7. Przy pomocy czego charakteryzuje się pole magnetyczne? Pole magnetyczne charakteryzuje się przy pomocy tzw. linii sił pola magnetycznego. Linie sił pola magnetycznego, są to linie wzdłuż których ustawia się igła magnetyczna. Zwrot linii sił pola magnetycznego wskazuje biegun północny igły magnetycznej. Przed przystąpieniem do zapoznania się z tematem, należy znać poniższe zagadnienia. oddziaływania magnetyczne jako odziaływanie „na odległość” i ich przykłady; odziaływanie magnesów na różne substancje; zastosowania magnesów. Ich opracowanie znajdziesz materiale Rodzaje oddziaływań i ich skutki. Wzajemność oddziaływań. PERZYNA. obraca się w nią, coś doszczętnie zniszczonego albo spalonego. oś. ośka, wydłużony pręt, na którym obraca się osadzony element. oś. rdzeń, kościec, wokół którego obraca się lub rozwija jakaś akcja, sprawa. panewka. część łożyska, w której obraca się czop wału lub osi jakiejś maszyny, urzadzenia. Igła magnetyczna znajdująca się z dala od wszystkich źródeł oddziaływania magnetycznego oprócz Ziemi ustawi się w przybliżeniu wzdłuż kierunków geograficznych A/ B, a biegun N igły będzie wskazywał istotną rolę dla naszego życia na Ziemi. Stanowi pewnego rodzaju płaszcz ochronny. Na czym polega ta ochrona dowiesz się, czytając ten e‐materiał. Twoje cele W tym e‐materiale: poznasz informacje na temat struktury ziemskiego pola magnetycznego i jego źródła, dowiesz się, co to jest promieniowanie kosmiczne i, w szczególności Kompas jest narzędziem służącym do znajdowania kierunku. Prosty kompas to igła magnetyczna osadzona na czopie lub krótkim trzpieniu. Igła, która może się swobodnie obracać, zawsze wskazuje północ. Czop jest przymocowany do karty kompasu. Na karcie kompasu zaznaczone są kierunki. Co sprawia, że kompas zawsze wskazuje północ? Ruch obrotowy pręta wywołany jest działającym nań momentem siły. Ponieważ pręt obraca się ze stałą prędkością kątową, ów moment siły jest równy co do wartości i przeciwnie skierowany do momentu siły magnetycznej. Siła magnetyczna działa na prąd płynący w pręcie wskutek umieszczenia go w zewnętrznym polu magnetycznym. Igła magnetyczna umieszczona na poziomej osi obrotu i ustawiona w płaszczyźnie południka magnetycznego odchyli się od poziomu o pewien kąt, który nosi nazwę inklinacji. Linie równych wartości inklinacji na powierzchni Ziemi noszą nazwę izoklin. Izoklina o wartości zero to inaczej równik magnetyczny. ID produktu: 1292827894. Nazwa: Igła magnetyczna z podstawą. Producent: Mat 2347. Igła magnetyczna z podstawą - Mat 2347, w empik.com: 25,00 zł. Przeczytaj recenzję Igła magnetyczna z podstawą. Zamów towar z dostawą do domu! f) Dlaczego przed uruchomieniem ćwiczenia igła magnetyczna busoli powinna znajdować się w płaszczyźnie wyznaczonej przez zwoje cewki a nie prostopadle do niej - wyjaśnienie. Busola tangensów składa się z kilkudziesięciu zwojównawiniętych kołowo i ustawionych w płaszczyźnie pionowej. Y926fjX. Magnetyzm to dział fizyki zajmujący się oddziaływaniami magnetycznymi materiałów magnetycznych i magnesów oraz przewodników z prądem. W tym artykule znajdziesz podsumowanie najważniejszych informacji o magnetyzmie oraz najważniejsze wzory i zasady z tego działu. Najważniejsze zagadnienia magnetyzmu: Magnesy i bieguny magnetyczne, ferromagnetykiPole magnetyczne, pole magnetyczne ZiemiWłaściwości magnetyczne przewodników z prądem: Linie pola magnetycznego, Pole magnetyczne przewodnika prostoliniowego i Reguła prawej dłoni, Pole magnetyczne przewodnika kołowego, Pole magnetyczne zwojnicy i reguła prawej dłoni dla zwojnicyZjawisko indukcji magnetycznejElektromagnes, Silnik prądu stałegoDodatkowo: Reguła lewej dłoni, Reguła Lenza, Transformator 1. Magnesy Magnes to ciało, które „samo” przyciąga żelazo oraz przyciąga lub odpycha inne magnesy. Magnes wytwarza pole magnetyczne. Każdy magnes posiada dwa bieguny: północny N (zwykle oznaczany kolorem czerwonym) oraz południowy S (zwykle oznaczany kolorem niebieskim). Dwa bieguny magnetyczne jednoimienne (N i N lub S i S) odpychają się wzajemnie, a dwa bieguny różnoimienne (N i S) przyciągają się wzajemnie. Czytaj dalej → 2. Pole magnetyczne Właściwości przestrzeni, w której na umieszczoną igłę magnetyczną (magnes) działają siły magnetyczne nazywamy polem magnetycznym. Igła magnetyczna to mały magnes – znany nam z choćby z kompasu. Jeżeli zbliżymy ją do innego magnesu obróci się wskazując biegun północny tego magnesu. Czytaj dalej → 3. Pole magnetyczne Ziemi Wokół Ziemi istnieje pole magnetyczne. Ziemia zachowuje się jak ogromny magnes sztabkowy. Igła kompasu pokazuje geograficzną północ (i biegun magnetyczny południowy). Czytaj dalej → aby dowiedzieć się dlaczego. Na biegunie geograficznym północnym istnieje biegun magnetyczny południowy, a na biegunie geograficznym południowym biegun magnetyczny północny. 4. Ferromagnetyki Ferromagnetyki to materiały o najsilniejszych właściwościach magnetycznych. Przykładem ferromagnetyka jest żelazo (ferrum po łacinie oznacza właśnie żelazo). Magnes trwały to namagnesowany ferromagnetyk. Ferromagnetyki posiadają domeny magnetyczne, które działają one jak małe magnesy. Domeny magnetyczne są ułożone chaotycznie ale podczas namagnesowania są uporządkowywane i ferromagnetyk staje się magnesem. Czytaj dalej → 5. Właściwości magnetyczne przewodników z prądem Linie pola magnetycznego Pole magnetyczne na rysunku przedstawiamy przy pomocy linii pola magnetycznego. Igła magnetyczna ustawia się zawsze stycznie do linii pola magnetycznego, a biegun północny igły magnetycznej określa zwrot linii. Linie na zewnątrz magnesu mają zwrot od bieguna magnetycznego północnego do bieguna magnetycznego południowego. Pole magnetyczne prostoliniowego przewodnika z prądem Linie pola magnetycznego wokół prostoliniowego przewodnika z prądem mają kształt okręgów leżących w płaszczyźnie prostopadłej do przewodnika, a środki tych okręgów pokrywają się z przewodnikiem. Zwrot tych linii określa reguła prawej dłoni: Jeżeli prawą dłoń obejmiemy przewodnik prostoliniowy w ten sposób, że odchylony kciuk będzie wskazywał kierunek prądu w przewodniku, to ugięte pozostałe palce wskażą zwrot linii pola magnetycznego Pole magnetyczne przewodnika kołowego Jeżeli prąd w przewodniku kołowym płynie zgodnie z ruchem wskazówek zegara to po naszej stronie znajduje się biegun południowy, a po przeciwnej północny. Pole magnetyczne zwojnicy Aby określić bieguny magnetyczne zwojnicy możemy skorzystać z powyższej reguły lub przy pomocy prawej dłoni: Prawą dłonią obejmujemy zwojnicę tak, aby palce wskazywały kierunek prądu w poszczególnych zwojach, a odchylony kciuk wskaże wtedy biegun północny zwojnicy. 6. Zjawisko indukcji magnetycznej Zjawisko indukcji magnetycznej polega na wytworzeniu prądu indukcyjnego w obwodzie, w którym zmienia się pole magnetyczne. Czytaj dalej → 7. Elektromagnes Elektromagnesy wytwarzają silne pole magnetyczne po zasileniu prądem elektrycznym. Elektromagnes zbudowany jest ze zwojnicy i rdzenia ferromagnetycznego. Rdzeń wzmacnia pole magnetyczne zwojnicy nawet kilkaset razy. Najprostszy elektromagnes można wykonać nawijając na gwóżdź przewód elektryczny i podłączając go do baterii. Po podłączeniu będzie on przyciągał niektóre małe przedmioty np. stalowe szpilki. Przykłady zastosowania elektromagnesu to: silniki, prądnice i dzwonek do drzwi. Czytaj dalej → 8. Silnik prądu stałego Silnik elektryczny to urządzenie zamieniające energię elektryczną na mechaniczną. asada działania silnika prądu stałego opiera się na wykorzystaniu pola magnetycznego do obrotu elementu silnika zwanego wirnikiem. Zasada działania silnika prądu stałego: Dwa magnesy różnoimienne stojanu wytwarzają pole magnetyczne, w którym umieszczony jest wirnik, przez który przepływa prąd elektryczny. Pole magnetyczne działa na podłączony do prądu wirnik parą sił, która powoduje obrót wirnika. Komutator zmieniając kierunek prądu w ramce powoduje ciągły obrót wirnika. Czytaj dalej → 9. Dodatkowe informacje Reguła lewej dłoni Na przewodnik z prądem umieszczony w polu magnetycznym działa siła elektrodynamiczna. Kierunek i zwrot siły elektrodynamicznej określa reguła lewej dłoni: Lewą dłoń należy umieścić tak, aby linie sił pola wchodziły prostopadle od wnętrza dłoni, wyprostowane palce wskazywały kierunek prądu, a odchylony kciuk wskaże wtedy kierunek i zwrot siły elektrodynamicznej. Pole magnetyczne działa na przewodnik największą siłą wtedy, gdy jest on ustawiony prostopadle do linii pola magnetycznego. Gdy przewodnik jest ustawiony równolegle do linii pola, wtedy siła elektrodynamiczna jest równa zero. Kierunek siły elektrodynamicznej jest zawsze prostopadły do linii pola magnetycznego i do kierunku przepływu prądu. Reguła Lenza („ reguła przekory” ): Kierunek prądu indukcyjnego jest taki, że pole magnetyczne przez niego wytworzone przeszkadza przyczynie, która go wywołuje. Reguła Lenza wynika z zasady zachowania energii. Zgodnie z tą regułą, gdy zbliżamy magnes do zwojnicy biegunem północnym, to po stronie magnesu zwojnica wytworzy również biegun północny, aby odpychać zbliżający się magnes. Pokonując siłę odpychania magnesu i zwojnicy wykonamy pracę, która zamieni się na energię elektryczną. Zasada zachowania energii zostanie spełniona. Prąd przemienny to taki prąd, którego natężenie prądu i kierunek przepływu prądu ulegają zmianie. Transformator Transformator działa w oparciu o zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Związek między liczbą zwojów uzwojenia pierwotnego i wtórnego, a napięciami i natężeniami prądów w uzwojeniach: \large \frac{n_w}{n_p} = \frac{U_w}{U_p} \large \frac{n_w}{n_p} = \frac{I_p}{I_w} n w, n p – liczba zwojów uzwojenia wtórnego i pierwotnegoU w , U p – napięcia na uzwojeniu wtórnym i pierwotnymI w , I p – natężenia prądów w uzwojeniu wtórnym i pierwotnym. Moc uzwojenia wtórnego nie może być większa od mocy uzwojenia pierwotnego, ponieważ transformator jedynie przetwarza energię elektryczną. Kompas to proste urządzenie, które nieraz uratowało ludzi z opresji. Powinien znaleźć się w podstawowym ekwipunku każdego wędrowca, żeglarza i turysty. Kiedy inne metody określania kierunków zawiodą, kompas wyznaczy właściwą treściKompas jak działa?Kompas jak czytać?Jaki kompas wybrać?Kompas elektronicznyKompas żeglarski Kompas turystycznyJaki kompas do lasu?Ile kosztuje kompas?Kompas jak działa?Najważniejszym elementem kompasu jest igła magnetyczna, która swobodnie obraca się wskazując kierunki świata. Igła ma właściwości magnesu, posiada więc dwa bieguny: północny i południowy. Dlaczego kompas wskazuje kierunek północ południe? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy wiedzieć, w jaki sposób działa kompas. Jądro znajdujące się wewnątrz Ziemi wytwarza pole magnetyczne. Jego linie rozkładają się orientacyjnie wzdłuż kierunku północ-południe. Igła kompasu jest podatna na działanie tego pola i ustawia się wzdłuż jego linii. A dlaczego kompas wskazuje północ? Dwa takie same bieguny odpychają się, a dwa różne przyciągają. Ponieważ biegun północny geograficzny to południowy biegun magnetyczny, przyciąga on północną „część” igły, wskazując tym samym północ geograficzną. Pamiętajmy, że stosując kompas kierunki oznaczone są następująco: litera N to północ, południe – S, wschód – E, a zachód – jak czytać?Kompas – jak używać tego urządzenia, żeby zawsze wskazało nam dobrą drogę? Aby zorientować się w terenie, będziemy potrzebowali kompasu i mapy. Najpierw trzeba zlokalizować na mapie swoje położenie i zaznaczyć miejsce, do którego zmierzamy. Następnie należy położyć kompas na mapie w taki sposób, aby kierunki na mapie zgadzały się z kierunkami kompasu. Teraz czas, żeby określić na kompasie północ. Obracamy kompas, aż wskazówka północy zrówna się z kierunkiem północnym na mapie. Kolejno przykładamy bok kompasu tak, aby połączył on punkt, w którym się znajdujemy z punktem docelowym. Obracamy kompas, żeby jego linie pokryły się z liniami północ-południe na mapie. Teraz kierujemy się w stronę punktu docelowego. Kompas powinien być trzymany pionowo do ziemi. Z kolei my ustawmy się w kierunku wskazywanym przez strzałkę kompasu (nie igłę). Idziemy we wskazanym kierunku. Co jakiś czas sprawdzajmy, czy wskazany kierunek na pewno jest kompas wybrać?Kompas magnetyczny jest prosty w obsłudze, niedrogi, działa niezależnie od pogody i elektroniki. Nawigowanie z jego użyciem może być jednak nieco trudne i potrzebna jest do tego mapa. Kompasy magnetyczne mogą też przestać działać prawidłowo, jeśli znajdą się w pobliżu metalowych przedmiotów, urządzeń elektrycznych i magnesów. W sklepach można znaleźć rozwiązania bardziej specjalistyczne kompas wojskowy, wykonany z mocniejszych materiałów, odporny na uderzenia, wstrząsy i działanie czynników elektronicznyKompas cyfrowy bezbłędnie wskazuje drogę na podstawie danych z satelity. Ciekawym rozwiązaniem jest kompas GPS zsynchronizowany z nawigacją. Na jego działanie nie mają wpływu metalowe przedmioty i magnesy. Do wad należą jednak: możliwość złego działania podczas burzy i mgły oraz podatność elektroniki na żeglarskiDobry kompas jachtowy powinien być przede wszystkim odporny na wodę i wilgoć, posiadać zielone oświetlenie nocne i obudowę odporną na promienie UV. Dodatkowymi atutami będzie solidna oś obrotowa ze stali, szafirowy mechanizm i kompensatory ułatwiające ustawienie turystycznyKompas może być używany w każdym rodzaju turystyki. Kompas nurkowy wyróżnia się fosforyzującą tarczą i obudową wypełnioną olejem karbonowym, dzięki czemu jest ona bardzo odporna na uszkodzenia i zarysowania. Działa precyzyjnie nawet pod kątem 30°. Kompas rowerowy często jest umieszczany w dzwonku. Ozdobny model to idealny prezent dla dziecka – uczy i bawi. Z kolei podczas górskich wędrówek na pewno przyda się kompas na rękę w formie zegarka. Dobrze, jeśli takie urządzenie jest lekkie, odporne na wstrząsy i posiada gumową obudowę. Z solidnym kompasem sport i rozrywka nawet w najdalszych zakątkach świata będzie czystą przyjemnością! Rozdział III: Magnetyzm Każdy magnes ma dwa bieguny: północny (N) i południowy (S). Magnesy zwrócone do siebie takimi samymi (jednoimiennymi) biegunami odpychają się, a różnoimiennymi przyciągają się magnes wytwarza wokół siebie pole magnetyczne. Pole magnetyczne to przestrzeń, w której działają siły magnetyczne. Ziemia zachowuje się jak wielki magnes. Południowy biegun magnetyczny Ziemi jest w okolicach północnego bieguna geograficznego, a północny biegun magnetyczny w okolicach południowego bieguna geograficznego Ziemi. Ziemskie pole magnetyczne wykorzystuje się w działaniu kompasów, których najważniejszym elementem jest igła magnetyczna. Igła magnetyczna to mała blaszka w kształcie dwustronnej wskazówki, wskazująca kierunki północ-południe. Różne substancje wykazują różne własności magnetyczne. Substancje, które wykazują najsilniejsze własności magnetyczne nazywają się ferromagnetykami. W ich budowie wewnętrznej można wyróżnić małe obszary namagnesowania, tzw. domeny magnetyczne, które zachowują się jak małe magnesy. Są one najczęściej ułożone chaotycznie. Uporządkowanie domen nazywamy namagnesowaniem, ferromagnetyk staje się wtedy trwałym magnesem. Substancjami ferromagnetycznymi są np. żelazo, kobalt, magnetyczne (podobnie jak elektrostatyczne) przedstawiamy graficznie za pomocą linii pola. Są one umownie zwrócone do bieguna N w stronę bieguna S. Przewodniki, przez które płynie prąd wykazują właściwości magnetyczne. Igła magnetyczna ustawiona w pobliżu przewodnika z prądem odchyla się. Zwojnica z prądem wytwarza pole magnetyczne takie jak pole magnesu sztabkowego. Jego bieguny możemy wyznaczyć w ten sposób, że jeśli prawą dłonią obejmiemy zwojnicę tak, aby palce wskazywały kierunek prądu, to odgięty kciuk wskaże biegun magnetyczny północny (N). Linie pola magnetycznego wewnątrz zwojnicy są do siebie równoległe, czyli pole magnetyczne jest przewodniki z prądem oddziałują na siebie wzajemnie. Jeśli prąd płynie w nich w tę samą stronę – przewodniki przyciągają się, jeśli w przeciwne strony – odpychają się. Zjawisko wzajemnego oddziaływania przewodników z prądem wykorzystano do zdefiniowania jednostki natężenia prądu – 1 ampera. Prąd ma natężenie 1 A, jeśli płynąc w dwóch nieskończenie długich, cienkich przewodnikach prostoliniowych umieszczonych w próżni w odległości 1m od siebie, powoduje, że działają one na siebie siłą 2•10–7N na każdy metr ich długości. Elektromagnes to urządzenie składające się ze zwojnicy, przez którą płynie prąd i umieszczonego w niej rdzenia wykonanego z ferromagnetyka. Rdzenie najczęściej wykonuje się z tzw. stali miękkiej, która łatwo się magnesuje i rozmagnesowuje. Elektromagnesy działają jak elektromagnesu można wzmocnić zwiększając liczbę zwojów nawiniętych na rdzeń lub wartość natężenia prądu w znalazły duże zastosowanie do transportu żelaznych elementów, do budowy dzwonków elektrycznych, w głośnikach, kolei magnetycznej, w medycynie itp. Na przewodnik z prądem umieszczony w polu magnetycznym działa siła magnetyczna zwana też siłą elektrodynamiczną. Wartość tej siły zależy od natężenia prądu płynącego w przewodniku, od długości przewodnika i od tego jak silne jest pole magnetyczne. Wartość siły elektromagnetycznej obliczamy ze wzoru: F=B∙I∙l Współczynnik B nazywamy indukcją magnetyczną. Jest to wielkość wektorowa, charakteryzująca pole magnetyczne. Im silniejszy magnes tym większa jest indukcja pola, które on wytwarza. Kierunek wektora indukcji jest styczny do linii pola magnetycznego, a zwrot taki jak zwrot linii pola. Jednostką indukcji magnetycznej jest 1T (tesla). Kierunek i zwrot siły magnetycznej ustalamy z tzw. reguły lewej dłoni: jeżeli lewą dłoń ustawimy tak, aby jej wewnętrzna strona była zwrócona w stronę północnego bieguna magnesu, a wszystkie palce (z wyjątkiem odchylonego kciuka) wskazywały kierunek prądu, to kciuk wskaże kierunek i zwrot siły siły magnetycznej wykorzystano w konstrukcji silnika elektrycznego. Silnik elektryczny jest urządzeniem przetwarzającym energię elektryczną na energię mechaniczną. W silniku oddziałują na siebie wirnik, składający się z kilku zwojnic umieszczonych w polu magnetycznym i nieruchomy stojan. Na zwojnice działa siła magnetyczna powodująca obrót wirnika. Razem z wirnikiem obracają się metalowe półpierścienie tzw. komutator, połączony za pośrednictwem szczotek ze źródłem prądu. Zadaniem komutatora jest zmiana kierunku prądu w uzwojeniach, aby utrzymać ciągły ruch obrotowy wirnika. Jeśli zamknięty obwód elektryczny umieścimy w zmiennym polu magnetycznym, to w przewodniku wzbudzi się prąd elektryczny. Takie zjawisko nazywamy indukcją elektromagnetyczną, a powstający prąd – prądem indukcyjnym. Prąd indukcyjny można wytworzyć np. zbliżając magnes do zwojnicy. Kierunek prądu indukcyjnego określa reguła Lenza, która mówi, że prąd indukcyjny płynie w takim kierunku, że pole magnetyczne przez niego wytworzone przeciwdziała przyczynie, która go wytworzyła (zmianom pola magnetycznego, dzięki którym prąd indukcyjny powstał). Zjawisko indukcji elektromagnetycznej wykorzystano do budowy prądnicy. Prądnica zbudowana jest podobnie do silnika elektrycznego, ale służy do przetwarzania energii mechanicznej na elektryczną. W ramce obracanej w polu magnetycznym wzbudza się prąd indukcyjny. Prąd ten nazywamy przemiennym, ponieważ cyklicznie zmienia się jego natężenie i kierunek jego urządzeniem wykorzystującym zjawisko indukcji elektromagnetycznej jest transformator. Służy on do zmiany napięcia. Zbudowany jest z ferromagnetycznego rdzenia, na który nawinięte są dwie zwojnice. Jedna z nich, tzw. uzwojenie pierwotne, podłączona jest do źródła prądu przemiennego. Prąd ten wytwarza w rdzeniu zmienne pole magnetyczne, a w drugiej zwojnicy, tzw. uzwojeniu wtórnym, powstaje prąd indukcyjny. Stosunek napięć w obu uzwojeniach jest równy stosunkowi liczny zwojów: Up/Uw =np/nw Transformator, który obniża napięcie, podwyższa równocześnie natężenie prądu: Ip/Iw =nw/np Ten materiał został opracowany przez Przeczytanie i zapamiętanie tych informacji ułatwi Ci zdanie klasówki. Pamiętaj korzystanie z naszych opracowań nie zastępuje Twoich obecności w szkole, korzystania z podręczników i rozwiązywania zadań domowych.