Fyzika - skripta

Definice ampéru

Ampér je stálý proud, který při průchodu proudu dvěma přímými rovnoběžnými nekonečně dlouhými vodiči zanedbatelného průřezu umístěnými ve vakuu ve vzdálenosti 1 metr od sebe vyvolá mezi vodiči sílu o velikosti newtonu na 1 metr délky vodiče.

1. Závit s proudem v magnetickém poli

Ve středu kruhového závitu o poloměru r je .

Prochází-li proud závitem v magnetickém poli, závit se vlivem magnetické síly roztočí. Proto, pokud roztočíme závit v magnetickém poli, začne se indukovat proud.

Ampérův magnetický moment:

Obecně:

1. Magnetické pole cívky

Uvnitř cívky o délce l a N závitech je .

Ampérovo pravidlo pravé ruky

Pravou ruku položíme na cívku (závit) tak, aby pokrčené prsty ukazovaly dohodnutý směr proudu v závitech cívky, a palec ukazuje orientaci magnetických indukčních čar v dutině cívky.

1. Částice s nábojem v magnetickém poli

Nabitá částice se v magnetickém poli pohybuje po kružnici v rovině kolmé k indukčním čarám:

Pohybuje-li se částice zároveň v elektrickém i magnetickém poli, působí na ni Lorentzova síla, která je vektorovým součtem .

1. Magnetické vlastnosti látek

Látky diamagnetické: , a proto mírně zeslabují magnetické pole. (inertní plyny, zlato, měď, rtuť)

Látky paramagnetické: , proto magnetické pole mírně zesilují. (Sodík, draslík, hliník, kyslík)

Látky feromagnetické: – permanentní magnety, značně zesilují magnetické pole. (Ocel, železo, kobalt, nikl)

Vlivem spontánní magnetizace vznikají magnetické domény – oblasti, v nichž je látka magneticky nasycena. Působením vnějšího magnetického pole nastává magnetování látky. Objem magnetických domén se mění a magnetické momenty se postupně stáčejí do směru vektoru magnetického pole v látce.

1. Magnetická hystereze

Intenzita magnetického pole dlouhé cívky: ,

Při zmenšování intenzity magnetického pole na 0 neklesne B na nulovou hodnotu, ale na hodnotu , kterou nazýváme remanentní magnetická indukce. Při změně směru proudu v cívce se mění i směr H a B se postupně zmenšuje. Nulové hodnoty dosáhne při , což je koercitivní intenzita magnetického pole. Při dalším zvětšování intenzity magnetického pole se látka magnetuje až do nasycení. Když se začne intenzita magnetického pole zvětšovat, magnetování pokračuje až do původního stavu. Celý tento děj se nazývá magnetická hystereze a její křivka je hysterezní smyčka.

Materiály se širokou hysterezní smyčkou označujeme jako magneticky tvrdé a s úzkou smyčkou jako magneticky měkké materiály.

1. Nestacionární magnetické pole

Magnetická indukce nestacionárního magnetického pole se s časem mění. Zdrojem může být pohybující se částice s nábojem, pohybující se vodič s proudem, pohybující se permanentní magnet nebo elektromagnet nebo časově proměnné elektrické pole.

Děje v nestacionárním magnetickém poli jsou vždy spojeny se vznikem nestacionárního elektrického pole – elektromagnetické pole.