Flashcards on Stationary Magnetic Fields

Magnetka umístěná na povrchu Země ukazuje přibližně směr k severnímu geografickému pólu.
Jižní pól zemského magnetu je místo na povrchu Země, k němuž směřuje severní pól magnetky, takže kompas ukazuje skutečně k severu.
Póly jsou od sebe několik set kilometrů.

Magnetické indukční čáry (MIČ) jsou prostorově orientované uzavřené křivky, jejichž tečny v daném bodě pole mají směr osy velmi malé magnetky umístěné v tomto bodě.
Máme dvě možnosti pro popis magnetického pole:
- Grafický popis: magnetické indukční čáry.
- Vektorová veličina magnetická indukce B.
Magnetická indukce B je vektorová veličina. $[B] = T$ (tesla)
Směr vektoru magnetické indukce v nějakém bodě magnetického pole je shodný se směrem souhlasně orientované tečny k indukční čáře v tomto bodě.

Směr MIČ a magnetické indukce B je vně magnetu od jeho severního pólu k jižnímu, uvnitř magnetu to je obráceně (pozor, MIČ jsou uzavřené křivky).
Zviditelnění MIČ je možné pomocí pilinových obrazců – kovové piliny jsou minimagnetky, proto se uspořádají.

MIČ v okolí přímého vodiče s proudem jsou soustředné kružnice se společným středem na ose vodiče.
Ampérovo pravidlo pravé ruky: Uchopíme vodič pravou rukou tak, aby palec ukazoval směr proudu ve vodiči, pak zahnuté prsty ukazují orientaci magnetických indukčních čar.

MIČ magnetického pole válcové cívky s proudem jsou v ose cívky rovnoběžné.
Pole v dutině cívky lze s jistým omezením považovat za homogenní.
Ampérovo pravidlo pravé ruky pro cívku: Ohnuté prsty pravé ruky ukazují (technický) směr proudu v závitech cívky a palec ukazuje orientaci MIČ v dutině cívky a severní pól.
Velikost B v dutině cívky: $B = μ \frac{N}{l} I$
- N – počet závitů cívky
- I – elektrický proud v cívce
- l – délka cívky
- $μ$ – permeabilita prostředí (látková konstanta)

Na vodič s proudem působí ve vnějším magnetickém poli síla o velikosti: $F_m = BIl \sin α$
- I - elektrický proud ve vodiči
- l - aktivní délka vodiče
- $\alpha$ - úhel mezi MIČ a vodičem
- B – magnetická indukce
Její směr určujeme Flemingovým pravidlem LEVÉ ruky: Prsty ukazují směr proudu, indukční čáry vstupují do dlaně, natažený palec ukazuje směr magnetické síly.

Dva vodiče s proudem na sebe působí magnetickou silou, pokud jsou proudy stejného směru, tak přitažlivou, pokud jsou opačného směru, tak odpudivou.
$μ$ - permeabilita prostředí, popis mg vlastností.
$μ_r$ - relativní permeabilita.
$μ<em>0$ - permeabilita vakua, $μ</em>0 = 4π \cdot 10^{-7} N \cdot A^{-1}$ .

Ampér je jednou ze sedmi základních jednotek soustavy SI. (metr, kilogram, sekunda, mol, ampér, candela, kelvin)
Jeden ampér je proud, který při průchodu dvěma nekonečně dlouhými rovnoběžnými vodiči, nacházejícími se ve vakuu ve vzdálenosti 1m, vyvolá sílu $2 \cdot 10^{-7} N$ působící na každý metr délky vodičů.

Vodič s proudem I´ je ve vnějším mg poli vyvolaném druhým vodičem.
Velikost magnetické síly působící na vodič je možno vyjádřit dvěma způsoby.
Porovnáním obou vztahů zjistíme velikost B v okolí druhého vodiče s proudem I ve vzdálenosti d od vodiče.

Na částici, která se pohybuje v magnetickém poli, působí síla: $F = QvB \sin \alpha$
- B - velikost magnetické indukce
- v - rychlost pohybu částice
- $\alpha$ - úhel mezi vektory B a v
- Q - elektrický náboj částice
Pokud je částice zároveň i v elektrickém poli, jmenuje se výsledná působící síla $F_L$ Lorentzova síla.
Směr určíme FPLR. Prsty jsou proti směru pohybu (–) částice, nebo po směru (+).

Magnetická síla $F_m$ v každém okamžiku směřuje do středu kružnicové trajektorie pohybu elektronu.
Využití: cyklotrony - CERN

Feromagnetické látky obsahují mikroskopické oblasti - domény, jejichž magnetické momenty mají stejný směr.
Směry magnetických polí domén jsou zpravidla rozloženy nahodile - látka se navenek magneticky neprojevuje.
Vnějším magnetickým polem lze mg momenty „uspořádat“, látka se potom zmagnetizuje – stav mg nasycenosti.