Магнетизм Магнитное поле особый вид материи

Магнетизм

Магнитное поле – особый вид материи, обладающий специфическими свойствами: - порождается движущимися зарядами; - порождается постоянным магнитом; - обнаруживается по действию на движущиеся заряды и магнитную стрелку; - существует реально, независимо от человека; Постоянные магниты – вещества, надолго сохраняющие магнитные свойства. Интересно! Один из самых сильных естественных магнитов был, по преданию, у Ньютона – в его перстень был вставлен магнит, поднимавший предметы, масса которых была в 50 (!) раз больше массы самого магнита.

История магнетизма • Свойство магнитного железняка притягивать железные предметы было известно еще в глубокой древности. «Магнит» означает название руды, добывавшейся в местности Магнезия в Греции еще 2500 лет назад. Первые магниты появились в Китае 2 тыс лет до н. э. В Европе магнитный компас появился в XI веке. В 1269 году французский исследователь Марикур (псевдоним Перегрин) ввел понятие магнитного полюса и изучил взаимодействие магнитов. Известны его опыты с шаром из магнетита и иголками В 1600 году врач английской королевы Гилберт подробно изучил свойства магнитов и предположил, что Земля является естественным магнитом. В 1650 году Рене Декарт обнаружил, что магнит действует на железные опилки вокруг него подобно Земле, ориентирующей магнитную стрелку. Тем самым он показал , что существует магнитное поле.

Как взаимодействуют магниты? При взаимодействии магнитов одноименные полюса отталкиваются , а разноименные полюса притягиваются. Взаимодействие магнитов объясняется тем, что любой магнит имеет магнитное поле и эти магнитные поля взаимодействуют между собой.

Источники магнитного поля • • • 1) постоянные магниты 2) движущиеся заряды 3) проводники с током • В 1820 году профессор Копенгагенского университета Эрстед демонстрировал на лекции нагревание проводника электрическим током. При этом он обратил внимание на то , что стрелка компаса при включении тока отклоняется почти на 900. Опыт Эрстеда является доказательством того , что электрический ток оказывает магнитное действие. • •

В чем причины намагничивания железа? Согласно гипотезе французского ученого Ампера внутри вещества существуют элементарные электрические токи ( токи Ампера ), которые образуются вследствие движения электронов вокруг ядер атомов и вокруг собственной оси. При движении электронов возникает элементарные магнитные поля. При внесении куска железа во внешнее магнитное поле все элементарные магнитные поля в этом железе ориентируются одинаково во внешнем магнитном поле, образуя собственное магнитное поле. Так кусок железа становится магнитом.

Вектор магнитной индукции

Направление вектора магнитной индукции

Силовые линии магнитного поля • Линии магнитной индукции – линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции в этой точке.

Как выглядит магнитное поле? Представление о виде магнитного поля можно получить с помощью железных опилок. Стоит лишь положить на магнит лист бумаги и посыпать его сверху железными опилками.

Направление силовых линий кругового витка с током Правило буравчика для кругового тока Если ввинчивать буравчик, то направление скорости движения конца его рукоятки совпадает с направлением тока в витке, а направление жала совпадает с направлением силовой линии в витке. Правило правой руки для кругового тока Если охватить проводник четырьмя пальцами правой руки по направлению кругового тока, то большой палец покажет направление вектора магнитной индукции, создаваемого круговым током. B 2 B 1

Правило правой руки для прямого тока Если охватить проводник правой рукой, направив отогнутый большой палец по направлению тока, то кончики остальных четырёх пальцев в данной точке покажут направление вектора магнитной индукции в данной точке. Правило буравчика для прямого тока: Если ввинчивать буравчик так, что направление жала совпадает с направлением тока, то направление скорости движения конца его рукоятки в данной точке совпадает с направлением вектора магнитной индукции в данной точке.

Силовые линии в постоянном магните и соленоиде

Принцип суперпозиции

ЛИНИИ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТОКА

Закон Ампера Сила, с которой магнитное поле действует на помещённый в него отрезок проводника с током, равна произведению силы тока, модуля вектора магнитной индукции, длины отрезка проводника и синуса угла между направлением тока и магнитной индукцией: FA =

ПРАВАЯ ТРОЙКА ВЕКТОРОВ • Рассмотрим три произвольно ориентированных в пространстве вектора – a, b, c. Совместим их начала в А общую точку О. В С • Тройка некомпланарных (не находящихся в одной плоскости) векторов называется правой, если наблюдателю из их общего начала обход концов векторов a, b, c в указанном порядке кажется совершающимся по часовой стрелке. B противном случае a, b, c- левая тройка. Все правые (или левые) тройки векторов называются О одинаковоориентированными. • Частный случай – когда все три вектора взаимно ортогональны. Такую правую тройку векторов принято использовать в физике для описания положения любого тела в трехмерном пространстве.

Правило левой руки Если кисть левой руки расположить так, что четыре вытянутых пальца указывают направление тока в проводнике, а вектор магнитной индукции входит в ладонь, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на отрезок проводника.

Объяснение взаимодействия проводников с током

Взаимодействие проводников с током Параллельно расположенные проводники, по которым протекают токи в одном направлении, притягиваются. Параллельно расположенные проводники, по которым протекают токи в разных направлениях, отталкиваются.

ПОЧЕМУ ДРЕЙФУЮТ МАГНИТНЫЕ ПОЛЮСА ЗЕМЛИ ? течение последних 150 лет положение магнитных полюсов относительно географических координат изменяется. Все время наблюдается ускорение дрейфа магнитных полюсов Земли. Скорость движения Северного магнитного полюса сейчас составляет порядка 40 км в год. Северный и южный магнитные полюса «меняются местами каждые несколько миллионов лет, и последний раз имело место около 700 тыс. лет назад. В

Магнитный поток – произведение вектора магнитной индукции на площадь контура и косинуса угла между нормалью и вектором магнитной индукции.

Электромагнит • • Электромагнит – это устройство, состоящее из токопроводящей обмотки и ферромагнитного сердечника, который намагничивается при прохождении по обмотке электрического тока и притягивающегося якоря. Дуугообразный электромагнит используется для поднятия тяжестей. Через катушку пропускается электрический ток, в результате намагничивается сердечник и притягивает якорь с подвешенным грузом. • Действие электромагнита зависит как от силы магнитного поля, так и от силы и направления электрического тока в обмотке.

Применение Магнитов • • • 1) электрические машины и аппараты промышленной автоматики (реле) 2) в аппаратуре защиты электротехнических установок 3) подъемные устройства 4) для очищения угля от металла 5) для сортировки разных сортов семян 6) для формовки железных деталей 7) магнитные диски для записи информации 8) электроизмерительных приборах. 9)в медицинской аппаратуре • ЗНАЕШЬ ОБ ЭТОМ ? . . . что нейтронные звезды являются самыми сильными магнитами во Вселенной. Их магнитное поле во много миллиардов раз больше, чем магнитное поле Земли.

Применение силы Ампера • 1) электроизмерительные приборы • 2) электродвигатели

Электроизмерительные приборы