MAGNETYZM

MAGNETYZM

•

POLE MAGNETYCZNE

•

POLE MAGNETYCZNE PRĄDU ELEKTRYCZNEGO

•

ELEKTROMAGNES

•

PRZEWODNIKI PRĄDU MAGNETYCZNEGO

•

SILNIK PRĄDU STAŁEGO

•

INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA

•

TRANSFORMATORY

•

POLE ELEKTROMAGNETYCZNE

•

WPŁYW POLA MAGNETYCZNEGO I

ELEKTROMAGNETYCZNEGO NA ORGANIZMY ŻYWE

Pole magnetyczne jest to przestrzeń,
w której na umieszczone w niej
magnesy lub poruszające się ładunki
elektryczne działają siły
magnetyczne. Pole magnetyczne
istnieje wokół każdego magnesu
(także ziemi). Magnesy mają dwa
bieguny: północny (N) i południowy
(S). Bieguny różnoimienne
przyciągają się a jedno imienne
odpychają. Pole magnetyczne można
przedstawić schematycznie za
pomocą linii pola. Od bieguna
północnego do bieguna
południowego- to umownie przyjęty
zwrot linii pola magnetycznego.

Dalej

BIEGUNY MAGNETYCZNE ZIEMI, punkty
na powierzchni Ziemi, których wektor
całkowitego natężenia pola magnet.
jest prostopadły do płaszczyzny
poziomej; na biegunie pn. inklinacja
magnet. (® magnetyzm ziemski) jest
równa +90°, bana biegunie Pd. –90°;
położenia b.m.Z. nie pokrywają się
z położeniami biegunów geogr. Ziemi
i w ciągu epok gole. znacznie się
zmieniają; b.m.Z. północny znajduje
się Arktyce (na pocz. lat 80. był
położony na 77°19'N i 101°49'W,
cieśn.. Maclean Stramit, na pn. od
Wyspy Bathursta Archipelagu
Arktycznym), b.m.Z. południowy —
Antarktyce (65°10'S i 138°40'E, na
Morzu d'Urville'a wybrzeży Antarktydy
na O. Indyjskim); nazwy przyjęto
zgodnie nazwami geogr.; punktu
widzenia fizyki na półkuli pn. znajduje
się południowy biegun magnet., bana
półkuli Pd. — biegun północny

Północny biegun
magnetyczny

Południowy
biegun
geograficzny

Północny biegun
geograficzny

Południowy biegun
geograficzny

DALEJ

Ziemia i także magnesy, wytwarzają
wokół siebie pole magnetyczne.
Wokół przewodnika, przez który
płynie prąd elektryczny, istnieje pole
magnetyczne. Ułożenie biegunów
pola magnetycznego przewodnika
przez który płynie prąd, zależy od
kierunku przepływu prądu. Linia pola
magnetycznego wokół przewodnika
ma kształt okręgów. W ustaleniu linii
pola magnetycznego powstałego
wokół przewodnika, przez który
płynie prąd, pomocna jest reguła
prawej dłoni, jeżeli prawą dłonią
obejmiesz przewodnik, przez który
płynie prąd, tak, że kciuk wskaże
kierunek płynącego prądu
elektrycznego w przewodniku, to
pozostałe palce wskażą kształt i
zwrot linii pola magnetycznego.

Powrót
do menu

Pierwszy elektromagnes zbudował
angielski naukowiec William Sturgeon w
1825r. Kidy to po wsunięciu do
soloneidu pręta z miękkiego żelaza
stwierdził, że indukcja pola
magnetycznego gwałtownie wzrosła.
Zwojnica, przez którą płynie prąd
elektryczny, wykazuje właściwości
magnetyczne. Jej działanie można
wzmocnić przez umieszczenie wewnątrz
rdzenia wykonanego ze stali miękkiej. W
ten sposób uzyskuje się elektromagnes.
Zwiększenie liczby zwojów zwojnicy lub
zwiększenia natężenia prądu również
wzmacnia działanie
elektromagnetyczne.

Powrót do
menu

PRZEWODNIK, fiz. ciało dobrze przewodzące prąd elektr.
w warunkach normalnych. Zależnie od mechanizmu
przewodzenia rozróżnia się: przewodniki pierwszego
rodzaju (np. metale i grafit) nośnikami ładunku elektr.
są elektrony mogące się przemieszczać swobodnie
między jonami sieci krystal., prąd elektr. w zasadzie nie
wywołuje w nich żadnych zmian chem. ani nie zmienia
ich masy; przewodniki drugiego rodzaju (np.
zjonizowane gazy i elektrolity, sole w stanie ciekłym,
roztwory soli, kwasów, zasad) nośnikami ładunku
elektr. są w nich jony dodatnie i ujemne; szczególnym
rodzajem przewodnika jest gorąca plazma odznaczająca
się b. dobrym przewodnictwem elektrycznym.
Wielkością charakteryzującą makroskopowe właściwości
przewodników jest przewodność elektr. właściwa
(konduktywność)

Powrót
do menu

Silnik elektryczny prądu stałego ma na osi wirnika

Silnik elektryczny prądu stałego ma na osi wirnika

pierścień złożony z izolowanych działek (tzw.

pierścień złożony z izolowanych działek (tzw.

komutator) łączonych z zaciskami uzwojeń twornika; po

komutator) łączonych z zaciskami uzwojeń twornika; po

komutatorze ślizgają się doprowadzające prąd

komutatorze ślizgają się doprowadzające prąd

nieruchomo osadzone szczotki elektr. (z

nieruchomo osadzone szczotki elektr. (z

drobnoziarnistych tworzyw z węgla uszlachetnionego)

drobnoziarnistych tworzyw z węgla uszlachetnionego)

dociskane do powierzchni komutatora przez sprężynki.

dociskane do powierzchni komutatora przez sprężynki.

Działanie pola magnet., wytworzonego przez

Działanie pola magnet., wytworzonego przez

elektromagnesy stojana, na prąd elektr. w obwodzie:

elektromagnesy stojana, na prąd elektr. w obwodzie:

para szczotek, działki komutatora i uzwojenie twornika,

para szczotek, działki komutatora i uzwojenie twornika,

powoduje ruch obrotowy wirnika; kierunek obrotów

powoduje ruch obrotowy wirnika; kierunek obrotów

zależy od kierunku prądu w uzwojeniu twornika.

zależy od kierunku prądu w uzwojeniu twornika.

Zależnie od sposobu połączenia uzwojenia twornika

Zależnie od sposobu połączenia uzwojenia twornika

z uzwojeniem elektromagnesu wzbudzającego pole

z uzwojeniem elektromagnesu wzbudzającego pole

magnet., silniki elektryczne prądu stałego dzieli się na

magnet., silniki elektryczne prądu stałego dzieli się na

szeregowe, równoległe i szeregowo-równoległe. W

szeregowe, równoległe i szeregowo-równoległe. W

silnikach elektrycznych szeregowych prędkość obrotowa

silnikach elektrycznych szeregowych prędkość obrotowa

zmniejsza się wraz ze wzrostem obciążenia; mają

zmniejsza się wraz ze wzrostem obciążenia; mają

skłonność do „rozbiegania się” po odłączeniu

skłonność do „rozbiegania się” po odłączeniu

obciążenia; są stosowane w trakcji elektr. i dźwignicach.

obciążenia; są stosowane w trakcji elektr. i dźwignicach.

W silnikach elektrycznych równol. prędkość obrotowa

W silnikach elektrycznych równol. prędkość obrotowa

jest niezależna od obciążenia; są stosowane np. do

jest niezależna od obciążenia; są stosowane np. do

napędzania obrabiarek. Silniki elektryczne szeregowo-

napędzania obrabiarek. Silniki elektryczne szeregowo-

równoległe są stosowane do napędzania maszyn o stałej

równoległe są stosowane do napędzania maszyn o stałej

prędkości obrotowej i dużych momentach obrotowych

prędkości obrotowej i dużych momentach obrotowych

.

DALEJ

Prąd indukcyjny ma zawsze taki kierunek, że

Prąd indukcyjny ma zawsze taki kierunek, że

wytworzone przez niego pole magnetyczne

wytworzone przez niego pole magnetyczne

przeciwdziała przyczynie, która go wytworzyła.

przeciwdziała przyczynie, która go wytworzyła.

Indukcja elektromagnetyczna jest to zjawisko

Indukcja elektromagnetyczna jest to zjawisko

wzbudzania prądu indukcyjnego w obwodzie

wzbudzania prądu indukcyjnego w obwodzie

wskutek zmian pola magnetycznego. Prąd

wskutek zmian pola magnetycznego. Prąd

indukcyjny uzyskany z prądnicy prądu

indukcyjny uzyskany z prądnicy prądu

przemiennego jest prądem przemiennym,

przemiennego jest prądem przemiennym,

okresowym, to znaczy, że jego kierunek i

okresowym, to znaczy, że jego kierunek i

natężenie zmieniają się cyklicznie. Czas

natężenie zmieniają się cyklicznie. Czas

potrzeby do jednej pełnej zmiany jest równe

potrzeby do jednej pełnej zmiany jest równe

okresowi.

okresowi.

Indukcja elektromagnetyczna- zjawisko wzbudzania prądu
elektrycznego w obwodzie wskutek zmian pola magnetycznego

Prąd przemienny- prąd elektryczny o kierunku zmieniającym się ze
stałą częstotliwością, którego wykresem I = f (t) jest sinusoida

Prąd indukcyjny- prąd elektryczny płynący w zamkniętym obwodzie
umieszczonym w zamiennym polu magnetycznym.

Prądnica- urządzenie, które energię mechaniczną zamienia na
energię elektryczną

DALEJ

Powrót do
menu

Wokół zmiennego pola powstaje

Wokół zmiennego pola powstaje

zawsze zmienne pole

zawsze zmienne pole

magnetyczne, a wokół ziemnego

magnetyczne, a wokół ziemnego

pola magnetycznego wytwarza

pola magnetycznego wytwarza

się zmienne pole

się zmienne pole

elektromagnetyczne.

elektromagnetyczne.

Przenikające się zmienne pole

Przenikające się zmienne pole

elektryczne i magnetyczne noszą

elektryczne i magnetyczne noszą

nazwę pola

nazwę pola

elektromagnetycznego.

elektromagnetycznego.

Rozchodzące się w przestrzeni

Rozchodzące się w przestrzeni

zmiany pól magnetycznego i

zmiany pól magnetycznego i

elektrycznego tworzą fale

elektrycznego tworzą fale

elektromagnetyczne

elektromagnetyczne

Powrót
do menu

Silniki elektryczne i mierniki działają w wyniku oddziaływania
siły elektromagnetycznej.

Powrót do
menu

Napięcie w uzwojeniu wtórnym

Napięcie w uzwojeniu wtórnym

jest tyle razy mniejsze (większe)

jest tyle razy mniejsze (większe)

od napięcia w uzwojeniu

od napięcia w uzwojeniu

pierwotnym, ile razy liczba zwojów

pierwotnym, ile razy liczba zwojów

w uzwojeniu wtórnym jest

w uzwojeniu wtórnym jest

mniejsze (większe) od liczby

mniejsze (większe) od liczby

zwojów w uzwojeniu pierwotnym.

zwojów w uzwojeniu pierwotnym.

Natężenie prądu elektrycznego w

Natężenie prądu elektrycznego w

uzwojeniu wtórnym jest tyle razy

uzwojeniu wtórnym jest tyle razy

mniejsze (większe)

mniejsze (większe)

od natężenia

od natężenia

prądu elektrycznego w uzwojeniu

prądu elektrycznego w uzwojeniu

pierwotnym, ile razy liczba zwojów

pierwotnym, ile razy liczba zwojów

uzwojenia wtórnego jest mniejsze

uzwojenia wtórnego jest mniejsze

(większe)

(większe)

od liczby zwojów

od liczby zwojów

uzwojenia pierwotnego.

uzwojenia pierwotnego.

Powrót
do menu

Magnetosfera Ziemi, część przestrzeni, w której występuje ziemskie
pole magnetyczne. Magnetosfera Ziemi zawiera całą atmosferę;
ziemską, obejmuje pasy Van Allena, a jej kształt i zewn. powierzchnia
są określone przez oddziaływanie pola ziemskiego z ośrodkiem
międzyplanetarnym. W części zwróconej ku Słońcu brzeg
magnetosfery Ziemi, wyznaczony przez równoważenie się ciśnienia
pochodzącego od pędu napływających cząstek wiatru słonecznego
i ciśnienia ziemskiego pola magnetycznego, leży ok. 64 tys. km od
centrum Ziemi; w kierunku przeciwnym magnetosfera Ziemi ciągnie
się na miliony km. Linie sił pola magnetycznego, wychodzące z okolic
położonych bardzo blisko biegunów magnetycznych Ziemi, są
zwiewane przez wiatr słoneczny i kierowane od Słońca. Ponieważ
Ziemia się obraca, linie te skręcają się w 2 zwoje o przeciwnej
biegunowości, po obu stronach płaszczyzny ziemskiego równika
magnetycznego

DALEJ

TRANSFORMATOR [łac.], urządzenie do przenoszenia energii prądu
zmiennego lub sygnałów elektr. z jednego obwodu elektr. do drugiego (np.
w celu otrzymania niższego napięcia, galwanicznego odizolowania źródła od
odbiornika), działające na zasadzie zjawiska ® indukcji elektromagnetycznej.
Transformator jest utworzony przez 2 (lub więcej) cewki sprzężone
magnetycznie (tzn. będące pod wpływem tego samego strumienia magnet.).
Rozróżnia się transformatory: powietrzne (bezrdzeniowe, stosowane gł.
w radiotechnice) oraz rdzeniowe (o magnetowodzie ferrytowym lub
stalowym). Cewkę połączoną ze źródłem (energii, sygnału) nazywa się zwykle
uzwojeniem pierwotnym (o z1 zwojach), a cewkę połączoną z odbiornikiem —
uzwojeniem wtórnym (o z2 zwojach); w elektroenergetyce spotyka się też
nazwy: uzwojenie górne (o większej liczbie zwojów) i uzwojenie dolne.
Stosunek liczby zwojów uzwojenia wtórnego (z2) do liczby zwojów uzwojenia
pierwotnego (z1) nazywa się przekładnią zwojową transformatora: p = z2/z1;
w transformatorze idealnym (bez strat w uzwojeniu i rdzeniu) słuszne są
zależności p = U2/U1 = I1/ I2 oraz U1I1 = U2I2 (U1 i U2 — odpowiednio:
napięcie na uzwojeniu pierwotnym i wtórnym, I1 i I2 — prąd płynący
w uzwojeniu pierwotnym i wtórnym); wskazują one, że tramsformator
przetwarza napięcie i prąd elektr. przy zachowaniu mocy. Transformator
o konstrukcji uproszczonej, mający tylko 1 cewkę z odczepami (lub ze stykiem
ruchomym), nazywa się autotransformatorem. Pierwowzorem transformatora
był induktor Ruhmkorffa (1851); pierwszy transformator 1-fazowy (z
otwartym magnetowodem) skonstruował 1876 P.N. Jabłoczkow;
transformatory współczesne pochodzą od transformatora zbudowanego 1884
przez braci J. i E. Hopkinsonów (z magnetowodem zamkniętym);
transformator 3-fazowy zbudował 1890 M. Doliwo-Dobrowolski

DALEJ

Pasy radiacyjne Van Allena. Rysunek ilustruje, w jaki
sposób pole magnetyczne dipola ziemskiego staje
się pułapką dla elektronów i jonów dodatnich. W
takim polu magnetycznym cząstki wirują wokół linii
magnetycznych, oscylują wzdłuż tych linii pomiędzy
punktami odbicia na małych wysokościach, oraz
dryfują po zamkniętych trajektoriach wokół Ziemi.
Tak powstają pasy radiacyjne

DALEJ

Bieguny magnetyczne Ziemi
Dipol magnetyczny umieszczony w
środku Ziemi, nachylony względem osi
obrotu o kąt 11,5°. Na rysunku
zaznaczone są bieguny geograficzne,
magnetyczne i geomagnetyczne oraz
równik geograficzny, magnetyczny i
geomagnetyczny

Powrót
do menu

Pola: magnetyczne (stałe) i elektromagnetyczne (zmienne)
oddziałują na organizmy żywe. Wszystko, co żyje na ziemi
podlega oddziaływaniu pola magnetycznego. Dla niektórych
gatunków zwierząt: owadów, ptaków czy ryb pole
magnetyczne Ziemi stwarza możliwość bezbłędnej orientacji
w przestrzeni (np. coroczne wędrówki ptaków do tych
samych miejsc). W organizmach ich występują „biokompasy”
sprzężone najprawdopodobniej z „zegarem biologicznym”.
Ciekawym zjawiskiem są

burze magnetyczne

,czyli gwałtowne

zmiany ziemskiego pola magnetycznego wywołane
aktywnością słoneczną zmieniając się co jedenaście lat. W
czasie wzmożonej aktywności Słońca zdarzają się najczęściej
trzęsienia Ziemi, katastrofalne susze, wzrasta zapadalność na
choroby bakteryjne i wirusowe. Dzięki promieniowaniu
elektromagnetycznemu Słońca docierającemu do Ziemi w
postaci fal elektromagnetycznych o różnych długościach,
mogło rozwinąć się na niej życie. Długotrwałe przebywanie w
okolicach sztucznych źródeł pola elektromagnetycznego,
jakimi są: stacje nadawcze radia i telewizji , aparaty
medyczne, reklamy świetlne, stacje przekaźnikowe –
transformatorowe, mogą spowodować liczne zaburzenia w
funkcjonowaniu organizmu.

DALEJ

BURZA MAGNETYCZNA

Powrót
do menu