Inductia câmpului magnetic
Pentru a exprima cantitativ proprietaţile câmpului magnetic va trebui să definim o mărime fizică vectorială. Noua mărime fizică, se numeşte inducţie magnetică.
Direcţia vectorului inducţie magnetică într-un punct al câmpuli este tangentă la linia de câmp magmetic în acel punct, iar sensul este acelaşi cu al liniei de câmp.Pentru a defini modulul inducţiei magnetice, vom porni, ca şi în cazul câmpuli electric, de la studiul acţiunii pe care o exercită câmpul asupra corpului de probă. Drept corp de probă vom considera un conductor rectiliniu mobil, parcurs de curent electric.
Din clasele anterioare ştiţi că forţa pe care o exrcită câmpul magnetic asupra unui conductor străbătut de curent, numită forţă electromagnetică este perpendiculară pe direcţia conductorului şi pe liniile câmpului magnetic, deci şi pe vectorul, iar sensul ei depinde de sensul curentului şi de sensul liniilor de câmp, deci şi de sensul vectorului (fig10.7).Orientare forţei electromagnetice poate fi găsită cu ajutorul reguli mâinii stângi.Spre deosebire de câmpul electric, la care forţa este orientată pe direcţia câmpului electric, în câmpul magnetic direcţia forţei nu coincide cu direcţia inducţie magnetice.
Fig 10.7. Sensul forţei electromagnetice depinde de sensul curentului electric prin conductor şi de sensul câmpului magnetic.
Pentru a găsi o expresie adecvată definiri lui, vom studia factorii de care depinde forţa electromagnetică.
Experimentul 1. Se realizează dispozitivul din fig.10.9,a. Cadrul mobil se leagă cu o aţa de cârligul de sub taler unei balanţe, montată pe aceeaşi tijă cu suportul cadrului. Câmpul magnetic între piesele polare ale bobinelor este aproape uniform. Se echilibrează balanţa şi se potriveşte cadrul cadrul în poziţie orizontală, la aproximativ 1cm de marginea superioară a pieselor polare, astfel încât latura lui mobilă să fie între piesele polare (fig.10.9,b). Se alimentează cu tensiune continuă bobinele şi cadrul. Balanţa se dezechilibreză datorită forţei electromagnetice exercitate de câmpul magnetic produs de bobine asupra laturii mobile a cadrului, parcursă de curent.Reechilibrând balanţa cu etaloane de masă, se determină mărimea forţei electromagnetice.
Menţinând constant curentul prin bobine, se variază intensitatea curentului I prin cadru. Se măsoară forţa electromagnetică la fiecare nouă valoare a curentului I . Se constată că forţa electromagnetică este direct proporţională cu intensitatea curentului prin conductor:
F~I
Fig.10.9.
a)Dispozitiv pentru măsurarea forţei electromagnetice :b)latura mobilă a cadrului se aşează între piesele polare ale bobinelor.
Un alt factor care poate influenţa mărimea forţei electromagnetice este lungimea conductorului aflat în câmp.Astfel, două conductoare de lungime egală, aşezate în prelungire şi parcurse de acelaşi curent, vor fi acţionate împreună de o forţă dublă faţă de cea exercitată asupra unuia singur, trei conductoare de o forţă triplă etc.Aşadar, forţa electromagnetică este direct proporţională cu lungimea conductorului aflat în câmp:
F~l.
Păstrând aceeaşi intensitate a curentului prin bobine şi prin cadru, şi aceeaşi lungime a laturii lui mobile, înlocuim latura mobilă cu conductori din diferite materiale şi diferite grosimi. Constatăm că forţa electromagnetică nu se modifică. Aşadar, raportul F/Il este independent de corpul de probă.
Păstrând aceleaşi valori pentru intensitatea curentului din cadru I şi lungimea laturii lui mobile l, variem intensitatea curentului din bobinele care produc câmpul magnetic şi masurăm forţa electromagnetică. Se constată că forţa electromagnetică are de fiecare dată altă valoare. Aşadar, raportul F/Il ; independent de corpul de probă si specific câmpului magnetic, poate servi pentru definirea inducţiei magnetice, coform relaţiei:
(10.1)
Inducţia unui câmp magnetic uniform este o mărime fizică vectorială, al cărei modul este egal cu raportul dintre forţa cu care acel câmp magnetic acţionează asupra unui conductor rectiliniu, perpendicular pe liniile câmpului magnetic, şi produsul dintre intensitatea curentului din conductor şi lungimea conductorului, aflat în câmpul magnetic.
Unitatea de măsură a inducţiei magnetice în SI se numeşte tesla, cu simbolul T
.
Un câmp magnetic uniform are inductia de 1T daca exercită o forţă de 1N asupra fiecărui m din lungimea unui conductor, perpendicular pe câmp, parcurs de un curent cu intensitatea de 1A.
Din relaţia (10.1) rezultă expresia forţei electromagnetice, în cazul unui conductor perpendicular pe liniile de câmp:
F=Bil.
În măsurătorile efectuate până aici, am aşezat mereu conductorul perpendicular pe liniile câmpului magnetic.Ce se întâmplă însă dacă aşezăm conductorul paralel cu liniile de câmp?
| Cele mai ok referate! www.referateok.ro |