ELEKTROMAGNETIZEM

1. ELEKTROMAGNETIZEM Tehniška fizika, 2009/2010

2. Naboj osnovni naboj: e0 = 1,6.10-19 As elektron: e = -e0 proton: e= +e0 ion: e= ±N·e0 Tehniška fizika, 2009/2010

3. Gravitacijska/električna sila velikost gravitacijske sile na točkasto telo mase m2 na razdalji r od točkaste mase m1: velikost električne sile na točkasti naboj e2 na razdalji r od točkastega naboja e1: • e0 = 8,85.10-12 As/Vm – influenčna konstanta • sila pada s kvadratom razdalje med nabojema • odvisna od velikosti obeh nabojev • vpliv naboja e1 opišemo z električno poljsko jakostjo E • sila med istovrstnima nabojema je odbojna, sila med raznovrstnimanabojema pa privlačna. • sila pada s kvadratom razdalje med masama • odvisna od velikosti obeh mas • vpliv mase m1 opišemo z gravitacijskim pospeškom g • sila vedno privlačna Tehniška fizika, 2009/2010

4. Električna poljska jakost točkasti naboj: enakomerno nabita krogla, r > R : velikost in smer enaka, kot da bi bil ves naboj zbran v središču krogle električni dipol (= pozitivni in negativni naboj na razdalji d): vsota prispevkov obeh nabojev Tehniška fizika, 2009/2010

5. Električna poljska jakost • neskončno velika, enakomerno nabita plošča: • E pravokotna na ravnino plošče • velikost je v vsaki točki polprostora enaka (ne pada z razdaljo od plošče!!!) • med ploščama kondenzatorja (= dve neskončni, enakomerno nabiti plošči z nasprotnima nabojema, na vsaki plošči enaka absolutna ploščinska gostota naboja s) • vsota jakosti zaradi obeh plošč • v vsaki točki med ploščama enaka • smer proti negativni plošči ploščinska gostota naboja Tehniška fizika, 2009/2010

6. Sila, potencial, tok • električna sila na naboj: • po velikosti enaka produktu velikosti naboja in velikosti električne poljske jakosti na mestu naboja • sila na pozitivni naboj kaže v smer električne poljske jakosti • sila na negativni naboj v nasprotno smer električne poljske jakosti • negativno delo električne sile je enako razliki med električnima potencialnima energijama naboja na dveh mestih (DWp): • je enako produktu velikosti naboja in razlike električnega potenciala obeh točk (= napetosti med točkama). (teža: DWp = mg·Dh) • električni tok je pretočen električni naboj v enoti časa • smer: kamor bi se gibali pozitivni naboji (od + proti -) Tehniška fizika, 2009/2010

7. E Influenca prevodnik – npr. kovina električno polje je nič polarna snov – npr. voda električno polje se zmanjša e - dielektrična konstanta snovi Električno polje deluje z električno silo na električne naboje v snovi, zato se naboji prerazporedijo → električna poljska jakost v snovi je vedno manjša od zunanje. Tehniška fizika, 2009/2010

8. S N Magnetno polje • nastane okoli premikajočih se električnih nabojev • deluje na premikajoče se električne naboje • ni magnetnih nabojev, le dipoli: severni (North) in južni (South) pol • nasprotna pola se privlačita, enaka se odbijata • permanentni magneti • elektromagneti Tehniška fizika, 2009/2010

9. Magnetna poljska gostota okoli neskočnega ravnega vodnika m0 = 4p10-7 Vs/(Am) indukcijska konstanta • velikost B pada obratno sorazmerno z oddaljenostjo od vodnika • smer tangentna na krožnico s središčem na vodniku • usmerjenost določimo s pravilom »desnega vijaka«: če desni vijak vrtimo tako, kot kažejo silnice, se vijak premika v smeri toka Tehniška fizika, 2009/2010

10. Tuljava (elektromagnet) N/b = število ovojev na enoto dolžine • vodnik zvijemo v zelo dolgo tuljavo • magnetno polje v sredini je skoraj homogeno (v vseh točkah enako) • B kaže v smeri tuljave Tehniška fizika, 2009/2010

11. Sila na naboj v magnetnem polju • F pravokotna na smer B in na v • velikost: F = evBsin() • j je kot med v in B • gibanje vzdolž smeri silnic B: F = 0 • hitrost pravokotna na silnice: • F največja, delci krožijo: • v  B: • pozitivni in negativni delci krožijo v nasprotnih smereh • lažji delci krožijo po krožnicah z manjšim polmerom Tehniška fizika, 2009/2010

12. Vodnik v magnetnem polju sila na odsek vodnika dolžine b: vodnik, po katerem teče tok, ustvarja magnetno polje, zato med vzporednima vodnikoma deluje sila: Tehniška fizika, 2009/2010

13. Snov v magnetnem polju snov postavimo v magnetno polje z gostoto B0→ polje se v snovi oslabi ali ojači: B = mB0 • - permeabilnost snovi: • m < 1 - diamagnetne snovi: večina plinov, voda, nekatere kovine... • m običajno le malo manjši od 1 • m > 1 - paramagnetne snovi • kisik, dušik, nekaj kovin... • m blizu 1 • m>> 1 - feromagnetne snovi • železo... Tehniška fizika, 2009/2010