Magnetism (1)

Magnetväli – liikuva laetud keha poolt tekitatav väli.Elektrivälja muutumine tekitab magnetvälja:*+ v=0 tekib ainult elektriväli.
*+ v=const; a=0 ( alalisvool ) tekivad: muutumatu elektriväli ja muutumatu magnetväli.
*+ a=muutub tekib elektromagnetlaine (muutuv elektriväli ja muutuv magnetväli).
Püsimagnet – keha, mida alati ümbritseb magnetväli. Püsimagnetite väli on seotud aines olevate elektronide magnetväljaga.(spinniga)Spinn – füüsikaline suurus, mis iseloomustab elementaarosakese impulsimomenti; seotud pöörlemisega.Magnetil on kaks poolust – põhjapoolus ja lõunapoolus. Magnetvälja kokkuleppelist suunda näitab orienteerunud magnetnõela põhjapoolus. Magneetumine – nähtus, mille korral magnetvälja paigutatud keha tekitab ka ise magnetvälja. Magnetpooluste vahel mõjuv jõud on pöördvõrdeline poolustevahelise kauguse ruuduga.1820. avastati, et juhet läbib elektrivool avaldab magnetnõelale orienteerivat mõju. Taani teadlane H. Ch. Oersted.Samal aastal avastas A. M. Ampere vastastikmõju kahe vooluga juhtme vahel ja leidis kolm seaduspärasust:*Kui kaks juhtmelõiku paiknevad erinevates tasandites, kuid on samal keskristsirgel, siis nende vahel mõjuv jõud sõltub nurgast nende vahel. Paralleelsete juhtmete korral on jõud maksimaalne, ristuvate korral 0.*Kui paralleelsetes juhtmelõikudes kulgevad samasuunalised voolud, siis mõjub juhtmete vahel tõmberjõud, vastassuunaliste voolude korral tõukejõud*Jõud on alati risti juhtmelõoiguga, millele ta mõjub. Kui kahe paralleelse lõpmatu pika ja lõpmatu peenikese sirgjuhtme vahel, mille vahekaugus on 1 meeter ja milles voolab ühesuguse tugevusega vool, mõjub vaakumis juhtmete pikkkuse iga meetri kohta jõud siis on voolutugevus 1 amper . Magnetväljas vooluga juhtmelõigule mõjuv jõud F on võrdeline juhet läbiva voolu tugevusega I, juhtmelõigu pikkuse l ja siinusega nurgast alfa voolu suuna ning magnetväljka suuna vahel – Ampere seadus.Ampere jõu suuna määratakse vasaku käe reegliga – kui vasaku käe väljasirutatud sõrmed osutavad voolu suunda ja magnetväli on suunatud peopessa, siis väljasirutatud pöial näitab juhtmelõigule mõjuva jõu suunda. Magnetinduktsioon iseloomustab magnetvälja. Magnetinduktsioon näitab jõudu, mis mõjub ühikulise vooluga ja ühikulise pikkusega juhtme lõigule selle juhtmega ristuvas magnetväljas. Vektoriaalne suurus, B- vektor , mille suunda näitab magnetvälja põhjapoolus. Ühik T tesla .Kui juhtmele, mille pikkus on 1 meeter ja milles kulgeb vool tugevusega 1 amper, mõjub selle juhtmega ristuva magnetvälja poolt jõud 1 N, siis on välja magnetinduktsioon 1 tesla. Elektrimootor – töö põhineb Ampere seadusel, kaks põhilist osa: rootor (liikuv osa) ja staator (liikumatu osa). Rootoriks võib olla pool, elektromagnet või püsimagnet. Kõige lihtsamal alaliselektrimootoril on staatoriks püsimagnet, rootoriks juhtmekeerud. Juhtmekeerud lülituvad vooluahelasse nii, et jõumoment oleks maksimaalne. Kontaktid asuvad kontaktrõngal ja ühendatakse vooluringi läbi grafiitvarraste, mida nimetatakse harjasteks. Ühes raamis on palju juhtmekeerde ja jõumomendid liituvad. Magnetinduktsioon vooluga juhtmes kaugusel D:Magnetvälja jõujoon on mõtteline joon, mille igas punktis on B-vektor suunatud piki selle joone puutujat. Suunda saab määrata magnetnõelaga, looduses ei esine. Mida tihedamalt on jõujooned, seda tugevam on elektriväli. Jõujooned ei lõku kunagi. Magnetvälja jõujooned on alati kinnised kõverad.Magnetvälja jõujooned ümbritsevad vooluga juhet kontsentriliste ringjoontega. Välja suuna jõujoonel määrab kruvireegel – magnetvlja suund ühtib parempoolse kruvi pöörlemise suunaga, kui voolu suunaks on kruvi kulgeva liikumise suund. Magnetvälja kohta kehtib superpositsiooni printsiip. Kui ühes punktis tekitab magnetvälja mitu keha, siis summaarne magnetinduktsioon on üksikute kehade poolt tekitatud B-vektorite vektoriaalne summa. Ringjoone magnetväli – keskel kõige tugevam. Solenoidi magnetväli – spiraaljuhe. Solenoidi sees on magnetväli homogeenne – jõujooned on paralleelsed ja vahekaugus ei muutu. Pöördmagneti väli – pöörisväli on väli, mille jõujooned on alati kinnised kõverad .Elektromagnet – vooluga pool, mille sees on raudsüdamik magnetvälja tugevdamiseks .Maa magnetväli – magnetväli, mille poolused on geograafiliste poolustega nihkes ja aja jooksul pooluste magnetväli muutub. Maa magnetväli kaitseb kosmosest tulevate laetud osakeste ja ioniseeriva kiirguse eest. Maa magnetväli on seotud virmaliste tekkega. Maa magnetvälja olemasolu on seotud maakera vedela tuumaga .Inklinatsioon – nurk maa magnetvälja ja horisontaaltasandi vahel. Deklinatsioon – nurk kompassiga määratud põhjasuuna ja tegeliku geograafilise põhjasuuna vahel. Mõjutavad suured rauamaagi lademed. Magnetväljas mõjub laetud osakesele jõud, mida nimetatakse Lorentzi jõuks. See jõud mõjub nii üksikule laetud osakesele, liikuvale laetud osakesele, kui ka vabadele lengukandjatele juhtmes. On risti liikumissuunaga ja põhjustab voolu tekkimist generaatorites. Laetud osakesele mõjuv jõud. Suund määratakse vasaku käe reegliga – kui vasaku käe väljasirutatud sõrmed näitavad positiivse laetud kega liikumise suunda ja magnetvälja jõujooned tulevad peopessa, siis väljasirutatud pöial näitab osakesele mõjuvat Loerentzi jõu suunda. Miinusmärgiline Lorentzi jõud tähendab vastupidist suunda või paremat kätt. L. jõud ei põhjusta osakeste liikumist vaid muudab suunda, st. ta ei tee tööd. Kolm varianti laengu liikumisel magnetväljal: *v vektor on paralleelne B vektoriga. osakese kiirus jääb samaks, suund ka ei muutu *v vektor ristub B vektoriga *v vektor on B vektori suhtes mingi ühikulise nurgaga – tekib kruvijoon , mille raadiuse määravad magnetiduktsioon ja magnetväljaga risti olev kiiruse komponent . Kruvi sammu määrab äa kiiruse magnetvälja suunaline komponent.Aine magnetiline läbitavus: Aine magnetiline läbitavus näitab, mitu kora on magnetinduktsioon aines suurem magnetinduktsioonist vaakumis. Aine võib tugevdada või nõrgendada magnetvälja. Magnetiliste omaduste põhjal jaotatakse ained: *Diamagneetik – aine, mis nõrgendab veidi talle mõjuvad magnetvälja. Nt. hõbe, vask, kuld. Aine magnetiline läbitavus on väiksem 1st.*Paramagneetik – aine, mis tugevdab veidi talle mõjuvat magnetvälja. Nt. alumiinium , wolfram, õhk. Aine magnetiline läbitavus suurem 1st*Ferromagneetik – aine, mis tugevdab talle mõjuvat magnetvälja tuhandeid kordi. Nt. koobalt , raud, nikkel . Aine magnetiline läbitavus mitmeid kordi suurem 1st. Aine kuuluvus ühte või teise gruppi määrab ära aineosakeste magnetväli. Dia- ja paramagneetiku puhul on tegemist üksiku elektronväljaga. Diamagneetiku moodustavad kaks elektroni paari. Need väljad on nõrgad ja korrastamata.Ferromagneetikul ühe osakese magnetväli on väga tugev. Oluline osa aatomitel või ioonidel. Aines tekivad piirkonnad, kus osakeste magnetväli on ühe suunaga – domeen.Välise magnetvälja mõjul domeenid orienteeruvad. (võtavad ühe suuna). Ferromagneetikud jagunevad kaheks: *Magnetiliselt kõvad – säilitab magnetvälja pärast magnetvälja mõju lakkamist. RAUD. Kasutatakse püsimagnetitena, magnetmälus*Magnetiliselt pehmed ( rauasulamid ) – kasutatakse magnetvälja tugevdamiseks. Nt. Trafod..Magnetiline infosalvestus . magnetilin, videolint, kõvaketas, mälupulgad.
.