Stacionrn magnetick pole magnetick pole = prostor, ve kt. psob magnetick sly neoddliteln soust elektromagnetickho pole stacionrn magnetick pole = vznik rovnomrnm pohybem elektrickho nboje asov nepromnn magnetick indukn ra = prostorov orientovan kivka, jej tena v danm bod m smr osy velmi mal magnetky, umstn v tomto bod prostorov znzornn magnetickho pole jedn se vdy o uzaven kivky ( zdlov pole), kter se nikdy neprotnaj (na rozdl od el. silor) orientace urena dohodou (vn magnetu od severnho plu k jinmu, uvnit magnetu od jinho plu k severnmu)

zkladn pokusy s magnety kolem trvalho (permanentnho) magnetu existuje magnetick pole, kter silov psob na ocelov pedmty (pitahuje je) permanentn magnet se skld se dvou pl (severnho N - North, jinho S - South), piem souhlasn ply se odpuzuj a nesouhlasn pitahuj magnetka = otiv, tyov magnet upevnn ve stedu osa magnetky, kter je umstna v rznch mstech pilinovho obrazce, m vdy smr teny k dan e

Obsah: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Magnetick pole vodie s proudem Magnetick sla Magnetick indukce Magnetick pole rovnobnch vodi s proudem Magnetick pole cvky stice s nbojem v mag. poli Magnetick vlastnosti ltek Magnetick materily v technick praxi

Magnetick pole vodie s proudem magnetka umstn v blzkosti vodie se vychl, jakmile vodiem zane prochzet proud pohybujc se stice s nbojem bud ve svm okol magnetick pole v okol cvky s proudem se magnetka chov obdobn jako v okol trvalho magnetu

magnetick indukn ry pmho vodie s proudem maj tvar soustednch krunic rozloench v rovin kolm k vodii a se stedem v mst prchodu vodie rovinou

v tomto ppad je orientace mag. induk. ar urena tzv. : AMPROVM PRAVIDLEM PRAV RUKY = Nazname uchopen vodie do prav ruky tak, aby palec ukazoval dohodnut smr proudu ve vodii, zahnut prsty pak ukazuj orientaci magnetic. induknch ar.

Magnetick sla F m Pokus : mezi ply magnetu umstme vodi, kter pipojme ke zdroji napt podle smru proudu a orientace magnetickch induknch ar se vodi vychl vlevo nebo vpravo zmna smru proudu = zmna vchylky v opanou

F m m do msta s men hustotou induknch ar, vpravo mg. sla je nejvt, kdy je vodi kolm k induknm arm pokud je vodi rovnobn s induknmi arami je magnetick sla nulov F m=0 rukov el. mc pstroje = zaloeny na silovm psoben dvojice magnetickch sil

Magnetick indukce B uvaujeme, e mag. indukn ry jsou na sebe rovnobn = homogenn mag. pole F m je mrn dlce vodie, proudu ve vodii a silovmu psoben na vodi s proudem F m=B I l .. vodi je kolm na indukn ry I .. proud ve vodii l .. dlka vodie B . magnetick indukce, vektor, jednotka = T (tesla) ( 101 ) Fm B= I l vodi svr s mag. induknmi arami hel F m=B I l sin kde 0, F m je kolm na vodi i na B smr F m urme Flemingovm pravidlem lev ruky: Polome-li otevenou levou ruku k pmmu vodii tak, aby prsty ukazovaly smr proudu a indukn ry vstupovaly do dlan, ukazuje odtaen palec smr sly, kterou psob magnetick pole na vodi s proudem.

Hmotnostn spektrograf Hmotnostn spektrograf je pstroj, kter na zklad psoben elektrickho a magnetickho pole na nabit stice slou k urovn hmotnosti stic a oddlovn rznch izotop tho prvku. Prvn pstroj tohoto typu sestrojil v roce 1919 F. Aston. Sms rznch iont nejprve prochz elektrickm polem, kter je rozdl podle rychlosti. Pak vstupuj do magnetickho pole, kter sousted stice o stejn hmotnosti do jednoho msta. Prv pomoc hmotnostnho spektrografu bylo zjitno, e chemick prvky jsou sms nkolika izotop, kter se li jen potem neutron v jde.

Magnetick pole rovnobnch vodi s proudem I. 1 pm, tenk a velmi dlouh vodi mag. indukn ry = soustedn krunice se stedem v ose vodie B mag. indukce = kolm k vodii, m smr teny k mag. indukn e I B= 2 d B .. mag. indukce pro 1 pm, tenk, dlouh vodi d .. vzdlenost B od vodie, polomr pslun mag. indukn ry 2 d .. dlka mag. indukn ry I .. proud prochzejc vodiem . permeabilita prosted 7 2 0=410 N A . permeabilita vakua r = .. relativn permeabilita prosted 0 udv kolikrt je B vt nebo men ne B0 ve vakuu

II. 2 pm rovnobn vodie s proudem umstn blzko u sebe psob na sebe mag. silou F m , protoe se navzjem nachz v mag. poli a) vodii prochzej proudy stejnho smru vodi 1 vytv kolem sebe magnetick pole, kterm psob na vodi 2 orientace induknch ar je dna Amprovm pravidlem prav ruky smr sly, kterou bude psobit magnetick pole 1. vodie na 2. vodi, je dn Flemingovm pravidlem lev ruky vodie se navzjem pitahuj vodi 2 tak vytv kolem sebe magnetick pole a obdobnm zpsobem psob na vodi 1 silov psoben je vzjemn

b) vodii prochzej proudy rznho smru vodi 1 vytv kolem sebe magnetick pole, kterm psob na vodi 2 orientace induknch ar je dna Amprovm pravidlem prav ruky smr sly, kterou bude psobit magnetick pole 1. vodie na 2. vodi, je dn Flemingovm pravidlem lev ruky vodie se navzjem odpuzuj vodi 2 tak vytv kolem sebe magnetick pole a obdobnm zpsobem psob na vodi 1 silov psoben je vzjemn

I 1 I 2 l .. mag. sla 2 d .. permeabilita prosted 2 .. dlka mag. indukn ry I 1 ... velikost proudu prochzejc vodiem 1 I 2 .. velikost proudu prochzejc vodiem 2 d ... polomr indukn ry, vzjemn vzdlenost vodi l ... dlka vodie F m=

Definice Ampru: Ampr je stl proud, kter pi prchodu 2 pmmi rovnobnmi nekonen dlouhmi vodii zanedbatelnho prezu umstnmi ve vakuu ve vzdlenosti 1 m od sebe vyvol mezi vodii slu o velikosti 2107 N na 1 m dlky vodie. Amprv zkon pro vodi libovolnho tvaru F m =B I l sin

Magnetick pole cvky znzornn = pilinov obrazce solenoid = dlouh vlcovit cvka s velkm potem zvit uvnit rovnobn indukn ry = homogenn mag. pole N (sever) indukn ry vychz ven z cvky S (jih) indukn ry vstupuj do cvky pro uren orientace mag. induknch ar: Amprovo pravidlo prav ruky Pravou ruku polome na zvit nebo cvku tak, aby pokren prsty ukazovaly dohodnut smr proudu, palec pak ukazuje orientaci mag. induknch ar. Obdobn to plat o jednotlivm zvitu.

B=

N I .. velikost mag. indukce pole solenoidu l N . celkov poet zvit cvky o dlce l

stice s nbojem v mag. poli I tvoen e , na kt. psob mag. pole vodi dlky l , v nm je N volnch e Q=e N ... celkov nboj elektron l t= ... e se pohybuj rychlost v a vzdlenost l uraz za t v Q .. nboj, kt. projde vodiem za dobu t Q N e v I= = t l F m=B I l=B e v smr F m zvis na Q nboji stice kladn nboj stice = Flemingovo pravidlo lev ruky zporn nboj stice = pouijeme pravou ruku A) Wehneltova trubice = vyerpan trubice na tlak 1 Pa naplnn vodkem, slouc ke znzornn zakiven trajektorie stice(elektronu) v homogennm magnetickm poli tvoena dvojic cvek (Helmholtzovy cvky) rychlost v elektron e je kolm na indukn ry B pohyb e po krunicov trajektorii v2 F m=Bev=m .. mag. sla je slou dostedivou r m v r= .. polomr trajektorie e e B B) Lorentzova sla pohybuje-li se stice s nbojem v elektromagnetickm poli, psob na tuto stici souasn : 1. elektrick sla F e 2. magnetick sla F m potom je vsledn sla, kter psob na stici dna vektorovm soutem tchto sil: F L =F e F m .. Lorentzova sla C) Hallv jev = jev, pi kterm se mezi stranami na vodiv destice, vloen kolmo do magnetickho pole a kterou prochz proud rovnobn se stranami destiky, vytvo napt (HALLOVO NAPT) U H =k B . Hallovo napt B ..... magnetick indukce k .. konstanta zvisejc na hustot nosi nboje ve vodivm psku

Magnetick vlastnosti ltek

pro kadou feromagnetickou ltku existuje tzv. CURIEOVA TEPLOTA t C doshne-li ferom. ltka tto teploty, ztrc feromagnetick vlastnosti a stv se ltkou paramagnetickou (nap. t C Fe=770 C ) Magnetizace ltky domny orientovny nahodile - vloen ltky do vnjho magnetickho pole souhlasn orientace domn - ltka magneticky nasycena

Magnetick materily v technick praxi I. Elektromagnet = cvka navinut na feromagnetickm jde cvkou nepochz proud - jdro je nemagnetick (nepitahuje drobn ocelov pedmty) cvkou prochz proud - magnetovn jdra (jdro se stane magnetem - pitahuje drobn ocelov pedmty) peruen proudu v cvce - magnetick pole jdra zanik pozor: jdro zstv ale sten zmagnetovno (jeho magnetick pole m remanentn (zbytkovou) magnetickou indukci B r Rozdlen magnetickch materil podle velikosti B r : 1. Ltky magneticky tvrd (velk hodnota Br ) po peruen proudu v cvce zstv jdro v cvce permanentnm magnetem tyto materily se vyuvaj pro vrobu permanentnch magnet 2. Ltky magneticky mkk (mal hodnota Br ) po peruen proudu v cvce magnetick pole cvky tm zanik tyto materily se vyuvaj pro vrobu jader do cvek Praktick vyuit elektromagnet : 1. ELEKTROMAGNETICK REL = elektrick soustka, kter obsahuje elektromagneticky ovldan vypnae Fungovn : V blzkosti elektromagnetu tvoenho cvkou a jdrem z magneticky mkk oceli je pohybliv kotva, rovn z magneticky mkk oceli. Kotva se dotk prunch kontakt, k nim je pipojen obvod ovldanho zazen. Jakmile elektromagnetem zane prochzet ovldac proud, jdro cvky se zmagnetizuje a pithne kotvu rel, m se sepnou prun kontakty. Tm je ovldan zazen uvedeno do chodu. Pitom k pitaen kotvy postauje mnohem men ovldac proud, ne je proud, kter prochz obvodem ovldanho zazen

2. Magnetick zznam signl Signl v proudov form se pivd do cvky s jdrem, kde se vytv mag. pole s promnnou intenzitou odpovdajc tvaru signlu. Pod cvkou se pohybuje konstantn rychlost psek nebo disk s magnetickou vrstvou. Vrstva se prbn zmagnetovv zpsobem odpovdajcm signlu. Pi reprodukci (pehrvn) zznamu probh obrcen proces. Pohybujc se magnetick vrstva psku vytv v cvce proudov signl odpovdajc zznamu. Signl se zesl zesilovaem a dle se zpracuje do podoby audio nebo video podle typu zznamu. Audio a video zznam na kazety je analogovm zznamem (nzkofrekvenn pi peten se vytvo el. kmity podle zpsobu zmagnetovn na rozdl od digitlnho zznamu, kde pouze se zjiuje, jestli dan bod je zmagnetizovan nebo ne (1 nebo 0). Analogov zznam klade znan nroky na kvalitu zznamovch materil, ku magnetick stopy a proveden zznamov a snmac hlavy (cvky), protoe mus penst a zaznamenat cel frekvenn psmo signlu. Vhodnj je principiln stejn digitln zznam, pouze s tm rozdlem, e zaznamenvme pouze dv hodnoty signlu odpovdajc digitln jednice a nule. To umouje zit stopu, zvit rychlost zznamu a kapacitu.