Elektromagnetism - mõisted (0)

Elektromagnetism
Elektromagnetiks nimetatakse raudsüdamega pooli. Elektromagnet on ka magnet, mis vajab magnetvälja säilitamiseks ja elektrivoolu tekitamiseks. Vooluga pooli magnetvälja saab tugevdada, kui paigutada pooli sisse rauasüdamik. Selles võib veenduda katse abil.
Sobiva pooli saame, kui kerime pliiatsi ümber tihedasti mõnikümmend keerdu traati . Mähise ühendamisel taskulambipatareiga tekib poolis vool ja pooli ümber magnetväli. Kui lähedada vooluga pool rauapurule, tõmbab see külge vaid veidi rauapuru .
Raudsüdamikuga pooli mõju raudesemetele on suurem sellepärast, et vooluga pooli magnetväljas raudsüdamik magneetub. Kuna raudsüdamiku magnetväli on samasuunaline vooluga pooli magnetväljaga, siis ta tugevdab seda.
Elektromagnetil on püsimagnetiga võrreldes rida eeliseid : tema magnetvälja tugevust ja suunda saab muuta voolu tugevuse ja suuna muutmise teel, voolu väljalülitamisel kaob ka elektromagneti magnetväli.
Elektromagneteid valmistatakse erineva kuju ja suurusega. Neid kasutatakse elektrimootorites ja elektrivoolugeneraatorites. Kuna elektromagnetiga võib tõsta väga sure massiga koormisi, kasutatakse elektromagneteid kraanades terasest ja malmist toodete, vana raua ja muude asjade tõstmiseks ning ümberpaigutamiseks. Et elektromagneti magnetväli kaob pärast voolu katkestamist poolis, kasutatakse elektromagneteid telefonis, elektromagnetreleedes, mikrofonides jne.
http://www.youtube.com/watch?v=hAPWEach9uM
Maa magnetväli
Maakera on ka suur magnet. Maa magneetiline põhjapoolus asub lõunapoolusel ning magneetiline lõunapoolus asub põhjapoolusel. Maa magnetväli on maad ümbritsev ligikaudu magnetipooli ülesehitusega magnetväli, mis tuleneb planeedi seesmistest füüsikalistest protsessidest.Kui hakata kompassi järgi minema põhjasuunas, võib küll jõuda Maa magnetilisele lõunapoolusele, kuid mitte Maa geograafilisele põhjapoolusele. Maa magnetvälja tähtsus on ulatuslik. Selle puudumise korral puhuks päikesest lähtuv ioontuul planeedi atmosfääri avakosmosesse. Ookeanid aurustuksid ning kahjulik UV kiirgus hävitaks elulooduse. Maa magnetväli kaitseb Maa elanikke kosmilise kiirguse – kosmosest tulevate suure energiaga laetud osakeste eest, mis mõjuvad elusorganismidele kahjulikult. Elektriliselt laetud osakeste liikumise suund Maa magnetväljas muutub ning suurem osa neist ei jõuagi maapinnani.
Ajalooliliselt on olnud tähtis magnetvälja kasutamine navigatsiooniks. Magnetkompass võeti kasutusele Hiinas.
Maa magnetvälja tekkemudeleid on mitmeid. Ühe esimese mudeli kohaselt on Maa sisemus suur magneetiline dipool. Hilisema ning populaarsema mudeli kohaselt toodab Maa magnetvälja nn. Geodünamo .
Magnetvälja tugevus on suurim poolustel ning nõrgim ekvaatoril. Globaalselt jääb magnetvälja tugevus 0.25-0.65 gaussi piiresse. Maa magnetvälja tugevus on alates 19. sajandist vähenenud kuni 10% võrra.
Maakeral esineb kohti, kus magnetnõel võtab asendi, mis erineb oluliselt põhja-lõuna suunast . Neid alasi nimetatakse magnetilise anomaalia piirkondadeks(anomaalia tähendab kõrvalekaldumist või ebanormaalsust). See on põhjustatud tavaliselt maapinna lähedal peituvatest suurtest rauamaagilademetest. Maa magnetväli on sarnane vabamagneti magnetväljale .
http://www.youtube.com/watch?v=CiCBrXKIH_0
Vooluga pool ja tema magnetväli
Paljudes elektriseadmetes kasutatakse magnevälja tekitajana vooluga poole. Poolis on traat keritud tihedalt plast- või papptorule. Mähise otste ühendamisel vooluallikaga tekib poolis vool ja pooli ümber magnetväli. Juhul, kui pooli pikkus on oluliselt suurem pooli läbimõõdust, on magnetvälja jõujooned pooli sees paralleelsed. Pooli kummagi otsa juures jõujooned kõverduvad. Nad väljuvad pooli ühest otsast ja suubuvad teise. Seega võime öelda et, vooluga pooli magnetvälja jõujooned on kinnised kõverad.
Magnetvälja jõujooned väljuvad pooli otsast, mis on põhjapooluseks, ja suubuvad pooli otsas, mis on lõunapooluseks.
Rauasüdamikuga pooli nimetatakse elektromagnetiks.
Mida rohkem traadikeerde on poolis, seda tugevam on elektromagneti magnetväli.
Ampere seadus
Igale magnetväljas asuvale vooluga juhile mõjub magnetväli teatud jõuga. Voolu suuna muutmisel muutub ka juhile mõjuva jõu suund. Magnetväljas vooluga juhile mõjuva jõu suunda võib määrata „ vasaku käe reegli“ abil.
Kui vasak käsi asetada nii, et magnetvälja jõujooned suunduvad peopessa ja sõrmed näitavad voolu suunda, siis pöial näitab mõjuva jõu suunda. Vooluga juhtme ja magnetvälja vastasmõjul põhineb elektrimootori töö. Elektrimootoris on magneti pooluste vahele paigutatud nähisega raam. Ampere’i seadus - magnetväljas vooluga juhtmele mõjuv jõud on võrdne magnetinduktsiooni, voolutugevuse, juhtmelõigu pikkuse ja juhtme ning magnetinduktsiooni vahelise nurga siinuse korrutisega.F=BILsin alfa. Elektrimootorid töötavad Ampere seaduse põhjal.
Induktsiooni elekter
Elektromagneetiline induktsioon . ( Micheal Faraday 1791-1867)
Kõikjal, kus esineb elektrivool, ümbritseb teda alati magnetväli.
Magnetväljas liikuvas juhtmes tekib elektrivool, kui juhe lõikab magnetvälja jõujooni. Tekkinud voolu nimetatakse induktsioonivooluks.
Induktsioonivoolu suund sõltub juhtme liikumise suunast.
Voolu suund määratakse „parema käe reegli“ abil.
Jõujooned ---> peopessa
Pöial ---> juhi liikumist näitab
Sõrmed ---> näitab induktsioonivoolu suunda
Elektromagneti induktsiooni nähtusel põhineb elektrivoolugeneraatorite töö. Elektrivoolugeneraatoris muundub mehaaniline energia elektrienergiaks.
Generaatoris pannakse mähisega raam magnetväljas pöörlema ning seetõttu tekib mähises ja sellega ühendatud juhis induktsioonivool.
Magnetväljas pöörlevas mähises tekib vool sellepärast, et pöörleva mähise küljed lõikavad magnetvälja jõujooni.