20. IDŐBEN ÁLLANDÓ MÁGNESES MEZŐ

• A mágneses mező: Jelenlétét mágnestűvel, elektronnyalábbal, árammal átjárt vezetővel vagy mérőtekerccsel mutathatjuk ki. Ezek az eszközök a rájuk ható mágneses erőt illetve ezen erő forgatónyomatékát (M) mérik.
  
  
  
  
• A mágneses mező leírása: Legkönnyebben egy árammal átjárt mérőtekerccsel végezhetjük el, amely a ráható mágneses erők forgatónyomatékát méri. A mágneses mezőt egy ebből származtatott mennyiséggel, a mágneses indukcióvektorral (B) jellemezzük.
  
  A B hatásvonalát a mérőtekercs tengelye határozza meg, egyensúlyi helyzetében (ahol M=0). B iránya a jobbkezes normális iránya az egyensúlyi helyzetben.
  
  
  
  Nagysága ,
  
  ahol N a mérőtekercs menetszáma, A az egy menet által határolt felület, I a tekercsben folyó áram erőssége, a tekercs normálvektora és B iránya által bezárt szög.
  
  Több mágneses mező hatása egymástól függetlenül összeadódik.
  
  
• Mágneses erővonalak-mágneses fluxus: a mágneses mező szemléltetésére használjuk a vasreszelékek alkotta erővonalakat, melyek sűrűsége arányos a mező erősségével.
  
  
  
  Adott pontban az erővonalhoz szerkesztett érintő megadja a pontbeli indukcióvektor irányát.
  
  A felületegységen merőlegesen kilépő erővonalak száma a mágneses fluxus:
  
  .
  
  
• A mágneses mező forrásmentes. Nincs egyedülálló mágneses pólus (monopólus), csak párosával léteznek mágneses pólusok (dipólus). Emiatt minden zárt felület mágneses fluxusa nulla:
  
  .
  
  
• A mágneses mező örvényes. Az áram mágneses mezőt kelt.
  
  
  
  A mágneses mezőben zárt görbén végzett munka általában nullától különböző (Ampere-féle gerjesztési törvény):
  
  .
  
  A bal oldalon a mágneses mezőben az egységpóluson végzett munka áll; a jobb oldal arányos a zárt görbére illeszkedő, tetszőleges felületen áthaladó áramok előjeles összegével. a vákuum mágneses permeabilitása.
  
  Ennek segítségével I árammal átjárt vezető mágneses indukciója a vezetéktől r távolságra:
  
  .
  
  N menetszámú, I árammal átjárt, középvonalhosszú egyenes tekercs belsejében homogén mágneses tér alakul ki, melynek indukciója . Irányát lásd az ábrán.
  
  
  
  
• Mozgó töltés a mágneses mezőben: a mágneses mezőben v sebességgel mozgó q töltésre a Lorentz-erő hat, amelynek nagysága
  
  .
  
  A pozitív töltésre ható Lorentz-erő iránya és hatásvonala a (v;B;F) jobbkézszabállyal határozható meg (v a v-nek B-re merőleges komponense). Negatív töltésre ezzel
  ellenkező irányú Lorentz-erő hat.
  
  
  
  Az I árammal átjárt, hosszúságú egyenes vezetőre ezért hat mágneses erő, a B indukciójú mágneses térben, melynek nagysága
  
  .
  
  Iránya és hatásvonala az (I;B;F) jobbkézszabállyal határozható meg. (I az I-nek B-re merőleges komponense.)
  
  
  
  
• Mágneses mező anyagban. A vákuumban kialakuló mágneses mező (B0) anyagban felerősödik (ferro- és paramágneses anyagok) vagy gyengül (diamágneses anyagok). Az indukcióvektor nagysága:
  
  
  
  ahol az adott anyag mágneses permeabilitása.

- feladatok -

- archívum -

- vissza a tematikához -