Magnetinduktsiooniks nimetatakse jõudu, mis mõjub ühikulise vooluga ning ühikulise pikkusega juhtmelõigule selle juhtmega ristuvas magnetväljas. Magnetinduktsiooni ühikuks on 1 tesla: 1N 1T = . 1A 1m Jõujooneks nimetatakse mõttelist joont, mille igas punktis elektrivälja tugevuse või magnetinduktsiooni vektor on suunatud piki selle joone puutujat. Ampere´i seadus: juhtmelõigule magnetväljas mõjuv jõud on võrdeline magnetinduktsiooniga, juhet läbiva voolu tugevusega, juhtmelõigu pikkusega ja siinusega nurgast voolu suuna ning magnetinduktsiooni suuna vahel. F = B I l sin Ampere´i jõuks nimetatakse vooluga juhtmele magnetväljas mõjuvat jõudu, mida arvutatakse vastavalt Ampere´i seadusele. Lorentzi seadus: laetud osakesele magnetväljas mõjuv jõud on võrdeline magnetinduktsiooniga, osakese laenguga, osakese kiirusega ning siinusega nurgast osakese kiiruse ja magnetinduktsiooni suuna vahel.
Elektromagnetism uurib laetud osakeste mitteühtlast liikumist. Tagasiside on nähtus, mille korral ühe füüsikalise suuruse muutumine põhjustab teiste suuruste selliseid muutusi, mis omakorda mõjutavad esimest suurust. Magnetvoog iseloomustab magnetvälja mingi pinna ulatuses/sees. Magnetvoog näitab, millisel määral läbivad magnetvälja jõujooned mingit pinda. Magnetvoog on võrdeline: 1)pindalaga S 1m2, 2)magnetinduktsiooniga B 1T, 3)sõltub pinna normaali ja magnetvälja suuna vahelise nurga koosinusega. Faraday induktsioon: 1831.a. avastas Faraday elektromagnetilise induktsiooni põhiseaduse. Elektromagnetiline induktsiooni nähtuseks nim elektrivälja tekkimist magnetvälja muutmisel. Induktsiooni elektromotoorjõud on pinge magnetväljas liikuva juhtmelõigu otstel, kui juhtmes puudub vool. Induktsiooni elektromotoorjõud on võrdeline magnetvoo muutumise kiirusega. Endainduktsiooni
paigutatud aine hakkab ka ise magnetvälja tekitama (ferromagneetik-raud). Elektrivoolu magnetiline toime avastati 1820 H.C.Oersted. Ampere hüpotees: püsimagnetite omadused on tingitud neis ringlevatest vooludest(see ple õige, tglt on tingitud elektronide liikumisest aatomis ja neutronite spinnidest). Ampere'i jõuks nim vooluga juhtmele magnetväljas mõjuvat jõudu. Ampere'i seadus: vooluga juhtmelõigule magnetväljas mõjuv jõud on võrdeline magnetinduktsiooniga, voolutugevusega, juhtmelõigu pikkusega ja sõltub nurgast voolu suuna ja magnetinduktsiooni vahel. F=BI lsin F - Ampere´i jõud(N) I-voolutugevus(A) l- juhtmelõigu pikkus(m) sin- nurk I ja B vahel B-magnetinduktsioon (T-tesla). Ampere'i jõu suunda määratakse vasaku käe reegli järgi: Kui välja sirutatud vasaku käe sõrmed näitavad elektrivoolu suunda ja magnetinduktsiooni juhtmega ristuv komponent on suunatud peopessa siis väljasirutatud vasakukäepöial näitab Ampere jõu suunda
läbitavuseks. Selle saab leida jagades aines mõjuva jõu F vaakumis oleva jõu F0-ga. Aine magnetiline läbitavus näitab, kui mitu korda on magnetinduktsioon aines suurem magnetinduktsioonist vaakumis. Elektrivälja kirjeldavat E-vektorit nimetatakse elektrivälja tugevuseks, kuid analoogiliselt magnetvälja kirjeldavat B-vektorit magnetvälja tugevuseks ei kutsuta. Magnetvälja tugevuseks H nimetatatakse füüsikalist suurust, mis on võrdeline vaakumis tekkiva magnetinduktsiooniga B0. 2. Magnetiliste omaduse järgi jaotatakse ained kolmeks : 1) Diamagneetikud sellise aine aatomi kogu magnetväli on välismõju puudumisel null. Väljastpoolt magnetväli paneb elektronid aatomis liikuma nii, et tekib nõrk vastupidise suunaga magnetväli. Diagmeetikud on näiteks kuld, hõbe ja vask. Diagmeetiku aatomis on elektronide spinnmagnetväljad paarikaupa teineteisele vastassuunalised
Laeng (q)=? m=1,6· 10 : −3 −3 =9· 10 kg 9·10 ·0,25·10 −31 Vastus: See laeng on elektron, sest elektroni mass on ∼9· 10 9. Raam, mille pindala on S, asub magnetväljas, mille induktsioon on B. Antud raami normal asub magnetinduktsiooniga nurga all β ja selle tulemusel tekib magnetvoog Φ. Võtke tabelist vastavalt versioonile andmed ja leidke puuvuv suurus. Antud Lahendus 2 −4 2 S=25𝑐𝑚 =25·10 𝑚 Φ=BScosβ −3 −3 −4 −5 B= 30 mT=30·10 𝑇 Φ=30·10 ·25·10 · 𝑐𝑜𝑠 45°=5,3·10 (Wb) β=45° Φ=?
Vaatleme homogeensesse magnetvälja asetatud suletud tasapinnalist juhti (kontuuri). Kontuuri pindala olgu A ja kontuuri positiivne normaal n-> (vektor) moodustagu vektoriga B-> nurga (APLHA) (joonis E). Magnetvooks läbi pindala A nimetatakse suurust, mis võrdub magnetinduktsiooni vektori mooduli B, pindala A ning vektorite B-> ja n-> vahelise nurga koos sin. Korrutisega. Magnetvoo ühik on 1Wb (veeber). Magnetvoo 1Wb tekitab homogeenne magnetväli induktsiooniga 1T läbi 1m² suuruse magnetinduktsiooniga ristuva pinna §15. Ampèire'I seadus Magnetväli mõjub vooluga juhi kõikidele osadele, seaduse, mis määrab üksikule juhi lõigule (vooluelemendile) mõjuva jõu avastas 1820. aastal Ampère. Ta paigutas hoburaud magneti pooluste vahele sirge juhi, millele mõjuvat jõudu sai mõõta. Katsetest nähtub, et voolutugevuse suurenemisel kaks korda suureneb ka juhile mõjuv jõud kaks korda. Lisades
naaberjuhtmes Voolu muutus juhtmes tekitab vastava magnetväljamuutuse kaudu voolu naaberjuhtmes 3. Ma g n etvo o g. Jalgratta lambid põlevad seda heledamalt, mida kiiremini pöörleb dünamo võll. See tähendab, mida kiiremini magnetväli muutub, seda suurem elektromotoorjõud. Vaatleme katset. A Kui tekitame vool esimeses poolis, siis tekitab vool ka teises. 1. Muudame poolide vaheline kaugus. Elektromagnetiliste nähtuste kirjeldamiseks vajalik suurus võrdeline magnetinduktsiooniga B 2. Muudame poolide südamiku ristlõikepindalat. Elektromagnetiliste nähtuste kirjeldamiseks vajalik suurus võrdeline pindalaga S, mida läbivad muutuva magnetvälja jõujooned. 3. Muudame poolide vahelist nurka. Elektromagnetiliste nähtuste kirjeldamiseks vajalik suurus võrdeline koosinusega nurgast juhtmekeeru normaali ja magnetvälja suuna vahel. Magnetvoog näitab, millisel määral läbivad magnetvälja jõujooned vaadeldavat pinda.
6. Millal tekib juhtmetes induktsioonivool, mille poolest on see vool eriline? 7. Kuidas määrata induktsioonivoolu suunda? 8. Millest ja kuidas sõltub induktsioonivoolu suurus ja suund? 9. Millised on pööriselise elektrivälja iseärasused ja kuidas ta tekib? 10. Mida väljendab induktsiooni elektromotoorjõud? 11. Kuidas arvutada induktsiooni elektromotoorjõudu ehk pinget magnetväljas liikuvas juhtmes? 12. Mida nim. magnetvooks? 13. Kuidas magnetvoog on seotud magnetinduktsiooniga? 14. Kuidas magnetvoogu arvutada? 15. Defineeri magnetvoo ühik. 16. Millega võrdub induktsiooni emj.? 17. Sõnasta Faraday induktsiooniseadus. 18. Kuidas induktsiooni elektromotoorjõud poolis sõltub pooli keerdude arvust? 19. Sõnasta Lenzi reegel. Oska seda kasutada induktsoonivoolu suuna määramiseks. 20. Põhjenda miinus-märki Faraday induktsiooniseaduses kasutades Lenzi reeglit. 21. Milles seisneb endainduktsiooni nähtus? 22
· heelium, argoon, neoon, vask, berüllium, süsinik jt. § Välises väljas hakkab diamagneetiku elektroni orbiit vurritaoliselt pretsesseeruma nii, et nurk magnetmomendi ja välja suuna vahel säilib > lisaringvoolu tekkimine > lisamagnetmoment Need lisamagnetmomendid püüavad takistada magnetvälja kasvu diamagneetikutes tekkiv väli on vastupidine nendele mõjuvale magnetväljale. Kokkuvõttes väheneb aines magnetinduktsioon võrreldes välise välja magnetinduktsiooniga Diamagnetiline effekt on omane kõikidele aatomitele. Siiski jälgitav ainult siis, kui aatom ei oma magnetmomenti ilma välise väljata. Paramagneetikud ( > 0, µ > 1) · Magnetiline vastuvõtlikkus on positiivne ja väike ja konstantne · Väljad on samasuunalised VB!!!! Feromagneetik on aine, mis tahkes olekus võib välise välja puudumisel olla magneetunud § Nad on püsimagnetid. · Raud, nikkel, koobalt, gadoliinium , nende sulamid ja ühendid
Pistame nüüd poldi pooli sisse, tehes seda ligikaudu ühe sekundi jooksul ja fikseerime poolis tekkiva induktsioonivoolu väärtuse. Esimesest katsest võime järeldada, et suurem elektromotoorjõud tekib poolis siis, kui magnetinduktsioon pooli asukohas rohkem muutub. Täpsemad mõõtmised näitavad, et induktsiooni elektromotoorjõud on võrdeline suuruse B muutusega. Järelikult on elektromagnetilise induktsiooni nähtuse kirjeldamiseks vajalik suurus võrdeline magnetinduktsiooniga B. Teisest katsest võime järeldada, et füüsikaline suurus, mille muutumine on vajalik elektromagnetilise induktsiooni tekkimiseks, peab olema (vähemasti ligikaudu) võrdeline pindalaga S, mida läbivad muutuva magnetvälja jõujooned. Nagu näeme, sõltub induktsioonivool ja järelikult ka induktsiooni elektromotoorjõud nurgast pooli telje ja muutuva magnetvälja suuna vahel. Seda sõltuvust kirjeldav nurgafunktsioon peab olema
seadus. Ampere'i jõu mõjul liigub juhtmelõik l asendist 1 asendisse 2 dx võrra ja tehakse tööd. 54. Kasutades allolevat joonist, tuletage kontuuris tekkiva elektromotoorse jõu avaldis selle ühtlasel pöörlemisel. Igal ajahetkel läbib kontuuri erinev magnetvoog. See on vahelduva emj. Generaator. 55. Mis on kontuuri induktiivsus? Kasutades allolevat joonist, tuletage pika solenoidi induktiivsuse arvutamise valem. Elektrivool kontuuris tekitab seal magnetvälja magnetinduktsiooniga B. Võib öelda, et kontuuri läbiv magnetvoog on võrdeline vooluga I, seda võrdetegurit L nimetatakse kontuuri induktiivsuseks. 56. Mis on omainduktsiooni elektromotoorjõud? Andke avaldis kõige üldisemal kujul. Olgu meil vooluga kontuur. Väline magnetväli puudub. Kui kontuuris muutub voolutugevus, siis muutub kontuuri asukohas ka magnetvoog. Vastaval Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadusele indutseeritakse ka sel juhul kontuuris elektromotoorjõud, mida
seadus. Ampere'i jõu mõjul liigub juhtmelõik l asendist 1 asendisse 2 dx võrra ja tehakse tööd. 54. Kasutades allolevat joonist, tuletage kontuuris tekkiva elektromotoorse jõu avaldis selle ühtlasel pöörlemisel. Igal ajahetkel läbib kontuuri erinev magnetvoog. See on vahelduva emj. Generaator. 55. Mis on kontuuri induktiivsus? Kasutades allolevat joonist, tuletage pika solenoidi induktiivsuse arvutamise valem. Elektrivool kontuuris tekitab seal magnetvälja magnetinduktsiooniga B. Võib öelda, et kontuuri läbiv magnetvoog on võrdeline vooluga I, seda võrdetegurit L nimetatakse kontuuri induktiivsuseks. 56. Mis on omainduktsiooni elektromotoorjõud? Andke avaldis kõige üldisemal kujul. Olgu meil vooluga kontuur. Väline magnetväli puudub. Kui kontuuris muutub voolutugevus, siis muutub kontuuri asukohas ka magnetvoog. Vastaval Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadusele indutseeritakse ka sel juhul kontuuris elektromotoorjõud, mida
naaberjuhtmes Voolu muutus juhtmes tekitab vastava magnetväljamuutuse kaudu voolu naaberjuhtmes. 7. Magnetvoog Jalgratta lambid põlevad seda heledamalt, mida kiiremini pöörleb dünamo võll. See tähendab, mida kiiremini magnetväli muutub, seda suurem elektromotoorjõud. Vaatleme katset. Kui tekitame vool esimeses poolis, siis tekitab vool ka teises. 1. Muudame poolide vaheline kaugus. Elektromagnetiliste nähtuste kirjeldamiseks vajalik suurus võrdeline magnetinduktsiooniga B 2. Muudame poolide südamiku ristlõikepindalat. Elektromagnetiliste nähtuste kirjeldamiseks vajalik suurus võrdeline pindalaga S, mida läbivad muutuva magnetvälja jõujooned. 3. Muudame poolide vahelist nurka. Elektromagnetiliste nähtuste kirjeldamiseks vajalik suurus võrdeline koosinusega nurgast juhtmekeeru normaali ja magnetvälja suuna vahelMagnetvoog näitab, millisel määral läbivad magnetvälja jõujooned vaadeldavat pinda. B on magnetinduktsioon
paokiirus : 11,186 km/s, temperatuur pinnal: * minimaalne: −89.2°C, * keskmine: +15°C, * maksimaalne: +56.7°C atmosfäärirõhk planeedi (mere) pinnal: 1 atm = 760mmHg ≈ 101,3kPa. atmosfääri koostises on: * 78,08% lämmastikku (N2) * 20,95% hapnikku (O2) * 0,930% argooni (Ar) * 0,039% süsihappegaasi (CO2) * ~ 1% veeauru (H2O, sõltub ilmaoludest) Olgu Maa kohta rõhutatud veel, et Maal on keskmise tugevusega (magnetinduktsiooniga) magnetväli 25 … 65 μT (mikroteslat), mille poolused asuvad planeedi geograafiliste pooluste läheduses. Geograafilise põhjapooluse kaugus (polaarkoordinaadid 90,0°N; 180,0°W) magnetilisest lõunapoolusest (koordinaadid 85,9°N; 147,0°W) on vaid umbes 455,9 km pikki meridiaani mõõdetuna. Maa pöörlemistelg moodustab tiirlemistasandiga 23,4° nurga (23°24’ ≈ 0,4084π rad). Kuu on Maale ainus looduslik kaaslane ning kõige lähem taevakeha. (Tõe huvides olgu
maksimaalne: +56.7°C atmosfäärirõhk planeedi (mere) pinnal: 1 atm = 760mmHg ≈ 101,3kPa. atmosfääri koostises on: 21 78,08% lämmastikku (N2) 20,95% hapnikku (O2) 0,930% argooni (Ar) 0,039% süsihappegaasi (CO2) ~ 1% veeauru (H2O, sõltub ilmaoludest) Olgu Maa kohta rõhutatud veel, et Maal on keskmise tugevusega (magnetinduktsiooniga) magnetväli 25 … 65 μT (mikroteslat), mille poolused asuvad planeedi geograafiliste pooluste läheduses. Geograafilise põhjapooluse kaugus (polaarkoordinaadid 90,0°N; 180,0°W) magnetilisest lõunapoolusest (koordinaadid 85,9°N; 147,0°W) on vaid umbes 455,9 km pikki meridiaani mõõdetuna. Maa pöörlemistelg moodustab tiirlemistasandiga 23,4° nurga (23°24’ ≈ 0,4084π rad). 6.2. KUU Kuu on Maale ainus looduslik kaaslane ning kõige lähem taevakeha.
annaabi.ee 
