Презентація " Магнітні явища"

Уроки. Магнітні явища(9,11 КЛАС)КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

ПОСТІЙНИЙ МАГНІТ — тіло, здатне довго зберігати намагніченість. КИТАЙСЬКОЮ «ТШУ-ШИ» - камінь, що любить, притягує залізо, як ніжна мати притягує до себе своїх дітей. ПОСТІЙНІ МАГНІТИ КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

П'ЄР ДЕ МАРІКУР в 1269 р: Послання про Магніт В 1845 р. англійський фізик МАЙКЛ ФАРАДЕЙ  сформулював поняття «МАГНІТНЕ ПОЛЕ». 1600 р англійський лікар ВІЛЬЯМ ГІЛЬБЕРТ трактат "ПРО МАГНІТ".1820 р. данський фізик ГАНС КРІСТІАН ЕРСТЕД довів, що МАГНІТ ДІЄ НА ДРІТ, ПО ЯКОМУ ЙДЕ СТРУМ.1820 р. французький фізик АНДРЕ АМПЕР, встановив ВЗАЄМОДІЮ ДРОТІВ ЗІ СТРУМОМ1825 р. англійський інженер ВІЛЬЯМ СТЕРДЖЕН виготовив ПЕРШИЙ ЕЛЕКТРОМАГНІТ. ПОЧАТОК РОЗВИТКУ МАГНЕТИЗМУМАЙКЛ ФАРАДЕЙ ВІЛЬЯМ ГІЛЬБЕРТ ГАНС КРІСТІАН ЕРСТЕД АНДРЕ МАРІ АМПЕРП'ЄР ДЕ МАРІКУР ВІЛЬЯМ СТЕРДЖЕНКУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 ВИДИ МАГНІТІВШТУЧНІТИМЧАСОВІПОСТІЙНІПРИРОДНІЕЛЕКТРОМАГНІТмагнітна руда, що містить залізо або оксид заліза, намагнічується за рахунок земного магнетизмувиявляють ознаки магнетизму лише під дією сильних магнітних полів. Штучні магніти, які роблять люди, виготовляють шляхом намагнічування спеціальних сортів сталі, внаслідок чого сталь набуває магнітних властивостей і стає постійним магнітом. Тверді постійні магніти. Неодимові магніти Nd. Fe. B. Феритові магніти. Самарій-кобальтові магніти. Альнико магніти Al. Ni. Co.пристрій, що створює магнітне поле за допомогою електричного струму. 

ПОЛЮСИ МАГНІТУКожний магніт має два полюси — ПІВНІЧНИЙ (N) і ПІВДЕННИЙ (S). Полюс магніту – це частина магніту (найчастіше це краї), у якій сили притягання металевих предметів  найбільш великі. Нейтральна зона – це частина магніту (найчастіше середина), у якій сили притягання металевих предметів слабкі чи відсутні. SNSNSNSNSNSNSNВАЖНО ПАМ’ЯТАТИ!!!НЕ МОЖНА ПОДІЛИТИ МАГНІТ НА ОКРЕМО ПІВНІЧНИЙ І ОКРЕМО ПІВДЕННИЙ ПОЛЮСКУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

ВЗАЄМОДІЯ МАГНІТІВРізнойменні полюси магнітів притягуються, однойменні полюси магнітів — відштовхуються. SNSNSNSNSNSNКУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

МАГНІТ ПРИТЯГУЄ ДО СЕБЕ: Залізо; Чавун; Сталь; Нікель; Кобальт; Манган; Деякі рідини й гази (чистий кисень)якщо МАГНІТ нагріти вище температури Кюрі, то магнітні властивості пропадают. МАГНІТНИЙ ЗАЛІЗНЯК — крихкий чорний мінерал, який від природи має магнітні властивості й у присутності якого залізо, сталь, нікель, кобальт також набувають магнітних властивостей. Температура Кюрі - таблична величина КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

МАГНІТНЕ ПОЛЕ ЗЕМЛІУперше припущення про наявність у Землі магнітного поля, яке і спричиняє таку поведінку намагнічених предметів, висловив англійський лікар і натурфілософ Вільям Гільберт 1600 року у книзі "Про магніт"КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 ЗЕМЛЯ являє собою величезний магніт, у якого є ПІВНІЧНІ Й ПІВДЕННИЙ МАГНІТНІ ПОЛЮСИ. Передбачається, що джерелом поля є рідке металеве ядро ​​Землі. Ядро рухається, отже, рухається розплавлений залізо-нікелевий сплав, а рух заряджених частинок – це і є електричний струм, який породжує магнітне поле.

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 ГАНС ХРИСТИЯН ЕРСТЕД поміщав над магнітною стрілкою прямолінійний металевий провідник, спрямований паралельно стрілці. Під час пропускання через провідник електричного струму стрілка поверталася майже перпендикулярно провіднику. При зміні напрямку струму стрілка розверталася на 180°.1820 р. ДОСЛІД ЕРСТЕДА

ЗАКОН АМПЕРА - закон взаємодії електричних струмів. Уперше був установлений Андре Марі Ампером для постійного струму. Із закону Ампера випливає, що паралельні провідники з електричними струмами, що течуть в одному напрямку, притягуються, а в протилежних – відштовхуються.1820 р. КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 ДОСЛІД АМПЕРА

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 МАГНІТНЕ ПОЛЕМАГНІТНЕ ПОЛЕ - такий вид матерії, за допомогою якого здійснюється взаємодія між постійними магнітами і між рухомими зарядженими частинками,Визначальні властивості магнітного поля:магнітне поле породжується постійними магнітами і рухомими зарядами.магнітне поле виявляється за дією на магніти і струми (рухомі заряди)напрямок, на який вказує північний полюс магнітної стрілки, є НАПРЯМКОМ МАГНІТНОГО ПОЛЯ в даній точці ЛІНІЯМИ МАГНІТНОГО ПОЛЯ (МАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ), є лінії, проведені так, що дотичні до них у кожній точці поля збігаються з напрямком поля (магнітної стрілки, магнітної індукції) у цій точціМАГНІТНА ІНДУКЦІЯ (ІНДУКЦІЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ) — це векторна фізична величина, яка характеризує силову дію магнітного поля. В- магнітна індукція, [В] = Тл (тесла) в системі СІ ;   Tл= НА∙м Магнітні лінії мають такі властивості:поза магнітом виходять із північного (N) полюса магніту і входять у південний(S);усередині магніту виходять із південного(S) і входять у північний (N)завжди замкнені (магнітне поле – це вихрове поле);найщільніше розташовані біля полюсів магніту;ніколи не перетинаються.𝐵= 𝐹𝐴𝐼∙ℓ В

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 ОДНОРІДНЕ МАГНІТНЕ ПОЛЕ — це магнітне поле в кожній точці якого вектори магнітної індукції однакові як за модулем, так і за напрямком.спрямовано на спостерігачаспрямовано від спостерігача. Вспрямовано з ліва на право. ЗОБРАЖЕННЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ НАПРЯМКУ МАГНІТНОГО ПОЛЯ ЗАСТОСОВУЮТЬ ПРАВИЛО "ОБХВАТУ" ПРАВОЇ РУКИ, ПРАВИЛО СВЕРДЛИКАМАГНІТНЕ ПОЛЕ СТРУМУ. ВИЗНАЧЕННЯ НАПРЯМКУ МАГНІТНОГО ПОЛЯ Якщо великий палець правої руки розташувати у напрямку струму, то напрямок обхвату провідника чотирма пальцями покаже напрямок ліній магнітної індукціїЯкщо охопити соленоїд долонею правої руки так, щоб чотири пальці були спрямовані вздовж струму у витках, то відставлений великий палець покаже напрямок ліній магнітного поля всередині соленоїда. Правило гвинта (свердлика): якщо напрям струму збігається з напрямом руху гвинта (з правою різьбою), то напрям ліній магнітної індукції збігається з напрямом його обертального руху. Якщо поруч із провідником зі струмом розташувати кілька магнітних стрілок і пустити по провіднику струм, то стрілки зорієнтуються в магнітному полі провідника.

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 СИЛА АМПЕРАСИЛА ЛОРЕНЦААндре́-Марі́ Ампе́р 1775 - 1836 Генрі Лоуренс Ґант  1861 - 1919 Сила Ампера — це сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом. Сила Лоренца - це сила, з якою магнітне поле діє на заряджену частинку, що рухається в ньому𝑝 𝑒 𝑣𝑒 𝑣𝑝 𝐹Л 𝐹Л 𝑭𝑨=𝑩∙𝑰∙ℓ∙𝒔𝒊𝒏 𝜶 𝑭Л=𝑩∙𝒒∙𝑣∙𝒔𝒊𝒏 𝜶 𝑰 𝑭𝑨 𝑩 𝜶 Як визначити напрямок сили Ампера та сили Лоренца?Якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії магнітного поля входили в долоню, а чотири витягнуті пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий на 90° великий палець укаже напрямок сили Ампера. ПРАВИЛО ЛІВОЇ РУКИ: B−магнитна індукціяq−електрозаряд𝑣 − щвидкість  частинкиα− кут  між напрямком індукції  та швидкостічастинки B−магнитна індукція. I−сила токаℓ − довжина  провідникаα− кут  між напрямком індукції  та сили струма Якщо ліву руку ромістити так щоб лінії магнітної індукції входили в долоню, а чотири пальці вказували напрям руху позитивно зарядженої частинки (проти руху негативно зарядженої частинки) то великий відігнутий на 90∘ палець вкаже напрям дії сили Лоренца. Якщо заряджена частинка негативна то напрям сили необхідно змінити на протилежний.

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 РУХ ЗАРЯДЖЕНОЇ ЧАСТИНКИ В МАГНІТНОМУ ПОЛІ𝜶 𝟎𝟎<𝜶<𝟗𝟎𝟎 𝜶= 𝟎𝟎 𝜶= 𝟗𝟎𝟎 ТРАЄКТОРІЯ: ПРЯМА ЛІНІЯТРАЄКТОРІЯ: КОЛОТРАЄКТОРІЯ: ГВИНТОВА СПІРАЛЬЧАСТИНКА ВЛІТАЄ В МАГНІТНЕ ПОЛЕ ПІД КУТОМ: ЯКЩО ЧАСТИНКА ВЛІТАЄ В МАГНІТНЕ ПОЛЕ ЗІ ШВИДКІСТЮ , СПРЯМОВАНОЮ ВЗДОВЖ ВЕКТОРА МАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ, ТО В ЦЬОМУ ВИПАДКУ 𝑭Л=0 , ТОБТО МАГНІТНЕ ПОЛЕ НЕ ЧИНИТЬ СИЛОВОЇ ДІЇ НА ЧАСТИНКУ ЯКЩО ЧАСТИНКА ВЛІТАЄ В МАГНІТНЕ ПОЛЕ ПІД КУТОМ У 𝟗𝟎𝟎, ТО ПІД ДІЄЮ 𝑭Л  ВОНА РУХАЄТЬСЯ ПО КОЛУ РАДІУСА 𝑹= 𝒎∙𝒗𝒒∙𝑩  З ПЕРІОДОМ ОБЕРТАННЯ  𝑻= 𝟐∙𝝅∙𝒎𝒒∙𝑩 ВАЖЛИВО: ПЕРІОД НЕ ЗАЛЕЖИТЬ ВІД ВЕЛИЧИНИ ШВИДКОСТІ ЧАСТИНКИ. 𝑣𝑒 ЯКЩО ЧАСТИНКА ВЛІТАЄ В МАГНІТНЕ ПОЛЕ ПІД КУТОМ 𝟎𝟎<𝜶<𝟗𝟎𝟎, ТО ПІД ДІЄЮ 𝑭Л ВОНА РУХАЄТЬСЯ ПО ГВИНТОВІЙ СПІРАЛІ З РАДІУСОМ 𝑹= 𝒎∙𝒗∙𝒔𝒊𝒏𝜶𝒒∙𝑩 І ПЕРІОДОМ ОБЕРТАННЯ 𝑻= 𝟐∙𝝅∙𝒎𝒒∙𝑩 КРОК ГВИНТОВОЇ СПІРАЛІ 𝒉= 𝟐∙𝝅∙𝒎∙𝒗∙𝐜𝐨𝐬𝜶𝒒∙𝑩 𝐵 𝑣𝑝 q

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 МАГНІТНИЙ ПОТІКПОТІК МАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ — це скалярна фізична величина, яка характеризує магнітне поле, що пронизує певну поверхню . Ф- магнітний потік , [Ф ]= 1 Вб (вебер) в системі СІ; Вб=Тл∙м2    Φ=𝐵∙𝑆∙cos𝛼 B - магнітна індукція. S - площа поверхніn. SВn. SВn. SВ𝜶= 𝟎𝟎 𝜶= 𝟗𝟎𝟎 𝟎𝟎<𝜶<𝟗𝟎𝟎 𝜶 Φ𝑚𝑎𝑥=𝐵∙𝑆 Φ=𝐵∙𝑆∙cos𝛼 Φ𝑚𝑖𝑛=0 𝐜𝐨𝐬𝟎𝟎= 1 𝐜𝐨𝐬∝ < 1 𝐜𝐨𝐬𝟗𝟎𝟎= 0 

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Вид речовини. Феро-магнетики. Пара-магнетики. Діа-магнетикивластивостівелике посилення магнітного полямале посилення магнітного полямале послаблення магнітного полямагнітна проникність𝜇≫1𝜇>1𝜇<1температурна залежність. МП зменшується з підвищенням температури(при досягненні температури Кюрі магнітні властивості не проявляються)МП зменшується з підвищенням температури. МП не залежить від температуриприклади речовинзалізо, кобальт, нікельалюміній, платина, кисеньвода, вісмут, поварена сіль{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Вид речовини. Феро-магнетики. Пара-магнетики. Діа-магнетикивластивостівелике посилення магнітного полямале посилення магнітного полямале послаблення магнітного полямагнітна проникністьтемпературна залежність. МП зменшується з підвищенням температури(при досягненні температури Кюрі магнітні властивості не проявляються)МП зменшується з підвищенням температури. МП не залежить від температуриприклади речовинзалізо, кобальт, нікельалюміній, платина, кисеньвода, вісмут, поварена сіль. МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ РЕЧОВИНИМАГНІТНА ПРОНИКНІСТЬ (𝝁)середовища – це фізична величина, яка характеризує магнітні властивості середовища і дорівнює відношенню магнітної індукції магнітного поля в середовищі до магнітної індукції магнітного поля у вакуумі 𝜇= 𝐵𝐵0 𝜇=1,26 ∙ 10−6 Гнм −магнітна   постійна 

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 ЕЛЕКТРОМАГНІТИ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯЕЛЕКТРИЧНИЙ ДВИГУН — це пристрій, у якому електрична енергія перетворюється на механічну.1 — ротор; 2 — статор;3 — обмотка статора;4 — колектор.1 — постійний нерухомий магніт;2 — спіральні пружини;3 — півосі;4 — рамка, жорстко закріплена на півосях;5 — нерухоме осердя;6 — стрілка;7 — шкала. ВИМІРЮВАЛЬНИЙ МЕХАНІЗМ ПРИЛАДУ МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНОЇ СИСТЕМИЕЛЕКТРОДИНАМІЧНИЙ ГУЧНОМОВЕЦЬ (ДИНАМІК) — це пристрій, який перетворює електричний сигнал на чутний звук. ЕЛЕКТРОМАГНІТ - це котушка з сердечником із феромагнітного матеріалу 1 — звукова котушка;2 — дифузор;3 — постійний кільцевий магніт;4 — керн;5 — фланці.

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 ЕЛЕКТРОМАГНІТИ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯЕЛЕКТРОМАГНІТНІ РЕЛЕ — пристрої для керування електричним колом. При замикання ключа (натискання кнопки) в обмотці електромагніта йде слабкий безпечний струм. Унаслідок цього залізне осердя електромагніта притягує до себе якір. Коли якір замикає контакти, замикається коло електродвигуна, який споживає струм значно більшої сили.1. Ключ 2. Електромагніт3. Якір 4. Контакти 5. Електродвигун5 ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИЙ ГЕНЕРАТОР — пристрій, у якому механічна енергія перетворюється на електричну.1 — статор; 2 — обмотка статора;3 — ротор;4 — обмотка ротора.

ЯВИЩЕ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇПісля понад 16 тисяч дослідів англійський фізик і хімік Майкл Фарадей одержав електричний струм за допомогою магнітного поля постійного магніту. 1831 р. Якщо магніт уводити в котушку,стрілка гальванометравідхиляється праворуч. Якщо магніт нерухомий,струм не виникаєі стрілка не відхиляється. Якщо виводитимагніт із котушки,стрілка гальванометравідхиляється ліворуч.або. Якщо залишити магніт нерухомим, а рухати котушку (то наближаючи, то віддаляючи її від магніту), то також спостерігатимемо відхилення стрілки гальванометра. ЕЛЕКТРОМАГНІТНА ІНДУКЦІЯ — це явище створення в просторі електричного поля змінним магнітним полем( магнітним потіком).ІНДУКЦІЙНИЙ СТРУМ — це струм, отриманий у замкненому провіднику внаслідок зміни зовнішнього магнітного поля ( магнітним потіком). КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122Індукційний струм завжди має такий напрямок, що він послаблює дію причини, яка збуджує цей струм. ПРАВИЛО ЛЕНЦА - визначає напрямок індукційного струму

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 ЗАКОН ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ (ЗАКОН ФАРАДЕЯ)ЗАКОН ЕМІ: Для будь-якого контуру індукована електрорушійна сила (ЕРС) дорівнює швидкості зміни магнітного потоку, що проходить через цей контур, узятій зі знаком мінус, або іншими словами: ЕРС, що генерується, пропорційна швидкості зміни магнітного потоку.  𝜀=−∆Φ∆𝑡  𝜀=−𝑁∆Φ∆𝑡 для одного витка:  для N витків (котушки)ЗАКОН ФАРАДЕЯІНДУКТИВНІСТЬ  — фізична величина, що характеризує здатність провідника накопичувати енергіюмагнітного поля, коли в ньому протікає електричний струм. L- магнітний потік , [L ]= 1 Гн (генрі) в системі СІ; Гн=Вб. А     𝐿=Φ𝐼  𝐿= 𝜇∙𝜇0∙𝑁2∙𝑆𝑙 Індуктивність завжди додатна.Індуктивність залежить тільки від геометричних розмірів контуру та магнітних властивостей середовища (осердя)ЗВЕРНІТЬ УВАГУ:

КУРНОСОВА Н. Ф. вчитель фізики ХЛ №122 ЯВИЩЕ САМОІНДУКЦІЇСАМОІНДУКЦІЯ це - явище виникнення в провіднику електрорушійної сили індукції за умови зміни власного магнітного потоку, що спричинена зміною сили струму в цьому провіднику. Самоіндукція — це окремий випадок явища електромагнітної індукції. Електрорушійну силу в цьому випадку називають ЕРС самоіндукції εсі. Оскільки власний магнітний потік котушки пропорційний струму І в ній, то 𝜺𝒔𝒊  зручніше пов'язати зі швидкістю зміни струму в котушці 𝜀=−𝐿∙∆𝐼∆𝑡 ЕНЕРГІЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ𝑾м= 𝑳∙𝑰𝟐𝟐