נושא 5: מגנטים ומגנטיות

בפרק זה היסטוריה מהי מגנטיות? השדה המגנטי מנועים תורת החשמל - יצירת גל חילופין שנאים

1. היסטוריה המונח מגנטיות נקרא על שם האי מגנזיה שבים האגאי, שבו מצאו היוונים, לפני למעלה מאלפיים שנה, אבנים בעלות תכונה מיוחדת. אבן כזאת, שכונתה אבן שואבת, ניחנה בכושר למשוך אליה ברזל. מצפנים שבהם שולבו מגנטים נבנו לראשונה על ידי הסינים במאה ה-12. מאה ה-16: וויליאם גילברט, רופאה של אליזבת מלכת אנגליה, יצר מגנטים ע"י שפשוף חתיכות ברזל באבן שואבת. 1820: הפיזיקאי הדני האנס כריסטיאן ארסטד מגלה כי זרם חשמלי משפיע על מחט מגנטית.

1. היסטוריה הפיזיקאי הצרפתי אנדרה מארי אמפר העלה את הרעיון שזרמים חשמליים הם המקור למגנטיות. פאראדיי וג'וזף הנרי מגלים את ההשראה האלקטרומגנטית, האפשרות ליצור זרם על ידי שינויים בשדה המגנטי בקרבת מוליך. 1860: הפסיקאי הסקוטי ג'יימס מקסוול מתאר את הקשרים בין השדות החשמליים לשדות המגנטיים (משוואות מקסוול).

2. מהי מגנטיות? תכונות המגנטים 2. מהי מגנטיות? תכונות המגנטים קטבים שווים דוחים זה את זה וקטבים שונים מושכים זה אתה זה. כלל זה דומה לכלל החל על כוחות בין מטענים חשמליים (ר' מצגת מספר 1). מטענים שווי סימן דוחים זה את זה ובין מטענים שוני סימן קיימת משיכה. מגנט שיכול לנוע באופן חופשי יפנה קוטב אחד לכיוון הקוטב המגנטי של כדור הארץ.

2. מהי מגנטיות? המגנטיות של כדור הארץ 2. מהי מגנטיות? המגנטיות של כדור הארץ לכדור הארץ שדה מגנטי, אחד ההסברים המקובלים הוא כי סיבוב כדה"א יוצר את השדה המגנטי שלו. לפי תיאוריה זו בליבה המותכת של כדה"א זורמים זרמים חשמליים מעגליים היוצרים שדה מגנטי הדומה לשדה המגנטי הנוצר על ידי זרם בסליל. כיוון השדה אינו קבוע, ממצאים גיאולוגיים מתברר כי כיוון השדה המגנטי של כדה"א השתנה 171 פעמים ב71 מליון השנים האחרונות. השדה המגנטי של כדה"א דומה לשדה המגנטי של מגנט מלבני המוטה ב11 מעלות ביחס לציר הסיבוב של כדה"א. ליבת כדה"א חמה מדי מכדי להיות מגנטית ולכן היא אינה הסיבה למגנטיות של כדה"א.

2. מהי מגנטיות? תכונות המגנטים 2. מהי מגנטיות? תכונות המגנטים עם זאת קיים הבדל חשוב בין קטבים מגנטיים למטענים חשמליים. לעומת מטענים חשמליים. שיכולים להיות מבודדים, אין קטבים מגנטיים מבודדים. אלקטרונים ופרוטונים הן ישויות בפני עצמן. אין כל הכרח שצבר של אלקטרונים יהיה מלווה בצבר של פרוטונים או להיפך. אבל קוטב מגנטי צפוני אינו יכול להתקיים בלי קוטב דרומי. אם נשבור מוט מגנטי לשניים, כל מחצית תמשיך להתנהג כמגנט שלם. גם אם נמשיך לשבור את המגנטים, לעולם לא נצליח לבודד קוטב מגנט יחיד. אפילו כאשר החלק שבידינו יהיה בעובי של אטום אחד, הוא עדיין יהיה בעל שני קטבים. מכאן ניתן להסיק שאטומים עצמם הם מגנטים.

2. מהי מגנטיות? Wikipedia מגנטיות היא תופעה פיזיקאלית לפיה עצם המפיק שדה מגנטי מפעיל כוח דוחה או מושך על עצם אחר המפיק שדה מגנטי. חומרים שמראים תכונות מגנטיות בולטות הם ברזל, כמה מיני מתכות והמינרל מגנטיט. כל חומר מושפע בצורה זו או אחרת מנוכחות שדה מגנטי, רק שברוב המקרים ההשפעה קטנה מכדי להבחין בה ללא ציוד מיוחד. כוחות מגנטיים הם כוחות יסוד שעולים כתוצאה מתנועה של מטען חשמלי. משוואות מקסוול מסבירות את המקור וההתנהגות של השדות האחראים על הכוחות הללו. לכן, מגנטיות קיימת בכל זמן שחלקיקים טעונים חשמלית נמצאים בתנועה. מגנטיות יכולה להיגרם מתנועת אלקטרונים בזרם חשמלי היוצרת אלקטרומגנטיות.

3. השדה המגנטי שדה מגנטי (B) הוא תכונה של המרחב סביב זרם חשמלי או חומר מגנטי, המפעילה כוח על מגנטים וזרמים חשמליים, שדה המגנטי הוא ביטוי לכוח שמפעילים זרמים חשמליים או חומרים מגנטיים זה על זה. יחידות המדידה של השדה המגנטי הן טסלה (T). לשדה המגנטי יש גודל וכוון בכל נקודה במרחב, והוא מתואר באיורים על ידי קווי שדה.

3. השדה המגנטי במוליך בו זורם הזרם I יופיע השדה המגנטי בצורה של מעגלים סביב למוליך, כמתואר בתמונה.

3. השדה המגנטי שדה שנוצר על ידי תיל ישר הנושא זרם (העשרה) -I הוא סך הזרמים החוצים את השטח המגודר על ידי מסלול זה (אמפר). μ0 הוא קבוע אשר ערכו הנוסחא הבאה מתארת את גודל השדה מגנטי הנוצר על ידי תיל במרחק r מהתיל.

השדה המגנטי השדה המגנטי הנוצר על ידי זרם חשמלי השדה המגנטי השדה המגנטי הנוצר על ידי זרם חשמלי חוק הבורג: כאשר מבריגים בורג (ימני) כיוון התקדמותו ומגמת סיבובו מתייחסים זה לזה כמו כיוון הזרם בתיל ישר למגמת קווי השדה המגנטי סביב.

3. השדה המגנטי חוק היד הימנית 3. השדה המגנטי חוק היד הימנית כלל היד הימנית: כאשר מניחים את כף יד ימין כך שהאצבעות מורות את כיוון השדה והאגודל הפרוש את כיוון התנועה של חלקיק טעון חיובית, יהיה כיוון הכוח ניצב לכף היד, ממנה החוצה.

3. השדה המגנטי חוק היד הימנית 3. השדה המגנטי חוק היד הימנית כלל היד הימנית: כאשר מניחים את כף יד ימין כך שהאצבעות מורות את כיוון השדה והאגודל הפרוש את כיוון התנועה של חלקיק טעון חיובית, יהיה כיוון הכוח ניצב לכף היד, ממנה החוצה.

השדה המגנטי השדה המגנטי הנוצר על ידי סליל השדה המגנטי השדה המגנטי הנוצר על ידי סליל

3. האלקטרומגנט אלקטרומגנט הוא סוג של מגנט שבו השדה המגנטי מופק באמצעות זרם חשמלי המועבר מסביב לליבת מתכת, השדה החשמלי מתפוגג כאשר הזרם החשמלי נפסק. האלקטרומגנט משתמש בחשמל כדי להפיק כוח מגנטי. המבנה הבסיסי של אלקטרומגנט הוא ליבת ברזל סביבה מלופף סליל מחומר מוליך, לרוב נחושת. עם העברת זרם חשמלי בסליל נוצר שדה מגנטי מסביב לליבה והופך אותה למגנט.

3. האלקטרומגנט (העשרה) גודל השדה המגנטי במעגל מגנטי סגור: 3. האלקטרומגנט (העשרה) גודל השדה המגנטי במעגל מגנטי סגור: N הוא מספר הכריכות סביב האלקטרומגנט I הוא הזרם באמפר L הוא האורך של המעגל המגנטי.

4. מנועים איך פועל מנוע חשמלי - זרם במנוע אם נסובב בשדה מגנטי קבוע מסגרת תיל דרכה זורם זרם קבוע נגלה כי על המסגרת פועל כוח המתאפס פעמיים במהלך הסיבוב. כאשר מאפשרים למסגרת התיל להסתובב באופן חופשי על הציר, היא תסתובב עד אשר תגיע לנקודה בה הכוח הפועל עליה מתאפס, ואז היא תיעצר או תתנודד. כדי שמסגרת התיל תמשיך להסתובב, חייבים לגרום להיפוך, של כיוון הזרם בתיל או של כיוון השדה המגנטי על ידי הפיכת כיוון הזרם הזורם דרכו פעמיים במהלך הסיבוב. אם השדה המגנטי נוצר על ידי אלקטרו-מגנט אפשר להפוך כיוון הזרם. לולאה בה עובר זרם

4. מנועים איך פועל מנוע חשמלי - שדה מגנטי במנוע אם נסובב בשדה מגנטי קבוע מסגרת תיל דרכה זורם זרם קבוע נגלה כי על המסגרת פועל כוח המתאפס פעמיים במהלך הסיבוב. כאשר מאפשרים למסגרת התיל להסתובב באופן חופשי על הציר, היא תסתובב עד אשר תגיע לנקודה בה הכוח הפועל עליה מתאפס, ואז היא תיעצר או תתנודד. כדי שמסגרת התיל תמשיך להסתובב, חייבים לגרום להיפוך, של כיוון הזרם בתיל או של כיוון השדה המגנטי על ידי הפיכת כיוון הזרם הזורם דרכו פעמיים במהלך הסיבוב. אם השדה המגנטי נוצר על ידי אלקטרו-מגנט אפשר להפוך כיוון הזרם. שדה מגנטי

4. מנועים איך פועל מנוע חשמלי - כוח המנוע אם נסובב בשדה מגנטי קבוע מסגרת תיל דרכה זורם זרם קבוע נגלה כי על המסגרת פועל כוח המתאפס פעמיים במהלך הסיבוב. כאשר מאפשרים למסגרת התיל להסתובב באופן חופשי על הציר, היא תסתובב עד אשר תגיע לנקודה בה הכוח הפועל עליה מתאפס, ואז היא תיעצר או תתנודד. כדי שמסגרת התיל תמשיך להסתובב, חייבים לגרום להיפוך, של כיוון הזרם בתיל או של כיוון השדה המגנטי על ידי הפיכת כיוון הזרם הזורם דרכו פעמיים במהלך הסיבוב. אם השדה המגנטי נוצר על ידי אלקטרו-מגנט אפשר להפוך כיוון הזרם. כוח אותו מפעיל השדה המגנטי הפועל על התיל בו זורם זרם

4. מנועים איך פועל מנוע חשמלי אם נסובב בשדה מגנטי קבוע מסגרת תיל דרכה זורם זרם קבוע נגלה כי על המסגרת פועל כוח המתאפס פעמיים במהלך הסיבוב. כאשר הזרם החשמלי עובר דרך המגעים לסליל שבתוך המנוע, נוצר שדה מגנטי סביב הסליל הזה. למגנטים שמסביב לסליל יש שדה מגנטי משל עצמם. שני השדות המגנטים מושכים או דוחים זה את זה, ממש כמו שני מגנטים, וגורמים לסליל להסתובב. הסליל שמסתובב מניע את הציר של המנוע, וזה מניע את המכונה כולה.

4. מנועים איך פועל גנראטור חשמלי גנרטור חשמלי דומה למנוע, אלא שהסליל שלו מונע באמצעות מנוע חיצוני או טורבינה חיצונית. כאשר החוטים של הסליל חוצים את השדה המגנטי של המגנטים, נוצר בהם זרם חשמלי. הזרם החשמלי זורם החוצה דרך המגעים ומאיר את הנורות או מניע את המכונות.

5. תורת החשמל – יצירת גל חילופין המחולל (גנראטור) ועקרון פעולתו

6. שנאים

6. שנאים

6. שנאים

6. שנאים

6. שנאים (העשרה)

6. שנאים

6. שנאים

6. שנאים (העשרה)

כל הזכויות שמורות למכללת מלט"ש (המכללה ללימודי טכנולוגיה שימושית) נוצר על ידי: רותם עבדו