Магнітне поле. Магнітний потік

1. МАГНІТНЕ ПОЛЕ. МАГНІТНИЙ ПОТІК

2. ПЛАН:

• Матеріальність магнітного поля. Магнітна
індукція.
• Графічне зображення магнітних полів.
• Сила Ампера.
• Магнітний потік.

3.

“Люблячий камінь” – таку
красиву назву дали китайці
звичайному магніту. Згідно
легенди імператор Хванг Ті
(ІІІ ст. до н. е.) вів своє
військо в суцільному
тумані за допомогою
магнітної фігурки, що
поверталася навколо осі і
завжди дивилася на
південь. В ХІ ст. магнітним
компасом почали
користуватися в Європі.

4. Постійні магніти

Постійні магніти – тіла, які довго зберігають
намагніченість.
Полюс - місце магніта, де спостерігається найсильніше притягання
N – північний полюс магніту
S – південний полюс магніту
S
N
Підковоподібний
магніт
S
N
смужкоподібний
магнит

5. Властивості постійних магнітів.

1.
Різнойменні магнітні полюси притягуються, а одноіменні - відштовхуються.
2. Магнітні лінії - це замкнуті лінії. Поза магнітом лінії виходять з «N» і входять
у «S», замикаючись всередині магніту.

6. Магнітне поле

Магнітне поле — особливий вид матерії, який відрізняється від речовини
та існує навколо намагнічених тіл.
Магнітне поле проникає крізь багато
речовин. Є речовини, які послабляють
дію магнітного поля, й речовини, що
підсилюють її.

7. Магнітне поле Землі.

Земля — це великий
магніт. На півночі нашої
планети розташований її
південний магнітний полюс.
Земне магнітне поле надійно
захищає поверхню Землі від
космічного випромінювання, дія
якого на живі організми
смертельна. В склад космічного
випромінювання входять не
тільки електрони та протони, а
й інші частинки, які рухаються
з величезними швидкостями.
Вісь обертання
Землі
Магнітна
вісь
Пн
S
N
Пд

8.

Силові лінії магнітного поля
Умовні лінії, уздовж яких
у магнітному полі
встановлюються осі
маленьких магнітних
стрілок, називають
лініями магнітного
поля або магнітними
лініями

9.

Магнітні бурі та магнітні аномалії
Сильні збурення магнітного поля
Землі, що охоплюють всю планету і
тривають від одного до кількох днів,
називають магнітними бурями.
Якщо на Сонці відбувається потужний спалах,
то збільшується сонячний вітер. Це викликає
супротив земного магнітного поля і
призводить до магнітної бурі. Пролітаючи
мимо Землі частинки сонячного вітру
створюють додаткові магнітні поля.
Магнітні бурі спричиняють серйозну шкоду:
вони здійснюють сильний вплив на
радіозв’язок, на лінії електропередач та на
вимірювальні пристрої.

10.

Великі поклади
металевих або
магнітних руд здатні
сильно змінити покази
компаса.

11. Вплив магніного поля на людину

Магнітні бурі спричиняють разлад серцево-судинної,
дихальної та нервової систем, а також змінюють в’язкість
крові.

12. Контрольні запитання

Що таке постійний магніт?
Що таке полюси магніту і яку назву має кожний із них?
Назвіть властивості постійних магнітів.
За допомогою яких дослідів можна виявити властивості постійних
магнітів?
Як розташовуються в магнітному полі магнітні стрілки?
Наведіть означення магнітних ліній.
Який напрямок взято за напрямок ліній магнітного поля?
Як розташовані магнітні полюси Землі відносно географічних?
Чим можна пояснити виникнення магнітних бур? Як вони впливають на
самопочуття людини?

13. Магнітна дія струму. Дослід Ерстеда

14.

Ханс Християн Ерстед
(1777–1851), данський фізик.
Відкрив дію електричного
струму на магнітну стрілку
Андре Марі Ампер
(1775—1836) відкрив магнітну
взаємодію двох провідників зі
струмом. Пояснив природу
постійних магнітів струмами, які
циркулюють усередині молекул

15. Дослід Ерстеда

При проходженні електричного струму по провіднику
магнітна стрілка, розташована поблизу провідника,
відхиляється від напрямку «північ — південь»

16. Досліди Ампера

Якщо у двох паралельних провідниках течуть струми одного
напрямку, ці провідники притягуються, а якщо протилежних
напрямків — відштовхуються.

17.

Під час пропущення струму
спостерігаємо намагнічування й
орієнтацію ошурок у магнітному
полі.

18. Магнітні силові лінії

Магнітні силові лінії — лінії, уздовж яких розташовуються
осі маленьких магнітних стрілок, поміщених у дане поле.
Ці лінії мають вигляд замкнутих кіл. Напрямок, на який
вказують північні кінці цих стрілок, прийнятий за
напрямок силових ліній.

19. Правило свердлика

Якщо вкручувати свердлик
за напрямком струму в
провіднику, то напрямок
обертання ручки
свердлика вкаже
напрямок ліній магнітного
поля струму.

20. Правило правої руки

Якщо спрямувати великий
палець правої руки за
напрямком струму в
провіднику, то чотири зігнуті
пальці вкажуть напрямок ліній
магнітного поля струму.
I

21. Завдання

На рисунку показано взаємодію магнітів. Укажіть
невідомі полюси магнітів.

22. Завдання

Визначте напрямок силових ліній
магнітного поля провідника зі струмом
Укажіть напрямок струму в
провіднику
Накресліть силові лінії магнітного поля провідника зі
струмом

23.

Між полюсами постійного
магніту розміщено
провідник зі струмом.
Замкнемо ключ.
Коли по провіднику проходить струм
змінюємо
напрям
струму
провідник виштовхується з
проміжку між полюсами
магніту
провідник втягується у
проміжок між полюсами
магніту

24.

Змінимо напрям магнітних ліній поля
Провідник втягується у
проміжок між полюсами магніту
Провідник виштовхується з
проміжку між полюсами магніту
Висновок: На провідник зі струмом у магнітному
полі діє сила.
Напрям сили, з якою магнітне поле діє на
провідник зі струмом, залежить від напряму струму
в провіднику та напряму магнітних ліній поля.

25.

Сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі
струмом, називається силою Ампера.
Напрям сили Ампера можна визначити за правилом
лівої руки.
Правило лівої руки
Якщо ліву руку розташувати
так, щоб лінії магнітного поля
входили в долоню, а чотири
витягнуті
пальці
вказували
напрямок струму в провіднику, то
відігнутий на 900 великий палець
укаже напрямок сили Ампера.

26.

Від чого залежить сила Ампера?
Дослід 1. Дослідження залежності
сили Ампера від сили струму в
провіднику.
1. Зібрати експериментальну установку.
2. Движок реостата встановити на
максимальний опір.
3. Замкнути електричне коло на декілька
секунд.
4. Спостерігаємо відхилення котушки від первинного
положення.
5. Дослід повторити при різних значеннях сили струму, яка
змінюється за допомогою реостата.
Висновок: Дротяний моток відхиляється на більший кут,
якщо збільшити силу струму. Сила Ампера збільшується із
збільшенням сили струму в провіднику.

27.

Дослід 2. Дослідити залежність сили
Ампера від магнітної індукції.
Спостерігаємо відхилення котушки від
первинного положення спочатку при
одному, а потім при двох магнітах.
Висновок: Сила Ампера збільшується
із збільшенням індукції магнітного поля.
Дослід 3. Дослідити залежність сили Ампера від напряму
магнітного поля.
1. Змінити відносне розташування мотка і магніту.
2. Вкажіть напрям магнітного поля, напрям струму і
передбачуваний рух мотка відносно магніту.
Висновок: Якщо напрям магнітної індукції перпендикулярний
площі витка, то відхилення максимальне, паралельний –
відхилення витка не спостерігається.

28.

Дослід 4. Дослідити залежність сили Ампера від довжини
провідника.
Спостерігаємо відхилення від первинного положення
спочатку однієї котушки, а потім двох котушок, в однаковому
магнітному полі.
Висновок: Сила Ампера збільшується із збільшенням
довжини провідника.

29.

Сила, що діє на провідник зі струмом у магнітному
полі, прямо пропорційна силі струму, магнітній індукції,
активній довжині провідника і залежить від кута між
напрямом струму і напрямом ліній магнітної індукції.
FA BIL sin
FA max
FA 0
провідник розташований
перпендикулярно до
магнітних ліній
провідник розташований
паралельно магнітним
лініям

30.

І1
І2
F12
В1
сила струму - в одному напрямку
сили ампера – назустріч
провідники притягуються
В2
І1
сила струму – в різних
напрямках
сили Ампера – протилежні
провідники відштовхуються
І2

31.

У результаті дії сили Ампера
рамка зі струмом може обертатися
в магнітному полі.
Явище обертання рамки зі
струмом у магнітному полі
використовують
у
роботі
електродвигунів.

32.

1.
2.

33.

Знайти напрям сили Ампера
3.
4.
I
S
N
FA - до нас

34.

FA – не діє

35.

Тестові завдання:
1. Як зміниться сила Ампера, що діє на
провідник зі струмом в однорідному
магнітному полі, при збільшенні індукції
магнітного поля в 2 рази? Провідник
розташований перпендикулярно до вектора
магнітної індукції.
а) зменшиться в 4 рази;
б) збільшиться в 2 рази;
в) збільшиться в 4 рази;
г) зменшиться в 2 рази.

36.

2. Як зміниться сила Ампера, що діє на
прямолінійний
провідник
зі
струмом
в
однорідному магнітному полі, при зменшенні сили
струму в провіднику в 3 рази? Провідник
розташований перпендикулярно до вектора
магнітної індукції.
а) зменшиться в 3 рази;
б) збільшиться в 3 рази;
в) збільшиться в 9 разів;
г) зменшиться в 9 разів.

37.

3. Як зміниться сила Ампера, що діє на
прямолінійний провідник зі струмом в
однорідному магнітному полі, при збільшенні
сили струму в провіднику в 2 рази та зменшенні
довжини провідника в 2 рази? Провідник
розташований перпендикулярно до вектора
магнітної індукції.
а) зменшиться в 2 рази;
б) збільшиться в 4 рази;
в) не зміниться;
г) зменшиться в 4 рази.

38.

4. За правилом лівої руки знайти напрям сили
Ампера, яка діє на провідник зі струмом у
магнітному полі.
а) 1;
б) 2;
в) 3;
г) 4.

39. Магнітний потік

Виділимо в магнітному полі невелику
ділянку S.

40. МАГНІТНИЙ ПОТІК

• Якщо площина цієї ділянки (контуру)
перпендикулярна до вектора магнітної
індукції, то магнітним потоком Ф через контур
називають добуток модуля вектора магнітної
індукції В на площу S контуру:
Ф = BS.
• Під час повороту контуру кількість ліній, що
пронизують його, зменшується: вона
пропорційна cosα, де α — кут між вектором
магнітної індукції й перпендикуляром до
площини контуру:

41.

Тому в загальному випадку магнітний потік (потік магнітної індукції)
йде через замкнутий контур
Ф = BScosα.
Таким чином, магнітний потік через контур можна подати як фізичну
величину, пропорційну числу ліній магнітної індукції, що пронизують цей
контур.
Одиницю магнітного потоку в системі СІ називають вебер (Вб) на
честь німецького фізика Вільгельма Вебера.

42. Електродвигун

43. Електровимірювальні прилади. Магнітоелектричні

• Чутливі
• Рівномірна шкала
• Постійний струм

44. Електровимірювальні прилади. Електромагнітні

• Змінний та
постійний струм

45. Гучномовець

• Перетворення
електромагнітних
коливань в звукові
1 – котушка; 2 – мембрана;
3 – диффузор; 4 – постійний магніт

46. Дякую за увагу!!!