magnetyzm cd. ver

Transkrypt

1 ve magnetyzm cd.

2 paca pzemieszczenia obwodu w polu F F Ιl j ( ) (siła Ampee a) dw Φ Fdx Ι ldx ΙdS ds ds dφ ds dw ΙdΦ ( Ι ds) stumień dx dla obwodu: W Ι dφ Ι ( Φ ) 2 Φ 1 paca wykonana jest kosztem źódła pądu! W q ( ϕ ) 2 ϕ 1

3 dywegencja pola magnetycznego nie istnieją ładunki magnetyczne! Φ d S Gauss: V dv pole bezźódłowe: div S (monopol magnetyczny Diaca?)

4 otacja pola magnetycznego otacja pola magnetycznego μ 2Ι dα zut dl na Γ Γ Ι α π μ d dl 2 4 d Ι Ι Γ Γ 2 μ α π μ d dl π α 2 Γ d d l j dα Γ Γ Γ S d j dl μ Γ S Γ ale Stokes: j μ j ot μ ( ) S S ds j ds μ pole wiowe

5 podsumowanie własności pól wektoowych E ρ E μ j pole bezwiowe, istnieje i potencjał ł skalany: E ϕ pole bezźódłowe, istnieje potencjał wektoowy: A coaz bliżej do ównań Maxwella!

6 cewka indukcyjna (selenoid) pole jednoodne (pawie) 2 a 1 dl ( 1 2 ) a 1 2

7 selenoid n -gęstość zwojów μ R sinϑ d ni dx 2 2 R ϑ 2 ϑ 1 x x Rctgϑ dx R 1 ϑ dϑ 2 sin μ 2 μ 2 ϑ2 ni n ϑ 1 ( sinϑ) dϑ Ι( cosϑ cosϑ ) 1 2 ϑ 1 o ϑ 2 18 o μ n o Ι na zewnątz:

8 tooid (pieścień Rowlanda) dl 2 π μ 2πRnI R μ nι μ nι R 1 [μ ] Tm/A SI

9 pole magnetyczne w mateii + pole wewnętzne (uśednione) pole zewnętzne teoia Ampèe a magnetyzmu: pądy elementane namagnesowanie: J 1 ΔV def pm + def 1 P ΔV ΔV p

10 natężenie pola magnetycznego + j + j μ ( ) pądy elementane można wykazać, że: j J ρ P H def J μ j + μ J J j μ -natężenie pola magnetycznego H j μ E + D def P D ρ

11 cd. Stokes: w póżni: np.: dla pądu postego: Γ H dl S J, H 1 2I H 4ππ b j ds μ μ k Ι k [H] [J] A/m SI

12 cd. J namagnesowanie wiąże się z natężeniem pola χ H P κ E podatność magnetyczna H H μ χ H ( ) μ 1+ χ ośodek izotopowy stała bezwymiaowa (feo: zależy od H) χ (podatność) może być dodatnia lub ujemna def μ 1+ χ - pzenikalność magnetyczna, może być > 1 lub < 1 H D E μ μ

13 waunki bzegowe, n 2, n μ 1 1, n μ2h H j μ H 1, t H2, t 1 H 2, n 2 1, t μ1 2, t w magnetyku o większym μ linie zagęszczają się

14 magnetyki χ< diamagnetyki μ<1 < J H χ> paamagnetyki μ>1 > J H χ>> feomagnetyki μ>>1 >> χχ(h) diamagnetyki: bak własnego momentu magnetycznego, pecesja Lamoa ω L e/2m, indukuje pzeciwne pole magnetyczne, (i, Zn, Pb, Ag, Au, Hg) paamagnetyki: własny moment magnetyczny ustawiający się zgodnie z zewnętznym polem, χ~1/t, (Mn, Sn, Al, Pt)

15 feomagnetyki

16 histeeza feomagnetyki: spontaniczne namagnesowanie domen (1μm), niejednoznaczna funkcja μ (H+J), (Fe, Ni, Co), punkt Cuie (np.: T C 768 o C) H k H - pozostałość magnetyczna H k -koecja

17 domeny

18 magnetyzm ziemski

19 magnetyzm ziemski

20 indukcja elektomagnetyczna

21 indukcja elektomagneczna zmiana stumienia powoduje indukowanie pądu w obwodzie eguła Lenza (pzekoy): kieunek pądu indukowanego powoduje pzeciwdziałanie zmianom (Michael Faaday )

22 pawo Faadaya 1 vdt l v ds 2 2 v dl v dl v ( ) ( ) ( ) i d dt ds d ( dl v ) dt 1 dt Φ dt dl const F i ( ) q v d Φ dt

23 v Ι dt Ι 2 Rdt + Ι dφ paca w polu paca na pokonanie opou (ciepło) paca wykonana pzez ogniwo Ι dφ + dt dφ dt + Rdt R R i Helmholtz

24 SEM w pouszającym się pzewodzie F ev powstaje Δϕ Δϕ E ównowaga gdy ee ev l Δϕ v v obwód otwaty t Δϕ d l l F i lv l ds dt dφ dt szybkość pzecinania linii pzez obwód

25 cd E dl Γ 123 i d dt S ds S t ds pzy stałej geometii E t pole wiowe!

26 pądnica Φ S cosα i α d Φ d i S sinα dt dt Sω sinα max Sω ( α π 2) ( α )

27 x α ω t sin ωt α pąd ą zmienny max T t

28 x t t t

29 samoindukcja pąd w obwodzie stumień indukcji Φ I(t) Φ (t) SEM Φ LΙ indukcyjność obwodu Φ μ ds dl Ι μ 3 4 π Γ μ μ ( dl ) Ι 3 Φ 3 S 4π μ [L] Tm 2 μ /A Wb/A H hen Ι ds ( dl ) 3 SI 14 4ππ L ds (Joseph Heny )

30 x L geometia magnetyczne własności ośodka const jeśli sztywny obwód i bez feomagnetyków i dφ d dι dl ( LΙ) L Ι dt dt dt { dt dι Ι i L dt dl dι L L + Ι eguła pzekoy Lenza gen dt dt (Emilij Ch. Lenc , 1865, Heinich Fiedich Lenz), est, us Эмилий Христианович Ленц

31 zamykanie i otwieanie obwodu γγγγγγγγγγγγ L R Ι () t R Ι dι L dt otwieanie: Ι R () t R i R ln Ι t + const L ( Rw << R) dι Ι R L dt R t L Ι Ι e Ι e t τ τ L R stała czasowa obwodu

32 cd. zamykanie: Ι ( t ) R + i - dι R + Ι dt L L dι L dt I I Ι Ι + const e R t L Ι Ι R t 1 L 1 e t

33 enegia pola magnetycznego dφ dw Ιdt Ιdt ΙdΦ dt γγγγγγγγγγγγ L L( Ι) const R dφ LdΙ dw LΙdΙ W LΙdΙ LΙ 2 2 I N: enegia pola selenoidu E LΙ m 2 2

34 jednostki w magnetyzmie SI wekto indukcji magnetycznej tesla N T m C s kg 2 As F qv Φ stumień indukcji magnetycznej webe 2 Wb T m Φ Β S L indukcyjność Φ Β L Ι hen Wb H A T m A 2

35 jednostki w magnetyzmie J wekto namagnesowania J IS V A m H wekto natężenia pola magnetycznego H 1 2Ι 4ππ b A m

36 stałe w magnetyzmie stała ł magnetyczna: 7 H 1 μ 4 π 1 μ 2 m c stałe mateiałowe: μ podatność magnetyczna (bezwym.) χ pzenikalność magnetyczna (bezwym.) μ H J χ H

37 koniec