Презентація "Магнітне поле струму"

. Мета заняття: Знати: визначення магнітного поля, його властивості, величини, які дозволяють кількісно описувати магнітне поле струму, характеристики парамагнетиків, діамагнетиків, феромагнетиків. Вміти: виконувати розрахунки сили Ампера, сили Лоренца, магнітного потоку, застосовувати правило буравчика, правила правої та лівої руки

Що таке матерія? Все, що нас оточує Назвіть форми існування матерії Вивчення, якого поля закінчили? ЕЛЕКТРИЧНЕ Форми існування матерії речовина поле

Письмове опитування 1. Дати визначення електричного поля 2. Чим породжується електричне поле? 3. Чим виявляється електричне поле? 4. Яка величина характеризує дію електричного поля? 5. Які види зарядів існують? 1. Електричне поле – це особливий вид матерії, відмінний від речовини 2. Зарядженим тілом 3. Дією на будь-яке заряджене тіло, яке знаходиться в електричне поле 4. Напруженість Е 5. Позитивний +q Негативний -q

Тема: Магнітне поле струму План лекції 1. Магніт та його властивості. Використання магніту. 2. Дослідне обґрунтування наявності магнітного поля. 3. Властивості магнітного поля. 4. Характеристики магнітного поля. 5. Магнітне поле в речовині. 6. Земля – це великий магніт.

Слово «магніт» виникло від назви міста Магнессії (зараз це город Маніса в Турції). «камінь Геркулеса». «люблячий камінь», «мудре залізо», і «царствений камінь» Штучні магніти - сталь, нікель, кобальт. Природний магніт - магнітний залізняк. Природні магніти, тобто кусочки магнітного залізняка - магнетиту (хімічний состав 31% FeO и 69% Fe2O3), в різних странах називали по-різному: китайці називали магніт - чу-ші; греки - адамас і каламита

Історія відкриття Доктор медицини, досяг вершини медичної кар'єри тих часів був лейб-медиком королеви. У плині 18 років Гильберт на власні гроші ставив незліченну кількість досвідів, що він описує в книзі вийшла в 1600 році. І сам Гильберт, і його сучасники надзвичайно високо оцінювали цю працю. Вільям Гильберт народився в 1540 р. «Про магніт, магнітні тіла й про великий магніт - Землі. Нова фізіологія, доведена безліччю аргументів і досвідів».

Вільям Гильберт(1540-1603) Властивості магніту магніт володіє в різних частинах різною притягальною силою; на полюсах ця сила найбільш помітна; магніт має два полюси: північний і південний, вони різні по своїх властивостях; різнойменні полюси притягаються, однойменні відштовхуються; магніт, підвішений на нитці, розташовується певним чином у просторі, указуючи північ і південь; неможливо одержати магніт з одним полюсом; земна куля — великий магніт; при сильному нагріванні магнітні властивості в природних і штучних магнітів зникають; магніти роблять своя дія через скло, шкіру й воду.

Використання магніту Усередині житла: навушники, стереоколонки, слухавка, електродзвоник, власник по периметрі дверцят холодильника, що записують і відтворюють голівки аудіо - і відеоапаратури, що записують і відтворюють голівки дисководу й жорсткого диска комп'ютера, магнітна смужка на банківській карті, що управляють і розмагнічують магнітні системи в телевізорі, вентилятори, трансформатори, магнітні замки Усередині двигунів: двигуни для обертання CD/DVD дисків і для позиціювання голівок, лентопротягивающие двигуни для аудіо - і відеоапаратури, насос і таймер у посудомийної і пральної машинах, компресор у холодильнику, електрична зубна щітка, двигун для вібратора в стільниковому телефоні. В автомобілі: двигун стартера, внутрішній вентилятор двигуна, блокатори дверей, склопідйомники, регулятор бічного дзеркала, насос для рідини, що очищає, датчики швидкості, генератор змінного струму, реле стартера.

Професор Г.Х. Ерстед при проведені досліду Дослід Ерстеда

Дослід Ерстеда 1820 р. Про що говорить відхилення магнітної стрілки при замиканні електричного ланцюга? Навколо провідника зі струмом існує магнітне поле. На нього реагує магнітна стрілка. Джерелом магнітного поля є електричні заряди, що рухаються, або струми

Дослід Эрстеда 1820 р. Про що говорить той факт, що магнітна стрілка повернулася на 1800? Напрямок струму в провіднику змінився на протилежний

Дослід Эрстеда 1820 р. Про що говорить той факт, що кут відхилення магнітної стрілки змінився? Сила струму в провіднику змінилася

Дослід Ампера 1820 р. Як пояснити той факт, що провідники зі струмом взаємодіють між собою? Магнітне поле діє на провідник зі струмом. Тому явище взаємодії струмів можна пояснити так: електричний струм у першому провіднику породжує магнітне поле, що діє на другий струм і навпаки…

Дослід Ампера 1820 р. Як взаємодіють струми одного напрямку? Струми одного напрямку притягаються .

Дослід Ампера 1820 р. Як взаємодіють струми протилежних напрямків? Струми протилежних напрямків відштовхуються

Магнітне поле та його властивості МП – це особлива форма матерії, яка існує незалежно від нас та від наших знань про неї 1.МП породжується електричними зарядами, що рухаються, тобто струмами 2.МП виявляється по дії на електричний струм, на заряди, що рухаються 3. З віддаленням від джерела магнітного полю воно послаблюється.

Як можна виявити МП? а) за допомогою залізних обпилювань. Потрапляючи в МП, залізні обпилювання стають маленькими магнітними стрілочками. А вони установлюються уздовж магнітних ліній - МП стає видимим. б) по дії на провідник зі струмом. Потрапляючи в МП, провідник зі струмом починає рухатися, тому що з боку МП на нього діє сила Ампера.

Що таке магнітні линії? Магнітні лінії – це уявлювані лінії, уздовж яких розташувалися б осі маленьких магнітних стрілочок, поміщених у МП

Властивості магнітних ліній: Магнітні лінії – це уявлювані лінії, уздовж яких розташувалися б осі маленьких магнітних стрілочок, поміщених у МП Про що це говорить? Якщо Ви візьмете шматок магніту й розламаєте його на два шматочки, кожен шматочок знову буде мати "північний" й "південний" полюс. Якщо Ви знову розламаєте шматочок, що вийшов, на дві частини, кожна частина знову буде мати "північний" й "південний" полюс. Неважливо, як малі будуть шматочки, що утворилися, магнітів - кожен шматочок завжди буде мати "північний" й "південний" полюс. Неможливо домогтися, щоб утворився магнітний монополь ("моно" означає один, монополь - один полюс). Принаймні, така сучасна точка зору на дане явище. Це говорить про те, що в природі не існує магнітних зарядів. Магнітні полюси розділити не можна.

Властивості магнітних ліній: Якщо магнітні лінії розташовані паралельно один одному з однаковою густотою, то таке МП називають однорідним. .

Властивості магнітних ліній: Якщо магнітні лінії скривлені - це значить, що сила, що діє на магнітну стрілку в різних крапках МП, різна. Таке МП називають неоднорідним.

Визначення напряму магнітних ліній 1. За правилом буравчика. 2. За правилом правої руки прямолінійного провідника зі струмом: Якщо напрямок поступального руху долонею буравчика збігається з напрямком струму в провіднику, то напрямок обертання ручки буравчика збігається з напрямком магнітних ліній Якщо обхопити провідник правої руки, направивши чотири пальця по напрямку магнітних ліній, тоді відставлений на 900 великий палець покаже напрямок струму в прямолінійному провіднику

Величини, що дозволяють кількісно описувати магнітне поле струму 1ктор магнитной индукции. Величина, що характеризує МП у даній його крапці, називається вектором магнітної індукції, В. Магнітна індукція дорівнює відношенню сили, з якої МП діє на провідник довжиною l, по якому тече струм I, де F- це сила, з якої МП діє на провідник зі струмом, l – довжина провідника, у м, I – сила струму в провіднику, в А. Вимірюється в 1 = 1Тл 2.Поток магнитной индукции. Потік магнітної індукції – це величина, рівна добутку модуля вектора магнітної індукції на площу контуру S і на сos кута між напрямком вектора індукції й нормаллю (перпендикуляром) до рамки. Ф=ВSсos Вимірюється у веберах: 1 Вб=1Тл∙ м2 Увага! Будь обережніше з визначенням кута .

Залежність Ф від кута α Якщо кут α = 0є В цьому випадку лінії В і нормаль n до площини паралельні. Але В та площина S перпендикулярні одна одній!!! Тоді cos 0є =1 , магнітний потік приймає максимальне значення: Ф = B · S n B n n

Залежність Ф від кута α Якщо кут α= 90 є В цьому випадку лінії В і нормаль n до площини перпендикулярні Але В та площина S паралельні одна одній!!! cos 90є =0, магнітний потік буде мінімальним: Ф=0 n В

Залежність Ф від кута α При обертанні рамки певної площини S у постійному магнітному полі В ,кут між В и S постійно міняється від α1 до α2 Тоді магнітний потік визначається за формулою: В Ф = В · S · (cosα1 – cosα2 )

Сила Ампера Сила Ампера – це сила, з якої магнітне поле з індукцією В діє на провідник довжиною l, по якому тече струм I. : (α – кут між вектором індукції та провідником) F = IBl sin α, Напрямок сили Ампера знаходять за правилом лівої руки: ліву руку треба розташувати так, щоб лінії магнітної індукції входили в долоню, чотири витягнутих пальця були спрямовані по напрямку струму, тоді відігнутий на 900 великий палець покаже напрямок дії сили, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом – сили Ампера.

Визначити напрямок сили Ампера: N S FA

Застосування сили Ампера

Застосування сили Ампера Дія, що орієнтує, МП на контур зі струмом використають в електровимірювальних приладах магнітоелектричної системи - амперметрах і вольтметрах. Сила, що діє на котушку, прямо пропорційна силі струму у ній. При великій силі струму котушка повертається на більший кут, а разом з нею й стрілка. Залишається проградуірувати прилад – тобто встановити яким кутам повороту відповідають відомі значення сили струму.

Сила Лоренца Сила, з якої МП діє на електричний заряд, що рухається, називається силою Лоренца. (α – кут між вектором індукції і провідником) Напрямок сили Лоренца знаходять за правилом лівої руки: ліву руку треба розташувати так, щоб лінії магнітної індукції входили в долоню, чотири витягнутих пальці були спрямовані по напрямку руху позитивно зарядженої частки (або проти негативної), тоді відігнутий на 900 великий палець покаже напрямок дії сили, з якої МП діє на заряджену частку, що рухається, - тобто сили Лоренца. Застосування сили Лоренца: прискорювачі елементарних часток, ЕПТ в моніторах комп'ютера

Магнітне поле в речовині Магнітна проникність середовища – це фізична величина, що показує, у скільки разів індукція магнітного поля в однорідному середовищі відрізняється від магнітної індукції зовнішнього магнітного поля у вакуумі: - У діамагнетиках зовнішнє МП послабляється незначно, так що µ< 1 (наприклад, для золота µ= 0,999961). - У парамагнетиках зовнішнє МП підсилюється, але незначно, так що µ>1 (наприклад, для платини µ = 1, 00025). - У ферромагнетиках зовнішнє МП значно підсилюється, так що µ>>1 (наприклад, для чистого заліза µ =10000).

Магнітне поле Землі Англійський фізик XIV в. Вільям Гильберт виготовив кулястий магніт, досліджував його за допомогою маленької магнітної стрілки й прийшов до висновку, що земна куля - величезний космічний магніт. Зовнішні, розплавлені, шари ядра Землі перебувають у постійному русі. У результаті цього в ньому виникають магнітні поля, що формують в остаточному підсумку магнітне поле Землі.

Магнітні полюси Землі Магнітні полюси Землі багато разів мінялися місцями (інверсія). За останній мільйон років це траплялося 7 разів. 570 років тому магнітні полюси Землі були розташовані в районі екватора

Магнітне поле Землі С Ю Магнітні аномалії: Аномалія (лат.) - відхилення Короткочасна аномалія – магнітна буря; Постійні аномалії – залежи залізної руди на невеликій глибині.

Компас У багатовіковій історії мореплавання магнітний компас був і залишається самим значним винаходом. Більшість істориків уважають, що компас у вигляді плаваючої у воді магнітної стрілки придумали в Китаєві, а наприкінці XII - початку XIII вв. арабські мореплавці завезли його в Європу. З'єднавши магнітну стрілку з диском, італієць Флавій Джой в 1302 р. сконструював компактну котушку - згодом обов'язковий елемент всіх компасів.

Магнітні бурі Якщо на Сонце відбувається потужний спалах, то підсилюється сонячний вітер. Це обурює земного магнітного поля й приводить до магнітної бурі. Пролітаючи мимо Землі частки сонячного вітру створюють додаткові магнітні поля. Магнітні бурі заподіюють серйозну шкоду: вони впливають на радіозв'язок, на лінії електрозв'язку, багато вимірювальних приладів показують невірні результати.

Магнітне поле Землі Земне магнітне поле надійно захищає поверхню Землі від космічного випромінювання, дія якого на живі організми руйнівно. До складу космічного випромінювання, крім електронів, протонів, входять й інші частки, що рухаються в просторі з величезними швидкостями.

Північне сяйво Результатом взаємодії сонячного вітру з магнітним полем Землі є полярне сяйво. Вторгаючись у земну атмосферу, частки сонячного вітру (в основному електрони й протони) направляються магнітним полем (на них діє сила Лоренца) і певним чином фокусуються. Зіштовхуючись із атомами й молекулами атмосферного повітря, вони іонізують і збуджують їх, у результаті чого виникає світіння, що називають полярним сяйвом.

Дія магнітного поля Землі на людину Вивченням впливу різних факторів погодних умов на організм здорової й хворої людини займається спеціальна дисципліна - біометрологія. Магнітні бурі вносять розлад у роботу сердечно - судинної, дихальної й нервової системи, а також змінюють в'язкість крові; у хворих атеросклерозом і тромбофлебітом вона стає густіше й швидше скипається, а в здорових людей, навпроти, підвищується.

1.Джерелом магнітного поля є ... а) електричні заряди, що рухаються; б) заряджену тенісну кульку; в) полосовий магніт.

2.Виявити магнітне поле можна по... А) по дії на будь-який провідник, Б) дії на провідник, по якому тече електричний струм, В) заряджена тенісна кулька, підвішена на тонкій нерозтяжній нитці, Г) на електричні заряди, що рухаються. а) А и Б, б) А и В, в) Б и В, г) Б и Г.

3.Закінчити фразу: «Якщо електричний заряд нерухомий, те довкола нього існує... а) магнітне поле, б) електричне поле, в) електричне й магнітне поле.

4.Закінчити фразу: «Якщо електричний заряд рухається, то довкола нього існує... а) магнітне поле, б) електричне поле, в) електричне й магнітне поле.

5.Закінчити фразу: «Навколо провідника зі струмом існує... а) магнітне поле, б) електричне поле, в) електричне й магнітне поле.

6.Які сили проявляються у взаємодії двох провідників зі струмом? а) сили магнітного поля, б) сили електричного поля, в) сили всесвітнього тяжіння.

7.Які затвердження є вірними? А.У природі існують електричні заряди. Б.У природі існують магнітні заряди. В. У природі не існує електричних зарядів. Г.У природі не існує магнітних зарядів. а) А и Б, б) А и В, в) А и Г, г) Б, У и Г.

8.На малюнку показана картина магнітних ліній прямого струму. У якій крапці магнітне поле найдужче? а) б) в)

9.Два паралельних провідники, по яких течуть струми протилежних напрямків... а) взаємно притягаються, б) взаємно відштовхуються, в) ніяк не взаємодіють.

10.Який з варіантів відповідає схемі розташування магнітних ліній навколо прямолінійного провідника зі струмом, розташованого перпендикулярно площини малюнка? а) б) в) г) д)

11.Для характеристики магнітного поля в деякій його крапці служить... а) вектор магнітної індукції, б) потік магнітної індукції.

12. Як будуть взаємодіяти між собою ці котушки зі струмом? ? а) будуть притягатися, б) будуть відштовхуватися. .

13.Визначити напрямок сили Ампера по малюнку. N S FA

14. Застосовуючи правило лівої руки, визнач напрямок чинності, з якої магнітне поле буде діяти на провідник зі струмом. Передбачувані напрямки чинності Ампера зазначені стрілочками. 1 2 3 4 а) 1, б) 2, в) 3, г) 4

Домашнє завдання: Гончаренко С.У. Фізика 10 кл. § 53-55 вправа № 18 Дякую за роботу і увагу!