ZAGADNIENIE 4: Jakie zjawiska magnetyczne są wykorzystywane w
technologii? Jak możemy je eksperymentalnie pokazać?
Jakie pytania lub polecenia możesz usłyszeć na egzaminie?
1. Jak można opisać pojęcie pola magnetycznego? Jak układają się linie pola
magnetycznego w pobliżu magnesów stałych i przewodników z prądem?
2. W jaki sposób pole magnetyczne oddziałuje na przewodniki z prądem i na
poruszające się cząstki naładowane?
3. Jak można zademonstrować zjawisko indukcji elektromagnetycznej? Jak jest
ono związane ze względnym ruchem magnesu i zwojnicy oraz ze zmianą
natężenia prądu w elektromagnesie?
4. Podaj przykład urządzenia wykorzystującego zjawiska magnetyczne. Krótko
omów jego działanie.
technologii? Jak możemy je eksperymentalnie pokazać?
Jakie pytania lub polecenia możesz usłyszeć na egzaminie?
1. Jak można opisać pojęcie pola magnetycznego? Jak układają się linie pola
magnetycznego w pobliżu magnesów stałych i przewodników z prądem?
2. W jaki sposób pole magnetyczne oddziałuje na przewodniki z prądem i na
poruszające się cząstki naładowane?
3. Jak można zademonstrować zjawisko indukcji elektromagnetycznej? Jak jest
ono związane ze względnym ruchem magnesu i zwojnicy oraz ze zmianą
natężenia prądu w elektromagnesie?
4. Podaj przykład urządzenia wykorzystującego zjawiska magnetyczne. Krótko
omów jego działanie.
Odpowiedź:
1. Pole magnetyczne to obszar, w którym magnes lub prąd elektryczny oddziałuje na inne obiekty. Linie pola magnetycznego układają się wokół magnesów stałych i przewodników z prądem w sposób zamknięty, tworząc pętle. Linie te wychodzą z bieguna magnesu północnego i wracają do bieguna południowego, tworząc charakterystyczny wzór.
2. Pole magnetyczne oddziałuje na przewodniki z prądem, generując siłę elektromagnetyczną, znana jako siła Lorentza. Na poruszające się cząstki naładowane działa siła magnetyczna, która może zmieniać kierunek ruchu cząstki w zależności od kierunku pola magnetycznego i prędkości cząstki.
3. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej można zademonstrować na przykładzie zbliżającego się magnesu i zwojnicy (cewki drutowej). Kiedy magnes jest zbliżany do zwojnicy lub oddalany od niej, zmienia się strumień magnetyczny przechodzący przez zwojnicę. To zmiany strumienia magnetycznego indukują w zwojnicy siłę elektromotoryczną (napięcie) i w rezultacie indukują prąd elektryczny w obwodzie zwojnicy.
4. Przykładem urządzenia wykorzystującego zjawiska magnetyczne jest elektromagnes. Elektromagnes składa się z cewki drutowej nawiniętej na ferromagnetycznym rdzeniu. Gdy przez cewkę przepływa prąd elektryczny, tworzy się pole magnetyczne, co powoduje, że elektromagnes staje się magnesem tymczasowym. Działanie elektromagnesu polega na wykorzystaniu prądu elektrycznego do wytwarzania pola magnetycznego, które może przyciągać lub odpychać przedmioty z odpowiednim materiałem ferromagnetycznym. Jest to używane w różnych aplikacjach, takich jak w dziedzinie motoryzacji, elektroniki i przemysłu.