Magnetické pole

1. Definujte stacionárne magnetické pole.
magnetické pole, ktorého zdrojom je nepohybujúci sa vodič s konštantným prúdom alebo nepohybujúci sa permanentný magnet, magn. pole, ktoré nemení silové účinky

2. Popíšte silové pôsobenie medzi permanentnými magnetmi, vodičmi s prúdom a magn. sily.
silové pôsobenie medzi permanentnými magnetmi a medzi permanentnými magnetmi s prúdom je vzájomné, magnetické sily pôsobia prostredníctvom magnetického poľa, ktoré existujú v okolí permanentných magnetov a vodičov s prúdom, magnetické pole pôsobí magnetickými silami na permanentné magnety a na vodiče s prúdom

3. Definujte magnetickú indukčnú čiaru. Smer indukčných čiar permanentného magnetu, priameho vodiča s prúdom, cievky s prúdom + nákresy.
magn. ind. čiara – priestorovo orientovaná krivka, ktorej dotyčnica v danom bode má smer osi veľmi malej magnetky umiestnenej v tomto bode, orientácia od južného k severnému pólu magnetky určuje smer indukčnej čiary
smer indukčných čiar – ampérovo pravidlo pravej ruky – palec – prúd; prsty – siločiary
permanentný magnet priamy vodič s prúdom







cievka s prúdom


4. Podľa nákresu odvoďte veľkosť a smer sily magnetického poľa na vodič s prúdom.
smer Flemingovo pravidlo ľavej ruky – ľavú ruku položíme na vodič tak, že indukčné čiary vstupujú do dlane, prsty ukazujú smer prúdu vo vodiči a palec smer pôsobiacej sily na vodič









veľkosť F ~ l

F ~ sin α – uhol medzi ind. čiarami a vodičom


F = B. I. l. sin α
└ magn.

indukcia – určuje mieru silových účinkov

5. Veľkosť, smer a jednotka magnetickej indukcie.








smer – určený orientovanou dotyčnicou k príslušnej indukčnej čiare

6. Odvoďte podľa obrázka smer sily pôsobiacej medzi dvoma vodičmi s prúdom.
obidvoma vodičmi prechádzajú prúdy
1. rovnakými smermi – priťahujú sa
2. opačnými smermi – odpudzujú sa

7. Napíšte veľkosť sily pôsobiacej medzi dvoma vodičmi s prúdom.
(K,μ0, μr, μ)
Ampérov zákon – dva rovnobežné vodiče s prúdom, ktorých vzdialenosť je oveľa menšia ako ich dĺžka, pôsobia na seba silou, ktorej veľkosť je priamoúmerná súčinu prúdov I1 a I2, dĺžke vodičov l a nepriamo úmerná vzdialenosti vodičov d
k– konštanta – vplyv prostredia na veľkosť pôsobiacej sily




μ0 – permeabilita vákua - konštanta pre vákuum = 4π. 10-7 NA-2
μ – permeabilita prostredia – magnetické vlastnosti prostredia
μr – relatívna permeabilita

8. Definujte 1 ampér.
ampér je stály prúd, ktorý pri prechode dvoma priamymi rovnobežnými nekonečne dlhými vodičmi zanedbateľného prierezu, umiestnenými vo vákuu vo vzájomnej vzdialenosti 1 m, vyvolá medzi týmito vodičmi silu s veľkosťou 2. 10 –7 N na 1 m dĺžky vodiča




9. Podľa obrázka ukážte smer sily pôsobiacej v magnetickom poli na časticu s nábojom.
Flemingovo pravidlo ľavej ruky












10. Odvoďte veľkosť Lorentzovej sily – keď sa častica s nábojom Q pohybuje súčasne v elektrickom a magnetickom poli
FL = Fe + Fm Fm = |Q| v B sin α Fe = |Q| E
za neprítomnosti elektrického poľa → FL = Fm

11. Popíšte televíznu obrazovú elektrónku.
katóda → elektóny → vymedzenie (valček) → malá energia → vonkajšie el.

pole + sústava anód → urýchlenie elektrónov














625 riadkov; s = 25 obrázkov
obraz vzniká zmenami jasu žiariacej stopy spôsobenými zmenami prúdu v elektrónovom zväzku, zabezpečuje sa to riadiacou elektródou obrazovky podľa priebehu zosilneného napätia obrazového signálu prijatého anténou televízneho prijímača

12. Popíšte diamagnetické a paramagnetické atómy, látky.
diamagnetické atómy – magnetické polia e- pohybujúcich sa okolo jadra sú vzájomne vykompenzované (vzájomne sa rušia)


diamagnetické látky – látky s diamagnetickými atómami – zoslabujú alebo neovplyvňujú magnetické pole
paramagnetické atómy – výsledné magnetické pole e- je nevykompenzované
μr > 1 paramagnetické látky
feromagnetické látky
paramagnetické látky – látky s paramagnetickými atómami – dajú sa zmagnetizovať

13. Vysvetlite magnetickú doménu a spontánnu magnetizáciu.
atómy, ktorých magnetické momenty sú usporiadané rovnakým smerom, tvoria magnetickú
doménu – magneticky nasýtená oblasť feromagnetickej látky (objem 10-3 mm3 – 10 mm3)
nasýtenie domény nastáva samovoľne – spontánne (bez pôsobenia vonkajšieho magnetického
poľa) → spontánna magnetizácia

14. Popíšte ferity + využitie.
patria do skupiny feromagnetických látok, ferity = ferimagnetické látky
zlúčeniny Fe2O3 s oxidmi niektorých iných kovov (najlepší feroferit FeO.Fe2O3)
μr = 102 – 103 – zosilňujú magnetické pole, ale nie až tak ako feromagnetické látky
využitie – jadrá cievok, trvalé magnety

15. Popíšte magnetizáciu paramagneticky a feromagneticky mäkkej látky – graf.
paramagneticky mäkká látka feromagneticky mäkká látka
veľmi slabo sa zmagnetizuje









16. Popíšte magnetickú hysteréziu.
Br – zostatková alebo remanentná magnetická indukcia
keď znižujem prúd, magnetizácie neprebieha po tej istej krivke
po vypnutí prúdu v cievke, cievka spolu s jadrom (s magneticky tvrdou látkou) je magnetom









ak by sme chceli látku odmagnetizovať , musíme
do cievky vložiť prúd s istou hodnotou opačného
prúdu – „koercitívnu silu“

zložitá krivka – hysterézna slučka
materiály : so širokou hysteréznou slučkou – magneticky tvrdé
s úzkou hysteréznou slučkou a strmou krivkou prvotnej magnetizácie – magneticky mäkké

17. Popíšte elektromagnetické relé, merací prístroj s otočnou cievkou, magnetofónový pás, počítačovú disketu.
elektromagnetické relé – časti – cievka, jadro z mäkkej ocele, rameno, pohyblivá kotva z mäkkej ocele, pružné kontakty – súčasť spínacieho obvodu
prúd do cievky → kotva sa pritiahne k jadru a zapne pružné kontakty → vzniká spín
použitie – automatické regulačné a riadiace zariadenia, telefónne centrály ...
merací prístroj s otočnou cievkou – časti – pólové nástavce z mäkkej ocele, valec z mäkkej ocele, otočná cievka, s ktorou je pevne spojená rúčka prístroja, špirálové pružiny- usilujú sa vrátiť cievku do polohy v pokoji → na cievku pôsobia opačne ako dvojica síl, ktorých moment má veľkosť priamo úmernú uhlovej výchylke cievky s rúčkou; stupnica meradla - rovnomerná
zdroj magnetického poľa – permanentný magnet
magnetofónový záznamový pás – na magnetofónovej páske je feritová vrstva
záznam

cievka s jadrom z mäkkej ocele → privádzam premenený hlas na
premenlivý prúd
premenlivo sa magnetizuje jadro z mäkkej ocele → magnetizuje ferit


prehrávanie – na páske sa zmagnetizuje ferit, ktorý pôsobí silou na hlavu a spôsobí vznik prúdu v cievke → prúd privádzame do reproduktora.