Patariu.lt   Studijos   N-18   Sapnininkas   Receptai

Elektromagnetizmas (egzamino konspektas)

(Neredaguota)

Elektros kruvis. Kruvio tankis.
Elektros kruvis yra daleliu ar kunu abipusines elektromagnetines saveikos intensyvumo matas. Nustatyta, kad esama dvieju rusiu elektros kruviu. Elektrono kruvis yra neigiamas, o protono – teigiamas. Elektros kruviams galioja aditivumo principas: sudetingu medziagu daleliu ar kunu elektros kruvis yra lygus ji sudaranciu elektringuju saleliu kruviu algebrinei sumai. Atomo ar molekules teigiami kruviai kompensuoja neigiamus, del to normaliai visi kunai elektriskai yra neutralus. Vienodo zenklo kruviais ielektrinti kunai vienas kita stumia, o skirtingo zenklo – traukia. Tarptautineje vienetu sistemoje SI kruvis matuojamas kulonais (C). Elektros kruvio tvermes desnis: kad ir kokie procesai vyktu elektriskai izoliuotoje sistemoje, jos kruviu algebrine suma, laikui begant, nekinta. Atlikus labai tikslius bandymus su elektringomis dalelemis, prieta prie isvados, jog elektros kruvio didumas ir zenklas nepriklauso nuo ju judejimo, t.y. nuo atksiatos sistemos. Taigi elektros kruvis yra invariantinis dydis.
Tolydinis elektros kruviu pasiskirstymas apibudinamas kruvio tankiu. Kai kuvis pasiskirstes isilgai linijos, kalbama apie ilgini tanki cia dl- nykstamai maza linijos elementas, isilgai kurio pasisikirstes kruvis dq. Baigtiniame linijos ilgyje l pasiskirstes kruvis . Vienetai yra kulonas metru (C/m). Kai elementriajame pavirsiuje dS yra paissikirstes kruvis dq, kruvio pavirsiniu tankiu vadiname dydi Vienetai (C/m2). Kai elementariajame turyje dV yra pasisikirstes kruvis dq, kruvio turinis tankis Vienetai (C/m3).
Kruviu saveika. Kulono desnis. Elektrine konstanta.
Elektromagenetines jegas, kuriomis veikia vienas kita ielektrinti nejudantys kunai, vanimae elektrostatinemis arba kulono jegomis. Kulonas nustate nejudanciu ielektrintu kunu saveikos desni: dvieju taskiniu elektros kruviu elektrostatines saveikos jega yra tiesiog proporcinga tu kruviu q1 ir q2 sandaugai ir atvirksciai proporcinga atstumo tarp ju r kvadratui. Vektorine israiska ir Nagrinekime atveji, kai taskiniai kruviai saveikauja vakuume. Tuomet formules visus dydzius isreiske Si vienetais, turesime
Elektrostatinsi laukas. Lauko stipris.
Dydis E vadiname elektrinio lauko stiprumu. Jis moduliu ir kryptimi sutampa su jega, kuria elektrinis laukas veikia teigiama taskini vienetini kruvi. Kai kruvis q‘<0, jegos F kryptis yra priesinga lauko stiprumo E krypciai. Gauname sitokia taskini elektros kruvi veikiancios jegso formule Kai elektrini lauka vakuume sukuria nejudantis taskinis kruvis q, gauname tokia elektrostatinio lauko stiprio modulio israiska: . Elektrostatines saveikos jegoms galioja superpozicijos principas: kiekviena kruviu q‘ ielektrinta materialuji taska veikianciu elektrostatiniu jegu atstojamoji F yra lygi ji veikianciu atskiru jegu Fi geometrinei sumai, t.y. Formule elektrostaikoje isreiskiamas lauku superpozicijos principas.
Darbas, atliekamas perkeliant kruvi elektriniame lauke. Elektrinio lauko vektoriaus cirkuliacija.

Dydis vadinamas elektrinio lauko stiprumo vektoriaus cirkuliacija. Skaitine verte ji lygi darbui, kuri atlieka elektrinio laujo jegos, pekeldamos uzdara trajektorija vienetini taskini kruvi.
Elektrostatinio lauko petencialas. Taskinio kruvio potencine energija ir lauko potencialas.
Taskinio kruvio q‘ potencines energijos santyki su kruvio didumu pazymekime . Dydi φ vadiname elektrosatinio lauko tasko potencialu. Lauko tasko potencialas skaitine verte lygus tame taske esancio vienetinio taskinio kruvio potencinei energijai.
Elektrinio lauko stiprio ir potencialo rysys.
Kiekvienas elektrostatinio lauko taskas apibudinamas dvejopai: vektoriumi – lauko stiprumu ir skaliaru – potencialu. Vektoriaus E projekcijos Dekarto koordinaciu asyse uzrasomos sitaip: . Kadangi vektorius, tai Si lygybe uzrasoma paparasciau panaudojus vektorini diferencijavimo operatoriu, vadinama nabla operatoriumi: Sis operatorius dar vadinamas gradiento operatoriumi ir zymimas grad. Tuomet Taigi elektrostatinio lauko stiprumas yra lygus potencialo neigiamam gradientui. Lauko stiprumo SI vienetas yra voltas metrui (V/m).
Elektrinis dipolis.
Elektriniu dipoliu vadiname sistema, sudaryta is dvieju vienodo didumo ir priesingo zenklu taskiniu kruviu +q ir -q, atstumas tarp kuriu l yra mazas, palyginti su atstumu iki nagrinejamuju lauko tasku. Per abu kruvius nubrezta tiese vadinama dipolio asimi. Dipolio petimi vadiname vektoriaus l, kurio kryptis yra isilgai dipolio asies nuo neigiamo kruvio link teigiamo, o modulis lygus atstumui. Dipolio teigiamo elektros kruvio ir jo peties andauga vadinama elektriniu dipoliniu momentu .
Dipolio elektrostatinio lauko tasko potencialas:
Dipolio elektrostatinio lauko stiprumas:
Gauso teorema.
Taskonio kruvio elektrostatinio lauko stiprumo srautas pro ji gaubianti uzdaraji pavirsiu nepriklauso nei nuo to pavirsiaus formos, nei nuo matmenu. Sia formule elektrostatikoje matematiskai isreiskiama Gauso teorema: elektrostatinio lauko stiprumo vektoriaus srautas pro bet koki uzdaraji pavirsiu yra tieisog proporcingas to pavirsiaus gaubiamu elektros kruviu algebrinei sumai.
Dielektrikai. Ju polerizacija.
Dielektriku arba izoliatoriumi, vadinama medziaga, kruioje laisvuju kruvininku koncenracija yra labai maza, del to dielektrikai blogai praleidzia elektros srove. Elektringosios daleles molekuleje pasiskirsciusios nesimetriskai, tai teigiamu ir neigiamu elektros kruviu centrai yra nutole vienas nuo kito atstumu l. Tokia molekule yra panasi i elektrini-dipoli ir vadinama poline molekule. Is poliniu molekuliu sudarytas dielektrikas vadinamas poliniu. Simetrisko strukturos molekuliu teigiamu ir neigiamu elektros kruviu centrai sutampa. Todel isorinio elektrinio lauko neveikiamos tokios molekules neturi elektrinio dipolinio momento. Jos vadinamos nepolinemis, atitinkamai is ju sudaryti dielektrikai – nepoliniais.
Dielektrikas vadinamas poliarizuotu, kai P≠0. Taigi sis dydis yra poliarizacijos kiekybinis matas ir vadinamas dielektriko poliarizuotumu, aba poliarizacijos vektoriumi. SI vienetas (C/m2).
. Tik nuo dielektriko molekuliu savybiu priklausantis nedimensinis dydis vadinamas medziagos dielektiniu jautriu. Aptartoji dielektriko poliarizacija atsiranda, kai elektronai pasislenka molekuleje, todel ji vadinama elektronine, arba deformacine, poliarizacija.
Dielektriko poliarizacija, kuri atsiranda laukui orientuojant dipoliu elektrinius momentus, vadinama orientacine poliarizacija. Elektrinio lauko stiprumu srityje ir poliniam dielektrikui galioja lygybe: .
Elektrostatinis laukas dielektrike.
Nuo dielektriko savybiu priklausanti nedimensini dydi, pazymeta vadiname dielektriko santykine dielektrine skvarba. Visu dielektriku χ>0, todel ju ε>1. Tik vakuume ε=1. Taigi poliarizuotame vienalyciame izotropiniame dielektrike elektrostatinio lauko stiprumas yra ε kartu mazsnis negu vakuume.
Segnetoelektrikai.
Segnetoelektrikų pavadinimas kilęs iš pirmosios ištirtos šio tipo medžiagos- segneto druskos. Nuo paprastų dielektrikų segnetoelektrikai skiriasi keliomis ypatybėmis: 1. Daugumos dielektrikų santykinė dielektrinė skvarba yra nedidelė- retai kurių siekia 100. Tuo tarpu segnetoelektrikų ε gali siekti keletą tūkstančių. 2. Paprastų dielektrikų dielektrinė skvarba nepriklauso nuo elektri­nio lauko stiprumo, o segnetoelektrikų- priklauso. 3. Segnetoelektrikų santykinė dielektrinė skvarba taip pat labai pri­klauso nuo temperatūros. 4. Visiems segnetoelektrikams būdingas dielektrinės histerezės reiškinys. Paveiksle parodytas segnetoelektriko poliarizuotumo P priklausomybės nuo jų poliarizuojančio elektrinio lauko stiprumo grafikas. Iš pradžių stiprinant elektrinį lauka, poliarizuotumas didėja 1 kreive iki soties. Lauką pamažu silpninant iki 0, mažės pagal kreivę 2, kol pasiekia P0 ši vertė vadinama liktiniu poliarizuotumu. Dabar, silpninant lauką, poliari­zuotumas kinta pagal kreivę 3. Kreivė P=f(E) vadinama histerezes kilpa.
Gauso teorema dielektrikui. Elektrine slinktis.
Taigi elektrines slinkties srautas pro uzdaraji pavirsiu yra lygus to pavirsiaus gaubiamu laisvuju kruviu algebrinei sumai. Tai yra Gauso teorema dielektrikui.
. Dydi D vadiname elektrines slinkties vektoriumi, arba tiesiog elektrine slinktimi. Is gauso teoremos formuleje elektrines slinkties vektorius D isreiskiamas dvieju skirtingos prasmes vektoriu goemetrine suma. Taciau atsizvelge i sarysius , lygybe perasome: . SI vienetas (C/m2).
Elektrostatinis laukas įelektrintame laidininke ir ties jo paviršiumi.
Normaliomis sąlygomis laidininkas kaip ir kiti kunai yra elektriskai neutralus. Suteikus jam perteklini, arba nesukompensuotaji kruvi jis gana greit pasiskirsto laidininke ir nusistovi makroskopine pusiausvyra, oji galima tik tada kai elektrinio lauko stiprumas lygus 0. Tokia busena vadinama statine. Is lygybes gauname , arba Taigi laidininke visų taškų potencialas φ pasidaro vienodast.y. visas jo turis ekvipotencialinis. Vadinasi, perteklinis statinis elektros kruvis laidininko viduje elektrinio lauko nesukuria. Pritaike Gauso teorema betkokiam uzdarajam pavirsiui, esanciam laidininke,gauname , nes laidininke E ir jam proporcingas D, lygus 0. Taigi toks pavirsius pertekliniu kruviu negaubia (q=0). Is cia isplaukia kad perteklinis statinis kruvis pasiskirsto tik laidininko pavirsiuje kuris taip pat yra ekvipotencialinis.
Ielektrinto laidininko elektrine talpa.
Ivairiems laidininkams suteikus vienoda kruvi, ju potencialas pakinta skirtingai, todel laidininka tikslinga apibudinti santykiu kuris nepriklauso nuo kruvio vertes. Dydis C vadinamas laidininko elektrine talpa. Talpos Si ienetas yra faradas (1F=1C/1V). Kondensatoriu sudaro du laidininkai, atskirti plonu dielektriko sluoksniu. Ikrauto kondensatoriaus elektrodu kruviu moduliai visuomet yra lygus, o ju zenklai – priesingi. Todel kondensatoriaus kruviu vadinamas jo vieno elektrodo kruvio modulis q. Kondensatoriaus kruvio ir elektrodu potencialu skirtumo modulio santylis vadinamas kondensatoriaus talpa: . Ploksciojo kondensatoriaus elektrines talpos formule: .
Elektrinio lauko energija ir energijos tankis.
Elektromagnetines bangos sukelia ivairius energinius reiskinius: indukuoja sroves, ikaitina kunus ir t.t., taigi jos neturi energijos. Tai rodo, kad ielektrinto kuno savoji energija yra lokalizuota elektriniame lauke, ir ja galima vadinti elektrinio lauko energija. Todel, sukuriant elektrini lauka, atliekamas darbas. Elektrinio lauko energijos erdviu pasisikrstyma apibudina lygybe nustatytas energijos turinis tankis: . Cia dWp – lauko, esancio turyje dV, energijos kiekis. Taigi lauko energijos turinis tankis skaitine verte yra lygus vienalycio lauko turio vieneto energijai.
Nuolatine laidumo srove. Sroves stipris ir tankis.
Kryptinga elektrinuju daleliu ar ielektrintu kunu judejima vadiname elektros srove. Pagal judejima sukeliancias jegas skirtomos laidumo ir konvekcine sroves. Laidumo srove yra elektringuju daleliu kryptingas judejimas, kuri sukelia elektrinis laukas.
Sroves stiprumu vadinamas dydis . Taigi elektros sroves stiprumas yra sklaliarinis dydis, kurio skaitine verte lygi per laiko vieneta pro laidininko skerspjuvi pernestam elektros kruviui. Srove, kurios kryptis laike nesikeiia, vadinama nuolatine srove. Nuolatine srove, kurios stiprumas nesikeicia, vadiname pastoviaja nuolatine stove. Si sroves vienetas amperas (A).
Detaliau srove apibudina vektorinis dydis j, kuris vadinamas elektros sroves tankiu. Elektros sroves tankis skaitine verte lygus stiprumui sroves, kuri prateka pro laidininko skerspjuvio, statmeno sroves krypciai, ploto vieneta. Si sroves tankio vienetas yra (A/m2).
Klasikines elektronines metalu laidumo teorijos pagrindai.
Ja 1900 m sukure vokieciu fizikas P. Drude ir veliau ispletojo olandu fizikas H. Lorencas. Metalo valantiniu elektronu siluminiam judejimui tinka vienatomiu idealiuju duju desniai, todel Drude pavadino juos elektroninemis dujomis. Pagal, sia teorija, elektronai susidurineja su jonais, todel jiems taikytina laisvojo lekio savoka, o ju schaotisko judejimo kinetine energija apskaiciuojama is idealiosioms dujoms isvestos formules cia m – elektrono mase, T – absoliutine temperatura, – elektronu greiciu kvadratu vidurkis.
Omo desnis.
Santyki vadiname grandines dalyje veikiancia elektrovaros jega. Ji rodo pasaliniu jegu darba perkeliant vienetini kruvi. Tarptautineje vienetu sistemoje elektrovaros jega, kaip ir elektros potencialas, matuojama voltais. Grandines dalyje veikianti elektrovaros jega lygi 1V, jeigu darbas, kuri atlieka pasalines jegos, perkeldamaos isilgai tos dalies 1C kruvi, yra lygus 1J.
Omo desnis, uzrasytas nevienalytei grandineis daliai: . Dydis U=IR vadinamas grandines dalies itampa, arba itampos kritimu. Kaip isplaukia is formules, grandines dalies elektrine itampa lygi darbui, kuri atlieka lektrostatines ir pasalines jegos, perkeldamos toje grandines dalyje vienetini teigiama kruvi.
Laidininko savybe priesintis elektros srovei vadinama jo elektrine varza. Varza nuolatinei srovei vadinama omine varza. Si varzos vienetas Omas.
Specifine (savitoji) varza lygi varzai medziagos kubo, kurio krastine 1m. Si specifines varzos vienetas yra ommentras (Ω*m).
Nesavaiminsi islydis dujose. Rekombinacija.
Procesas, kai susidure ivairiazenkliai laisvieji kruvininkai isnyksta, vadinamas rekombinacija. Sis procesas yra atvirkstinis jonizacijai ir vyksta visuomet kartu su ja. Rekombinacijos parta apibudinama insykstanciu turio vienete per laiko vieneta jonu poru skaiciumi. Kuo didesne priesingu zenklu jonu koncentracija, tuo didesne tikimybe jiems susidurti ri rekombinuoti. Rekombinacijos sparta uzrasoma taip: .
Elektros sroves tekejimas dujomis vadinamas elektros islydziu. Islydis, kuris vyksta isorinio jonizatoriaus jonizuotose dujose, vadinamas nesavaiminiu. Nustojus veikti jonizatoriui, nesavaiminis islydis nutruksta. Kai elektrinis laukas yra silpnas, tai n= √g/r, t.y. koncentracija n nepriklauso nuo elektrinio lauko stiprumo. Šiuo atveju srovės tankis . Vadinasi, kai elektrinis laukas yra silpnas, nesavaiminiam išlydžiui galioja Omo desnis, nes prie E esantis daugiklis nuo lauko stiprumo nepriklauso.
Savaiminis islydis dujose. Duju islydzio tipai.
Islydis, kuris vyksta ir nustojus veikti isoriniam jonizatoriui, vadinamas savaiminiu. Kad, jis vyktu, butinai tokie procesai, kuriuose vis susidarytu naujos ivairiazenkliu daleliu poros. Dazniausiai jas sukuria smugine jonizacija. Savaiminio išlydžio yra keturi tipai: vainikinis, kibirkštinis, laukinis ir žėrintis, arba rusenantis. Plačiau pakalbėkime apie pastarąjį. Tai – savaiminis išlydis praretintose dujose. Išlydžio vamzdelyje sudarius elektrinę įtampą ir retinant dujas, atsiranda gyvatėlės pavidalo švytintis elektrinis išlydis. Kai dujų slėgis pasidaro apie 5 mm Hg (~ 660 Pa), švytintis ruožas vamzdelyje išsiplečia ir suskyla į kelias sritis (brėžinys (66 psl.)). Ties katodu, nuo jo atskirta tamsia siaura Astono sritimi 1, yra šviečianti katodinė plėvelė 2. Nuo jos anodo link matoma silpnai švytinti sritis 3, vadinama katodo tamsiuoju tarpu. Ji labai kontrastuoja su rusenančiojo švytėjimo sritimi 4. Šios sritys sudaro rusenančiojo išlydžio katodinę dalį. Rusenančioji išlydžio sritis 4 palaipsniui pereina į Faradėjaus tamsųjį tarpą 5. Likusią vamzdžio dalį užpildo švytintis teigiamas stulpas 6. Nuo jo priklauso išlydžio vamzdžio optinės savybės. Išlydžiui palaikyti jis nebūtinas.
Termoelektrine emisija. Ricardsono ir Dasmano formule.
Elektrono islaisvinimo darbas yra lygus energijos kiekiui, kurio reikia elektronui, kad islektu is kietojo ar skystojo kuno i vakuuma, neturedamas kinetines energijos. Tarp islekusio elektrono ir sio kruvio veikia Kulono traukos jega. .
Islekti is kuno gali tik tie elektronai, kuriu energija ne mazesne kaip elektronu islaisvinimo darbas. Elektronu spinduliavimas is ikaitusiu kunu i vakuuma ar aplinka vadinamas termoelektronine emisija.
Ricardsono ir Dasmano formule: .
Duju plazma.
Esant aukštai dujų temperatūrai, jos gali būti jonizuojamos – susidaro teigiami, neigiami jonai, elektronai. Medžiagos būsena, kai jos molekulės jonizuotos, vadinama plazma. Ji visumoj yra neutrali. Pasaulio medžiagos 99,9% susidaro iš plazmos. Plazma yra geras laidininkas. Ją gauti galima 2 būdais: 1) Kaitinant iki aukštų temperatūrų (T>105 K); 2) Sudarant dujų išlydį (T<105 K, gauname žemos temperatūros plazmą). Potencialo kitimas šalia krūvininko , čia LD – Debajaus ekranavimo spindulys. Priklauso nuo temperatūros ir dalelių koncentracijos. LD= √T/n. Laikoma, kad dėl ekranavimo plazmoje kiekvienas krūvininkas sąveikauja tik su tais krūvininkais, kurie yra apie jį apibrėžtoje Debajaus spindulio sferoje. Šių krūvininkų skaičius vadinamas Debajaus skaičiumi. Jis išreiškiamas taip: ND= 4/3* πL3Dn. Debajaus skaičius yra svarbiausia plazmos charakteristika.
Magnetinis laukas ir magnetine indukcija.
Kinijoje buvo zinomos mineralo magnetito nepaprastos savybes: jis traukia plieninius daiktus, laisvai pakabintas pasisuka siaures – pietu kryptimi. Tokiomis savybemis pasizymincius kunus pavadino magnetais, o sias ju savybes (ir atitinkamus reiskinius) – magnetizmu. Bandymais irodyta, kad nuolatinis magnetas, elektros srove ar judantis ielektrintas kunas kuria makroskopini magnetini lauka. GAMTOS DESNIS: kiekvienas laike kintantis elektrinis laukas kuria magnetini lauka ir atvirksciai – kiekvienas kintantis magnetinis laukas kuria elektrini lauka.
Svarbiausia magnetinio lauko charakteristika yra magnetine indukcija B. Santykis nuo remelio magnetinio momento nepriklauso. Sis dydis, vadinamas magnetine indukcija, yra magnetinio lauko tasko charakteristika. Jis apibreziamas sitaip: vienalycio magnetinio lauko magnetine indukcija skaitine verte yra lygi sroves remeli, kurio magnetinis momentas lygus vienetui, veikianciam didziausiam sukimosi momentui.
Bio ir Savaro desnis.
Dydis μ vadinamas aplinkos santykine magnetine skvarba. Naudojant Si vienetus, k= μ0/4π, o pastovus dydis μ0 = 4π*10-7 H/m vadinamas magnetine konstanta. Jos si vienetas yra henris metrui.
Bio ir Savaro desnis magnetinei indukcijai isreiskiamas sitaip: .
Pilnutines sroves desnis.
. Si lygtis matematiskai isreiskia pilnutines sroves desni laidumo srovems: muolatiniu elektros sroviu kuriamo magnetinio lauko indukcijos vektoriaus cirkuliacija uzdaru konturu yra lygi to konturo juosiamu sroviu algebrinei sumai.
Magnetinis srautas. Gauso teorema magnetiniam laukui.
Magnetines indukcijos vektoriaus B srautas (magnetinis srautas) pro bet kokio ploto S pavirsiu isreiskiamas taip pat kaip ir bet kokio vektoriaus srautas . Magnetinio srauto Si vienetas veberis: 1Wb = 1T*1m2=1V*1s.
Kiekvieno magnetinio lauko indukcijos vektoriaus srautas pro bet koki ploto S uzdaraji pavirsiu visuomet lygus nuliui . Si formule isreiskia Gauso teorema magnetiniam srautui. Pritaike formule kiekvienam magnetinio lauko taskui, Gauso teorema uzrasome taip: . Tai diferencialine Gauso toeremaos israiska.
Ampero jega. Ampero desnis.
si jega vadinama Ampero jega. Ji yra didziausia, kaip vektoriai dl ir B tarpusavyje statmeni, ir lygi nuliui, kai jie koliniarus. Ampero jegos kryptis nusakoma dvieju vektoriu vektorines sandaugos taisykle arba is jos isplaukiancia kairiosios rankos taisykle.
Ampero desnis: dvieju lygiangreciu be galo ilgu ir plonu laidu, kurias teka sroves, kiekviena ilgio metra veikianti jega yra tiesiog proporcinga sroviu stiprumu sandaugai ir atvirksciai proporcinga atstumui tarp laidu.
Remelis, kuriuo teka srove vienalyciame magnetiniame lauke.
Nagrinėjame rėmelį, kuriuo teka srovė ir kuris yra patalpintas elektriniame lauke. Rėmelio priešingos kraštinės yra lygios l1 ir l2. Kiekvieną rėmelį veikia Ampero jėga. Priešingose kraštinėse srovės juda priešingomis kryptimis, todėl ir jėgos yra priešingų krypčių. F1=-F3 ir F2=-F4. Todėl jų suma F1+F2+F3+F4=0. Todėl pastovus magnetinis laukas rėmeliui slenkamojo judesio nesuteikia. Jėgos F2 ir F4 yra nukreiptos išilgai sukimosi ašies, todėl sukamajam judėjimui reikšmės neturi. Kadangi vertikaliosiomis kraštinėmis tekančios srovės kryptis yra statmena krypčiai, tai . Taigi vertikaliąsias kraštines veikia jėgų dvejetas, kuris verčia rėmelį pasisukti. Jėgos petys . Tada sukimo momento modulis čia S=l1l2 – rėmelio ribojamo paviršiaus plotas. - kampas tarp ir vektorių, - srovės rėmelio magnetinio momento modulis. Rėmelis sukasi tol kol jo magnetinis momentas nepasidaro lygiagretus indukcijai . Rėmelio energija .
Kruvininku judejimas elektromagnetiniame lauke.
kiekvieną elektringąją dalelę elektriniame lauke veikia elektrinė jėga , čia q0 – dalelės krūvis. Judanti dalelė, kuria savo magnetinį lauką, todėl išorinis magnetinis laukas ją veikia magnetine jėga: . Kai dalelės krūvis q0>0, tai magnetinės jėgos kryptis nusakoma vektorių ir sandaugos taisykle, jei q0<0, tai jos kryptis priešinga. Magnetinė jėga visada statmena dalelės judėjimo krypčiai, todėl ji darbo neatlieka, tik keičia dalelės judėjimo trajektoriją. Elektromagnetinis laukas krūvininką veikia jėga: Ši jėga vadinama Lorenco jėga ir yra fundamentali.
Elektromagnetine indukcija.
M. Faradejus atrado elektromagnetines indukcijos reiskini: kai kinta laidu konturu veriantis magnetini ssrautas jame atsiranda elektrovaros jega. Faradejus priejo isvados, kad indukcine elektrovaros jega nepriklauso nuo magnetinio srauto kitimo priezasties, o priklauso tik nuo jo kitimo spartos, tai yra elektromagnetines indukcijos pagrindinis desnis. Si formule vadinama Faradejaus elektromagnetines indukcijos desniu.
Lenco taisykle: indukuotoji srove teka tokia kryptimi, kad jos pacios kuriamas magnetinis laukas priesinasi tm magnetinio lauko kitimui, del kurio atsiranda srove.
Saviindukcija.
Sis dydis vadinamas konturo (grandines) induktyvumu. SI induktyvumo vienetas henris (1H=1Wb/1A).
Jeigu del koku nors priezasciu kinta laidus konturo ribojama pavirsiu kertantis suristasis magnetinis srautas, tai jame taip pat indukuojasi elektrovaros jega. Sis reiskinys vadinamas saviindukcija. Pagal Faradejaus desni, saviindukcijos elektrovaros jega
Abipuse indukcija.
Kinant srautui Ф1, pirmajame konture indukuojasi evj εi1. Taigi, kai ienu is siu konturu teka kntamoji srove, kitame indukuojasi evj. Sis reiskinys vadinamas abipuse indukcija, o proporcingumo koeficiemtas L21 ar L12 – konturu abipusiu induktyvumu.
Magnetine lauko energija ir jos tankis.
Pagal energijos tvermes desni lygybe suintegrave reziuose nuo o iki I, gauname sroves magnetinio lauko energijos israiska: . Taigi, sukuriant magnetini lauka, tam tikras energijos kiekis W perkeliamas is sroves saltinio i elektros grandine supancia erdve.
Sakykime, vienalycio magnetinio lauko energija W yra pasiskirsciusi turyje V; jos turiniu tankiu vadinamas dydis Jis skaitine verte lygus vienalycio magnetinio lauko, esancio vienetiniame turyje, energijai.
Medziagos imagnetejimas.
Makroskopinio kuno magnetinis momentas yra lygus visu ji sudaranciu mikrodaleliu magnetiniu momentu geometrinei sumai. Jei kumo magnetinis momentas nelygus nuliui, tai ji skuria magnetini lauka – sakome, kad kunas yra imagnetintas. Jo imagnetinimo laipsnis nusakomas vektoriniu dydziu J, vadinamas imagnetejimu. . Vadinasi, tolygiai imagnetinto kuno imagnetejimas skaitine verte yra lygus medziagos turio vieneto magnetiniam momentui.
Diamagnetizmas ir paramagnetizmas.
Sis dydis vadinamas diamagnetiko megnetiniu jautriu. Jis yra nedimencinis dydis. Neigiamas jo zenklas rodo, kad medziagos imagnetejimas J isoriniame megnetiniame lauke yra priesingos krypties negu imagnetinancio magnetinio lauko vektoriu H. teigiamas dydis yra paramagnetiko magnetinis jautris. Paramagnetizmu vadinamas medziagos savybe isoriniame magnetiniame lauke isimagnetinti lauko kryptimi. Nedimencinis dydis vadinamas medziagos santykine magnetine skvarba.
Feromagnetikai.
Feromagnetikais vadinami tokie metalai, kuriuose B‘≥B0. Jiems priklauso 9 cheminiai elementai: gelezis, nikelis, kobaltas ir 6 lantanidu grupes elementai. Be to, feromagnetikai yra keliu feromagnetiniu elementu, feromagnetiniu ir neferomagnetiniu elementu ir netgi kai kuriu neferomagnetiniu elementu lydiniai. Jie turi keleta labai idomiu savybiu: jie gali buti issimagnetine savaime (spontaniskai). Kad feromagnetikas visiskai issimagnetintu, ji reikia paveiki priesingos krypties stiprumo Hk magnetiniu lauku. Si ismagnetinancio lauko stiprumo verte vadinama koerciniu lauko stiprumu. Feromagnetika veikiant pakankamo stiprumo periodiskai kintamu magnetiniu lauku, jo imagnetejimas kis pagal kreive 1-2-3-4-5-6-1. Si kreive vadinama magnetines histerezes kilpa. Visi feromagnetikai pasizymi tikrai temperaturoje, zemesneje negu tam tikra, kiekviename feromagnetikui budinga, temperatura Tk, vadinama Kiuri tasku. Kai temperatura yra zemesne uz tos medziagos Kiuri taska, tokiuose kritaluose tam tikros jegos elektronu savuosius magnetinius momentus orientuoja lygiagreciai. Taip medziagoje susidaro savaiminio imagnetejimo sritys – domenai. Feritais vadinami sudetingieji gelezies ir kitu metalu oksidu kompleksiniai kritaliniai junginiai. Daznai suinkaama trivalentes gelezies oksido ir vieno ar keliu, dazniausiai dvivalenciu, metalu oksidu junginiu.

Susiję įrašai:


Hey.lt - Nemokamas lankytoj� skaitliukas