Электромагниттік индукция құбылысы

Презентация қосу

Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік фармацевтика академиясы

Презентация
Тақырыбы: Электромагниттік индукция
құбылысы. Заттардың магниттік қасиеті.

Орындаған: Көшен А.
Тобы: 101 “А” ФӨТ
Қабылдаған: Маханбетова М.
Электромагниттік индукция құбылысы
1820-1823 жылдары Ампер электр тогының
магнит өрісін туғызатынын
анықтады.Магнит өрісінің көмегімен ток
алуды электромагниттік индукция құбылысы
деп атайды.
Электромагниттік индукция құбылысын
өте тиянақты түрде 1831 ж. ағылшын
физигі Фарадей (1791-1867) ашқан
болатын.Бұл құбылыстың мазмұны
мынадай:кез-келген тұйық өткізгіш
контурда осы контурмен шектелген
ауданнан өтетін магнит индукциясының
ағынын өзгертсек,онда электр тогы
пайда болады.Осы токты индукциялық
ток деп атайды.
Магнит өрiсiнiң бар екендiгiн әртүрлi
тәжiрибелер дәлелдейдi. Соның бiрi Эрстед
тәжiрибесi.
Магнит өрiсiн сандық тұрғыдан сипаттау
үшiн магнит индукциясының векторы деп
аталатын физикалық шама енгiзiледi. Ол –
векторлық шама, оны әдетте әрiпiмен
белгiлейдi. Берiлген нүктедегi бұл вектордың
бағыты ретiнде шартты түрде магнит
өрiсiнiң осы нүктесiнде еркiн тұрған магнит
тiлшесiнiң оңтүстiк S полюсынан, солтүстiк
N полюсына қарай бағытталған кесiндiнiң
бағыты алынады. Уақыттың өтуiне
байланысты өрiстiң магнит индукциясының
мәнi өзгеретiн болса, онда мұндай өрiс
айнымалы магнит өрiсi болып табылады.
Тоғы бар өткiзгiштiң маңында
туындылайтын магнит өрiсiнiң индукция
векторының бағытын оң бұранда ережесi
бойынша анықтайды.
Электр өрiсi тәрiздi, магнит өрiсiн де
көрнектi түрде оның күш сызықтары арқылы
бейнелеуге болады. Магнит өрiсiнiң күш
сызықтары деп, әрбір нүктесiне жүргiзiлген
жанаманың бағыты сол нүктедегi векторының
бағытымен сәйкес болатын сызықты айтады.
Магнит өрiсiнiң күш сызықтары осы өрiстiң
кеңiстiкте таралуының жарқын бейнесiн
бередi. Ол сызықтар тұйық болады. Бұлай
болуы табиғатта магнит зарядтарының
болмайтындығының белгiсi. Күш сызықтары
тұйық болатын өрiстi – құйынды өрiс деп
атайды.
Заттардың магниттік қасиеттері.
Атомдар мен электрондардың магнит моменттері.
Осы уақытқа дейін магнит өрісі бос кеңістікте деп (вакуумда)
қарастырайық.Енді заттардың керісінше магнит өрісіне
тигізетін әсерін қарастырайық және магнит өрісіне әсер ете
алатын затты магнетик деп атайды.
Кез келген материалдық денелердің азды көпті магниттік
қасиеттері болады,олай болса осы денелердің құрайтын жеке
молекулалар мен атомдардың, сол сияқты электрондар мен
атомдық ядролардың да магниттік қасиеттері
болады.Сондықтан заттардың магниттік қасиеттері олардың
атомдары мен электрондарының құрылымына және олардың
өзара әсерлесу сипатына байланысты.
Фарадей және Ленц заңдары
Фарадей өзінің көптеген тәжірибелерінің нәтижелерін
қорытындылай келе электромагниттік индукция заңдылықтарын
тұжырымдады.Яғни,тұйық контурдағы индукциялық ток контур
ауданы арқылы өтетін индукция ағыны өзгергенде ғана туады.
Олай болса,индукциялық тізбекте электр қозғаушы күші пайда
болып,ол электромагниттік индукцияның электр қозғаушы күші
(э.қ.к) деп аталады.Осы э.қ.к-ті εинд әрпімен белгілейміз,ол магнит
ағыны өзгерісінің жылдамдығына пропорционал болады:

εинд=-dФ/dt

Осы формула Фарадей заңын өрнектейді.
εөзд=-dФ/dt=-d∕dt
Егер де индуктивтік L=const ек,онда бұл өрнекті басқа түрде
жазуға болады:
εөзд=-L dl∕dt
Мұндағы минус таңбасы Ленц заңына сәйкес,контурдың
индуктивтігі ондағы ток өзгерісінің кемитінін көрсетеді,
формуладан контурдың индуктивтігін табуға болады:
L=- εөзд(∕dl/dt
Бұдан контурдың индуктивтігі өздік индукцияның э.қ.к-іне тура
пропорционал да,ток өзгерісіне кері пропорционал екендігін
көреміз.
Заттардың магниттік қасиеттері.
Атомдар мен электрондардың магнит моменттері.
Осы уақытқа дейін магнит өрісі бос кеңістікте деп
(вакуумда) қарастырайық.Енді заттардың керісінше магнит
өрісіне тигізетін әсерін қарастырайық және магнит өрісіне
әсер ете алатын затты магнетик деп атайды.
Кез келген материалдық денелердің аздыөкөпті магниттік
қасиеттері болады,олай болса осы денелердің құрайтын жеке
молекулалар мен атомдардың, сол сияқты электрондар мен
атомдық ядролардың да магниттік қасиеттері
болады.Сондықтан заттардың магниттік қасиеттері
олардың атомдары мен электрондарының құрылымына және
олардың өзара әсерлесу сипатына байланысты.
Парамагнетиктер Ферромагнетик
Оттек,сұйық 3400 тер
Платина 360 Темір(сутегіде
Вольфрам 176 күйдірілген 280 00
Алюминий 23 химиялық таза)
80 000
Эбонат 14 Пермаллой
8 000
Оттек 1,9 Темір, жұмсақ
Ауа 0,38 Гиперник (50%
7 000
Азот 0,013 Ni+50%Fe)
2 000
Диамагнетиктер Шойын (3%С)
Висмут Никель 300
-176
Шарк Кобальт 175
-15,1
Шыны -12,6
Тас тұзы -12,6
Мысв -10,3
Су -9,0
Бензол -7,5
Сутек -0,063
Электрондардың меншікті моменттерінің болуын электронды өз
осінен айналып тұрғкан зарядталған шар ретінде қарастыра
отырып түсіндіруге болады.Осыған сәйкес электронның меншікті
механикалық моменті спин деп аталады.Спин тек электронға ғана
емес,басқа да элементар бөлшектерге тән қасиет:
Pms=-gsLs
Мұндағы
gs=e∕m, Ls±1∕2h, h=h∕2π
жетілдіріп дамытқан П.Жанжевен (1872-1946) болды. Кейінірек
біртекті магнит өрісіндегі молекулалық токтардың
статистикалық заңдылығын зерттеп, Рm≠0 екендігін
тұжырымдады.
Ленц ережесіне сәйкес соленоидтың индуктивтігі оның орам
санына,көлеміне және ортаның магниттік қасиетіне тәуелді
екендігі көрінеді. Сонымен,контурдағы ток күшінің өзгерісі онда өздік
индукция э.қ,к-ін тудырады,сөйтіп контурда қосымша ток пайда
болады.Осындай токтарды өздік индукцияның экстратоктары деп
атайды.
Ленц ережесіне сәйкес өткізгіштерде өздік индукция салдарынан
пайда болатын қосымша токтар тізбекте ағатын токтың
өзгерісіне арқашанда кедергі жасайтындай болып бағытталады.Бұл
тізбектің тұйықталуы кезіндегі токтың артуы мен тізбектің
ажыратылуы кезіндегі токтың кемуі біртіндеп өтетінін
көрсетеді.Сөйтіп, тізбек тұйықталғанда,яғни ток көзімен
қосылғанда өздік индукцияның э.қ.к-і тізбектегі негізгі токтың
артуына кедергі жасайтын ток тудырады да,тізбек
ажыратылғанда,керісінше өздік индукцияның э.қ.к-і негізгі токтың
кемуіне кедергі болатын ток тудырады.
Ленц ережесіне сәйкес өткізгіштерде өздік индукция салдарынан
пайда болатын қосымша токтар тізбекте ағатын токтың
өзгерісіне арқашанда кедергі жасайтындай болып
бағытталады.Бұл тізбектің тұйықталуы кезіндегі токтың артуы
мен тізбектің ажыратылуы кезіндегі токтың кемуі біртіндеп
өтетінін көрсетеді.Сөйтіп, тізбек тұйықталғанда,яғни ток
көзімен қосылғанда өздік индукцияның э.қ.к-і тізбектегі негізгі
токтың артуына кедергі жасайтын ток тудырады да,тізбек
ажыратылғанда,керісінше өздік индукцияның э.қ.к-і негізгі
токтың кемуіне кедергі болатын ток тудырады.
Магнит өтiмдiлiгi μ – бұл ортаның магниттiк
қасиеттерiн сипаттайтын өлшемсiз шама және
ол ортаның магнит индукциясы векторының модулiнiң
кеңiстiктiң сол нүктесiндегi вакуумдағы 0 магнит
индукциясы векторының модулiне қатынасына тең:
Магниттiк қасиеттерi бойынша

Диамагнетиктер
Парамагнетиктер

Ферромагнетиктер
Диамагнетиктер

Диамагнетиктер дегенiмiз сыртқы өрiс индукциясына
қарама-қарсы бағытта бәсең магниттелетiн, яғни сытрқы
магнит өрiсiн бәсеңдететiн заттар. Мысалы, күмiстiң,
қорғасынның, кварцтың және көптеген газдардың да
диамагнетиктiк қасиеттерi бар. Диамагнетиктерде μ<1.
Өте күштi диамагнетик деп саналатын висмуттың
магниттiк өтiмдiлiгi – μ=0.999824.
Парамагнетиктер

Парамагнетиктер дегенiмiз сыртқы өрiс индукциясы
бағытында бәсең магниттелетiн заттар.
Парамагнетиктердiң магниттiк өтiмдiлiгi бiрден сәл
үлкен, μ>1. Ең күштi пармагнетиктiң бiрi – платина, оның
өтiмдiлiгi μ=1.00036.
Ферромагнетиктер
Ферромагнетиктер дегенiмiз магниттiк
өтiмдiлiгi өте үлкен заттар, μ>>1.
Ферромагнетизм электрондардың магниттiк
қасиеттерiмен түсiндiрiледi. Атом ядросының
айналасында айналып жүрген әрбiр электронды
меншiктi (спиндiк) магнит өрiсi тудыратын
шеңбер бойындағы электр тогы ретiнде
қарастыруға болады. Көптеген заттарда спиндiк
магнит өрiстерi бiрiн-бiрi толықтырып
отырады.(6.7 – сурет). Бiрақ кейбiр
кристалдарда, мысалы темiрдiң кристалдарында
электрон бөлшектерiнiң спиндiк магнит өрiсiнiң
индукция векторларының паралелль
бағытталуына жағдай туады. Осының
нэтижесiнде кристаллдардың iшiнде бойы 10 -2-
10-4 болатын магниттелген аймақтар пайда
болады. Осылай өз бетiнше магниттелетiн
аймақтарды домендер деп атайды.

Ұқсас жұмыстар

Өздік индукция

Адам ағзасына электр тогымен әсер ету әдістері

Рентген сәулелері

Жарық көздері

Электромагниттік өріс

Электр және магнит өрісінің тірі ағзаға әсері

Магнит өрісін қолданатын диагностикалық және терапиялық құралдар

Электромагниттік толқындар туралы

Трансформаторлардың қызметі

Электромагниттік толқындар

Пәндер