Kada se javlja magnet? Magnetno polje i njegova svojstva

Pretplatite se
Pridružite se zajednici “koon.ru”!
U kontaktu sa:

Da bismo razumjeli šta je karakteristika magnetnog polja, mnoge pojave moraju biti definirane. Istovremeno, morate unaprijed zapamtiti kako i zašto se pojavljuje. Saznajte šta je polje sila. Važno je da se takvo polje može pojaviti ne samo u magnetima. S tim u vezi, ne bi škodilo spomenuti karakteristike magnetskog polja Zemlje.

Pojava polja

Prvo treba da opišemo nastanak polja. Tada možete opisati magnetsko polje i njegove karakteristike. Pojavljuje se tokom kretanja nabijenih čestica. Može uticati posebno na provodnike pod naponom. Interakcija između magnetnog polja i pokretnih naboja, odnosno vodiča kroz koje teče struja, nastaje zbog sila koje se nazivaju elektromagnetne.

Intenzitet ili karakteristika jačine magnetnog polja u određenoj prostornoj tački određuje se pomoću magnetne indukcije. Potonji je označen simbolom B.

Grafički prikaz polja

Magnetno polje i njegove karakteristike mogu se prikazati u grafičkom obliku pomoću indukcijskih linija. Ova definicija se odnosi na linije čije će se tangente u bilo kojoj tački poklapati sa smjerom vektora magnetske indukcije.

Ove linije su uključene u karakteristike magnetnog polja i koriste se za određivanje njegovog smjera i intenziteta. Što je veći intenzitet magnetnog polja, to će se više ovih linija povući.

Šta su magnetne linije

Magnetne linije u ravnim provodnicima sa strujom imaju oblik koncentričnog kruga čiji se centar nalazi na osi datog provodnika. Smjer magnetskih linija u blizini vodiča sa strujom određen je pravilom gimleta, koje zvuči ovako: ako je gimlet postavljen tako da je uvrnut u provodnik u smjeru struje, tada se smjer rotacije ručke odgovara smjeru magnetskih linija.

U zavojnici sa strujom, smjer magnetskog polja također će biti određen pravilom gimleta. Također je potrebno rotirati ručku u smjeru struje u zavojima solenoida. Smjer linija magnetske indukcije odgovarat će smjeru kretanje naprijed gimlet.

To je glavna karakteristika magnetnog polja.

Stvoreno jednom strujom, pod jednakim uslovima, polje će se razlikovati po svom intenzitetu u različitim okruženjima zbog različitog magnetna svojstva u ovim supstancama. Magnetna svojstva medija karakterizira apsolutna magnetna permeabilnost. Mjeri se u henri po metru (g/m).

Karakteristike magnetnog polja uključuju apsolutnu magnetnu permeabilnost vakuuma, nazvanu magnetna konstanta. Vrijednost koja određuje koliko će se puta apsolutna magnetna permeabilnost medija razlikovati od konstantne naziva se relativna magnetna permeabilnost.

Magnetna permeabilnost supstanci

Ovo je bezdimenzionalna veličina. Supstance čija je vrijednost permeabilnosti manja od jedan nazivaju se dijamagnetne. U ovim supstancama polje će biti slabije nego u vakuumu. Ova svojstva su prisutna u vodoniku, vodi, kvarcu, srebru itd.

Mediji čija je magnetna permeabilnost veća od jedinice nazivaju se paramagnetni. U ovim supstancama polje će biti jače nego u vakuumu. Ove sredine i supstance uključuju vazduh, aluminijum, kiseonik i platinu.

U slučaju paramagnetnih i dijamagnetnih supstanci, vrijednost magnetske permeabilnosti neće ovisiti o naponu vanjskog magnetizirajućeg polja. To znači da je količina konstantna za određenu supstancu.

Posebnu grupu čine feromagneti. Za ove supstance, magnetna permeabilnost će dostići nekoliko hiljada ili više. Ove supstance, koje imaju svojstvo magnetizacije i pojačavanja magnetnog polja, široko se koriste u elektrotehnici.

Jačina polja

Za određivanje karakteristika magnetnog polja, vrijednost koja se zove jačina magnetnog polja može se koristiti zajedno s vektorom magnetske indukcije. Ovaj pojam određuje intenzitet vanjskog magnetskog polja. Smjer magnetskog polja u mediju sa identičnim svojstvima u svim smjerovima, vektor intenziteta će se poklopiti sa vektorom magnetske indukcije u tački polja.

Jaka magnetska svojstva feromagneta objašnjavaju se prisustvom u njima proizvoljno magnetiziranih malih dijelova, koji se mogu predstaviti u obliku malih magneta.

Bez magnetnog polja, feromagnetna tvar možda neće imati izražena magnetna svojstva, jer polja domena poprimaju različite orijentacije, a njihovo ukupno magnetsko polje je nula.

Prema glavnoj karakteristici magnetskog polja, ako se feromagnet stavi u vanjsko magnetsko polje, na primjer, u zavojnicu sa strujom, tada će se pod utjecajem vanjskog polja domene okrenuti u smjeru vanjskog polja. Štoviše, magnetsko polje na zavojnici će se povećati, a magnetska indukcija će se povećati. Ako je vanjsko polje dovoljno slabo, tada će se samo dio svih domena preokrenuti, magnetna poljačiji je smjer blizak smjeru vanjskog polja. Kako se jačina vanjskog polja povećava, broj rotiranih domena će se povećavati, a s određenu vrijednost napona vanjskog polja, gotovo svi dijelovi će se rotirati tako da će se magnetna polja nalaziti u smjeru vanjskog polja. Ovo stanje se naziva magnetsko zasićenje.

Odnos magnetske indukcije i napetosti

Odnos između magnetne indukcije feromagnetne tvari i jakosti vanjskog polja može se prikazati korištenjem grafikona koji se naziva krivulja magnetizacije. U tački gdje se graf krivulje savija, brzina povećanja magnetne indukcije opada. Nakon savijanja, gdje napetost dostigne određenu vrijednost, dolazi do zasićenja, a kriva se lagano podiže, postepeno poprimajući oblik prave linije. U ovom području indukcija još uvijek raste, ali prilično sporo i samo zbog povećanja jakosti vanjskog polja.

Grafička zavisnost indikatorskih podataka nije direktna, što znači da njihov odnos nije konstantan, a magnetna permeabilnost materijala nije konstantan indikator, već zavisi od spoljašnjeg polja.

Promjene u magnetskim svojstvima materijala

Kada se jačina struje poveća do potpunog zasićenja u zavojnici s feromagnetnim jezgrom, a zatim smanji, krivulja magnetizacije neće se podudarati s krivom demagnetizacije. Sa nultim intenzitetom, magnetna indukcija neće imati istu vrijednost, ali će dobiti određeni indikator koji se zove rezidualna magnetna indukcija. Situacija u kojoj magnetna indukcija zaostaje za silom magnetiziranja naziva se histereza.

Da biste potpuno demagnetizirali feromagnetnu jezgru u zavojnici, potrebno je dati obrnutu struju, koja će stvoriti potreban napon. Različite feromagnetne tvari zahtijevaju komad različite dužine. Što je veći, to je veća količina energije potrebna za demagnetizaciju. Vrijednost pri kojoj dolazi do potpune demagnetizacije materijala naziva se sila prisile.

Daljnjim povećanjem struje u zavojnici, indukcija će se opet povećati do zasićenja, ali s drugim smjerom magnetskih linija. Prilikom demagnetizacije u suprotnom smjeru, dobit će se zaostala indukcija. Fenomen rezidualnog magnetizma se koristi kada se stvaraju trajni magneti od supstanci sa visokim indeksom rezidualnog magnetizma. Jezgra se stvaraju od supstanci koje imaju sposobnost remagnetizacije električne mašine i instrumente.

Pravilo lijeve ruke

Sila koja djeluje na provodnik sa strujom ima smjer određen pravilom lijeve ruke: kada je dlan djevičanske ruke postavljen na takav način da magnetne linije ulaze u njega, a četiri prsta su ispružena u smjeru struje u provodniku, savijeni palac će pokazati smjer sile. Ova sila je okomita na vektor indukcije i struju.

Provodnik sa strujom koji se kreće u magnetskom polju smatra se prototipom električnog motora koji se mijenja električna energija na mehaničku.

Pravilo desne ruke

Kada se provodnik kreće u magnetskom polju, unutar njega se indukuje elektromotorna sila, koja ima vrijednost proporcionalnu magnetskoj indukciji, dužini uključenog vodiča i brzini njegovog kretanja. Ova zavisnost se naziva elektromagnetna indukcija. Prilikom određivanja smjera inducirane emf u vodiču, koristite pravilo desna ruka: kada je desna ruka postavljena na isti način kao u primjeru s lijevom, magnetske linije ulaze u dlan, a palac pokazuje smjer kretanja provodnika, ispruženi prsti će pokazati smjer induciranog EMF-a. Provodnik koji se kreće u magnetskom toku pod utjecajem vanjske mehaničke sile je najjednostavniji primjer električni generator, u kojem se mehanička energija pretvara u električnu energiju.

Može se formulisati drugačije: u zatvorenoj petlji indukuje se EMF; sa bilo kojom promjenom magnetskog fluksa koji je pokriven ovom petljom, EMF u petlji je numerički jednak brzini promjene magnetskog fluksa koji pokriva ovu petlju.

Ovaj oblik daje prosječan indikator EMF-a i ukazuje na ovisnost EMF-a ne o magnetskom toku, već o brzini njegove promjene.

Lenzov zakon

Također morate zapamtiti Lenzov zakon: struja inducirana kada se magnetsko polje koje prolazi kroz kolo promijeni, njegovo magnetsko polje sprječava ovu promjenu. Ako zavoje zavojnice prodiru magnetnim tokovima različitih veličina, tada je EMF inducirana kroz cijeli svitak jednaka zbroju EDE u različitim zavojima. Zbir magnetnih tokova različitih zavoja zavojnice naziva se fluks veza. Jedinica mjerenja za ovu veličinu, kao i za magnetni fluks, je Weber.

Kada se električna struja u kolu promijeni, mijenja se i magnetni tok koji stvara. Istovremeno, po zakonu elektromagnetna indukcija, EMF se indukuje unutar provodnika. Pojavljuje se u vezi s promjenom struje u vodiču, stoga se ova pojava naziva samoindukcija, a EMF inducirana u vodiču naziva se EMF samoindukcije.

Veza fluksa i magnetni fluks ne zavise samo od jačine struje, već i od veličine i oblika datog vodiča, kao i od magnetne permeabilnosti okolne supstance.

Induktivnost provodnika

Faktor proporcionalnosti naziva se induktivitet provodnika. Odnosi se na sposobnost provodnika da stvori vezu fluksa kada struja prolazi kroz njega. Ovo je jedan od glavnih parametara električnih kola. Za određena kola, induktivnost je konstantna vrijednost. To će ovisiti o veličini kruga, njegovoj konfiguraciji i magnetskoj permeabilnosti medija. U ovom slučaju, jačina struje u krugu i magnetni tok neće biti važni.

Gore navedene definicije i fenomeni daju objašnjenje šta je magnetsko polje. Date su i glavne karakteristike magnetnog polja uz pomoć kojih se može definisati ova pojava.

Magnetno polje je poseban oblik materije koji stvaraju magneti, provodnici sa strujom (pokreću naelektrisane čestice) i koji se može detektovati interakcijom magneta, provodnika sa strujom (pokreću naelektrisane čestice).

Oerstedovo iskustvo

Prvi eksperimenti (izvedeni 1820.) pokazali su da između električnih i magnetne pojave Postoji duboka veza, postojali su eksperimenti danskog fizičara H. Oersteda.

Magnetna igla koja se nalazi u blizini vodiča rotira se pod određenim kutom kada se uključi struja u vodiču. Kada se krug otvori, strelica se vraća u prvobitni položaj.

Iz iskustva G. Oersteda proizlazi da oko ovog provodnika postoji magnetsko polje.

Amperovo iskustvo
Dva paralelna provodnika nose struja, međusobno djeluju: privlače se ako su struje u istom smjeru, a odbijaju se ako su struje u suprotnom smjeru. To se događa zbog interakcije magnetnih polja koja nastaju oko vodiča.

Svojstva magnetnog polja

1. Materijalno, tj. postoji nezavisno od nas i našeg znanja o tome.

2. Kreirani od magneta, provodnika sa strujom (pokreću nabijene čestice)

3. Detektovano interakcijom magneta, provodnika sa strujom (pokretne nabijene čestice)

4. Djeluje na magnete, provodnike koji nose struju (pokreću nabijene čestice) s određenom silom

5. U prirodi nema magnetnih naboja. Nemoguće je odvojiti sjeverne i južni polovi i dobiti tijelo sa jednim motkom.

6. Razlog zašto tijela imaju magnetna svojstva otkrio je francuski naučnik Ampere. Amper je iznio zaključak da su magnetska svojstva bilo kojeg tijela određena zatvorenim električnim strujama unutar njega.

Ove struje predstavljaju kretanje elektrona oko orbita u atomu.

Ako se ravni u kojima kruže ove struje nalaze nasumično jedna u odnosu na drugu zbog termičko kretanje molekula koji čine tijelo, tada se njihove interakcije međusobno kompenzuju i tijelo ne pokazuje nikakva magnetna svojstva.

I obrnuto: ako su ravni u kojima se rotiraju elektroni paralelne jedna s drugom i smjerovi normala na ove ravnine se poklapaju, tada takve tvari pojačavaju vanjsko magnetsko polje.


7. Magnetne sile djeluju u magnetskom polju u određenim smjerovima, koji se nazivaju magnetne linije sila. Uz njihovu pomoć možete jednostavno i jasno prikazati magnetsko polje u određenom slučaju.

Kako bismo što preciznije prikazali magnetno polje, dogovorili smo se da prikažemo na onim mjestima gdje je polje jače dalekovodi locirani gušće, tj. bliže jedno drugom. I obrnuto, na mjestima gdje je polje slabije prikazano je manje linija polja, tj. rjeđe locirani.

8. Magnetno polje karakterizira vektor magnetske indukcije.

Vektor magnetske indukcije je vektorska veličina koja karakteriše magnetno polje.

Smjer vektora magnetske indukcije poklapa se sa smjerom sjevernog pola slobodne magnetne igle u datoj tački.

Smjer vektora indukcije polja i jačina struje I povezani su "pravilom desnog vijka (gimlet)":

ako zašrafite gimlet u smjeru struje u vodiču, tada će se smjer brzine kretanja kraja njegove ručke u datoj točki poklopiti sa smjerom vektora magnetske indukcije u toj tački.

Magnetno polje- ovo je materijalni medij kroz koji dolazi do interakcije između provodnika sa strujnim ili pokretnim nabojima.

Svojstva magnetnog polja:

Karakteristike magnetnog polja:

Za proučavanje magnetskog polja koristi se ispitni krug sa strujom. Male je veličine, a struja u njemu je mnogo manja od struje u vodiču koji stvara magnetsko polje. Na suprotnim stranama strujnog kola djeluju sile iz magnetskog polja koje su jednake po veličini, ali usmjerene u suprotnim smjerovima, jer smjer sile ovisi o smjeru struje. Tačke primjene ovih sila ne leže na istoj pravoj liniji. Takve sile se nazivaju par sila. Kao rezultat djelovanja para sila, strujni krug se ne može kretati translatorno, on se rotira oko svoje ose. Karakterizirano je djelovanje rotacije obrtni moment.

, Gdje liskoristiti par sila(udaljenost između tačaka primjene sila).

Kako se struja u ispitnom krugu ili područje kruga povećava, okretni moment para sila će se proporcionalno povećati. Omjer maksimalnog momenta sile koja djeluje na strujni krug prema veličini struje u krugu i površini kola je konstantna vrijednost za datu tačku u polju. To se zove magnetna indukcija.

, Gdje
-magnetni moment kola sa strujom.

Jedinica magnetna indukcija - Tesla [T].

Magnetski moment kola– vektorska veličina čiji smjer ovisi o smjeru struje u kolu i određen je pravilo desnog zavrtnja: stisnite desnu ruku u šaku, usmjerite četiri prsta u smjeru struje u kolu, pa će palac pokazati smjer vektora magnetskog momenta. Vektor magnetnog momenta je uvijek okomit na ravan konture.

Iza smjer vektora magnetske indukcije uzeti smjer vektora magnetskog momenta kola, orijentiranog u magnetskom polju.

Magnetna indukciona linija– prava čija se tangenta u svakoj tački poklapa sa smjerom vektora magnetske indukcije. Linije magnetne indukcije su uvijek zatvorene i nikada se ne seku. Linije magnetne indukcije pravog provodnika sa strujom imaju oblik krugova koji se nalaze u ravni okomitoj na provodnik. Smjer magnetske indukcije određen je pravilom desnog zavrtnja. Magnetne indukcione linije kružne struje(okreti sa strujom) takođe imaju oblik krugova. Svaki element zavojnice je dužine
može se zamisliti kao pravi provodnik koji stvara svoje magnetsko polje. Za magnetna polja primjenjuje se princip superpozicije (nezavisno sabiranje). Ukupni vektor magnetske indukcije kružne struje određuje se kao rezultat zbrajanja ovih polja u centru zavoja prema pravilu desnog zavrtnja.

Ako su veličina i smjer vektora magnetske indukcije isti u svakoj tački prostora, tada se magnetsko polje naziva homogena. Ako se veličina i smjer vektora magnetske indukcije u svakoj tački ne mijenjaju tokom vremena, tada se takvo polje naziva trajno.

Magnituda magnetna indukcija u bilo kojoj tački polja je direktno proporcionalna jačini struje u provodniku koji stvara polje, obrnuto proporcionalna udaljenosti od provodnika do date tačke u polju, zavisi od svojstava medija i oblika provodnika koji stvara polje.

, Gdje
ON 2 ; Gn/m – magnetna konstanta vakuuma,

-relativna magnetna permeabilnost medija,

-apsolutna magnetna permeabilnost medija.

Ovisno o vrijednosti magnetske permeabilnosti, sve tvari se dijele u tri klase:


Kako apsolutna permeabilnost medija raste, raste i magnetna indukcija u datoj tački polja. Odnos magnetne indukcije i apsolutne magnetske permeabilnosti medija je konstantna vrijednost za datu poli tačku, e se naziva tenzija.

.

Vektori napetosti i magnetne indukcije se poklapaju u smjeru. Jačina magnetnog polja ne zavisi od svojstava medija.

Amperska snaga– sila kojom magnetsko polje djeluje na provodnik sa strujom.

Gdje l– dužina provodnika, - ugao između vektora magnetske indukcije i smjera struje.

Smjer Amperove sile je određen pravilo leve ruke: lijeva ruka je postavljena tako da komponenta vektora magnetske indukcije, okomito na provodnik, ulazi u dlan, četiri ispružena prsta su usmjerena duž struje, zatim će palac savijen za 90 0 ukazati na smjer Amperove sile.

Rezultat Amperove sile je kretanje provodnika u datom smjeru.

E ako = 90 0 , tada je F=max, ako = 0 0 , tada je F = 0.

Lorencova sila– sila magnetskog polja na naboj koji se kreće.

, gdje je q naboj, v je brzina njegovog kretanja, - ugao između vektora napetosti i brzine.

Lorentzova sila je uvijek okomita na vektore magnetske indukcije i brzine. Smjer je određen pravilo leve ruke(prsti prate kretanje pozitivnog naboja). Ako je smjer brzine čestice okomit na linije magnetske indukcije jednolikog magnetskog polja, tada se čestica kreće kružno bez promjene svoje kinetičke energije.

Budući da smjer Lorentzove sile ovisi o predznaku naboja, koristi se za razdvajanje naboja.

Magnetski fluks– vrijednost jednaka broju linija magnetske indukcije koje prolaze kroz bilo koje područje koje se nalazi okomito na linije magnetske indukcije.

, Gdje - ugao između magnetne indukcije i normale (okomite) na područje S.

Jedinica– Weber [Wb].

Metode mjerenja magnetnog fluksa:

    Promjena orijentacije mjesta u magnetskom polju (promjena ugla)

    Promjena površine kola smještenog u magnetskom polju

    Promjena jačine struje stvara magnetsko polje

    Promjena udaljenosti kruga od izvora magnetskog polja

    Promjene u magnetskim svojstvima medija.

F Araday je snimio električnu struju u kolu koje nije sadržavalo izvor, ali se nalazilo pored drugog kola koje sadrži izvor. Štaviše, struja u prvom kolu je nastala u sledećim slučajevima: sa bilo kojom promenom struje u kolu A, sa relativnim kretanjem kola, sa uvođenjem gvozdene šipke u kolo A, sa kretanjem stalnog magneta u odnosu na kolo B. Usmjereno kretanje slobodnih naboja (struja) događa se samo u električnom polju. To znači da se stvara promjenjivo magnetno polje električno polje, koji pokreće slobodna naelektrisanja provodnika. Ovo električno polje se zove inducirano ili vortex.

Razlike između vrtložnog električnog polja i elektrostatičkog:

    Izvor vrtložnog polja je promenljivo magnetno polje.

    Linije intenziteta vrtložnog polja su zatvorene.

    Rad koji ovo polje izvrši da pomjeri naboj duž zatvorenog kola nije nula.

    Energetska karakteristika vrtlog polja nije potencijal, već indukovana emf – vrijednost jednaka radu vanjskih sila (sila neelektrostatičkog porijekla) koje pokreću jedinicu naboja duž zatvorena petlja.

.Mjereno u voltima[IN].

Vrtložno električno polje nastaje sa bilo kojom promjenom magnetskog polja, bez obzira na to postoji li provodljivo zatvoreno kolo ili ne. Kolo omogućava samo detektovanje vrtložnog električnog polja.

Elektromagnetna indukcija- ovo je pojava inducirane emf u zatvorenom krugu sa bilo kojom promjenom magnetskog toka kroz njegovu površinu.

Indukovana emf u zatvorenom kolu stvara indukovanu struju.

.

Smjer indukcijske struje odredio Lenzovo pravilo: indukovana struja je u takvom smjeru da se magnetsko polje koje stvara suprotstavlja svakoj promjeni magnetskog fluksa koji je stvorio ovu struju.

Faradejev zakon za elektromagnetnu indukciju: Inducirana emf u zatvorenoj petlji je direktno proporcionalna brzini promjene magnetskog fluksa kroz površinu ograničenu petljom.

T oki fuko– vrtložne indukcijske struje koje nastaju u velikim provodnicima smještenim u promjenljivom magnetskom polju. Otpor takvog vodiča je nizak, jer ima veliki poprečni presjek S, pa Foucaultove struje mogu biti velike vrijednosti, zbog čega se vodič zagrijava.

Samoindukcija- ovo je pojava inducirane emf u provodniku kada se u njemu promijeni jačina struje.

Provodnik kroz koji teče struja stvara magnetno polje. Magnetna indukcija zavisi od jačine struje, stoga unutrašnji magnetni fluks takođe zavisi od jačine struje.

, gdje je L koeficijent proporcionalnosti, induktivnost.

Jedinica induktivnost – Henry [H].

Induktivnost provodnik zavisi od njegove veličine, oblika i magnetne permeabilnosti medija.

Induktivnost raste sa povećanjem dužine vodiča, induktivnost zavoja je veća od induktivnosti ravnog vodiča iste dužine, induktivnost zavojnice (provodnika sa velikim brojem zavoja) veća je od induktivnosti jednog zavoja , induktivnost zavojnice se povećava ako se u nju umetne željezna šipka.

Faradejev zakon za samoindukciju:
.

Samoindukovana emf je direktno proporcionalna brzini promjene struje.

Samoindukovana emf stvara struju samoindukcije, koja uvijek sprječava bilo kakvu promjenu struje u kolu, odnosno ako se struja povećava, struja samoindukcije je usmjerena u suprotnom smjeru; kada se struja u kolu smanji, samoindukcijska struja se indukcijska struja je usmjerena u istom smjeru. Što je veća induktivnost zavojnice, veća je samoinduktivna emf koja se javlja u njemu.

Energija magnetnog polja jednaka je radu koji struja obavlja da bi savladala samoindukovanu emf za vrijeme dok struja raste od nule do maksimalne vrijednosti.

.

Elektromagnetne vibracije– to su periodične promene naelektrisanja, jačine struje i svih karakteristika električnih i magnetnih polja.

Električni oscilatorni sistem(oscilirajući krug) sastoji se od kondenzatora i induktora.

Uslovi za nastanak oscilacija:

    Sistem se mora izvesti iz ravnoteže; da biste to učinili, napunite kondenzator. Energija električnog polja napunjenog kondenzatora:

.

    Sistem se mora vratiti u stanje ravnoteže. Pod uticajem električnog polja, naelektrisanje se prenosi sa jedne ploče kondenzatora na drugu, odnosno u kolu se pojavljuje električna struja koja teče kroz zavojnicu. Kako struja raste u induktoru, nastaje emf samoindukcije; struja samoindukcije je usmjerena u suprotnom smjeru. Kada se struja u zavojnici smanji, struja samoindukcije je usmjerena u istom smjeru. Dakle, struja samoindukcije teži da vrati sistem u stanje ravnoteže.

    Električni otpor kola bi trebao biti nizak.

Idealno oscilatorno kolo nema otpor. Vibracije u njemu se nazivaju besplatno.

Za bilo koje električno kolo, zadovoljen je Ohmov zakon, prema kojem je emf koji djeluje u krugu jednak zbiru napona u svim dijelovima kola. U oscilatornom krugu nema izvora struje, ali se u induktoru pojavljuje samoinduktivna emf koja je jednaka naponu na kondenzatoru.

Zaključak: naelektrisanje kondenzatora se menja po harmonijskom zakonu.

Napon kondenzatora:
.

Jačina struje u kolu:
.

Magnituda
- amplituda struje.

Razlika od naplate pa nadalje
.

Period slobodne vibracije u kolu:

Energija električno polje kondenzator:

Energija magnetnog polja zavojnice:

Energije električnog i magnetskog polja variraju prema harmonijskom zakonu, ali su faze njihovih oscilacija različite: kada je energija električnog polja maksimalna, energija magnetnog polja je nula.

Ukupna energija oscilatornog sistema:
.

IN idealna kontura ukupna energija se ne menja.

Tokom procesa oscilovanja, energija električnog polja se u potpunosti pretvara u energiju magnetskog polja i obrnuto. To znači da je energija u svakom trenutku jednaka ili maksimalnoj energiji električnog polja ili maksimalnoj energiji magnetskog polja.

Pravo oscilatorno kolo sadrži otpor. Vibracije u njemu se nazivaju fading.

Ohmov zakon će imati oblik:

Pod uslovom da je prigušenje malo (kvadrat prirodne frekvencije oscilacija je mnogo veći od kvadrata koeficijenta prigušenja), logaritamski dekrement prigušenja je:

Sa jakim prigušenjem (kvadrat prirodne frekvencije oscilacije je manji od kvadrata koeficijenta oscilacije):




Ova jednadžba opisuje proces pražnjenja kondenzatora u otpornik. U nedostatku induktivnosti neće doći do oscilacija. Prema ovom zakonu mijenja se i napon na pločama kondenzatora.

Ukupna energija u stvarnom kolu opada, jer se toplota oslobađa u otpor R tokom prolaska struje.

Proces tranzicije– proces koji se dešava u električnim kolima tokom prelaska iz jednog režima rada u drugi. Procijenjeno po vremenu ( ), tokom kojeg će se parametar koji karakterizira proces tranzicije promijeniti za e puta.


Za krug sa kondenzatorom i otpornikom:
.

Maxwellova teorija elektromagnetnog polja:

1 pozicija:

Svako naizmjenično električno polje stvara vrtložno magnetsko polje. Promjenjivo električno polje Maxwell je nazvao pomjernom strujom, jer ono, kao i obična struja, uzrokuje magnetsko polje.

Da biste otkrili struju pomaka, razmotrite prolazak struje kroz sistem u koji je spojen kondenzator s dielektrikom.

Gustoća struje prednapona:
. Gustina struje je usmjerena u smjeru promjene napona.

Maxwellova prva jednadžba:
- vrtložno magnetno polje se generira i strujama provodljivosti (pokretni električni naboji) i strujama pomaka (naizmjeničnim električnim poljem E).

2 pozicija:

Svako naizmjenično magnetsko polje stvara vrtložno električno polje - osnovni zakon elektromagnetne indukcije.

Maxwellova druga jednačina:
- povezuje brzinu promjene magnetskog fluksa kroz bilo koju površinu i cirkulaciju vektora jakosti električnog polja koja nastaje u isto vrijeme.

Svaki provodnik kroz koji teče struja stvara magnetno polje u svemiru. Ako je struja konstantna (ne mijenja se tokom vremena), tada je i magnetsko polje povezano s njom konstantno. Promjenjiva struja stvara promjenjivo magnetsko polje. Unutar provodnika koji nosi struju postoji električno polje. Stoga, promjenjivo električno polje stvara promjenjivo magnetno polje.

Magnetno polje je vrtložno, jer su linije magnetne indukcije uvijek zatvorene. Veličina jačine magnetnog polja H proporcionalna je brzini promjene jakosti električnog polja . Smjer vektora jačine magnetnog polja povezan sa promenama jačine električnog polja Pravilo desnog zavrtnja: stisnite desnu ruku u šaku, usmjerite palac u smjeru promjene jakosti električnog polja, tada će savijena 4 prsta pokazati smjer linija jačine magnetnog polja.

Svako promjenjivo magnetsko polje stvara vrtložno električno polje, čije su zatezne linije zatvorene i smještene u ravni okomitoj na jačinu magnetskog polja.

Veličina intenziteta E vrtlog električnog polja ovisi o brzini promjene magnetnog polja . Smjer vektora E povezan je sa smjerom promjene magnetskog polja H po pravilu lijevog zavrtnja: stisnite lijevu ruku u šaku, usmjerite palac u smjeru promjene magnetskog polja, savijena četiri prsta će pokazati smjer linija intenziteta vrtložnog električnog polja.

Skup međusobno povezanih vrtložnih električnih i magnetnih polja predstavlja elektromagnetno polje. Elektromagnetno polje ne ostaje na početnoj tački, već se širi u prostoru u obliku poprečnog elektromagnetnog talasa.

Elektromagnetski talas– to je širenje u prostoru vrtložnih električnih i magnetskih polja povezanih jedno s drugim.

Uslov za nastanak elektromagnetnog talasa– kretanje punjenja sa ubrzanjem.

Jednačina elektromagnetnog talasa:

- ciklička frekvencija elektromagnetnih oscilacija

t – vrijeme od početka oscilacija

l – udaljenost od izvora talasa do date tačke u prostoru

- brzina širenja talasa

Vrijeme koje je potrebno talasu da putuje od svog izvora do određene tačke.

Vektori E i H u elektromagnetnom talasu su okomiti jedan na drugi i na brzinu prostiranja talasa.

Izvor elektromagnetnih talasa– provodnici kroz koje teku brzo naizmjenične struje (makroemiteri), kao i pobuđeni atomi i molekuli (mikroemiteri). Što je viša frekvencija oscilacija, to bolje zrače u prostoru elektromagnetnih talasa.

Svojstva elektromagnetnih talasa:

    Svi elektromagnetski talasi su poprečno

    U homogenom mediju, elektromagnetski talasi šire se konstantnom brzinom, što zavisi od svojstava okoline:

- relativna dielektrična konstanta medija

- dielektrična konstanta vakuuma,
F/m, Cl 2 /nm 2

- relativna magnetna permeabilnost medija

- magnetna konstanta vakuuma,
ON 2 ; Gn/m

    Elektromagnetski talasi reflektirano od prepreka, apsorbirano, raspršeno, prelomljeno, polarizirano, difrakirano, interferirano.

    Volumetrijska gustoća energije Elektromagnetno polje se sastoji od volumetrijskih gustoća energije električnog i magnetskog polja:

    Gustina fluksa energije talasa - intenzitet talasa:

-Umov-Poynting vektor.

Svi elektromagnetski talasi su raspoređeni u nizu frekvencija ili talasnih dužina (
). Ovaj red je skala elektromagnetnih talasa.

    Niskofrekventne vibracije. 0 – 10 4 Hz. Dobija se od generatora. Slabo zrače

    Radio talasi. 10 4 – 10 13 Hz. Emituju ih čvrsti provodnici koji prenose brzo naizmjenične struje.

    Infracrveno zračenje– talasi koje emituju sva tela na temperaturama iznad 0 K, usled intraatomskih i intramolekularnih procesa.

    Vidljivo svjetlo– talasi koji deluju na oko, izazivajući vizuelni osećaj. 380-760 nm

    Ultraljubičasto zračenje. 10 – 380 nm. Vidljiva svjetlost i UV nastaju kada se mijenja kretanje elektrona u vanjskim omotačima atoma.

    rendgensko zračenje. 80 – 10 -5 nm. Nastaje kada se mijenja kretanje elektrona u unutrašnjim omotačima atoma.

    Gama zračenje. Nastaje tokom raspada atomskih jezgara.

Magnetno polje- ovo je materijalni medij kroz koji dolazi do interakcije između provodnika sa strujnim ili pokretnim nabojima.

Svojstva magnetnog polja:

Karakteristike magnetnog polja:

Za proučavanje magnetskog polja koristi se ispitni krug sa strujom. Male je veličine, a struja u njemu je mnogo manja od struje u vodiču koji stvara magnetsko polje. Na suprotnim stranama strujnog kola djeluju sile iz magnetskog polja koje su jednake po veličini, ali usmjerene u suprotnim smjerovima, jer smjer sile ovisi o smjeru struje. Tačke primjene ovih sila ne leže na istoj pravoj liniji. Takve sile se nazivaju par sila. Kao rezultat djelovanja para sila, strujni krug se ne može kretati translatorno, on se rotira oko svoje ose. Karakterizirano je djelovanje rotacije obrtni moment.

, Gdje liskoristiti par sila(udaljenost između tačaka primjene sila).

Kako se struja u ispitnom krugu ili područje kruga povećava, okretni moment para sila će se proporcionalno povećati. Omjer maksimalnog momenta sile koja djeluje na strujni krug prema veličini struje u krugu i površini kola je konstantna vrijednost za datu tačku u polju. To se zove magnetna indukcija.

, Gdje
-magnetni moment kola sa strujom.

Jedinica magnetna indukcija - Tesla [T].

Magnetski moment kola– vektorska veličina čiji smjer ovisi o smjeru struje u kolu i određen je pravilo desnog zavrtnja: stisnite desnu ruku u šaku, usmjerite četiri prsta u smjeru struje u kolu, pa će palac pokazati smjer vektora magnetskog momenta. Vektor magnetnog momenta je uvijek okomit na ravan konture.

Iza smjer vektora magnetske indukcije uzeti smjer vektora magnetskog momenta kola, orijentiranog u magnetskom polju.

Magnetna indukciona linija– prava čija se tangenta u svakoj tački poklapa sa smjerom vektora magnetske indukcije. Linije magnetne indukcije su uvijek zatvorene i nikada se ne seku. Linije magnetne indukcije pravog provodnika sa strujom imaju oblik krugova koji se nalaze u ravni okomitoj na provodnik. Smjer magnetske indukcije određen je pravilom desnog zavrtnja. Magnetne indukcione linije kružne struje(okreti sa strujom) takođe imaju oblik krugova. Svaki element zavojnice je dužine
može se zamisliti kao pravi provodnik koji stvara svoje magnetsko polje. Za magnetna polja primjenjuje se princip superpozicije (nezavisno sabiranje). Ukupni vektor magnetske indukcije kružne struje određuje se kao rezultat zbrajanja ovih polja u centru zavoja prema pravilu desnog zavrtnja.

Ako su veličina i smjer vektora magnetske indukcije isti u svakoj tački prostora, tada se magnetsko polje naziva homogena. Ako se veličina i smjer vektora magnetske indukcije u svakoj tački ne mijenjaju tokom vremena, tada se takvo polje naziva trajno.

Magnituda magnetna indukcija u bilo kojoj tački polja je direktno proporcionalna jačini struje u provodniku koji stvara polje, obrnuto proporcionalna udaljenosti od provodnika do date tačke u polju, zavisi od svojstava medija i oblika provodnika koji stvara polje.

, Gdje
ON 2 ; Gn/m – magnetna konstanta vakuuma,

-relativna magnetna permeabilnost medija,

-apsolutna magnetna permeabilnost medija.

Ovisno o vrijednosti magnetske permeabilnosti, sve tvari se dijele u tri klase:


Kako apsolutna permeabilnost medija raste, raste i magnetna indukcija u datoj tački polja. Odnos magnetne indukcije i apsolutne magnetske permeabilnosti medija je konstantna vrijednost za datu poli tačku, e se naziva tenzija.

.

Vektori napetosti i magnetne indukcije se poklapaju u smjeru. Jačina magnetnog polja ne zavisi od svojstava medija.

Amperska snaga– sila kojom magnetsko polje djeluje na provodnik sa strujom.

Gdje l– dužina provodnika, - ugao između vektora magnetske indukcije i smjera struje.

Smjer Amperove sile je određen pravilo leve ruke: lijeva ruka je postavljena tako da komponenta vektora magnetske indukcije, okomito na provodnik, ulazi u dlan, četiri ispružena prsta su usmjerena duž struje, zatim će palac savijen za 90 0 ukazati na smjer Amperove sile.

Rezultat Amperove sile je kretanje provodnika u datom smjeru.

E ako = 90 0 , tada je F=max, ako = 0 0 , tada je F = 0.

Lorencova sila– sila magnetskog polja na naboj koji se kreće.

, gdje je q naboj, v je brzina njegovog kretanja, - ugao između vektora napetosti i brzine.

Lorentzova sila je uvijek okomita na vektore magnetske indukcije i brzine. Smjer je određen pravilo leve ruke(prsti prate kretanje pozitivnog naboja). Ako je smjer brzine čestice okomit na linije magnetske indukcije jednolikog magnetskog polja, tada se čestica kreće kružno bez promjene svoje kinetičke energije.

Budući da smjer Lorentzove sile ovisi o predznaku naboja, koristi se za razdvajanje naboja.

Magnetski fluks– vrijednost jednaka broju linija magnetske indukcije koje prolaze kroz bilo koje područje koje se nalazi okomito na linije magnetske indukcije.

, Gdje - ugao između magnetne indukcije i normale (okomite) na područje S.

Jedinica– Weber [Wb].

Metode mjerenja magnetnog fluksa:

    Promjena orijentacije mjesta u magnetskom polju (promjena ugla)

    Promjena površine kola smještenog u magnetskom polju

    Promjena jačine struje stvara magnetsko polje

    Promjena udaljenosti kruga od izvora magnetskog polja

    Promjene u magnetskim svojstvima medija.

F Araday je snimio električnu struju u kolu koje nije sadržavalo izvor, ali se nalazilo pored drugog kola koje sadrži izvor. Štaviše, struja u prvom kolu je nastala u sledećim slučajevima: sa bilo kojom promenom struje u kolu A, sa relativnim kretanjem kola, sa uvođenjem gvozdene šipke u kolo A, sa kretanjem stalnog magneta u odnosu na kolo B. Usmjereno kretanje slobodnih naboja (struja) događa se samo u električnom polju. To znači da promjenjivo magnetsko polje stvara električno polje, koje pokreće slobodna naelektrisanja provodnika. Ovo električno polje se zove inducirano ili vortex.

Razlike između vrtložnog električnog polja i elektrostatičkog:

    Izvor vrtložnog polja je promenljivo magnetno polje.

    Linije intenziteta vrtložnog polja su zatvorene.

    Rad koji ovo polje izvrši da pomjeri naboj duž zatvorenog kola nije nula.

    Energetska karakteristika vrtlog polja nije potencijal, već indukovana emf– vrijednost jednaka radu vanjskih sila (sila neelektrostatičkog porijekla) za kretanje jedinice naboja duž zatvorenog kola.

.Mjereno u voltima[IN].

Vrtložno električno polje nastaje sa bilo kojom promjenom magnetskog polja, bez obzira na to postoji li provodljivo zatvoreno kolo ili ne. Kolo omogućava samo detektovanje vrtložnog električnog polja.

Elektromagnetna indukcija- ovo je pojava inducirane emf u zatvorenom krugu sa bilo kojom promjenom magnetskog toka kroz njegovu površinu.

Indukovana emf u zatvorenom kolu stvara indukovanu struju.

.

Smjer indukcijske struje odredio Lenzovo pravilo: indukovana struja je u takvom smjeru da se magnetsko polje koje stvara suprotstavlja svakoj promjeni magnetskog fluksa koji je stvorio ovu struju.

Faradejev zakon za elektromagnetnu indukciju: Inducirana emf u zatvorenoj petlji je direktno proporcionalna brzini promjene magnetskog fluksa kroz površinu ograničenu petljom.

T oki fuko– vrtložne indukcijske struje koje nastaju u velikim provodnicima smještenim u promjenljivom magnetskom polju. Otpor takvog vodiča je nizak, jer ima veliki poprečni presjek S, pa Foucaultove struje mogu biti velike vrijednosti, zbog čega se vodič zagrijava.

Samoindukcija- ovo je pojava inducirane emf u provodniku kada se u njemu promijeni jačina struje.

Provodnik kroz koji teče struja stvara magnetno polje. Magnetna indukcija zavisi od jačine struje, stoga unutrašnji magnetni fluks takođe zavisi od jačine struje.

, gdje je L koeficijent proporcionalnosti, induktivnost.

Jedinica induktivnost – Henry [H].

Induktivnost provodnik zavisi od njegove veličine, oblika i magnetne permeabilnosti medija.

Induktivnost raste sa povećanjem dužine vodiča, induktivnost zavoja je veća od induktivnosti ravnog vodiča iste dužine, induktivnost zavojnice (provodnika sa velikim brojem zavoja) veća je od induktivnosti jednog zavoja , induktivnost zavojnice se povećava ako se u nju umetne željezna šipka.

Faradejev zakon za samoindukciju:
.

Samoindukovana emf je direktno proporcionalna brzini promjene struje.

Samoindukovana emf stvara struju samoindukcije, koja uvijek sprječava bilo kakvu promjenu struje u kolu, odnosno ako se struja povećava, struja samoindukcije je usmjerena u suprotnom smjeru; kada se struja u kolu smanji, samoindukcijska struja se indukcijska struja je usmjerena u istom smjeru. Što je veća induktivnost zavojnice, veća je samoinduktivna emf koja se javlja u njemu.

Energija magnetnog polja jednaka je radu koji struja obavlja da bi savladala samoindukovanu emf za vrijeme dok struja raste od nule do maksimalne vrijednosti.

.

Elektromagnetne vibracije– to su periodične promene naelektrisanja, jačine struje i svih karakteristika električnih i magnetnih polja.

Električni oscilatorni sistem(oscilirajući krug) sastoji se od kondenzatora i induktora.

Uslovi za nastanak oscilacija:

    Sistem se mora izvesti iz ravnoteže; da biste to učinili, napunite kondenzator. Energija električnog polja napunjenog kondenzatora:

.

    Sistem se mora vratiti u stanje ravnoteže. Pod uticajem električnog polja, naelektrisanje se prenosi sa jedne ploče kondenzatora na drugu, odnosno u kolu se pojavljuje električna struja koja teče kroz zavojnicu. Kako struja raste u induktoru, nastaje emf samoindukcije; struja samoindukcije je usmjerena u suprotnom smjeru. Kada se struja u zavojnici smanji, struja samoindukcije je usmjerena u istom smjeru. Dakle, struja samoindukcije teži da vrati sistem u stanje ravnoteže.

    Električni otpor kola bi trebao biti nizak.

Idealno oscilatorno kolo nema otpor. Vibracije u njemu se nazivaju besplatno.

Za bilo koje električno kolo, zadovoljen je Ohmov zakon, prema kojem je emf koji djeluje u krugu jednak zbiru napona u svim dijelovima kola. U oscilatornom krugu nema izvora struje, ali se u induktoru pojavljuje samoinduktivna emf koja je jednaka naponu na kondenzatoru.

Zaključak: naelektrisanje kondenzatora se menja po harmonijskom zakonu.

Napon kondenzatora:
.

Jačina struje u kolu:
.

Magnituda
- amplituda struje.

Razlika od naplate pa nadalje
.

Period slobodnih oscilacija u kolu:

Energija električnog polja kondenzatora:

Energija magnetnog polja zavojnice:

Energije električnog i magnetskog polja variraju prema harmonijskom zakonu, ali su faze njihovih oscilacija različite: kada je energija električnog polja maksimalna, energija magnetnog polja je nula.

Ukupna energija oscilatornog sistema:
.

IN idealna kontura ukupna energija se ne menja.

Tokom procesa oscilovanja, energija električnog polja se u potpunosti pretvara u energiju magnetskog polja i obrnuto. To znači da je energija u svakom trenutku jednaka ili maksimalnoj energiji električnog polja ili maksimalnoj energiji magnetskog polja.

Pravo oscilatorno kolo sadrži otpor. Vibracije u njemu se nazivaju fading.

Ohmov zakon će imati oblik:

Pod uslovom da je prigušenje malo (kvadrat prirodne frekvencije oscilacija je mnogo veći od kvadrata koeficijenta prigušenja), logaritamski dekrement prigušenja je:

Sa jakim prigušenjem (kvadrat prirodne frekvencije oscilacije je manji od kvadrata koeficijenta oscilacije):




Ova jednadžba opisuje proces pražnjenja kondenzatora u otpornik. U nedostatku induktivnosti neće doći do oscilacija. Prema ovom zakonu mijenja se i napon na pločama kondenzatora.

Ukupna energija u stvarnom kolu opada, jer se toplota oslobađa u otpor R tokom prolaska struje.

Proces tranzicije– proces koji se dešava u električnim kolima tokom prelaska iz jednog režima rada u drugi. Procijenjeno po vremenu ( ), tokom kojeg će se parametar koji karakterizira proces tranzicije promijeniti za e puta.


Za krug sa kondenzatorom i otpornikom:
.

Maxwellova teorija elektromagnetnog polja:

1 pozicija:

Svako naizmjenično električno polje stvara vrtložno magnetsko polje. Promjenjivo električno polje Maxwell je nazvao pomjernom strujom, jer ono, kao i obična struja, uzrokuje magnetsko polje.

Da biste otkrili struju pomaka, razmotrite prolazak struje kroz sistem u koji je spojen kondenzator s dielektrikom.

Gustoća struje prednapona:
. Gustina struje je usmjerena u smjeru promjene napona.

Maxwellova prva jednadžba:
- vrtložno magnetno polje se generira i strujama provodljivosti (pokretni električni naboji) i strujama pomaka (naizmjeničnim električnim poljem E).

2 pozicija:

Svako naizmjenično magnetsko polje stvara vrtložno električno polje - osnovni zakon elektromagnetne indukcije.

Maxwellova druga jednačina:
- povezuje brzinu promjene magnetskog fluksa kroz bilo koju površinu i cirkulaciju vektora jakosti električnog polja koja nastaje u isto vrijeme.

Svaki provodnik kroz koji teče struja stvara magnetno polje u svemiru. Ako je struja konstantna (ne mijenja se tokom vremena), tada je i magnetsko polje povezano s njom konstantno. Promjenjiva struja stvara promjenjivo magnetsko polje. Unutar provodnika koji nosi struju postoji električno polje. Stoga, promjenjivo električno polje stvara promjenjivo magnetno polje.

Magnetno polje je vrtložno, jer su linije magnetne indukcije uvijek zatvorene. Veličina jačine magnetnog polja H proporcionalna je brzini promjene jakosti električnog polja . Smjer vektora jačine magnetnog polja povezan sa promenama jačine električnog polja Pravilo desnog zavrtnja: stisnite desnu ruku u šaku, usmjerite palac u smjeru promjene jakosti električnog polja, tada će savijena 4 prsta pokazati smjer linija jačine magnetnog polja.

Svako promjenjivo magnetsko polje stvara vrtložno električno polje, čije su zatezne linije zatvorene i smještene u ravni okomitoj na jačinu magnetskog polja.

Veličina intenziteta E vrtlog električnog polja ovisi o brzini promjene magnetnog polja . Smjer vektora E povezan je sa smjerom promjene magnetskog polja H po pravilu lijevog zavrtnja: stisnite lijevu ruku u šaku, usmjerite palac u smjeru promjene magnetskog polja, savijena četiri prsta će pokazati smjer linija intenziteta vrtložnog električnog polja.

Skup međusobno povezanih vrtložnih električnih i magnetnih polja predstavlja elektromagnetno polje. Elektromagnetno polje ne ostaje na početnoj tački, već se širi u prostoru u obliku poprečnog elektromagnetnog talasa.

Elektromagnetski talas– to je širenje u prostoru vrtložnih električnih i magnetskih polja povezanih jedno s drugim.

Uslov za nastanak elektromagnetnog talasa– kretanje punjenja sa ubrzanjem.

Jednačina elektromagnetnog talasa:

- ciklička frekvencija elektromagnetnih oscilacija

t – vrijeme od početka oscilacija

l – udaljenost od izvora talasa do date tačke u prostoru

- brzina širenja talasa

Vrijeme koje je potrebno talasu da putuje od svog izvora do određene tačke.

Vektori E i H u elektromagnetnom talasu su okomiti jedan na drugi i na brzinu prostiranja talasa.

Izvor elektromagnetnih talasa– provodnici kroz koje teku brzo naizmjenične struje (makroemiteri), kao i pobuđeni atomi i molekuli (mikroemiteri). Što je viša frekvencija oscilacija, to se u svemiru emituju bolji elektromagnetski valovi.

Svojstva elektromagnetnih talasa:

    Svi elektromagnetski talasi su poprečno

    U homogenom mediju, elektromagnetski talasi šire se konstantnom brzinom, što zavisi od svojstava okoline:

- relativna dielektrična konstanta medija

- dielektrična konstanta vakuuma,
F/m, Cl 2 /nm 2

- relativna magnetna permeabilnost medija

- magnetna konstanta vakuuma,
ON 2 ; Gn/m

    Elektromagnetski talasi reflektirano od prepreka, apsorbirano, raspršeno, prelomljeno, polarizirano, difrakirano, interferirano.

    Volumetrijska gustoća energije Elektromagnetno polje se sastoji od volumetrijskih gustoća energije električnog i magnetskog polja:

    Gustina fluksa energije talasa - intenzitet talasa:

-Umov-Poynting vektor.

Svi elektromagnetski talasi su raspoređeni u nizu frekvencija ili talasnih dužina (
). Ovaj red je skala elektromagnetnih talasa.

    Niskofrekventne vibracije. 0 – 10 4 Hz. Dobija se od generatora. Slabo zrače

    Radio talasi. 10 4 – 10 13 Hz. Emituju ih čvrsti provodnici koji prenose brzo naizmjenične struje.

    Infracrveno zračenje– talasi koje emituju sva tela na temperaturama iznad 0 K, usled intraatomskih i intramolekularnih procesa.

    Vidljivo svjetlo– talasi koji deluju na oko, izazivajući vizuelni osećaj. 380-760 nm

    Ultraljubičasto zračenje. 10 – 380 nm. Vidljiva svjetlost i UV nastaju kada se mijenja kretanje elektrona u vanjskim omotačima atoma.

    rendgensko zračenje. 80 – 10 -5 nm. Nastaje kada se mijenja kretanje elektrona u unutrašnjim omotačima atoma.

    Gama zračenje. Nastaje tokom raspada atomskih jezgara.

Magnetsko polje naziva se posebna, drugačija od tvari, vrsta materije preko koje se djelovanje magneta prenosi na druga tijela.

Magnetno polje javlja se u prostoru koji okružuje pokretne električne naboje i trajne magnete. To utiče samo na pokretne naboje. Pod uticajem elektromagnetnih sila, pokretne naelektrisane čestice se odbijaju

Sa svoje prvobitne putanje u smjeru okomitom na polje.

Magnetno i električno polje su neodvojivi i zajedno čine jedno elektromagnetno polje. Svaka promjena električno polje dovodi do pojave magnetnog polja, i obrnuto, svaka promjena magnetskog polja je praćena pojavom električnog polja. Elektromagnetno polje se širi brzinom svjetlosti, odnosno 300.000 km/s.

Poznato je djelovanje permanentnih magneta i elektromagneta na feromagnetna tijela, postojanje i neraskidivo jedinstvo polova magneta i njihova interakcija (suprotni polovi se privlače, kao što se polovi odbijaju). Slično

sa magnetnim polovima Zemlje nazivaju se polovi magneta sjeverne i južne.

Magnetno polje je jasno prikazano magnetnim linijama sile, koje određuju smjer magnetskog polja u prostoru (Sl..1). Ovi redovi nemaju ni početak ni kraj, tj. su zatvorene.

Linije magnetnog polja pravog vodiča su koncentrični krugovi koji okružuju žicu. Što je struja jača, to je jače magnetno polje oko žice. Kako se udaljavate od žice koja nosi struju, magnetsko polje slabi.

U prostoru koji okružuje magnet ili elektromagnet, smjer od Sjeverni do Južni pol. Što je magnetsko polje intenzivnije, to je veća gustina linija polja.

Određuje se smjer linija magnetskog polja pravilo gimleta:.

Rice. 1. Magnetno polje magneta:

a - direktno; b - u obliku potkovice

Rice. 2. Magnetno polje:

a - ravna žica; b - induktivna zavojnica

Ako zavrtite vijak u smjeru struje, tada će linije magnetskog polja biti usmjerene duž smjera vijka (slika 2 a)

Da bi se postiglo jače magnetsko polje, koriste se induktivni zavojnici sa žičanim namotajima. U tom slučaju se magnetska polja pojedinačnih zavoja induktivne zavojnice zbrajaju i njihove se linije sile spajaju u zajednički magnetni tok.

Magnetne linije sile izlaze iz induktivne zavojnice

na kraju gde je struja usmerena suprotno od kazaljke na satu, odnosno ovaj kraj je severni magnetni pol (slika 2, b).

Kada se promijeni smjer struje u induktivnoj zavojnici, promijenit će se i smjer magnetskog polja.

Povratak

×
Pridružite se zajednici “koon.ru”!
U kontaktu sa:
Već sam pretplaćen na zajednicu “koon.ru”