MAGNETICKÉ POLE 2

1. 15. prosince 2012VY_32_INOVACE_170212_Magneticke_pole_2_DUM MAGNETICKÉ POLE 2 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová. Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace. Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.

3. Magnetické pole Země Už v 17. století W. Gillbert zjistil, že Země je obrovský magnet, který kolem sebe vytváří magnetické pole. Co už víte o magnetickém poli Země? Odpověď

4. Magnetické pole Země • magnetické póly Země lze určit pomocí magnetky • severní pól magnetky směřuje přibližně k severnímu zeměpisnému pólu, tedy ukazuje na jižní magnetický pól Země. • u jižního pólu magnetky to platí opačně Obr.1 Animace magnetického pole Země dále

5. Magnetické pole Země Oba magnetické póly se pohybují, za posledních 120 let urazil jižní magnetický pól asi 1000 km a severní magnetický pól dráhu 300 km. Podle měření se pohybují póly rychlostí až 15 km za rok. Při zvýšené sluneční aktivitě je pohyb pólů větší a značně chaotický. Obr. 2 Dochází také k přepólování Země (jižní a severní pól si vymění polohu). K poslednímu přepólování došlo před 780 000 lety. Proces samotný trvá asi tisíc let. Změny ovšem přicházejí nepravidelně a někdy i několikrát za milión let. Změny pólů lze pozorovat na starých horninách. dále

6. Magnetické pole Země Člověk se orientuje na zemském povrchu pomocí kompasu. Živočichové, například včely, mají v tělních buňkách částice Fe3O4, a proto dokážou vnímat magnetické pole a orientovat se podle něj. Obr. 3 dále

7. Magnetické pole Země Magnetické pole Země tvoří ochranný štít země. Toto pole vzniká v horké a tekuté vrstvě vnějšího jádra Země. Je vodivé. Při pohybech se v něm indukuje elektrický proud, který zpětně způsobuje vznik silnějšího magnetického pole. Magnetické pole chrání Zemi před rychlými částicemi přicházejícími od Slunce. Sluneční vítr se pohybuje rychlostí 500 km/s a deformuje magnetické pole Země. dále

8. Magnetické pole Země Na straně u Slunce má magnetické pole Země tvar rázové vlny a na druhé straně, odvrácené, dlouhý ohon. Nabité částice obtékají rázovou vlnu a vnikají do atmosféry. Obr. 4 dále

9. Magnetické pole Země Vznikají magnetické bouře se světelným efektem, které označujeme jako polární záře. Ty jsou viditelné v polárních oblastech (jižní a severní záře). Ve středních zeměpisných šířkách je lze vidět pouze výjimečně. Obr. 5 zpět na obsah další kapitola

10. Magnetizace látky Pro posuzovaní magnetické charakteristiky prostředí je zavedena veličina permeabilita μ. Permeabilitu látky zavedl James Clerk Maxwell. Pro permeabilitu platí závislost: μr – relativní permeabilita μ0 – permeabilita vakua Podle hodnoty permeability prostředí dělíme látky na diamagnetické, paramagnetické a feromagnetické. dále

11. Magnetizace látky • Diamagnetické látky • jsou složené z diamagnetických atomů • jejich permeabilita je menší než jedna (μr < 1) • tyto látky zeslabují magnetické pole • jsou to inertní plyny, většina organických sloučenin, kovy (Cu, Ag, As, Hg, Bi), voda • Diamagnetismus téměř nezávisí na stavu látky a na teplotě. Obr. 6 dále

12. Magnetizace látky • Paramagnetické látky • jejich permeabilita je větší než jedna (μ> 1) • například hliník (μr = 1,00023), mangan, chrom, platina • zesilují magnetické pole • Magnetismus paramagnetických látek je nepřímo úměrný teplotě, tedy s klesající teplotou se intenzita magnetického pole zvyšuje. Obr. 7 Video paramagnetické látky zpět na obsah další kapitola

13. Magnetizace látky • Feromagnetické látky • jejich permeabilita 102 – 105 • silně zesilují magnetické pole • za běžných teplot jsou feromagnetické kovy (Fe, Co. Ni. Cd) a jejich slitiny • další feromagnetické látky jsou Heuslerovy slitiny (Mn a další prvek např. As, Al,… • jsou to také ferity • Feromagnetismus je vlastností krystalové mřížky. Samotné atomy feromagnetických látek jsou paramagnetické. dále

14. Magnetizace látky Pokud zahřejeme feromagne-tickou látku na tzv. Curieovu teplotu, ztrácí svoje feromagne-tické vlastnosti. Pro magnetit je tato teplota přibližně 580°C (porušuje se krystalická mřížka). Obr. 8 zpět na obsah další kapitola

15. Magnetické pole cívky Vysvětlete, co je cívka a z čeho se cívky vyrábí. Cívka je drát navinutý na nosné kostře. Nejčastějším materiálem pro výrobu cívek je měď. Podle rozměrů lze rozlišit obyčejnou cívku – selenoida cívku stočenou do kruhu – toroid. Odpověď Obr. 9 dále

16. Magnetické pole cívky Cívka je elektrotechnická součást používaná v elektrických obvodech. Pokud cívkou prochází proud, cívka se stává magnetem a má své magnetické pole. Poloha pólu cívky závisí na směru procházejícího proudu. Polohu pólu lze určit pomocí Ampérova pravidla pravé ruky pro cívku. „Položíme-li pravou ruku na cívku tak, aby pokrčené prsty ukazovaly dohodnutý směr proudu v závitech cívky, pak ukazuje palec polohu severního pólu cívky.“ Pokud změníme směr proudu v cívce, objeví se severní pól na opačném konci cívky. Animace Ampérova pravidla zpět na obsah další kapitola

17. Elektromagnety Cívka s jádrem má silnější magnetické pole. Cívka s jádrem může působit jako elektromagnet, pokud cívkou prochází proud. Elektromagnety mají v technické praxi rozsáhlé použití. Jsou součástí magnetofonů, videopřehrávačů, pevných disků, zvonků, elektromotorů a reproduktorů. Animace elektromagnetu dále

18. Elektromagnety • Použití elektromagnetu • Uchycování předmětů • velký elektromagnet může přemisťovat kovové předměty bez uchycení • 2.Elektromagnetické relé • umožňuje velmi slabými elektrickými proudy spínat elektrické obvody • Princip: V blízkosti elektromagnetu tvořeného cívkou a jádrem je pohyblivá kotva. Jakmile cívkou prochází proud kotva relé se přitáhne k cívce a sepne příslušný obvod. dále

19. Elektromagnety • používá se u elektromotorů, u signalizačního návěstí (železniční přejezdy) • 3. Elektromagnetický přerušovač proudu • základ elektrického zvonku nebo bzučáku Obr. 10 dále

20. Elektromagnety • 4. Telefon • vynalezl Alexander G. Bell • jeho telefon se skládá s cívky s trva- • lým magnetem • telefon zdokonalil Thomas A. Edison • 5. Meřící přístroje • přesné přístroje začaly vznikat až po roce 1881 • nový systém přístrojů k měření stejnosměrných proudů navrhl Marcel Depréz Obr. 11 dále

21. Elektromagnety • 6. Elektromagnetický jistič • nahrazuje v bytech tavné pojistky • 7. Magnetický záznam • pomocí elektromagnetu se za-znamenávají informace na pe-vných discích, videokazetách a magnetofonových páskách Obr. 12 zpět na obsah konec

22. POUŽITÁ LITERATURA ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-223-6

23. CITACE ZDROJŮ Obr. 1 ZUREKS. Soubor:Earth'smagneticfield, schematic.svg: WikimediaCommons [online]. 12 January 2012 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/Earth%27s_magnetic_field%2C_schematic.svg Obr. 2 U.S. GEOLOGICAL SURVEY. Soubor:EarthMagneticFieldDeclinationfrom 1590 to 1990.gif: WikimediaCommons[online]. 10 March 2010 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/43/Earth_Magnetic_Field_Declination_from_1590_to_1990.gif Obr. 3 ELCH. Soubor:Magnetosphere schematic.jpg: WikimediaCommons [online]. 3 May 2006 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/55/Magnetosphere_schematic.jpg Obr. 4 STRANG, Joshua. UNITED STATES AIR FORCE. Soubor:Polarlicht 2.jpg: WikimediaCommons [online]. 18 January2005 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/Polarlicht_2.jpg Obr. 5 BEN-ZIN. Http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Aurora2.jpg: WikimediaCommons [online]. 17 January 2005 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/Aurora2.jpg

24. CITACE ZDROJŮ Obr. 6 JOHNSBRANA. Soubor:Anticlastic-Copper-Cuff-Bracelet.jpg: WikimediaCommons [online]. 29 May 2007 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fa/Anticlastic-Copper-Cuff-Bracelet.jpg Obr. 7 ALCHEMIST-HP. File:Platinum-nugget.jpg: WikimediaCommons [online]. 27 February 2010 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6a/Platinum-nugget.jpg Obr. 8 ZIMBRES, Eurico. Soubor:MagnetEZ.jpg: WikimediaCommons [online]. 2005 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/08/MagnetEZ.jpg Obr. 9 JOHNSBRANA. Soubor:Anticlastic-Copper-Cuff-Bracelet.jpg: WikimediaCommons [online]. 29 May 2007 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5e/Inductor.jpg Obr. 10 JAMOTTL. Soubor:Schema rele2.PNG: WikimediaCommons [online]. 27 January 2006 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/Schema_rele2.PNG Obr. 11 FACTUMQUINTUS. File:Alt Telefon.jpg: WikimediaCommons [online]. 18 December 2004 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/74/Alt_Telefon.jpg

25. CITACE ZDROJŮ Obr. 12 TSCA. Soubor:Kasetamagnetofonowa ubt.jpeg: WikimediaCommons [online]. 4 November 2004 [cit. 2012-12-15]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d2/Kaseta_magnetofonowa_ubt.jpeg Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010

26. Děkuji za pozornost. Miroslava Víchová