Magnetism ja Elektrodünaamika: Põhimõisted ja Valemid

Magnetismi ja Elektrodünaamika Põhimõisted

Magneetumine

Nähtus, kus magnetvälja paigutatud keha hakkab ka ise tekitama magnetvälja.

Demagneetumine

Nähtus, kus keha kaotab oma magneetilised omadused.

Püsimagnet

Keha, millel on võime tekitada permanentset magnetvälja pikema aja vältel.

Magnetvälja kokkuleppeline suund

Magnetnõela põhjapoolne suund.

Solenoid

Rõngasse keeratud juhe, mida ümbritseb pööriseline magnetväli.

Domeen

Iseeneslik magneetumise piirkond ferromagneetikus. Sellel põhineb magneetiline infosalvestus.

Juhtmete vastasmõju

Kuidas käituvad erisuunaliste ja samasuunaliste vooludega juhtmed? Samasuunaliste juhtmete puhul mõjub juhtmete vahel tõmbejõud, erisuunaliste vooludega aga tõukuvad.

Ühe ampri definitsioon

Kahe lõpmata pika ja lõpmata peenikese juhtme iga meetri kohta 1 meetri kaugusel vaakumis mõjub jõud $2 \cdot 10^{-7}$ njuutonit, siis voolab juhtmetes 1 ampri tugevusega vool.

Ampère'i seadus

$\vec{F} = \vec{B} \cdot I \cdot l \cdot \sin\alpha$

• F – jõud (N – njuuton)
• B – magnetiline induktsioon (T – tesla)
• I – voolutugevus (A – amper)
• l – juhtme pikkus (m)
• α – nurk voolusuuna ja magnetinduktsiooni vahel

Kui vasak käsi asetada nii, et väljasirutatud sõrmed näitavad elektrivoolu suunda, magnetinduktsioon B on suunatud peopessa, siis 90° all välja sirutatud pöial näitab juhtmele mõjuva jõu F suunda.

Lorentzi jõud

$\vec{F}_e = q \cdot \vec{B} \cdot \vec{v} \cdot \sin\alpha$

• $\vec{F}_e$ – Lorentzi jõud (N – njuuton)
• q – elektriline laeng (C)
• $\vec{B}$ – magnetinduktsiooni väli (T)
• $\vec{v}$ – osakeste kiirus (m/s)
• α – nurk v ja B vahel

Kui vasak käsi asetada nii, et välja sirutatud sõrmed näitavad positiivselt laetud osakese liikumise suunda ja magnetinduktsioon B on suunatud peopessa, siis väljasirutatud pöid näitab osakesele mõjuva Lorentzi jõu suunda.

Ühe tesla definitsioon

1 tesla on selline magnetvälja tugevus, mille korral juhtme iga meetri kohta voolutugevusel 1 A mõjub jõud 1 N.

$\vec{B} = \vec{F} / (I \cdot l) \quad 1T = 1N / (1A \times 1m)$

Magnetvälja jõujoon

Mõtteline joon, mille igas punktis on $\vec{B}$ puutuja suunaline.

Inklinatsioon

Nurk Maa magnetvälja ja Maa horisontaaltasandi vahel.

Deklinatsioon

Nurk geograafilise põhjapooluse ja magneetilise lõunapooluse vahel (i – induktsioon).

Kruvireegel

Kui paremakeermelise kruvi pea pöörlemise suunaks on magnetvälja suund, siis kruvi kulgemise suunaks on elektrivoolu suund.

Ainete liigitus magnetiliste omaduste järgi

Ferromagneetikud

Ained või ainete segud, mis magneetuvad kergesti ja tugevdavad magnetvälja tuhandeid kordi. Näiteks: raua oksiidid, Fe, Cr, Ni.

Paramagneetikud

Ained või ainete segud, mis nõrgendavad pisut magnetvälja ja õige pisut magneetuvad. Näiteks: alumiinium, volfram ja õhk.

Dimagneetikud

Ained või ainete segud, mis nõrgendavad magnetvälja ja peaaegu üldse ei magneetu. Näiteks: kuld, vask, tsink.

Olulised valemid

Transformatori valem:
$U_1 / U_2 = N_1 / N_2$
U – pinge (V – volt), N – keerud trafol

Lisaks võib vaja minna:
$I = U / R$
$N = U \cdot I$
$U = A / q$