Magneettikenttä. Magneettikenttä on magneettisen vuorovaikutuksen vaikutusalue. Kenttäviivat: Kenttäviivojen tiheys kuvaa magneettikentän voimakkuutta

Transkriptio

1 Magneettikenttä Magneettikenttä on magneettisen uooaikutuksen aikutusalue Magneetti on aina dipoli. Yksinapaista magneettia ei ole haaittu (nomaaleissa aineissa). Kenttäiiat: Suunta pohjoisnaasta (N) etelänapaan (S) magneetin ulkopuolella (sisäpuolella S -> N) Kenttäiiojen tiheys kuaa magneettikentän oimakkuutta Fysikaalinen suue B, magneettiuon tiheys Yksikkö B = 1 T (tesla) Magneettikenttä on homogeeninen, jos kentän suunta ja oimakkuus on akio poispäin kohti

2 Liikkua aautunut hiukkanen magneettikentässä Nopeudella liikkuaan hiukkaseen, jonka aaus on q, aikuttaa magneettinen oima Muista Oikean käden sääntö! qb Magneettiuon tiheyden B ja hiukkasen nopeuden täytyy olla kohtisuoassa Jos nopeusektoi ei ole kohtisuoassa magneettikenttää astaan, niin laskuissa on käytettää nopeusektoin magneettikentälle kohtisuoaa komponenttia tai astaaasti magneettikentän kohtisuoaa komponenttia nopeusektoille positiiiselle aaukselle q negatiiisella aauksella astakkainen suunta

3 Vaautuneen hiukkasen ata Takastellaan positiiisesti aautuneen hiukkasen liikettä tyhjiössä, kun hiukkanen tulee kohtisuoasti homogeeniseen magneettikenttään. Painooiman aikutus on mitätön Hiukkanen joutuu ympyäadalle B Liikeyhtälö (a n = 2 nomaalikiihtyyys): 2 F man qb m qb Ympyäadan säteelle saadaan lauseke Hiukkasen kulmanopeus: m qb m qb Ei iipu hiukkasen nopeudesta (eikä adan säteestä ) m 1 m qb qb m

4 Suoa johdin magneettikentässä Kun johdin on kohtisuoassa magneettikentässä, siihen aikuttaa magneettinen oima, joka iippuu suoaan magneettiuon tiheydestä B, sähköiasta I ja johtimen pituudesta l. IlB l B I Voimien suunnat saadaan oikean käden säännöstä. Jos magneettikenttä ja johdin eiät ole kohtisuoassa, niin lausekkeessa on käytettää jommankumman kohtisuoaa komponenttia (pojektiota) toista astaan. I

5 Sähkömagneettinen induktio Muuttua magneettikenttä indusoi johtimeen jännitteen Tämä aiheuttaa suljettuun itapiiiin induktioian Lenzin laki induktioita on suunnaltaan sellainen, että sen aikutukset astustaat muutosta, joka aiheuttaa induktion ilmiö astustaa aiheuttajaansa Suoan johtimen induktiolaki kun suoa johdin on kohtisuoassa magneettikenttää astaan, akionopeudella liikkuaan johtimeen indusoituu jännite e = lb jos johdin/nopeusektoi ei ole kohtisuoassa magneettikenttää astaan on laskuissa käytettää johtimen/nopeusektoin kohtisuoaa komponenttia magneettikentälle Magneettiuo Φ = AB Faadayn ja Henyn laki kun johdinsilmukan läpäiseä magneettiuo muuttuu, silmukkaan syntyy keskimäääinen induktiojännite e k t

6 Itseinduktio Johtimen muuttua sähköita indusoi samaan johtimeen sähköian muutoksia astustaan jännitteen. Tätä ilmiötä kutsutaan itseinduktioksi. Esim. katkaisukipinä pistoasiassa Keskimäääinen itseinduktiojännite aikaälillä Δt saadaan kaaasta I e k L t ΔI = sähköian muutos L = induktanssi, yksikkö [L] = 1 H (heny) Induktanssi on käämille ominainen akio, joka iippuu käämin akenteesta (autaydin?) ja kieosluusta Myös johtimissa on aina hieman induktanssia (t. esistanssi)

7 Pyöeiat Pyöeita on muuttuan magneettikentän synnyttämä sähköita metalleissa Vt. johdinsilmukkaan indusoitua ita Pyöeitojen suunta on sellainen, että niiden synnyttämä magneettikenttä pykii astustamaan ian aiheuttanutta muutosta Pyöeiat aiheuttaat tehohäiöitä lämmöksi geneaattoeissa, moottoeissa ja muuntajien autaytimissä Käämien ytimet tehdään autaliuskoista pyöeitojen minimoimiseksi Pyöeitoja hyödynnetään teollisuuden induktiouuneissa, kodin induktioliesissä, pyöeitajauissa, sähkönkulutusmittaeissa, metallinpaljastimissa