täisnurga moodustav pöial näitab vooluelemendile mõjuva jõu suunda. Laurentzi jõud - jõud, millega magnetväli mõjutab laetud osakest. (Fl = F//N) Magnetiline läbitavus B/Bo=µ iseloomustab keskkonna magnetilisi omadusi. Ferromagneetikud suure magnetilise läbitavusega (µ>>1) kehad, kus magnetväljad ei teki mitte ainult elektronide ümber tuuma liikumisel vaid ka nende pöörlemisel. Curie temp. igal ferromagneetikul on oma kindel temp., millest kõrgemal temp. kaovad tema ferromagneetilised omadused. Ferriidid ferromagneetilised materjalid, mis ei juhi elektrivoolu. B=M/IA =BAcos F=BIlsin A-pindala(m) B-magnetind.(T) I-voolutugevus(A) M- max. jõumoment(Nm) magnetvoo(Wb) F-jõud(N) l-pikkus(m)
Näited Füüsikalised omadused: Enamik metalle on hõbedase värvusega ja läikivad ning hea peegeldumisvõimega. See, et metallid plastsed on, annab meile hea võimaluse metalle töödelda ja sepistada nii, et nad omastavad vajaliku kuju. Metallid on head elektri- ja soojusjuhid. Metallidel on väga erinev kõvadus. Tihedus sõltub aatommassist, aatomiraadiusest, kristallvõre ehitusest. Kristallvõre tüübi järgi: Suhtumisest magnetvälja: Ferromagneetilised, Paramagneetilised, Diamagneetilised Tiheduse järgi: Kergmetallid, Raskmetallid Sulamistemperatuuri järgi: Kergsulavad, Rasksulavad Plastilisus: Plastsed enamik, Haprad Elektri- ja soojusjuhtivuse järgi: Kõvadus: Pehmed leelismetallid Na, Li, K
Näited Füüsikalised omadused: Enamik metalle on hõbedase värvusega ja läikivad ning hea peegeldumisvõimega. See, et metallid plastsed on, annab meile hea võimaluse metalle töödelda ja sepistada nii, et nad omastavad vajaliku kuju. Metallid on head elektri- ja soojusjuhid. Metallidel on väga erinev kõvadus. Tihedus sõltub aatommassist, aatomiraadiusest, kristallvõre ehitusest. Kristallvõre tüübi järgi: Suhtumisest magnetvälja: Ferromagneetilised, Paramagneetilised, Diamagneetilised Tiheduse järgi: Kergmetallid, Raskmetallid Sulamistemperatuuri järgi: Kergsulavad, Rasksulavad Plastilisus: Plastsed – enamik, Haprad Elektri- ja soojusjuhtivuse järgi: Kõvadus: Pehmed – leelismetallid Na, Li, K
ühesuguselt. Suure magnetilise läbitavusega (µ>1) kehades nn. ferromagneetikutes(Fe.koobalt, Ni jt.) ei teki magnetväljal mitte ainult elektroonide ümber tuuma liikumisel vaid ka nende oma pöörlemisel. Elektron just kui pöörleks ümber oma telje. Peale orbitaalliikumises tingitud välja, tekib veel oma pöörlemisest tingitud magnetväli. Igal ferromagneetikul on mingi kindel temp. millest kõrgemal temp. kaovad tema ferromagneetilised omadused. Seda temp. nim. Curie temperatuuriks. Curie temp. on Fe-753 C, koobaltil 100C ja Ni- 365 C. Fe- või terassüdamiku viimisel pooli suureneb palju kordi magnetinduktsioon poolis. Transformaatorite, generaatorite, elektrimootorite jt. elektrimasinate südamikud valmistatakse ferromagneetikutes. Pärast välise magnetvälja kadumist jääb ferromagneetik magneedituks. Tänu selle ongi olemas püsimagnetid.
NB! Veest poole kergem! Kergemetallid on veel leelis- ja leelismuldmetallid, Al, Ti jne. Kõige raskem on Ir (r = 22.49 g/cm3 ). Metallide füüsikalised omadused · Soojuspaisuvus- metallide ruumala suureneb metalli soojendamisel. · Elektri- ja soojusjuhtivus- metallid on head soojuse ja elektrijuhid. Eriti head on Ag, Au, Cu, Pt, Al, Fe. Metallide füüsikalised omadused · Magnetiseeritavus- magnetväljasse suhtuvad metallid erinevalt: ferromagneetilised - magnetiseeruvad nõrgas magnetväljas - Fe, Co, Ni. Nendest metallidest valmistatakse magneteid. paramagneetilised- magnetiseeruvad nõrgalt- A, Cr, Ti. diamagneetilised- Sn, Cu, Bi- tõukuvad magnetväljas. Metallide keemilised omadused · Metallid reageerivad paljude ainetega, sealhulgas peaaegu kõikide mittemetallidega. · Keemilistes reaktsioonides on metallide redutseerijad, mis loovutavad oma viimase kihi elektronid: · Me ne- Me+n
) - Paramagneetikud km ~ 10-7 ÷ 10-6 m³/kmool (posit.) - Ferromagneetikud km ~ 103 m³/kmool (posit.) ( 1 + ) = - materjali magneetiline läbitavus km = C / T , kus C on Curie` konstant Ferromagnetism. Erilise magneetikute klassi moodustavad ained, mis on võimelised magneetuma isegi välise magnetvälja puudumisel.Kõige levinuma esindaja raua järgi said nad nimeks ferromagneetikud. Siia kuuluvad raud ,nikkel,koobalt, nende sulamid, mangaani ja kroomi sulamid. On samuti ferromagneetilised pooljuhid, mida nimetatakse ferriitideks. Nõrgalt magnetiliste ainete magneetumus sõltub väljatugevusest lineaarselt. Ferromagneetikute magneetumus sõltub väljatugevusest keerulisel viisil. Püsimagnetite jaoks kasutatakse kalke ferromagneetikuid, nende jääk induktsioon on suur. Trafode, el.mootorite, generaatorite jm. südamikud valmistatakse pehmest ferromagneetikust, millede jääkinduktsioon on hästi väike. 2.Induktiivne ja mahtuvuslik vahelduvvool Induktiivne vahelduvvool
massilise väljasuremise laineni. Samas puuduvad tõendid varasemalt toimunud pöörete katastroofiliste tagajärgede kohta. Küll aga eksisteerivad tõendid, et Maa magnetpooluste polaarsus on ajaloo jooksul mitmeid kordi muutunud. Nimelt voolavad ookeani keskahelikest välja basaltsed laavavood ning laava tardudes orienteeruvad basaldis sisalduvad rauaosakesed vastavalt selle hetke Maa magnetvälja suunale. Ookeanipõhja laienedes voolab uut laavat järjest juurde, kuid selles olevad ferromagneetilised mineraalid võivad orienteeruda vastupidiselt. Olenevalt siis antud ajahetke maa magnetpooluste polaarsusest. Tulemuseks näeb ookeanipõhja geomagnetiline pilt triibuline välja. Kliima muutuseid Maal ei põhjusta Päike mitte ainult Maa magnetvälja nõrgenemise tõttu vaid ka Maa ümber Päikese tiirlemise orbiidi parameetrite perioodiliste muutuste tagajärjel. Maa telje kalle ja tiirlemine ümber Päikese määravad ära maapinnalähedasse atmosfääri jõudva päikesekiirguse hulga
Pehmed: leelismetallid, plii (Pb), tina (Sn), kuld (Au) 6. Sulamistemperatuur: ( üle 1000º C rasksulavad, alla 1000ºC kergsulavad) Rasksulavad: volfram (W) 3410 º, osmium (Os), kroom (Cr), raud (Fe), nikkel (Ni) Kergsulavad: elavhõbe (Hg) -39ºC, leelismetallid 7. Tihedus: (üle 5g/cm3 on raskmetallid, alla 5g/cm3 on kergmetallid) Raskmetallid: Osmium (Os) 22,5 g/cm3 , plaatina (Pt), volfram (W), kuld(Au), hõbe (Ag) Kergmetallid: liitium (Li) 0,5 g/cm 3 8. Magnetiseeritavus: ferromagneetilised: raud (Fe), koobalt (Co), nikkel (Ni)- tugevalt magneetiseeritavad paramagneetilised: alumiinium (Al), kroom (Cr)- nõrgalt magnetiseeritavad diamagneetilised: vask (Cu), tina (Sn)- ei magneetu, tõukuvad magnetist Metallide keemilised omadused. Metallid lihtainetena käituvad reaktsioonides alati redutseerijatena (loovutavad elektrone) ja ühendites omandavad alati positiivse laengu. Reageerimine mittemetallidega:
6. millised nähtused kaasnevad elektrivooluga? magnetväli, vooluga juhtme soojenemine, vool eraldab juhist koostisosi 7. joonista jadaühenduse elektriskeem 8. joonista rööpühenduse elektriskeem 9. sõnasta ohmi seadus voolutugevus juhis on võrdeline pingega juhi otstel ja pöördvõrdeline takistusega 10. millest sõltub juhi takistus juhi ainest, juhi pikkusest juhi läbimõõdust, temperatuurist 11. leia voooluahela kogutakistus 3+8+2=13 Magnetväli magnetid on ferromagneetilised kehad ja ka mõned taevakehad(maa,päike) magnet tõmbab külge teisi ferromagneetilisi kehi need on kehad millel on magneetumise võime Universum valgusaasta =9 460 500 000 000 km = 0,307 parsekit = 632400 astronoomilist ühikut astronoomiline ühik tähis aü on maa keskmine kaugus päikesest 150 000 000 km parsek 3,26 valgusaastat . pikkusühik: kaugus kust vaadates 1 astronoomiline ühik katab 1 nurgasekundi tähis pc
vastuvõtlikusega () Diamagneetikud- H km 10 -8...10 -7 m 3 / kmol (negat ) Paramagneetikud- H km 10 -7 ...10 -6 m 3 / kmol ( posit ) Ferromagneetikud- H km 10 3 m 3 / kmol ( posit ) Erilise magneetikute klassi moodustavad ained, mis on võimelised magneetuma isegi välise magnetvälja puudumisel. Kõige levinuma esindaja raua järgi said nad nimeks ferromagneetikud. Siia kuuluvad raud, nikkel, koobalt, nende sulamid, mangaani ja kroomi sulamid. On samuti ferromagneetilised pooljuhid, mida nim ferriidideks. Nõrgalt magneetiliste ainete magnetumud sõltub väljatugevusest lineaarselt. Ferromagneetikute magnetilised omadused on tingitud elektronide omamagnetmomentidest. Kristallilises struktuuris võivad need moodustada piirkonnad mida nim domeenideks. Teatud temp Tc kaotab aine ferromagneetilised omadused. seda nim Curie punktiks (raual768°C, niklil365°C) Kui Hc suur, siis ferromagneetik on kalk ja hüstereesi silmus on lai.
magnetväli, mille jõujooned parempoolsete (päripäeva kulgevate) pööristena ümbritsevad elektrivälja muutumise suunda. 2.2.1 Eri ained magnetväljas Diamagneetilised ained Diamagnetiliste ainete magnetiline juhtivus on õhust natuke halvem ja need ained magnetvoo tihedust eriti ei mõjuta. (Hõbe, kuld, vask, vesi) Paramagneetilised ained Paramagneetiliste ainete magnetiline juhtivus on õhu omast natukene parem ja nad muudavad magnetvoo natukene tihedamaks. (Alumiinium, hapnik) Ferromagneetilised ained Ferromagneetilistel ainetel on väga hea magnetiline juhtivus ja need muudavad magnetvälja märgatavalt tugevamaks. (Nikkel, raud) 2.2.2 Elektrivoolu põhjustatud magnetism Kui elektrivool tekitab magnetvälja, siis peaks magnetvali tekitama ka elektrivoolu. Aastal 1831 üritas inglane M. Faraday [fardi] katses näidata, et magnetvali tekitab elektrivoolu. Eksperimendis olid kohakuti asetatud kaks pooli: ühes liikus elektrivool, mis tekitas
Selgus, et ainult terasest kalibreerimisplaadiga oli võimalik mõjutada katsetulemust. Teiste materjalide korral anduri väljundsignaal ei muutunud. Katse tulemusi iseloo-mustab ka allolev joonis. Kokkuvõtvalt: magnetvälja andur reageerib ainult magnetväljale, terasest materjaliga on võimalik magnetvälja varjata anduri eest, anduri hüsterees sõltub otseselt magneti magnetvälja tugevusest. Magnetvälja andur tajub magnetvälja ka läbi teiste materja-lide, mis ei ole ferromagneetilised. Kuvatõmmis kokkuvõtvast testist on esitatud järgmisel leheküljel. 12 1.3. Optoelektroonilised andurid Optoelektroonika (kreeka keeles optos 'nähtav') on elektroonika haru, mis hõlmab valguskiirguse ja elektrivoolu vastastikuse muundamisega seotud nähtusi ning nen-del nähtustel põhinevaid optoelektronseadiseid. Niisuguste seadiste talitluses osale-vad peale elektronide ka optilise kiirguse, sealhulgas nähtava valguse kvandid – footonid.
1. Andmete kogumine. 2. Seoste otsimine andmekogumites. 3. Hüpoteesi(de) formuleerimine ja eksperimentaalne kontrollimine. 4. Teooria formuleerimine: kvalitatiivsed ja kvantitatiivsed teooriad; ennustused teooria põhjal; mudelid. 7. Materjalide füüsikalised omadused: nimetage ja iseloomustage neid. Tihedus Sulamistemperatuur Metallide kõvadus (Mohs skaala): talk 1, teemant 5 000 000 Magnetvälja järgi: ferromagneetilised (Fe), paramagneetilised (Al), diamagneetilised (Cu) Läige Radioaktiivsus 8. Kuidas saab metallid liigitada lähtuvalt füüsikalistest omadustest (näided). Sulamistemeratuur: kergsulavad (Hg -39), rasksulavad (W 3400) Tiheduse järgi: kergmetallid (Li 0,53), raskmetallid (Au 19,3) 9. Raud ja rauasulamid (omadused, kasutamine, võrdlus). tihedus 7,87 g/cm3 sulamistemperatuur on 1535 Celsiuse kraadi hea korrosioonikindlus
Pehmed: leelismetallid, plii (Pb), tina (Sn), kuld (Au) 6. Sulamistemperatuur: ( üle 1000º C rasksulavad, alla 1000ºC kergsulavad) Rasksulavad: volfram (W) 3410 º, osmium (Os), kroom (Cr), raud (Fe), nikkel (Ni) Kergsulavad: elavhõbe (Hg) -39ºC, leelismetallid 7. Tihedus: (üle 5g/cm3 on raskmetallid, alla 5g/cm3 on kergmetallid) Raskmetallid: Osmium (Os) 22,5 g/cm3 , plaatina (Pt), volfram (W), kuld(Au), hõbe (Ag) Kergmetallid: liitium (Li) 0,5 g/cm3 8. Magnetiseeritavus: ferromagneetilised: raud (Fe), koobalt (Co), nikkel (Ni)- tugevalt magneetiseeritavad paramagneetilised: alumiinium (Al), kroom (Cr)- nõrgalt magnetiseeritavad diamagneetilised: vask (Cu), tina (Sn)- ei magneetu, tõukuvad magnetist Metallide keemilised omadused. Metallid lihtainetena käituvad reaktsioonides alati redutseerijatena (loovutavad elektrone) ja ühendites omandavad alati positiivse laengu. Reageerimine mittemetallidega:
orienteeritud vastupidises suunas ja nende magnetmomendid on väiksemad. Neid nimetatakse ferriitideks. Tüüpiline esindaja on magnetiit.Nende μ ja Bs on veidi väiksemad kui ferromagneetikutel. Magnetilised omadused sõltuvad temperatuurist. Ülalpool teatud temperatuuri ferromagnetilised omadused kaovad, kuna domeenide struktuur kaob. 21. Magnetmaterjalid. Magnetiliselt pehmed ja kõvad materjalid, nende omadused ja kasutamine. Tüüpilised ferromagneetilised materjalid on Fe, Co ja Ni. Mitmed keraamilised materjalid on ferrimagneetikud. Magnetmaterjalid jaotatakse magnetiliselt pehmeteks ja magnetiliselt kõvadeks. Erinevus on hüstereesisilmuses. Magnetiliselt pehme materjali hüstereesisilmus on kitsas, neil on suur μ ja väike Hc. Magnetiliselt kõvadel on väiksem μ ja suurem Hc. Magnetiliselt pehmeid materjale kasutatakse vahelduvas magnetväljas. Eelistatakse suurema eritakistusega materjale. Kasutatakse materjale:
Ferromagnetism, kuigi rakenduslikult tähtis nähtus, on seletatav vaid empiirilisel tasemel. Et ta on omane vaid kristalsetele ainetele suhteliselt madalal temperatuuril, oletatakse eelnevalt magneetunud kristallikeste, nn. doomenite, olemasolu. Välises väljas magneetuvad doomenid ümber, kutsudes esile tugeva indutseeritud välja. See väli on püsiv, st. ei kao välise välja puudumisel. Temperatuuri tõustes teatud kriitilise väärtuseni (nn. Curie' punkt) aine ferromagneetilised omadused kaovad -- aine hakkab käituma kui paramagneetik. Rauaga juhtub see temperatuuril 768° C, niklil juba 365° C juures. Elektromagnetism. Elektrivoolu magnetilistest omadustest oli juttu üle-eelmises loengus, seoses H. Ørsted (Oersted, eestipäraselt Örsted) juhusliku avastusega, mis sai tänapäeva magnetismiteooria aluseks. Örsted märkas, et vooluga juhtme lähedusse sattunud magnetnõel pöördus alati juhtmega risti olevasse suunda
annaabi.ee 
