fia2

9. Magnetyczne własności

ciał stałych

TO JUŻ WIESZ

Magnetyczny moment dipolowy m dla obwodu z prądem definiuje się jaku iloczyn natężenia prądu / i pola powierzchni obwodu elektrycznego S:

m = IS.

Moment dipolowy jest wektorem prostopadłym do płaszczyzny wyznaczonej prze/ obwód. Zwrot wektora magnetycznego momentu dipolowego jest zgodny z ruchem postępowym śruby prawoskrętnej, jeśli jej obrót jest zgodny z kierunkiem prądu elektrycznego.

ZADANIA

Dipol magnetyczny

9.1. W którą stronę płynie prąd w pętlach z przewodnika, przedstawionych n.i rysunkach 85 i 86? Na rysunku 86 oznaczono bieguny magnetyczne występujące /.i i przed płaszczyzną pętli.

Rys. 85

N

I

S

Rys. 86

9.2.    Które zdanie jest błędne?

Magnetyczny moment dipolowy:

•0 jest wektorem prostopadłym do płaszczyzny, w której leży obwód; b) ma zwrot zależny od kierunku prądu w obwodzie;

C) ma zwrot wyznaczany zgodnie z regułą śruby prawoskrętnej;

(I) ma wartość zależną od kształtu obwodu.

9.3.    Obwód w kształcie prostokąta o bokach a = 0,2 m i b = 0,45 m ma opói elektryczny R = 3 Cl. Jaki jest magnetyczny moment dipolowy tego obwodu, kiedy jest on zasilany źródłem o napięciu; a) (_/, = 1,5 V; b) U₂ = 24 V?

9.4. Jak się zmieni magnetyczny moment dipolowy obwodu w kształcie kwad r.itu o boku a, jeśli:

) dwukrotnie skrócimy wszystkie jego boki, a natężenie prądu pozostawimy be/ zmian?

łi) dwukrotnie zmniejszymy natężenie płynącego przezeń prądu, a długość boków pozostawimy bez zmian?

9.5.    Magnetyczny moment dipolowy szkolnego magnesu sztabkowego może Wynosić około m = 0,1 A ■ m². Jakie powinno być natężenie prądu, który należało by przepuścić przez obwód w kształcie okręgu o promieniu r = 10 cm, aby uzyskać

ki dipol magnetyczny?

9.6.    Magnetyczny moment dipolowy Ziemi wynosi m = 8,3 • 10²² A • nr. /a ladamy, że magnetyzm ziemski jest wywołany ruchem jonów w ciekłym jądrze lemi. Ruch jonów jest dość skomplikowany, ponieważ wpływa nań ruch wirowy lemi, cieplne prądy konwekcyjne oraz zjawiska elektromagnetyczne. Jaki prąd usiałby płynąć w obwodzie, aby jego moment magnetyczny był identyczny momentem Ziemi? Aby analogia była pełna, przyjmij, że obwód jest okręgiem promieniu równym średniemu promieniowi ciekłego jądra Ziemi R = 2350 km.

9.7. Indukcja pola magnetycznego w centrum atomu wodoru, wyznać z.ma godnie z modelem Bohra, wynosi 6 = 14,08 T, a promień orbity elektronu m 0,5 • 10"'° m. Traktując orbitujący elektron jako prąd elektryczny, wyznać z tagnetyczny moment dipolowy atomu wodoru.