Mágnesesség alapfoglamai

2015.12.25 15:56

Természetben elıforduló mágneses jelenségek

 

Az ókori görögök fedezték fel, hogy a kisázsiai Magnesia közelében bányászott vasérc, más vasérceket vonz. Innen ered a mágnes elnevezés. Milétoszi Thalész (i.e. 600) leírása szerint a mágnesvasérc lélekkel rendelkezik, így vonzza a vasat.

A természetben is elıfordulnak mágneses jelenségek:
a Föld is mágneses tulajdonságú,
néhány anyag is mágnesként viselkedik.

A Föld mágneses terének kimutatására az iránytő alkalmas, amelyet a mágneses kölcsönhatás következtében létrejövő erőhatás mozgat a megfelelő irányba.

 

 

Mágneses kölcsönhatás

 

A mágneses teret – a villamos térhez hasonlóan – érzékszerveinkkel nem tudjuk észlelni, ezért csak a kölcsönhatásai alapján tudjuk megismerni.
Mágneses kölcsönhatás tapasztalható:
áram járta vezetékek környezetében,
állandó (permanens) mágnesek közelében.
Az állandó (permanens) mágnesek olyan
mágneses tulajdonságú anyagok, amelyek közelében a mágneses jelenségek kimutathatóak.

Az állandó mágnesek sajátos tulajdonsága, hogy a szétvágásuk után mindkét darab megkapja az eredeti pólusokat

 
 
 
 
 
 
 
 

Indukcióvonalak
A mágneses tér ugyanúgy, mint a villamos tér érzékszerveinkkel nem észlelhetı, ezért az egyszerőbb megismeréséhez induk

cióvonalakkal szoktuk szemléltetni.

Mágneses jelenségek
Ha egy mágnest megpróbálunk feldarabolni, akkor a kapott elemi mágnesek szintén dipólusként viselkednek.


Vonzás, taszítás
Ha két mágnest közelítünk egymás felé, akkor azt tapasztalhatjuk, hogy az ellentétes pólusok vonzzák, míg az azonos pólusok taszítják egymást.

 

 

 

 

A mágneses indukcióvektor


A mágneses indukcióvektort, amely a mágneses tér erősségét jellemzi az egységnyi (1 m2 felülető 1 A -es áramú) mérőhurokra ható forgatónyomatékkal adhatjuk meg.

 

A mágneses tér forgatónyomatéka


Minél nagyobb a mágneses tér, annál nagyobb a forgatónyomaték, melynek értéke függ a mérőhurok mágneses térrel bezárt szögétől is. A legnagyobb forgatónyomatékot akkor kapjuk, amikor a mérőhurok felülete és a mágneses tér egymásra merőlegesek.
 

Mágneses indukció
Egy adott tér mágneses kölcsönhatását egy mérőhurokkal mutathatjuk ki, amelyre mágneses tér forgatónyomatékot fejt ki. A mágneses tér hatására a mérőhurok a forgatónyomaték irányától függő elfordulást végez.

 

A tekercs mágneses tere


Ha egy tekercsre feszültséget kapcsolunk, akkor a tekercs meneteiben folyó áram a tekercs környezetében és belsejében mágneses teret hoz létre. Ennek a mágneses térnek ugyanúgy, mint az állandó mágnesnek vannak pólusai.

 

 

 

Jobbkéz-szabály

 

 

A tekercs pólusait az ún. jobbkéz-szabály alkalmazásával tudjuk meghatározni: Tegyük a jobb kezünket a tekercsre úgy, hogy ujjaink a menetekben folyó áram irányába mutassanak. Ezek után a kifeszített hüvelykujjunk az északi pólust mutatja.

 

 

 

A mágneses indukcióvonalak tulajdonságai


A mágneses indukcióvonalak tulajdonságai, hogy rövidülni igyekeznek, de az egyirányúak taszítják egymást. Ezért az
azonos áramirányú vezetékek vonzzák, míg az ellentétes irányúak taszítják egymást. Ha megfigyeljük ez pontosan ellentétes az elektromos töltések, és a mágneses pólusok viselkedésével.

 

A vezeték mágneses tere


•Egy áramjárta vezetıt a mágneses tér koncentrikus körök formájában vesz körül.
Az indukcióvonalakra a mágneses indukció vektora érintő irányú.
A mágneses tér létrehozásához elektromos áramra van szükség, ugyanis a mágneses tereket szabad töltéshordozók áramlása hozza létre. A létrejövő mágneses tér iránya ezért függ a töltéshordozók áramlási irányától:

 
Ha az indukció irányát szeretnénk meghatározni, akkor ezt egy csavar behajtásához kellene hasonlítanunk, a csavar haladási iránya az áram, míg a forgatás iránya az indukció vonalak irányával egyezik meg (csavar szabály).

 

Az indukcióvonalak irányítottsága
 

Az indukcióvonalak önmagukban záródó görbék, amelyek irányítottsága az állandó mágnesesen kívül észak-déli, míg a
mágnesen belül déli-északi.


Mágneses pólus


A mágnesnek azokat a részeit, ahol a mágneses kölcsönhatás a legerısebb (azaz az indukcióvonalak sűrűsége a legnagyobb) mágneses pólusoknak nevezzük.
 

Északi pólus


A mágneses északi pólus a mágnesnek az a része, ahol az indukcióvonalak sűrűsége a legnagyobb, és irányítottságuk a mágnesen belül a másik pólus felé mutat.


Déli pólus


A mágneses déli pólus a mágnesnek az a része, ahol az indukcióvonalak sőrősége a legnagyobb, és irányítottságuk a
mágnesen kívül a másik pólus felé mutat.


Semleges vonal


A mágnes két pólusa között mindig található egy olyan térrész, ahol mágneses kölcsönhatás nem tapasztalható. Ez a semleges vonal.


Indukcióvonalak irányítottsága
Az indukcióvonalak önmagukban záródó görbék, amelyek irányítottsága az állandó mágnesesen kívül észak-déli, míg a mágnesen belül déli-északi.

 

Mágneses erőhatás
 

A mágneses kölcsönhatás is erőhatás formájában nyilvánul meg a számunkra.


Az erőhatás lehet:


vonzás: például az állandó mágnes bizonyos fémeket vonz,
taszítás: például az ellentétes áramirányú vezetékek taszítják egymást

 

Mágneses tér
Mágneses térnek nevezzük a térnek azt a részét, ahol a mágneses jelenségek kimutathatóak.