ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΡΟΗ ΚΑΙ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΡΟΗΣ 08. ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ - ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΡΟΗ ΚΑΙ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΡΟΗΣ 08.4 α

ΣΤΟΧΟΙ Σ’ αυτό το μάθημα θα μάθουμε: Τι ονομάζουμε μαγνητική ροή και πώς συμβολίζεται. Τι ονομάζουμε πυκνότητα μαγνητικής ροής και πώς συμβολίζεται. Τις μονάδες μέτρησης της μαγνητικής ροής και της πυκνότητας μαγνητικής ροής . Τον τύπο μέτρησης της μαγνητικής ροής. Να υπολογίζουμε τη μαγνητική ροή.

Η μαγνητική ροή Μαγνητικό πεδίο ονομάσαμε το χώρο γύρω από ένα μαγνήτη και το παραστήσαμε με τις μαγνητικές γραμμές. Σίγουρα δεν μπορούμε να μετρήσουμε τις γραμμές που έχει ένα μαγνητικό πεδίο, αφού θεωρητικά φθάνει μέχρι το άπειρον. Το σύνολο των μαγνητικών γραμμών που περνούν μέσα από μιαν επιφάνεια S ονομάζουμε Μαγνητική Ροή (Φ). Μαγνητικές γραμμές S

Πυκνότητα μαγνητικής ροής Οι μαγνητικές γραμμές δεν είναι παντού οι ίδιες. Κοντά στους πόλους είναι πιο πυκνές και όσο απομακρυνόμαστε αραιώνουν. Η Πυκνότητα της Μαγνητικής Ροής (Β) είναι ένα ανυσματικό μέγεθος που μας καθορίζει πόσο πυκνές είναι οι μαγνητικές γραμμές σε κάποιο μέρος του πεδίου. Η πυκνότητα της μαγνητικής ροής στο εσωτερικό πηνίου είναι παντού η ίδια.

Σύμβολα και μονάδες μέτρησης Μαγνητική ροή Σύμβολο: Φ Μονάδα μέτρησης: το βέμπερ (Wb) Πυκνότητα της μαγνητικής ροής Σύμβολο: B Μονάδα μέτρησης: το τέσλα (Τ) Σχέση που συνδέει τη μαγνητική ροή και την πυκνότητα μαγνητικής ροής. Φ = Β·S 1 Wb = 1 T·m2

Wilhem Eduard Weber (1804-1891) Βέμπερ Γερμανός φυσικός, ο οποίος διετέλεσε καθηγητής στο Γκέττινγεν και Λέιπζιγκ. Αφού τελείωσε τις σπουδές του, σε ηλικία 21 ετών δημοσίευσε το βιβλίο «Η θεωρία των κυμμάτων». Κατασκεύασε μαζί με τον Γκάους ένα ηλεκτρομαγνητικό τηλέγραφο και έθεσε τις βάσεις για ένα νέο μετρικό σύστημα. Wilhem Eduard Weber (1804-1891)

Nicola Tesla (1856 – 1943) Ένας Σέρβος φυσικός που μετανάστευσε στις ΗΠΑ, ο Τέσλα ήταν αυτός που απέδειξε την αξία του εναλλασσόμενου ρεύματος (σε πείσμα μάλιστα του δασκάλου του Thomas Edison, που ήταν υπέρμαχος του συνεχούς ρεύματος). Ο Τέσλα σχεδίασε το μεγάλο σύστημα παραγωγής εναλλασσόμενου ρεύματος στους καταρράκτες του Νιαγάρα, το οποίο όταν το 1895 άρχισε να λειτουργεί, παρήγαγε τόση ισχύ, όση όλοι οι άλλοι σταθμοί συνεχούς ρεύματος στις ΗΠΑ μαζί. Επίσης ο Τέσλα κατασκεύασε μια άλλη μορφή ηλεκτροκινητήρα, που λειτουργούσε με εναλλασσόμενο ρεύμα και ονομάστηκε επαγωγικός κινητήρας.

Τύπος υπολογισμών Φ = Β·S α (α) Αν η επιφάνεια S είναι κάθετη προς τις μαγνητικές γραμμές: Φ = Β·S

(β) Αν η επιφάνεια είναι υπό γωνία μέσα στο μαγνητικό πεδίο : Β α S

Αν η κάθετος στην επιφάνεια S σχηματίζει γωνία α με τις μαγνητικές γραμμές: Παίρνοντας το ημίτονο της γωνίας 90-α έχουμε Από την τριγωνομετρική ταυτότητα Η Μαγνητική Ροή (Φ) είναι ίση με την Πυκνότητα της Μαγνητικής Ροής (Β) επί την κάθετη επιφάνεια (S1)

Αν η επιφάνεια S κινηθεί στη γωνία θ, η ωφέλιμη επιφάνεια που εκτίθεται στη μαγνητική ροή είναι ίση με S1. Παίρνοντας το ημίτονο της γωνίας 90-θ έχουμε Από την τριγωνομετρική ταυτότητα Η Μαγνητική Ροή (Φ) είναι ίση με την Πυκνότητα της Μαγνητικής Ροής (Β) επί την κάθετη επιφάνεια (S1)

Λύση προβλημάτων Παράδειγμα 1 Λύση Β = 0,6 Τ S = 8 cm2= 8·10-4 m2 =0,6·8·10-4·συν30ο Μαγνητικό πεδίο έχει πυκνότητα μαγνητικής ροής Β = 0,6 Τ. Nα υπολογίσετε τη μαγνητική ροή που διαπερνά επιφάνεια S = 8 cm2, (α) Όταν είναι τοποθετημένη κάθετα. (β) Όταν σχηματίζει γωνία α = 30ο.

Παράδειγμα 2 Λύση Φ = 20 mWb S = 100 mm2= 100·10-6 m2 Β = ; Επιφάνεια S = 100 mm2 τοποθετημένη κάθετα προς τις μαγνητικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου, διαπερνάται από μαγνητική ροή Φ = 20 mWb. Να υπολογίσετε την πυκνότητα της μαγνητικής ροής Β.

Παράδειγμα 3 Λύση r = 4 cm =0,04 m Φ = ; r = 4 cm =0,04 m Β = 40 T Να υπολογίσετε τη μαγνητική ροή στο εσωτερικό σωληνοειδούς πηνίου ακτίνας 4 cm, όταν η πυκνότητα της μαγνητικής ροής είναι 40 Τ. r = 4 cm

ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΡΟΗ ΚΑΙ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΡΟΗΣ Μαγνητική ροή Φ Πυκνότητα μαγνητικής Ροής Β ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΡΟΗ ΚΑΙ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΡΟΗΣ Λύση προβλημάτων Σύμβολα και μονάδες μέτρησης Τύπος υπολογισμού