Magnetyzm i indukcja elektromagnetyczna – podstawy pola magnetycznego

1. Magnes

Magnes to ciało, które wytwarza pole magnetyczne i przyciąga przedmioty wykonane z żelaza, niklu lub kobaltu.
Każdy magnes ma dwa bieguny: północny (N) i południowy (S).
Jednoimienne bieguny się odpychają, a różnoimienne przyciągają.

2. Pole magnetyczne

Pole magnetyczne to obszar wokół magnesu lub przewodnika z prądem, w którym działają siły magnetyczne.
Pole magnetyczne opisujemy za pomocą linii pola magnetycznego.

3. Linie pola magnetycznego

• Wychodzą z bieguna N i wchodzą do bieguna S

• Nigdy się nie przecinają

• Im gęściej są rozmieszczone, tym silniejsze pole magnetyczne

4. Właściwości pola magnetycznego

• Działa na magnesy i przewodniki z prądem

• Może zmieniać kierunek ruchu cząstek naładowanych

• Może indukować prąd elektryczny

5. Indukcja magnetyczna (B)

Indukcja magnetyczna to wielkość fizyczna opisująca siłę pola magnetycznego.
Oznaczamy ją literą B.
Jednostka: tesla (T).

6. Indukcja elektromagnetyczna

Indukcja elektromagnetyczna to zjawisko powstawania prądu elektrycznego w przewodniku, gdy zmienia się strumień pola magnetycznego.

7. Kiedy powstaje prąd indukcyjny?

Prąd indukcyjny powstaje, gdy:

• magnes porusza się względem zwojnicy

• zwojnica porusza się w polu magnetycznym

• zmienia się natężenie prądu w innym obwodzie (np. w drugim solenoidzie)

8. Zwojnica (cewka)

Zwojnica to przewód nawinięty w kształcie spirali.
Gdy płynie przez nią prąd, zachowuje się jak magnes (elektromagnes).

9. Prawo Ampère'a

Definicja:
Prąd elektryczny w przewodniku wytwarza wokół siebie pole magnetyczne.

9. Indukcja w drugim solenoidzie

Jeśli obok siebie są dwie zwojnice:

• zmiana prądu w pierwszej powoduje zmianę pola magnetycznego

• w drugiej zwojnicy powstaje prąd indukcyjny

10. Zasada Lenza

Zasada Lenza mówi, że:

Prąd indukcyjny ma taki kierunek, aby przeciwdziałać przyczynie, która go wywołała.

Czyli: pole magnetyczne prądu indukcyjnego sprzeciwia się zmianie, która go wywołała.

11. Zasada prawej dłoni

Służy do określania kierunku pola magnetycznego:

• kciuk prawej dłoni → kierunek prądu

• zagięte palce → kierunek linii pola magnetycznego

Dla zwojnicy:
kciuk pokazuje biegun północny elektromagnesu.

Źródła pola magnetycznego

Pole magnetyczne powstaje:

• wokół magnesów trwałych

• wokół przewodników, przez które płynie prąd elektryczny

• wokół zwojnic i elektromagnesów

• wokół poruszających się ładunków elektrycznych