slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Mágneses alapjelenségek PowerPoint Presentation
Download Presentation
Mágneses alapjelenségek

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 25

Mágneses alapjelenségek - PowerPoint PPT Presentation


  • 441 Views
  • Uploaded on

Mágneses alapjelenségek. Kezdetek: Magnesia város, mágnesköveket találtak (magnetit). Mágnesek tulajdonságai: Mágnesnek két pólusa van (északi és déli) Mágneses hatás a pólusoknál a legerősebb Két mágnes vonzza vagy taszítja egymást (É-É tasz., D-D tasz., É-D vonzza egymást)

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Mágneses alapjelenségek' - vaughn


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Mágneses alapjelenségek

Kezdetek: Magnesia város, mágnesköveket találtak (magnetit)

  • Mágnesek tulajdonságai:
  • Mágnesnek két pólusa van (északi és déli)
  • Mágneses hatás a pólusoknál a legerősebb
  • Két mágnes vonzza vagy taszítja egymást (É-É tasz., D-D tasz., É-D vonzza egymást)
  • Kettétört mágnes is mágneses marad és mind a két mágnesnek van É és D pólusa

Mágneses tulajdonságot mutató anyagok összefoglaló neve: ferromágneses anyagok

(Pl.: Fe, Ni, Co,..)

Rúdmágnes:

Erőhatások rúdmágnesek között:

É

D

Kettétörés

É

D

É

D

slide2

Mágnesesség erővonalas ábrázolása

Mágneses tér ábrázolása: mágneses erővonalakkal történik, vonal iránya adja a mágneses tér irányát, vonalak sűrűsége a mágneses tér nagyságával arányos. Pl. patkómágnes erővonalas ábrázolása:

Vasreszelék elhelyezkedése patkó- mágnes körül

Rúdmágnes mágneses erővonalai:

A mágneses tér É-ből mutat a D-be.

slide3

Mágneses tér kvantitatív jellemzése

Iránytű

Mágneses teret jellemző mennyiség a mágneses indukció ( )

Mágneses indukció egy adott pontbeli iránya azonos az iránytű északi pólusának irányával. Nagysága az iránytűre egyensúlyi helyzetbe forgató nyomatékkal arányos.

slide4

Végtelen hosszú egyenes vezető mágneses tere (mágneses indukció)

Vasreszelék elrendeződése

Oersted kísérlete:

Mozgó töltések mágneses teret hoznak létre.

I

I

Biot-Savart törvényből (későbbi anyag ):

B=állandó r sugarú kör mentén és mágneses indukció örvénylik (forog)

r

r

ahol

vákuumpermeabilitás

slide5

Mágneses tér hatása egyenes áramjárta vezetőre

A vezetőre erő hat.

Áram irányát megfordítva az erő iránya is megfordul.

B és I által bezárt szög:

B meghatározása:

Egyenes vezető esetén:

q

(befele jel)

iránya megegyezik az áram folyási irányával és nagysága pedig a vezető hosszával

q

Görbülő vezető vagy/és inhomogén mágneses tér esetén:

(kifele jel)

ahol

slide6

Áramjárta vezetőkeret homogén mágneses térben

Speciális esetek:

a

b

Vezetőkeret felülete:

ahol

slide7

Mágneses momentum (mágneses dipólus)

Mágneses momentum vagy mágneses dipólus :

A vezetőkeret normálisának irányát az áram iránya rögzíti!!!

slide8

Áramjárta vezetőkeret homogén mágneses térben

Felülnézet:

b

Oldalnézet:

q

a

q

Eredő erő nulla.

Erőpár forgatónyomatéka

(N=1)

ahol

Általános eset:

ahol

slide9

Egyenáramú motor működési elve:

(stabil állapot)

(metastabil állapot)

Forgásirány:

180°-onként meg kell változtatni az áram folyásának irányát, hogy a keretet mindig egy irányba forgassa a forgatónyomaték.

Megoldás: Kommutátor

Stabil állapotból kommutátorral lehet kivinni.

slide10

Deprez-féle galvanóméter (áramerősség mérése)

Működési elv: Az átfolyó áram miatt fellépő keretre ható forgatónyomatékot a spirálrugó ellennyomatéka kiegyensúlyozza egy adott irányban.

j

Áram a kitéréssel arányos:

Mágneses tér forgatónyomatéka:

Egyensúlyban:

Spirál ellen-forgatónyomatéka:

slide11

Áramjárta vezetők között ható erők

Roget-féle spirál:

Ha az áramok iránya ellentétes:

l

Taszítás lép fel

b

Ki-be ugrál a higanyból.

Drótok vonzzák egymást.

Erő nagysága:

ahol

Vákuum permeabilitása

slide12

Elektromos és mágneses állandók közti kapcsolat

Ez egyenlő a fény vákuumbeli sebességével.

slide13

Áramvezető mágneses indukciójának számítása Biot-Savart törvény segítségével

Körvezető mágneses tere:

Föld mágneses tere:

slide14

g1

g2

Ampere törvény differenciális alakja:

Stokes tétel segítségével:

g3

Áramsűrűség és áramerősség kapcsolata:

A felület= g görbe által határolt felület

Mágneses tér örvénylő.

Ampere törvény

Ampere törvény: Mágneses indukció zárt görbementi integrálja (örvényerősség) arányos a zárt görbe által határolt felületen áthaladó áramok algebrai összegével.

slide15

Végtelen egyenes áramvezető mágneses indukciójának számítása Ampere törvény segítségével

Ampere-trv:

r

g

Körbejárás iránya

g- r sugarú kör a vezetőre merőleges irányban és a vezető van a középpontban

slide16

Áramvezető mágneses indukciójának számítása Ampere törvény segítségével

Szolenoid (tekercs)

Ampere törvény:

Mágneses tér iránya a szolenoid belsejében:

l

Toroid

- menetszám

slide17

Mágneses tér anyagban

Anyagban a mágneses indukció:

(Példa elemi köráramra:

Atommag körük keringő elektron)

Atomok elemi köráramai keltik

Makroszkopikus áramok keltik

Anyag mágnesezettsége:

Mértékegysége:

A/m

Mágneses térerősség:

Mértékegysége:

A/m

Integrális alak

Belátható, hogy anyag jelenlétében az Ampere-trv:

Differenciális alak

és

Relatív permeabilitás

Homogén izotróp anyagban:

Estek többségében:

,azaz B nő.

Gyakran használt mennyiség a mágneses szuszceptibilitás:

slide18

Anyagok felosztása mágneses tulajdonságiak alapján

Gyengén mágneses anyagok: paramágneses és diamágneses anyagok

Erősen mágneses anyagok: ferromágneses anyagok, antiferromágneses és ferrimágneses anyagok

Curie törvény (1892)

Paramágneses anyagok tulajdonságai:

Diamágneses anyagok tulajdonságai:

Ferromágneses anyagok tulajdonságai:

slide19

Anyagok felosztása mágneses tulajdonságiak alapján kísérletek segítségével

Faraday-osztályozás:

Erősen inhomogén tér!

Nagyobb mágneses tér felé mozdul el a meniszkusz

slide20

Ferromágneses anyagok

Curie-Weiss törvény:

Mágneses hiszterézis jellemzi (ld. B-H görbe).

Lokális felmelegítés hatására elfordul a mágnesezett tárcsa

slide21

Elektromágnes

Üres Szolenoid:

Vasmagos Szolenoid:

Vasmag belsejében kialakuló tér:

(ferromágneses anyagra)

Sokkal nagyobb tér érhető el vasmaggal!

slide22

Ferromágnesek domén szerkezete:

Kis mágneses tér - tér felé álló doménok nőnek (1. és 3 nő, 2 és 4 összemegy)

Nagy mágneses tér – a doménok el is fordulnak

vasdrót

Barkhausen-effektus

Sistergő,suhogó hang ha a domén falak elmozdulnak

Magnetosztrikció:

Az anyag mágneseződés hatásárára bekövetkező megnyúlása vagy rövidülése

slide23

Ferromágnesezettség oka: elektronok spinje

Elektronoknak az atommag körüli forgásából származó mágneses (pálya) momentuma mellett saját mágneses momentuma is van (s). Külső mágneses térben a spin két értéket vehet fel: -1/2 (térrel ellentétes iránynak felel meg) vagy 1/2 értéket (tér irányába áll be).

Ferromágneses anyagokban a spinnek rendeződnek. Ha egy irányban a több spin áll be mint ellentétes irányban akkor az anyag nettó mágnesezettségű lesz azaz ferromágneses.

(Kicserélődési energia)

Heisenberg és Frenkel (1928) kvantummechanikai elmélete:

A spinek úgy állnak be, hogy a rendszer energiája minimális legyen. (Energiaminimum elve.)

J >0 ferromágneses rendeződést segíti elő.

J<0 antiferromágneses rendeződést okoz.

Spinek beállása szerinti anyagosztályozás:

slide24

Óriás mágneses ellenállás alkalmazása: A merevlemezeken tárolt információ gyors kiolvasása

Peter Grünberg és Albert Fert (2007 Fizikai Nobel díj)

Óriás mágneses ellenállás jelensége:

Mágnesezettség iránya:

Fe

Fe

Króm

Króm

Fe

Fe

Nagyobb ellenállás lép fel ha a mágnesezettség iránya ellentétes a két rétegben, mint az egyező irány esetén:

Átmenő elektronok 50%-nak spinje mágneses tér irányú és 50%-a térrel ellentétes irányú.

A tér irányú spinek könnyedén átjutnak, míg a térrel ellentétesek jobban fékeződnek.

Az antiparallel beállású mágneses elrendeződés esetén mind a kétfajta spin egyformán fékeződik, így megnő az ellenállás.

slide25

Óriás mágneses ellenállás alkalmazása: A merevlemezeken tárolt információ gyors kiolvasása

Spinszelep:

Kobalt:állandó mágnesezettségű réteg.

Kobalt

Réz: meggátolja a csatolást a két ferromágneses réteg között.

Réz

NiFe

Mágnesesen tárolt info

NiFe: Mágnezettsége könnyen változtatható.

Merev lemez

Mai számítógépek olvasófeje a fenti spinszelep. A spinszelep elhalad a leolvasandó mágnesesen tárolt információ előtt. A mágneses információ változtatja az NiFe réteg mágnesezettségének irányát, így a fejen átfolyó áram a fej mellett lévő pillanatnyi információtól függ.

A spinszelep nagyon vékony kb. 30 nm vastagságú.