Tablice fizyczne

celary.net
 
Wzory, zależności, prawa
1. Ruch stały prostoliniowy.
2. Ruch zmienny.
3. Ruch po okręgu.
4. Zasady dynamiki Newtona.
5. Zasada względności Galileusza.
6. Siła bezwładności.
7. Rzut poziomy.
8. Pęd, moment pędu, zasada zachowania pędu i zasada zachowania momentu pędu.
9. Energia i zasada zachowania energii.
10. Praca i moc.
11. Siła tarcia.
12. Moment bezwładności i twierdzenie Steinera.
13. Zderzenia centralne.
14. Gęstość i ciężar właściwy.
15. Pole grawitacyjne.
16. Prędkości kosmiczne.
17. Elektrostatyka.
18. Atom wodoru według Bohra.
19. Kondensator.
20. Polaryzacja elektryczna.
21. Prąd elektryczny stały.
22. Pole magnetyczne.
23. Prąd zmienny.
24. Drgania.
25. Fale.
26. Optyka geometryczna.
27. Dualizm korpuskularnofalowy.
28. Fizyka atomowa.

 
REKLAMA

Armatura Przemysłowa, Zawory, Zasuwy, Klapy, Osadniki

Producent armatury przemysłowej: zaworów, zasuw i osadników. Bodzanów k/Głuchołaz.

Włókno węglowe, kevlar

Włókno węglowe, włókno aramidowe, kevlar, Włókno szklane, tkanina techniczna

Instalacja elektryczna, pomiary, CO, wodna - CELARY Głuchołazy

długoletnie doświadczenie w dziedzinie wykonawstwa instalacji gazowych, wodno-kanalizacyjnych, centralnego ogrzewania oraz elektrycznych

Oświetlenie LED forum

Nowoczesne oświetlenie LED, Rodzaje źródeł światła, żarówki i oprawy, nowości i porady


22. Pole magnetyczne.

22.1  Pole magnetyczne.

Pole magnetyczne jest to taka własność przestrzeni, w której na umieszczone w niej magnesy, przewodniki z prądem i poruszające się ładunki działają siły magnetyczne. Istnieje ono wokół przewodników z prądem, wokół magnesów stałych i wokół poruszającego się ładunku.

22.2 Siły magnetyczne.

22.2.1 Siła elektrodynamiczna.

Jest to siła działająca na przewodnik z prądem umieszczony w polu magnetycznym :



Oznaczenia:
F - siła elektrodynamiczna;
I - natężenie prądu;
L - długość przewodnika umieszczonego w polu magnetycznym;
B - natężenie pola elektromagnetycznego (indukcja)


22.2.2 Reguła Fleminga.

Jeśli znamy kierunek indukcji i przepływu prądu, to możemy w następujący sposób określić kierunek działającej siły: oznaczmy palce lewej ręki od strony lewej: kciuk, palec drugi, trzeci, czwarty, piąty. Ustawiamy drugi palec w kierunku indukcji, a trzeci w kierunku natężenia prądu. Wyciągnięty pod kątem 90o do palców 2 i 3 kciuk wskaże nam kierunek działającej siły.


22.2.3 Siła Lorentza.

Jest to siła działająca na ładunek umieszczony w polu magnetycznym:


Oznaczenia:
F - siła Lorentza;
B - natężenie pola elektromagnetycznego (indukcja);
V - prędkość ładunku;
Q - ładunek;


22.3 Indukcja pola magnetycznego.

Indukcja pola magnetycznego jest równa maxymalnej wartości siły elektrodynamicznej przypadającej na jednostkę iloczynu natężenia prądu i długości przewodnika

,                

Oznaczenia:
FMAX - maxymalna wartość siły elektrodynamicznej;
B - natężenie pola elektromagnetycznego (indukcja);
I - natężenie prądu;
L - długość przewodnika


22.4 Linie pola magnetycznego.

22.4.1 Linie pola magnetycznego.

Są to krzywe, do których styczne w każdym punkcie pokrywają się z kierunkiem indukcji magnetycznej.

22.4.2 Własności linii pola magnetycznego.
  • biegną od N do S
  • są to krzywe zamknięte
  • ich ilość świadczy o indukcji
  • można je wystawić w każdym punkcie pola
  • brak źródła
  • nie można rozdzielić pola magnetycznego


22.5 Strumień pola magnetycznego.

Jest to ilość linii przechodzących przez daną powierzchnię :

 

Strumień pola magnetycznego ma wartość 1 Webera, gdy przez powierzchnię 1 metra ustawioną ^ do linii pola przechodzą linie o indukcji 1 Tesli.

Oznaczenia:
f - strumień pola magnetycznego;
B - natężenie pola elektromagnetycznego (indukcja);
S - pole powierzchni


22.6 Prawo Gaussa dla pola magnetycznego.

Strumień pola magnetycznego przechodzącego przez dowolną powierzchnię zamkniętą jest równy 0.

22.7 Prawo Ampera.

22.7.1 Prawo Ampera.

Służy do wyznaczania indukcji pola magnetycznego pochodzącego z różnych przewodników z prądem.

Prawo Ampera : Krążenie wektora indukcji po dowolnej krzywej zamkniętej jest proporcjonalne do sumy natężeń prądów zawartych wewnątrz tej krzywej :



Oznaczenia:
I - natężenie prądu;
DL - długość krzywej zamkniętej;
B - natężenie pola elektromagnetycznego (indukcja);
m0 - przenikalność magnetyczna próżni;
j - ilość natężeń (przewodników);
i - ilość odcinków krzywej

22.7.2 Indukcje pola magnetycznego wokół przewodników z prądem.

Indukcja wokoło przewodnika prostoliniowego:



Oznaczenia:
I - natężenie prądu;
R - odległość danego punktu od przewodnika;
B - natężenie pola elektromagnetycznego (indukcja);
m0 - przenikalność magnetyczna próżni;

Indukcja w środku solenoidu:



Oznaczenia:
I - natężenie prądu;
n - ilość zwojów;
B - natężenie pola elektromagnetycznego (indukcja);
m0 - przenikalność magnetyczna próżni;
L - długość solenoidu.

Indukcja w środku 1 zwoju :
 


Oznaczenia
I - natężenie prądu;
R - promień zwoju;
B - natężenie pola elektromagnetycznego (indukcja);
m0 - przenikalność magnetyczna próżni;


22.8 Prawo oddziaływania przewodników z prądem.

Dwa  długie, cienkie, równoległe, umieszczone w próżni przewodniki z prądem elektrycznym oddziaływają na siebie siłą :



Korzystając z tego prawa i z definicji Ampera (zob. pkt. 21.2) można wyznaczyć m0 :

   

Oznaczenia:
I1,2 - natężenia prądu w poszczególnych przewodnikach;
m0 - przenikalność magnetyczna próżni;
L - element długości przewodników;
R - odległość przewodników od siebie;


22.9 Ruch ładunków w polu magnetycznym.

22.9.1 Ładunek wpada równolegle do linii pola.

Nic się nie zmienia.

22.9.2 Ładunek wpada ^ do linii pola.

Ładunek zacznie się poruszać po okręgu;
promień okręgu :



Oznaczenia:
R - promień okręgu;
M - masa ładunku;
V - prędkość ładunku;
Q - ładunek;
B - natężenie pola magnetycznego (indukcja)


22.9.3 Ładunek wpada pod kątem a do linii pola.

Ładunek zacznie się poruszać po linii śrubowej.

Promień śruby:
;

Okres obiegu :


Prędkość cyklotronowa :
;

skok śruby:   


Oznaczenia:
R - promień śruby;
M - masa ładunku;
V - prędkość ładunku;
Q - ładunek;
T - okres obiegu;
w - prędkość cyklotronowa;
h - skok śruby;
B - natężenie pola elektromagnetycznego (indukcja);


22.10 Moment siły i moment magnetyczny ramki z prądem.

Na ramkę z prądem elektrycznym umieszczoną w polu magnetycznym działają siły.

Moment siły:


Moment magnetyczny:


Moment magnetyczny jest zawsze przeciwnie skierowany do momentu pędu.

Oznaczenia:
- moment siły;
I - natężenie prądu;
s - pole powierzchni ramki;
B - natężenie pola elektromagnetycznego (indukcja);
m - moment magnetyczny


22.11 Właściwości magnetyczne materii.

Są one związane ze spinowym momentem magnetycznym (zob.pkt. 18.9).

22.11.1 Diamagnetyki.


Atomy nie posiadają gotowych momentów magnetycznych.

Wstawiony do pola magnetycznego zostanie wypchnięty, ponieważ wewnątrz występuje pole magnetyczne przeciwne do pola zewnętrznego. Pojawiają się momenty magnetyczne wyindukowane.

Przenikalność magnetyczna dla diamagnetyków : ; Ta własność nie zmienia się wraz z temperaturą.

22.11.2 Paramagnetyki.

Posiadają niewielką ilość momentów magnetycznych rozłożonych chaotycznie po całej substancji. Wypadkowy moment magnetyczny, a co za tym idzie indukcja, jest równy 0. Przenikalność magnetyczna dla paramagnetyków (m) jest niewiele większa od 1 i zależy od temperatury - istnieje temperatura, gdy paramagnetyk staje się ferromagnetykiem.

22.11.3 Ferromagnetyki.

Silnie oddziaływają z polem magnetycznym. Cechą charakterystyczną są domeny - obszary jednakowego namagnesowania (moment magnetyczny ma ściśle określony kierunek).



Wykres zależności pola wewnętrznego od zewnętrznego pola przyłożonego do ferromagnetyka (pętla histerezy) :

Bw - indukcja wewnętrzna;
Bz - indukcja zewnętrzna;
Bp - pozostałość magnetyczna;
Bc - wielkość pola zewnętrznego, które spowoduje całkowite rozmagnesowanie

Po wielu magnesowaniach i rozmagnesowaniach ferromagnetyka indukcja nie osiągnie wartości 0. Pole objęte pętlą histerezy jest miarą strat energii pola magnetycznego podczas magnesowania ferromagnetyka. Pozostałość magnetyczna jest pamięcią magnetyczną - wykorzystane jest to w dyskietkach, taśmach magnetofonowych, wideo itp.

22.12 Zjawisko Hala.



Na każdy elektron poruszający się w przewodniku umieszczonym w polu magnetycznym działa siła Lorentza

- ładunki nie będą rozłożone równomiernie. Wytworzy się różnica potencjałów - napięcie Hala: 



Prędkość dryfu (VD) - prędkość z jaką poruszają się elektrony w wyniku nałożenia się ruchu chaotycznego cieplnego z ruchem

uporządkowanym wywołanym polem elektrycznym.

Oznaczenia
B - natężenie pola elektromagnetycznego (indukcja);
UH - napięcie Hala;
VD - prędkość dryfu;
d - grubość przewodnika