§ 12,13,14. Магнетизм туралы ілімнің негізгі кезеңдері. Магнит өрісі. Токтардың өзара әрекеті. Ампер күші. Магнит индукциясы.

24 қазан 2013 жыл

§ 12,13,14. Магнетизм туралы ілімнің негізгі кезеңдері. Магнит өрісі. Токтардың өзара әрекеті. Ампер күші. Магнит индукциясы.

Тақырыбы:

Ежелгі Грекия мен Рим ойшылдары көне Магнезия қаласының маңынан табылған минералдарды магниттер деп атаған.

Бұл минералдардың бірін-бірі және темір бөліктерін де тарта алатын қабілеті бар екені белгілі болды.

Магниттік құбылыстарды зерттеу негізінде құлабыз(компос) жасалынды. Бұл аспаптың негізгі бөлігі – магнит тілі. Солтүстікке бағытталған құлабыз тілінің ұшы магниттің солтүстік ( N) полюсі, ал қарама-қарсы ұшы магниттің оңтүстік (S) поюсі деп аталады.

Жердің өзі де үлкен магнит болып шықты.

Көптеген тәжірибелер магниттің солтүстік және отүстік полюсі бір-біріне тәуелсіз жеке дара бола алмайтынын көрсетті.

Магниттің бөлінген немесе кесілген әрбір кіші бөліктері де екі полюсі бар жаңа магнит.

Магниттердің әр аттас полюстері бір-біріне тартылады, ал аттас полюстері бірін-бірі тебеді.

Магниттің жеке бөліктерінің магниттік қасиеттері әртүрлі. Магниттің тарту күші оның ұштарында күшті, ал ортасында әлсіз болады.

Егер магнитті темір үгіндісіне жақындатсақ, онда үгінділердің магниттің ұштарында молынан жиналып қалғанын көреміз.

Магниттік қасиеттердің оның бетінің әртүрлі нүктелерінде біртекті болмайтынына динамометр көмегімен де көз жеткізе аламыз. Ол үшін диномамометрге болат шарикті іліп, оны магниттің әртүрлі нүктелеріне жанастырып көрейік, Сонда динамометр серіппесінің әртүрлі нүктелерінде әрқалай созылатынын көреміз.

Магнитке жанасқан шеге магниттеліп, темір үгінділерін тартады. Магнитті алып кеткеннен кейін де шеге өзінің магниттік қасиеттерін біршама уақыт сақтайды.

Магнит өрісін, электр өрісі сияқты күш сызықтарымен көрнекі түрде көрсетуге болады. Жолақ магнитті қағаз парағымен жауып үстіне темір үгінділерін сейіп және оны жайлап қана сілкілесек, магнит өрісінің күш сызықтарын аламыз. Бұл жағдайда үгінділер өрістің күш сызықтарының бойымен орналасады.

Күш сызықтарының бағытына магнит тілінің солтүстік полюс бағыты қабылданған.

Магнит өрісінің күш сызықтары – тұйық сызықтар.

“ Магнит өрісі” терминін 1845 жылы М.Фарадей енгізді.

Магнит өрісінің негізгі қасиеттері:

• Магнит өрісін магниттелген денелер, тоғы бар өткізгіштер, қозғалыстағы зарядталған денелер тудырады;
• Магнит өрісі қозғалыстағы зарядтарға, магниттелген денелерге, тоғы бар өткізгіштерге әрекет ету арқылы айқындалады.
• Магнит өрісінің күш сызықтары тұйықталған.

Тұйықталған күш сызықтары бар өрісті құйынды өріс деп атайды. Сондықтан магнит өрісі құйынды өріске жатады.

Егер тоғы бар өткізгіштің айналасына көптеген магнит тілшелерін орналастырсақ, онда олар суреттегідей, магниттік күш сызықтарының бойымен орналасады. Егер ток өткізгіш бойымен кері бағытта жүрсе, онда магнит тілшесінің полюстері жарты айналым жасап, кері бағытта орналасады.

Тоғы бар өткізгіштің айналасында магнит өрісінің бар болатын темір үгінділері көмегімен де анықтауға болады.

Магнит өрісінің күш сызықтарының бағытын анықтау үшін бұранда ережесін немесе оң қол ережесі қолданылады.

Бұранда ережесі:

Егер бұранда ұшының ілгерлемелі қозғалысының бағытын өткізгіштегі ток бағытымен сәйкестендірсек, онда бұранда тұтқасының айналу бағыты магнит өрісінің күш сызықтарының бағытын көрсетеді.

Оң қол ережесі:

Егер оң қолдың бас бармағын өткізгіш бойындағы токтың бағытымен бағыттасақ, онда өткізгішті қармай ұстаған саусақтардың бағыты магнит өрісінің күш сызықтарының бағытын көрсетеді.

Егер токтар бір бағытта жүрсе, онда өткізгіштер өзара тартылады.

Ал токтар бір-біріне қарама-қарсы бағытта жүрсе, өткізгіштер тебіледі.

Егер параллель өткізгіштердегі токтардың күшін I 1 және I 2 деп белгілесек, ал олардың арақашықтығы r болса, онда өткізгіштің ұзындығы l кесіндісіне әрекет ететін күш төмендегі өрнек бойынша анықталады:

Мұндағы - тұрақты шама; µ 0 = 1,256 · 10 -6 -

магниттік тұрақты; l - өткізгіштің Ғ күші әрекет ететін бөлігінің ұзындығы;

r - өткізгіштердің арақашықтығы.

Ампер күшінің бағыты с ол қол ережесімен анықталады.

Егер сол қолды алақанға магнит өрісінің күш сызықтары енетіндей етіп ұстасақ, ал төрт саусақ ток бағытымен бағытталса, онда 90 0 бұрышқа қайырылған бас бармақ Ампер күшінің бағытын көрсетеді.

Бекіту сұрақтары:

• Магниттер өзара қалай әрекеттеседі?
• Магниттік өрістің күш сызықтары деп нені айтады және олардың бағыттары қалай анықталады?
• Магниттік өрістің негізгі қасиеттері қандай?
• Бұранда оң қол ережесі қалай аталады?
• Құйынды өріс деп қандай өрісті айтады?
• Сол қол ережесі қалай оқылады?

Үйге тапсырма: § 12,13,14 7-жаттығу (1)