Zjawiska magnetyczne i elektromagnetyczne

Magnetyzm – zjawisko polegające na przyciąganiu stalowych i żeliwnych przedmiotów oraz zdolność ustawiania się swobod­nie zawieszonej sztabki magnesu w kierunku biegunów magne­tycznych ziemi.Magnes – ciało mające zdolność przyciągania przedmiotów stalowych i żeliwnych. Magnesy mogą być naturalne i sztuczne.Magnes naturalny – magnes wykonany z magnetytu (magnety­cznej rudy żelaza), który z natury ma własności magnetyczne. Magnesy wykonuje się w kształcie sztabek, podków lub tp.Magnes sztuczny – magnes wykonany z twardej stali, niklu lub ‚ kobaltu i namagnesowany za pomocą innego magnesu lub prądu elektrycznego. Tak wykonane magnesy zachowują trwale włas­ności magnetyczne. Magnesy wykonane ze stali miękkiej lub żeliwa szybko tracą własności magnetyczne, zachowując je w nieznacznym stopniu (tzw. magnetyzm szczątkowy).Pole magnetyczne – przestrzeń dookoła magnesu, w której działają jego siły. Siła magnesu jest tym większa im bardziej są skupione linie sił magnetycznych.Linie sil magnetycznych – niewidoczne linie biegną­ce od bieguna do bieguna magnesu. Istnienie tych linii można stwierdzić pokrywając magnes kawałkiem papieru lub szkła i nasypując na nie opiłki stalowe lub zenwne. Rozsypane opiłki nie linii magnetycznych). Jeden z biegunów nazywamy północ­nym i oznaczamy N, a drugi – południowym – S. Jednoimienne bieguny dwóch magnesów (np. N-N) odpychają się wzajemnie, a różnoimienne (np. N-S) przyciągają.Własności magnetyczne stali i żeliwa – zdolność zagęszczania linii magnetycznych dzięki większej przenikałności magnetycz­nej niż powietrze. Pręt stalowy umieszczony w polu magnetycz­nym, skupiając w sobie linie magnetyczne staje się sam ma­gnesem.Prąd płynący przez prosty przewód powoduje powstanie sła­bego pola magnetycznego dookoła tego przewodu Igła magnetyczna umieszczona w tym polu ustawi się zawsze biegu­nem JVw kierunku przepływu linii magnetycznych.Cewka – przewód izolowany zwinięty w kształcie linii śrubowej. Prąd płynący przez tak zwinięty .przewód powo­duje powstanie pola magnetycznego dookoła każdego zwoju.ułożą się wzdłuż linii magnetycznych Linie magne-tyczne przebiegają od jednego bieguna magnesu do drugiegoBieguny magnesu – końce magnesu, na których występuje zawsze najsilniejsze działanie magnesu (największe zagęszcze-Pola magnetyczne poszczególnych zwojów składają się na jeden wspólny strumień magnetyczny, który przybiera kształt podob­ny do pola magnetycznego magnesu sztabkowego.Elektromagnes cewka nawinięta na rdzeń z mięk­kiej stali. Rdzeń zagęszcza linie magnetyczne, wzmacniając polemagnetyczne. Podczas przepływu prądu przez cewkę rdzeń staje się magnesem. Elektromagnes jest tym silniejszy, im więcej ma zwojów i im większy prąd przez nie płynie. Tak samo jak zwykły magnes, elektromagnes ma bieguny magnetyczne Ni S. W przy­padku zmiany kierunku przepływu prądu w uzwojeniu zmienia­ją się bieguny. Z chwilą przerwania przepływu prądu rdzeń traci własności magnetyczne, zachowując je w nieznacznym stopniu (tzw. magnetyzm szczątkowy).Indukcja elektromagnetyczna – zjawisko polegające na tym, że w przewodzie poruszającym się prostopadle do linii pola magnetycznego, a więc przecinającym te linie, powstaje prąd. I odwrotnie – linie magnetyczne poruszającego się pola magnety­cznego, przecinając prostopadły do nich przewód, wzbudzają w tym przewodzie prąd elektryczny. Zjawisko to występuje również wówczas, gdy przewód jest przecinany przez linie ma­gnetyczne wzbudzanego, zanikającego lub zmieniającego swą wartość pola magnetycznego.Im dłuższy jest przewód przecinający linie magnetyczne i im prędzej je przecina oraz im silniejszy jest strumień magnetyczny, tym napięcie prądu jest większe.Zjawisko indukcji elektromagnetycznej jest wykorzystane m.in. w prądnicach przetwarzających energię mechaniczną na elektryczną.Indukcja wzajemna – zjawisko polegające na tym, że prąd płynący w jednym obwodzie zamkniętym może spowodować powstanie prądu w drugim obwodzie zamkniętym, mimo że nie są one ze sobą połączone.Na przykład, jeżeli na wspólnym rdzeniu są nawinięte dwa nie połączone ze sobą uzwojenia: pierwotne, przez które płynie prąd stały, i wtórne stanowiące oddzielny obwód, to linie pola magne­tycznego wytwarzanego przez uzwojenie pierwotne będą przeci­nać zwoje uzwojenia wtórnego. Z chwilą przerwania przepływu prądu w uzwojeniu pieAvotnym jego pole magnetyczne zaniknie a w uzwojeniu wtórnym powstanie chwilowe napięcie i w obwo­dzie popłynie prąd. Jeżeli uzwojenie wtórne ma dużo więcej zwojów niż pierwotne, to powstałe w nim napięcie będzie dużo większe niż w uzwojeniu pierwotnym.Na zjawisku tym jest oparta zasada działania cewki zapło­nowej.Samoindukcja – zjawisko polegające na tym, że powstające lub zanikające pole magnetyczne uzwojenia pierwotnego powo­duje powstanie prądu nie tylko w uzwojeniu wtórnym, lecz również w uzwojeniu pierwotnym, ponieważ jego zwoje są też przecinane przez linie zmieniającego się pola magnetycznego. Prąd powstający wskutek samoindukcji jest skierowany w kie­runku przeciwnym niż prąd płynący w uzwojeniu, stąd też przy otwieraniu obwodu pierwotnego stara się uniemożliwić prze­rwanie w nim przepływu prądu (iskrzenie na styezkach przery­wacza), a przy zamykaniu obwodu pierwotnego – przeciwstawia się przepływowi w nim prądu oraz opóźnia i osłabia wytwarza­nie się dokoła niego pola magnetycznego.Działanie pola magnetycznego na przewód, w którym płynie prąd, objawia się wypychaniem przewodu z przestrzeni między biegunami magnesu (elektromagnesu). Jest to powodowane przez współdziałanie pól magnetycznych przewodu i magnesu (elektromagnesu). Z jednej strony przewodu linie pola magnety­cznego magnesu biegną w tym samym kierunku, co linie pola magnetycznego przewodu, wskutek czego linie obu pól silnie zagęszczają się . Z przeciwnej strony przewodu linie obu pól biegną w przeciwnych kierunkach, wskutek czego nastąpi rozrzedzenie linii magnetycznych. Ponieważ linie magnetyczne będą dążyć do skrócenia swej długości oraz równomiernego zagęszczenia, przewód będzie wypychany w kierunku od obsza­ru zagęszczenia do obszaru rozrzedzenia linii magnetycznych.Na zjawisku tym jest oparta zasada działania silnika elektry­cznego przetwarzającego energię elektryczną na mechaniczną.

Comments

comments