A mágnesek azonos pólusai taszítják, ellentétes pólusai vonzzák egymást.
- ha a mágnest kettévágjuk, akkor továbbra is két dipólust kapunk. Bármilyen kicsi részre vágjuk a mágnest, monopólus soha nem állítható elő.
- rúdmágnes esetén a mágneses pólusok nem a rúd végén találhatók, hanem a rúd 1/12 részénél.
- a mágnes a közelébe helyezett vastárgyakra erőt gyakorol.
- ha mágnes közelében vízszintes műanyag lapra vasreszeléket szórunk, akkor a vasreszelék az erőhatásnak megfelelően rendeződik.
A mágnes és a vasreszelék között a kölcsönhatást az anyag egy sajátos formája, a mágneses mező közvetíti.
A Föld olyan, mint egy nagy mágnes. Egyik pólusa az északi, másik a déli sarok közelében található.
A szabadon mozgó iránytű É-D irányba áll be. Az iránytűnek azt a pólusát, amely egyensúlyi helyzetben észak felé mutat, északi pólusnak nevezzük. Ebből következik, hogy az Északi sarkon a Föld déli mágneses pólusa van.
A mágneses mező valószínű oka a Föld belső szerkezetében működő dinamó-mechanizmus. A dinamó-mechanizmus lényege, hogy a Föld belsejében lévő olvadt vasból és nikkelből álló külső mag áramlásai révén örvényáramok keletkeznek, az örvényáramok pedig kiterjedt mágneses teret gerjesztenek. A mágneses tér irányultsága a mágneses déltől a mágneses észak felé mutat, ez lényegében azonos a mágneses tér áramlási irányával.
A tapasztalat szerint semmilyen módon nem érhető el, hogy egy testben a kétfajta mágnesség közül az egyik túlsúlyba kerüljön. Még az elemi részeknek, például az elektronnak is ugyanannyi az É-i, mint a D-i mágnessége. Mágneses töltés, mágneses monopólus tehát nem létezik. A legegyszerűbb mágneses alakzat a mágneses dipólus. Az elektromos influenciának, vagy megosztásnak nincs mágneses megfelelője.
A mágneses mező jellemzésére használt egyik fizikai mennyiség a mágneses indukció. A mágneses indukciót a mező minden pontjában elhelyezett, kicsiny magnetométer segítségével határozhatjuk meg. Megállapodás szerint, a mágneses mezőt a magnetométerre ható maximális forgatónyomaték segítségével jellemezzük. A mérések azt bizonyítják, hogy a magnetométerre ható maximális forgatónyomaték egyenesen arányos a magnetométerben folyó áramerősség és a magnetométer összes felületének a szorzatával.
Ezt a szorzatot mágneses nyomatéknak nevezzük.
A maximális forgatónyomaték és a mágneses nyomaték hányadosa egy állandót határoz meg, ez a mágneses indukció;
B=Mmax/(Imérő∙N∙A); [B]=N/(A∙m)=(V∙s)/m^2 =T (tesla)
A mágneses indukció vektormennyiség. A mágneses indukcióvektor nagyságát a magnetométerre ható maximális forgatónyomaték és a mágneses nyomaték hányadosa adja.
A mágneses indukcióvektor irányát jobbkéz-szabály segítségével határozzuk meg: mágneses mezőben, egyensúlyban lévő magnetométert jobb kezünk segítségével úgy fogjuk meg, hogy, ha behajtott 4 ujjunk az áram irányába mutat, akkor a kinyújtott hüvelykujjunk az indukció irányába mutat.
Ha a magnetométer síkja nem párhuzamos a mágneses indukció vektorokkal, akkor a forgatónyomaték számításánál a B vektornak csak a felület irányába eső komponensét kell figyelembe venni.
A mágneses fluxus a mágneses indukció és a rá merőleges felület szorzata.
Ф=B∙A; [Ф]=V∙s=Wb (weber)
A mágneses mező szemléltetésére szolgálnak a mágneses indukcióvonalak. Ha a mágneses mezőbe vasreszeléket szórunk, az a mágneses indukcióvonalak mentén rendeződik.
A mágneses indukcióvonalak olyan térbeli és képzeletbeli görbék, amelynek bármely pontjába húzott érintő iránya az adott pontban az indukció irányával egyezik meg, és olyan sűrűn kell rajzolni, hogy 1m2 felületre merőlegesen annyi haladjon keresztül, amennyi az adott helyen a mágneses indukció nagysága.
Nem csak a mozgó elektromos töltésekre hat a mágneses erő, hanem az elektromos áramot szállító vezetékre is. Ugyanis az elektromos egyenáram a töltések egyirányú áramlását, mozgását jelenti, tehát a vezetékben mozgó szabad töltéseken keresztül az egész vezetőre hat ez az erő.
A mágneses mező erőt fejt ki az árammal átjárt vezetőre, amely erő ugyanaz, mint a mozgó elektromos töltésre ható. Tekintsük az l hosszúságú vezetékdarab hosszát olyan vektornak (l), melynek iránya az áram irányával, azaz a pozitív töltések áramlási irányával megegyezik. Így tehát alkalmazva a jobbkéz-szabályt az "l " (a pozitív töltések áramlási iránya), "B", és az "F" vektorok ebben a sorrendben mutatnak jobb kezünk merőlegesen tartott ujjainak irányában.
Egy N menetű tekercsnél Légüres térben megmérjük, hogy mekkora lesz a maximális forgatónyomaték. Ebből kiszámítható, hogy vákuumban adott gerjesztés mellett mekkora a mágneses indukció.
Ha nem változtatjuk a gerjesztő hatás erősségét, de a tekercs belsejében különböző minőségű anyagokat helyezünk, akkor a maximális forgatónyomaték megváltozik. Ez abból következhet, hogy megváltozik a mágneses indukció.
- Ha a tekercsbe vasat, kobaltot vagy nikkelt teszünk, akkor a mágneses indukció 200 - 106-szeresére nő. Ezek a ferromágnesek.
- Ha a tekercsbe alumíniumot, vagy mangánt teszünk, akkor a mágneses indukció alig növekszik. Ezek a paramágnesek.
- Ha a tekercsbe rezet vagy aranyat teszünk, akkor a mágneses indukció kis mértékben csökken. Ezek a diamágnesek.
Azt az anyagokra jellemző viszonyszámot, amely megmutatja, hogy adott anyag jelenlétében hányszorosára nő a mágneses indukció a vákuumbeli értékhez képest relatív permeabilitásnak nevezzük.
μrelatív=Banyag/Bvákuum
Hans Christian Oersted (1777-1851) dán fizikus.
1820-ban fedezte fel az áram mágneses hatását. Évtizedeken keresztül a koppenhágai egyetemen tanított fizikát és kémiát.
James Clerk Maxwell (1831 – 1879) skót fizikus.
Munkásságának legkiemelkedőbb eredménye az elektromágneses tér elméletének megfogalmazása volt
Nikola Tesla (1856-1943) szerb származású fizikus.
Jelentős szerepet játszott a generátorok, motorok, transzformátorok fejlesztésében. Róla nevezték el a mágneses indukció mértékegységét.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése