Prezentácia na tému: Smer čiar magnetické pole
1 zo 16
Prezentácia na tému: Smer magnetických siločiar
snímka číslo 1
Popis snímky:
snímka číslo 2
Popis snímky:
Dobrý deň, zvedavý študent! Od prvých dní svojho života chcete skúmať a pochopiť všetko, čo sa okolo vás deje. Mnohé javy, ktoré sa vám na prvý pohľad zdajú nevysvetliteľné, dokáže vysvetliť fyzika. Napríklad, prečo magnet priťahuje? Prečo prúdi vo vodičoch? Kde sa obrázky zobrazujú v TV? A oveľa, oveľa viac... Pokračujte a nájdite odpovede.
snímka číslo 3
Popis snímky:
PLÁN Magnetické pole a jeho grafické znázornenie Nehomogénne a rovnomerné magnetické pole Gimletovo pravidlo Pravidlo pravá ruka Pôsobenie magnetického poľa na elektriny Pravidlo ľavej ruky Indukcia magnetického poľa Magnetický tok Fenomén elektromagnetickej indukcie Otázky a úlohy Referencie
snímka číslo 4
Popis snímky:
Magnetické pole a jeho grafické znázornenie Keďže elektrický prúd je usmernený pohyb nabitých častíc, môžeme povedať, že magnetické pole vytvárajú pohybujúce sa nabité častice, a to kladné aj záporné. Na vizuálne znázornenie magnetického poľa sme použili magnetické čiary. Magnetické čiary sú imaginárne čiary, pozdĺž ktorých by boli v magnetickom poli umiestnené malé magnetické ihly. Obrázok ukazuje magnetickú čiaru (rovnú aj zakrivenú). Podľa obrázku magnetické čiary dá sa posúdiť nielen smer, ale aj veľkosť magnetického poľa.
snímka číslo 5
Popis snímky:
Nehomogénne a rovnomerné magnetické pole Sila, ktorou pole tyčového magnetu pôsobí na magnetickú ihlu umiestnenú v tomto poli, v. rôzne body pole sa môže líšiť v module aj v smere. Takéto pole sa nazýva nehomogénne. Čiary nehomogénneho magnetického poľa sú zakrivené, ich hustota sa bod od bodu mení. V určitej ohraničenej oblasti priestoru je možné vytvárať rovnomerné magnetické pole, t.j. poli, v ktoromkoľvek bode, v ktorom sila pôsobiaca na magnetickú strelku má rovnakú veľkosť a smer. Na zobrazenie magnetického poľa sa používa nasledujúca metóda. Ak sú čiary rovnomerného magnetického poľa umiestnené kolmo na rovinu výkresu a sú privarené od nás za výkres, potom sú znázornené krížikmi, a ak kvôli výkresu smerom k nám, potom bodkami.
snímka číslo 6
Popis snímky:
Gimletovo pravidlo Je známe, že smer čiar magnetického poľa prúdu je spojený so smerom prúdu vo vodiči. Tento vzťah možno vyjadriť jednoduchým pravidlom nazývaným gimletové pravidlo. Pravidlo návleku je nasledovné: ak sa smer translačného pohybu návleku zhoduje so smerom prúdu vo vodiči, potom sa smer otáčania rúčky zhoduje so smerom čiar magnetického poľa. prúdu. Pomocou gimletovho pravidla v smere prúdu môžete určiť smer čiar magnetického poľa vytvoreného týmto prúdom a v smere čiar magnetického poľa smer prúdu, ktorý toto pole vytvára. .
snímka číslo 7
Popis snímky:
Pravidlo pravej ruky Na určenie smeru siločiar magnetického poľa solenoidu je vhodnejšie použiť iné pravidlo, ktoré sa niekedy nazýva pravidlo pravej ruky. Toto pravidlo znie takto: ak zopnete solenoid dlaňou pravej ruky, pričom štyri prsty nasmerujete v smere prúdu v zákrutách, zatiahnutý palec ukáže smer siločiar magnetického poľa vo vnútri solenoidu. Solenoid, podobne ako magnet, má pruhy: koniec solenoidu, z ktorého vychádzajú magnetické čiary, sa nazýva severný pól a ten, do ktorého vstupujú, sa nazýva južný. Poznaním smeru prúdu v solenoide podľa pravidla pravej ruky je možné určiť smer magnetických čiar v ňom, a teda aj jeho magnetické póly a naopak. Pravidlo pravej ruky možno použiť aj na určenie smeru siločiar magnetického poľa v strede jedinej slučky s prúdom.
snímka číslo 8
Popis snímky:
Pôsobenie magnetického poľa na elektrický prúd Na ľubovoľný vodič s prúdom. Toto pole, ktoré je umiestnené v magnetickom poli a nie je zarovnané s jeho magnetickými čiarami, pôsobí určitou silou. Pôsobenie magnetického poľa na vodič s prúdom možno využiť na detekciu magnetického poľa v danej oblasti priestoru. Magnetické pole je vytvárané elektrickým prúdom a je detekované jeho účinkom na elektrický prúd. Smer prúdu vo vodiči, smer čiar magnetického poľa a smer sily pôsobiacej na vodič sú vzájomne prepojené.
snímka číslo 9
Popis snímky:
Pravidlo ľavej ruky Smer sily pôsobiacej na vodič s prúdom v magnetickom poli možno určiť pomocou pravidla ľavej ruky. Ak je ľavá ruka umiestnená takto. Čiary magnetického poľa vstupujú do dlane kolmo na ňu a štyri prsty sú nasmerované pozdĺž prúdu. Potom palec odložený o 900 ukáže smer sily pôsobiacej na vodič.
snímka číslo 10
Popis snímky:
Pravidlo: ak je ľavá ruka umiestnená tak, že čiary magnetického poľa vstupujú do dlane kolmo na ňu a štyri prsty sú nasmerované pozdĺž pohybu kladne nabitej častice (alebo proti pohybu záporne nabitej častice), potom palec odložený o 900 ukáže smer sily pôsobiacej na časticu.
snímka číslo 11
Popis snímky:
Magnetické pole je charakterizované vektorom fyzikálne množstvo, ktorý sa označuje symbolom B a nazýva sa indukcia magnetického poľa (alebo magnetická indukcia). Vieme, že magnetické pole môže pôsobiť určitou silou na vodič s prúdom, ktorý je v ňom umiestnený. Pomer modulu sily F k dĺžke vodiča l a prúdovej sile I je konštantná hodnota. Nezávisí od dĺžky vodiča, ani od sily prúdu v ňom, tento pomer závisí len od poľa a môže slúžiť ako jeho kvantitatívna charakteristika. Pre modul vektora magnetickej indukcie platí táto hodnota: B = Modul vektora magnetickej indukcie B sa teda rovná pomeru modulu sily F, s ktorým magnetické pole pôsobí na vodič s prúdom umiestnený kolmo na magnetické čiary, na silu prúdu I vo vodiči a jeho dĺžku l . Jednotka SI magnetickej indukcie sa nazýva tesla (T) podľa juhoslovanského elektronického inžiniera Nikolu Teslu. Čiary magnetickej indukcie sa nazývajú čiary, ktorých dotyčnice sa v každom bode poľa zhodujú so smerom vektora magnetickej indukcie. Indukcia magnetického poľa
snímka číslo 12
Popis snímky:
Magnetický tok Obrázok znázorňuje drôtenú slučku umiestnenú v rovnomernom magnetickom poli. Je zvykom povedať, že obvod v magnetickom poli preniká určitým magnetickým tokom F alebo tokom vektora magnetickej indukcie. Keďže tok je úmerný indukcii, keď sa zväčší o n-krát, zväčší sa o rovnakú hodnotu aj magnetický tok prenikajúci do oblasti S daného obvodu. Ak je rovina obrysu kolmá na čiary magnetickej indukcie, potom pre danú indukciu B1 je tok Ф prenikajúci do oblasti S ohraničenej týmto obrysom maximálny. Keď sa slučka otáča okolo osi, tok prechádzajúci cez ňu klesá a stáva sa rovným nule, keď je rovina slučky rovnobežná s čiarami magnetickej indukcie. Takže magnetický tok prenikajúci do oblasti slučky sa mení so zmenou modulu vektora magnetickej indukcie B (b), oblasť slučky S ( c) a počas otáčania obrysu (d), t.j. Pri zmene jeho orientácie vzhľadom na čiary indukcie magnetického poľa.
snímka číslo 13
Popis snímky:
Fenomén elektromagnetickej indukcie Je známe, že okolo elektrického prúdu je vždy magnetické pole. Elektrický prúd a magnetické pole sú od seba neoddeliteľné. Indukčný prúd vo vodiči je rovnaký usporiadaný pohyb elektrónov ako prúd prijímaný z galvanického článku alebo batérie. Pri akejkoľvek zmene magnetického toku prenikajúceho do obvodu uzavretého vodiča vzniká v tomto vodiči elektrický prúd, ktorý existuje počas celého procesu zmeny magnetického toku. Michael Faraday (1791-1867)
snímka číslo 14
Popis snímky:
Otázky a úlohy Čo vytvára magnetické pole? Čo sú magnetické čiary? Čo možno povedať o module a smere sily pôsobiacej na magnetickú ihlu v rôznych bodoch nehomogénneho magnetického poľa? rovnomerné magnetické pole? Formulujte pravidlo gimletu. Čo možno určiť pomocou pravidla gimlet? Formulujte pravidlo pravej ruky pre solenoid. Obrázok 1 znázorňuje siločiary magnetického poľa okolo vodičov s prúdom. Vodiče sú znázornené ako kruhy. Symbolicky označujú smer prúdov vo vodičoch pomocou gimletovho pravidla. Smer prúdu vo vinutí podkovovitého magnetu je znázornený šípkami. Určte póly magnetu (obr. 2). Čo možno určiť pomocou pravidla ľavej ruky. Čo sa nazýva čiary magnetickej indukcie? V rovnomernom magnetickom poli bol kolmo na čiary magnetickej indukcie umiestnený priamy vodič, ktorým preteká prúd o sile 4A. Určte indukciu tohto poľa, ak pôsobí silou 0,2 N na každých 10 cm dĺžka vodiča. Čo určuje magnetický tok prenikajúci oblasťou plochého obvodu umiestneného v rovnomernom magnetickom poli
snímka číslo 15
Popis snímky:
Referencie Učebnica pre všeobecné vzdelávacie inštitúcie - Fyzika Grade 9, Peryshkin A.V. a Gutnik E.M. A ak sa vám zdalo, že to nestačí, môžete vyriešiť viac: „Zbierka úloh vo fyzike“ (V.I. Lukashik, E.V. Ivanova) „Fyzika. Kniha úloh.“ (N.I. Goldfarb) „Fyzika. Kniha úloh." (O.F. Kabardin, V.A. Orlov, A.R. Zilberman) ... alebo sa dozviete viac: „Fyzika“. Stručný sprievodca školou. "Fyzika". Veľká referenčná kniha pre školákov a študentov vysokých škôl. "Fyzika". Študentský slovník. „Fyzika. Príručka pre školákov a študentov. (pod redakciou prof. Rudolfa Goebela) „Fyzika“. Školská encyklopédia. "Skvelý školský sprievodca". „Príručka pre študentov“.
snímka číslo 16
Popis snímky:
Strana 1
Smer magnetických čiar poľa vytvoreného prvým drôtom je určený gimletovým pravidlom a zhoduje sa so smerom pohybu v smere hodinových ručičiek. Vektor magnetickej indukcie dotyčnica k magnetickým čiaram smeruje zvisle nadol v mieste druhého drôtu.
Smer magnetických čiar poľa vytvoreného prvým drôtom je určený gimletovým pravidlom a zhoduje sa so smerom pohybu v smere hodinových ručičiek. Vektor magnetickej indukcie dotyčnica k magnetickým čiaram smeruje zvisle nadol v mieste druhého drôtu.
Na určenie smeru magnetických čiar poľa elektromagnetu sa používa gimletovo pravidlo. V praxi sa na určenie pólov elektromagnetu používa magnetická ihla.
Na tomto obrázku rovina cievky zviera uhol so smerom magnetických siločiar. Ako je možné vidieť z tohto obrázku, cievka je natiahnutá silami F vo všetkých smeroch. o vysoké prúdy tieto sily môžu byť také veľké, že sa cievka zlomí.
Priamy drôt dlhý 12 m s prúdom 750 A, umiestnený v rovnomernom magnetickom poli pod uhlom a30 k smeru siločiar magnetického poľa, je vystavený sile F5H.
Na rovný drôt dlhý 12 m s prúdom / 50 A, umiestnený v rovnomernom magnetickom poli pod uhlom a30 k smeru siločiar magnetického poľa, pôsobí sila F-5 H.
Ide o indukciu takého homogénneho magnetického poľa, v ktorom je magnetický tok Ф (pozri § 2.3) plochou 1 m2, kolmý na smer magnetických siločiar, rovnaký.
Ak sa do magnetického poľa magnetu zavedie vodič, cez ktorý preteká elektrický prúd, potom sa v dôsledku interakcie magnetického poľa a vodiča s prúdom bude vodič pohybovať jedným alebo druhým smerom. Smer pohybu vodiča závisí od smeru prúdu v ňom a od smeru magnetických siločiar.
| Zjednodušený obraz poľa jednofázového vinutia statora.| Graf prúdu v pracovnej fáze vinutia statora (a a distribučné diagramy vo vzduchovej medzere asynchrónneho stroja vektorov magnetickej indukcie. pulzujúce pole (b a dve rotujúce polia (c), ekvivalentné pulznému poľu) . |
Keď je zapnutá pracovná fáza vinutia statora jednofázová sieť Vyvstáva striedavý prúd(obr. 18.2, a), ktorý v stroji vybudí pulzujúce magnetické pole. Z posúdenia približného obrázku poľa znázorneného na obr. 18.1 pre ľubovoľne zvolený smer prúdu možno usúdiť, že počas zvoleného polcyklu zmeny prúdu zostáva smer magnetických čiar nezmenený; len tok pólu sa harmonicky mení vo veľkosti. Počas nasledujúceho polcyklu sa smer magnetických siločiar zmení na opačný. Os poľa však zostáva stacionárna počas prvého a druhého polcyklu aktuálnej zmeny.
Pri prechode prúdu cez vinutie solenoidu alebo jednu otáčku drôtu sa vybudí magnetické pole, ktorého smer je tiež určený gimletovým pravidlom. Ak umiestnite os prívesku kolmo na rovinu kruhového vodiča alebo pozdĺž osi solenoidu a otočíte jeho rukoväť v smere prúdu, potom translačný pohyb tohto prívesku bude udávať smer magnetických siločiar. solenoidového krúžku. Smer magnetického poľa závisí od smeru prúdu a pri zmene smeru prúdu v priamom vodiči alebo v cievke sa zmení aj smer magnetických čiar poľa vybudeného týmto prúdom. Rovnomerné magnetické pole vo všetkých bodoch má rovnaký smer a rovnakú intenzitu. V opačnom prípade sa pole nazýva nehomogénne. Graficky je homogénne magnetické pole znázornené rovnobežnými čiarami s rovnakou hustotou, napríklad vo vzduchovej medzere medzi dvoma protiľahlými rovnobežnými pólmi magnetov.
Uvažujme o experimente, ktorý vykonal dánsky vedec H. Oersted v roku 1820. Pozrite sa na obrázok. V statíve je upevnený drôt, ktorého konce je možné pripojiť k zdroju priamy prúd. Vedľa drôtu je šípka z kompasu, nasadená na ihlu. Zatiaľ čo v drôte nie je žiadny prúd, šípka ukazuje na sever (obr. "a"). Teraz pripojte konce drôtu k zdroju prúdu. Uvidíme, že šípka sa okamžite odvráti od drôtu (pozri obr. "b"). Šípku je možné presunúť aj na iné miesto v blízkosti drôtu, ale výsledok je rovnaký: keď je prúd zapnutý, šípka sa bude otáčať kolmo na drôt.
Poďme si tieto pozorovania vysvetliť. Keďže sa šípka odchyľuje kdekoľvek v blízkosti drôtu, znamená to, že v priestore okolo drôtu je silové pole. Presnejšie povedané, v priestore okolo vodiča s prúdom je magnetické pole. Oboznámenie sme sa s ním začali v § 8-h, popisujúcom existenciu magnetického pôsobenia prúdu.
Metóda siločiary, nami uvažovaný v § 8-d, sa používa na opis elektrického aj magnetického poľa. V čom magnetické siločiary
sa nazývajú imaginárne čiary, pozdĺž ktorých by bola umiestnená magnetická strelka, umiestnená v rôznych bodoch tohto poľa. Zvážte príklad.
Obrázok „c“ zobrazuje rovnakú magnetickú ihlu umiestnenú v rôznych bodoch okolo drôtu bez prúdu v rovnakej vzdialenosti od neho (pozri experiment „a“, pohľad zhora, zelený kruh označuje drôt). Magnetická ihla ukazuje rovnakým smerom (na sever).
Na obrázku "d" - rovnaká šípka umiestnená v rovnakých bodoch okolo drôtu s prúdom v ňom (pozri experiment "b"). Prúd je zvyčajne znázornený ako červený kríž v zelenom kruhu. Každá poloha šípky je kolmá na drôt a tieto polohy spolu tvoria kruh.
Pokračujme v štúdiu magnetické pole priameho vodiča s prúdom metóda silovej čiary. Cez drôt necháme prejsť prúd 5-10 A, vložíme ho do otvoru v kartóne a na vrch opatrne nasypeme jemné železné piliny. Uvidíme, že sú umiestnené vo forme kruhov obopínajúcich vodič (obr. "e").
Takéto čiary sa vytvárajú, pretože piliny sú magnetizované a správajú sa ako malé magnetické šípky: umiestnené pozdĺž siločiar magnetického poľa sa rozvinú a tvoria mnoho prstencových reťazcov. takze siločiary magnetického poľa jednosmerného vodiča s prúdom sú sústredné kružnice obopínajúce vodič.
Smer siločiary magnetického poľa
Je zvykom zvážiť smer, kam ukazuje severný koniec magnetickej ihly. Napríklad na obr. "d" umiestnenie severných koncov ukazuje, že siločiary sú nasmerované v smere hodinových ručičiek.
Ak zmeníte polaritu pripojenia koncov vodiča na "+" a "-", šípky sa otočia o 180° a siločiary budú smerovať proti smeru hodinových ručičiek (pozri obr. "e"). V tomto prípade k nám prúd prichádza spoza strany, čo je zvyčajne označené bodkou vo vnútri zeleného kruhu symbolizujúceho drôt. Preto sa konce šípok otočili o 180° v porovnaní s predchádzajúcim experimentom so šípkami (pozri obr. „d“).
Na určenie smeru magnetických siločiar jednosmerného vodiča s prúdom existujú špeciálne pravidlá. Pravidlo pravej ruky:
ak je rovný vodič zovretý dlaňou tak, že ohnutý palec ukazuje smer prúdu vo vodiči, potom zostávajúce prsty označujú smer magnetických siločiar.
Rovnaké pravidlo je známe aj ako „pravidlo pravej ruky“: ak je v smere prúdu zaskrutkovaná loptička s pravým závitom, potom smer otáčania rukoväte bude udávať smer magnetu. siločiary.
Určte stranu pôsobiacu na protón.
2. Elektrón vletí do magnetického poľa kolmého na čiary magnetickej indukcie rýchlosťou 10 až 7. mocnina m/s. Vypočítajte polomer zakrivenia trajektórie, po ktorej sa bude elektrón pohybovať, ak je indukcia magnetického poľa 5,6 mT.
3. Priamy vodič s hmotnosťou 0,2 kg a dĺžkou 50 cm sa umiestni do rovnomerného magnetického poľa kolmého na čiary magnetickej indukcie. Aká by mala byť indukcia magnetického poľa, aby vodič visel bez pádu, ak je sila prúdu vo vodiči 2A?
Elektrón vletí do magnetického poľa s indukciou 0,05 T kolmo na čiary magnetickej indukcie. Nájdite hodnotu a smer sily, ktorá naň pôsobímagnetické pole, ak je jeho rýchlosť 2*10^6 m/s. Ako rýchlo sa elektrón pohybuje? Aký je smer vektora zrýchlenia?
Nakreslite čiary magnetického poľa tyčového magnetu; prúdové cievky. Uveďte ich smer Úloha 2.Vodič s prúdom sa nachádza v rovnomernom magnetickom poli s indukciou 0,1 T. Dĺžka vodiča je 1,5 m. Je umiestnený kolmo na čiary magnetickej indukcie. Určte prúd vo vodiči, ak naň pôsobí sila 1,5 N.
Úloha 3.
Vzdialenosť od Zeme k Slnku je 15,1010 m. Ako dlho trvá svetlo, kým ju prekoná?. Predpokladá sa rýchlosť svetla 3,108 m/s.
Vyberte správnu odpoveď Do ktorého pólu permanentného magnetu vstupujú siločiary magnetického poľa a) zo severu; b) z juhu c) neodchádzaťpólov.Podľa pravidla ľavej ruky určujú ... a) smer sily prúdu vo vodiči: c) smer sily pôsobiacej na vodič, b) smer čiar magnet. poľa vo vnútri solenoidu, d) smer čiar magnetického poľa prúdu Podľa pravidla pravej ruky určte .. .a) smer sily prúdu vo vodiči: c) smer prúd. sila pôsobiaca na vodič b) smer čiar magnetického poľa vo vnútri solenoidu d) smer čiar magnetického poľa prúdu Podľa gimletovho pravidla určte ... a) smer sily prúdu vo vodiči: ) smer sily pôsobiacej na vodič, b) smer čiar magnetického poľa vo vnútri solenoidu, d) smer čiar magnetického poľa prúdu. Ampérová sila závisí ... a) od hmotnosti vodiča, b) od odporu vodiča, c) od indukcie magnetického poľa, d) od napätia vo vodiči Jednotka merania magnetického toku ... a) C; b) J; c) mA, d) W; e) Wb; f) Тl. Vzorec magnetického toku ....a) Ф \u003d ВIl; c) Ф = В s, b) В = Ф / Is; G). V \u003d F / s. Tomuto vedcovi sa podarilo „premeniť magnetizmus na elektrinu“: a) Mike Faraday; c) James Maxwell; b) Max Planck; d) Heinrich Hertz.
