sub curbe închise, ceea ce exprimă absența în spațiu a sarcinilor magnetice.

• B0 este numeric egală cu forța maximă ce acționează asupra unității de

sarcină, care se deplasează în câmp cu o viteză egală cu unitatea

• Momentul magnetic m, • Bucla de current este reprezentată de o spiră mică, plană, cu aria S,

alimentată de la o sursă de curent de tensiune constantă, prin intermediul a două fire conductoare, izolate și răsucite (astfel incât efectele curenților să se compenseze reciproc)

• momentul magnetic al buclei este un vector normal la planul buclei, orientat în sensul de înaintare al unui burghiu al cărui mâner se rotește în sensul parcurgerii buclei de către curentul electric I

• în câmp magnetic de inducție B, se constată că asupra sa, acționează un cuplu de forte C

• corpuri magnetizate permanent, mp

• corpuri magnetizate temporar, mt

• Magnetizația M• este o mărime vectorială locală, de stare, definită ca fiind momentul

magnetic al unității de volum

• Magnetizarea superficială

• Starea de magnetizare permanentă este caracterizată de:

• moment magnetic permanent ;

• magnetizația permanentă ;

• magnetizație superficială permanentă

• Magnetizarea temporară este caracterizată de :

• momentul magnetic temporar ;

• magnetizația temporară ;

• magnetizația superficială temporară ;

• Magnetizația totală a corpului este

• Câmpul magnetic în regim staționar• câmp magnetostatic produs de corpuri magnetizate imobile și neînsoțit de

transformări ale energiei

• câmp magnetic staționar câmpul magnetic este independent de câmpul electric și spre deosebire de acesta, are un caracter solenoidal, adică liniile de câmp sunt curbe închise

• Câmpul magnetic produs de un curent electric constant

• Legea Biot-Savart-Laplace• inducția magnetică creată în vid, de un curent electric închis, de intensitate

constantă I, într-un punct P având vectorul de poziție r față de un element de contur arbitrar ales

• permeabilitatea magnetică a vidului

• Intensitatea câmpului magnetic în vid H

• mărime vectorială, definită prin raportul dintre inducția magnetică în vid și permeabilitatea magnetică a vidului

• Legea dependenței dintre B,H si M

• Legea magnetizației temporare

• permeabilitatea relativă, care este o constantă de material,

dependentă de natura și starea mediului omogen și izotrop

• Clasificarea substantelor• Diamagnetice

• diamagnetice clasice , la care susceptibilitatea magnetică este mică și negativă (independentă de temperatură (ex. : gaze inerte, unele metale (Zn, Au, Hg, etc), siliciul, fosforul, numeroși compuși organici);

• diamagnetice anomale , , dar aceasta depinde de temperatură (ex. : Bi, Ga, grafit, stibiu, etc.);

• diamagnetice supraconductoare – care prezintă o conductibilitate electrică nulă atunci când temperatura scade sub valoarea temperaturii de tranziție,

• Paramagnetice

• paramagnetice normale , susceptibilitatea magnetică este mică și pozitivă, dependentă de temperatură, (ex: oxigen, oxid de carbon, platină, săruri de cobalt, etc.);

• paramagnetice metalice , , având susceptibilitatea magnetică independentă de temperatură; ex: în acest sens sunt metalele alcaline, metalele alcalino-pământoase;

• Feromagnetice

• dependența este neliniară

• ex. : Fe, Ni, Co, aliaje precum Fe-Si, Fe-Co, Fe-Ni, Mn-Cu-Al, etc.

• antiferomagnetice cu susceptibilitatea magnetică mică și pozitivă, dependentă de temperatură ( scade cu temperatura)

• Ex. tipice sunt sărurile și oxizii metalelor de tranziție, etc

• Determinarea intensității câmpului magnetic creat în jurul

conductoarelor parcurse de curent

• Intensitatea câmpului magnetic creat de un conductor rectiliniu și infinit parcurs de curentul de intensitate I

• Intensitatea câmpului magnetic creat de un curent de intensitate

I care trece printr-o spiră circulară de rază R

• Intensitatea câmpului magnetic pe axa unui solenoid

• Acțiunea câmpului magnetic asupra unui conductor parcurs de curent electric; forța electromagnetică

• Forța electrodinamică

• Doi conductori rectilinii, paraleli, de lungime L, așezați la distanță d

unul de altul, într-un mediu omogen cu permeabilitatea , sunt parcurși

de curenți cu intensitățile I și I , între aceștia se exercită o forță

• Prin definiţie, un amper este intensitatea unui curent electric constant, care se stabileşte prin două conductoare rectilinii, paralele, foarte lungi, aşezate în vid la distanţa de 1m unul de celălalt și între care se exercită o forţă de pe fiecare metru de lungime

• Acțiunea câmpului magnetic asupra particulelor încărcate electric; forța Lorentz

• Dacă o particulă de masă m și sarcină electrică +q, intră cu viteza (perpendicular pe inducția magnetică ) între polii unui electromagnet, atunci particula se va deplasa pe un cerc de rază R

• Condiția unei mișcări uniforme pe cerc

• Viteza unghiulară a particulei

• Inducția electromagnetică• constă în apariția unei tensiuni electromotoare induse, respectiv a unui

curent indus într-un circuit electric închis, lipsit de surse de curent, prin variația în timp a fluxului inducției unui câmp magnetic

• Fenomenul, datorită căruia apare curent electric într-un circuit închis ce nu conține surse (generator electric) se numește inducție electromagnetică

• Sistemului (magnet sau bobină), care produce câmpul magnetic, i se spune inductor, iar circuitului în care a apărut curentul indus i se spune pe scurt, indus

• Legi calitative

• Legea lui Faraday: un circuit conductor închis este parcurs de un curent indus ori de câte ori este străbătut de un flux de inducție variabil.

• Legea lui Lentz: sensul curentului indus este altfel încât fluxul de inducție magnetică pe care îl produce în circuit se opune variației fluxului magnetic inductor.

• Legi cantitative

• Într-un circuit închis, care nu conține surse, apare un curent electric

atunci când circuitul este străbătut de un flux magnetic variabil.

• formula lui Faraday

• Tensiunea electromotoare indusă este proporțională cu viteza de variație a fluxului magnetic inductor.

• Autoinducția

• Fenomenul de autoinducție, constă în apariția unei tensiuni

electromotoare de inducție într-un circuit, datorită variației intensității

curentului electric prin însuși circuitul considerat.

• Inductanța L, [L]=H (Henry)

• Tensiunea electromotoare de autoinducție care apare într-un circuit liniar și rigid, parcurs de un curent variabil, este proporțională cu derivata intensității curentului în raport cu timpul

• Energia câmpului magnetic

• Densitatea volumică a energiei câmpului magnetic