Αλληλεπίδραση ρευματοφόρου αγωγού και μαγνήτη Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr …μετά ήρθαν και άλλοι… Στην αρχή ήταν ο… Charles Dufay 1698 - 1739 William Gilbert 1540 - 1603 Otto von Guericke 1602 - 1686 Stephen Gray 1666 - 1736 Joseph Priestley 1733 - 1804 Benjamin Franklin 1706 - 1790 Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Pieter van Musschenbroek 1692 - 1761 και ακολούθησαν οι… Pieter van Musschenbroek 1692 - 1761 Heinrich von Kleist 1700 - 1748 Alessandro Volta 1745 - 1827 Charles Coulomb 1736 - 1806 Henry Cavendish 1731 - 1810 …μέχρι να φτάσουμε στον … Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Hans Christian Oersted (1777-1851) Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr Τον Ιούλιο του 1820, ενώ οι Έλληνες είναι ακόμη υποδουλωμένοι στους Τούρκους και ο Αλέξανδρος Υψηλάντης αναλαμβάνει επικεφαλής της Φιλικής Εταιρείας, 1792 - 1828 στην Κοπεγχάγη, ο Hans Christian Oersted έχοντας εκτελέσει επανειλημμένα πειράματα, ανακοινώνει ότι υπάρχει σχέση ανάμεσα στον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό. Πιο συγκεκριμένα, διαπιστώνει ότι Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Το ηλεκτρικό ρεύμα δημιουργεί μαγνητικό πεδίο. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr Γύρω από ρευματοφόρους αγωγούς δημιουργείται μαγνητικό πεδίο. Οι μαγνήτες που θα βρεθούν μέσα σ’ αυτό θα δεχτούν δύναμη. Όταν ένας ρευματοφόρος αγωγός βρεθεί μέσα σε μαγνητικό πεδίο δέχεται δύναμη από αυτό. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μπορεί όμως να συμβεί το αντίστροφο; Το πείραμα του Oersted μας έδειξε ότι οι μαγνήτες, όταν βρεθούν κοντά σε ρευματοφόρο αγωγό, εκτρέπονται. Το ρεύμα λοιπόν ασκεί δύναμη πάνω στους μαγνήτες. Καλό! Μπορεί όμως να συμβεί το αντίστροφο; Βέβαια. Οι μαγνήτες μπορούν να ασκούν δύναμη σε φορτία που κινούνται (εκτροπή από την πορεία τους-σωλήνας CROOKES) και σε αγωγό που διαρρέεται από ρεύμα. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr Για να το δείξουμε, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα πεταλοειδή μαγνήτη και ένα ρευματοφόρο αγωγό. Η δύναμη αυτή που ασκείται από το μαγνητικό πεδίο στο ρευματοφόρο αγωγό ονομάζεται δύναμη Laplace. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Ηλεκτρομαγνητική δύναμη Laplace Pierre Simon, Marquis de Laplace (1749-1827). Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Δύναμη σε ρευματοφόρο αγωγό από ομογενές μαγνητικό πεδίο F B Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr Η δύναμη Laplace έχει τα παρακάτω χαρακτηριστικά: Σημείο εφαρμογής: το μέσο του τμήματος του αγωγού που βρίσκεται μέσα στο μαγνητικό πεδίο. Ι Ι F Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr Διεύθυνση: κάθετη στο επίπεδο που ορίζεται από τον αγωγό και τη διεύθυνση των δυναμικών γραμμών (ή την ένταση του μαγνητικού πεδίου). Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr Φορά: καθορίζεται με τον κανόνα των τριών δακτύλων του δεξιού χεριού ή της δεξιάς παλάμης. ή Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr Μέτρο: Αυτό είναι μέγιστο, όταν ο ρευματοφόρος αγωγός είναι κάθετος στις μαγνητικές γραμμές του ομογενούς μαγνητικού πεδίου. FL,max = B.I.ℓ Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Η δύναμη εξαρτάται από τη γωνία. Όταν, οι μαγνητικές γραμμές σχηματίζουν γωνία φ με τον αγωγό, αναλύουμε την ένταση του μαγνητικού πεδίου σε δύο συνιστώσες, μία κάθετη προς τον αγωγό και μία παράλληλη προς αυτόν. Τότε FL = I.ℓ.B.ημφ ημφ Η δύναμη εξαρτάται από τη γωνία. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr Στο μαγνητικό πεδίο, ως κατάλληλο υπόθεμα θεωρούμε το κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο. Ορισμός της ΄Εντασης του ομογενούς μαγνητικού πεδίου και της μονάδας μέτρησης Tesla. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr Εφαρμογές Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr 1. Να συμπληρώσετε τα κενά με τις κατάλληλες λέξεις, στις παρακάτω προτάσεις: (Σε κάθε κενό αντιστοιχεί μία λέξη) α. «Ευθύγραμμος αγωγός μήκους ℓ διαρρέεται από ρεύμα έντασης I και βρίσκεται σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β. Η δύναμη Laplace που ασκείται στον αγωγό έχει σημείο εφαρμογής το ……………… του αγωγού, ……………….. κάθετη στο επίπεδο που ορίζεται από τον αγωγό και την ένταση Β του πεδίου και φορά που καθορίζεται από τον κανόνα των …………. …..……………( 2 λέξεις ) του δεξιού χεριού. Ο αντίχειρας έχει την κατεύθυνση του .……………., ο δείκτης την κατεύθυνση της ………………. του μαγνητικού πεδίου, οπότε ο μέσος δείχνει την κατεύθυνση της ………………… . » μέσο διεύθυνση τριών δακτύλων ρεύματος έντασης δύναμης Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr Tesla β. «1 …………. είναι η ένταση του ομογενούς μαγνητικού πεδίου, το οποίο ασκεί …………… 1Ν σε ευθύγραμμο αγωγό που έχει μήκος 1m, όταν διαρρέεται από ρεύμα έντασης ………… και βρίσκεται μέσα στο πεδίο τέμνοντας ……………… τις δυναμικές γραμμές του.» δύναμη 1 Α κάθετα Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr 2. Να σχεδιαστεί η δύναμη Laplace στις παρακάτω περιπτώσεις: I x (β) I (α) Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr 3. Ο ρευματοφόρος αγωγός του σχήματος ισορροπεί στους λείους κατακόρυφους πλευρικούς αγωγούς. Να σχεδιαστεί η φορά της έντασης του μαγνητικού πεδίου. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr 4. Ο ρευματοφόρος αγωγός του σχήματος ισορροπεί στους κατακόρυφους αγωγούς χωρίς τριβές. Αν διπλασιάσουμε το ρεύμα ο αγωγός α. θα συνεχίσει να ισορροπεί. β. θα κινηθεί προς τα πάνω επιταχυνόμενος με επιτάχυνση g. γ. θα κινηθεί προς τα κάτω επιταχυνόμενος με επιτάχυνση g. δ. θα κινηθεί προς τα πάνω ή προς τα κάτω ευθύγραμμα και ομαλά. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr Κ Λ Ε Στο κύκλωμα του σχήματος υπάρχει μεταλλικό σύρμα ΚΛ μάζας m=2 g, μήκους l=10 cm και αντίστασης R=10 Ω, το οποίο μπορεί να ολισθαίνει χωρίς τριβές στους κατακόρυφους οδηγούς. Το όλο σύστημα βρίσκεται μέσα σε οριζόντιο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης μέτρου Β=2 Τ, κάθετο στο επίπεδο των οδηγών. Να υπολογιστεί η ΗΕΔ της πηγής, ώστε το σύρμα να ισορροπεί. Δίνεται:g=10 m/s2, η πηγή δεν έχει εσωτερική αντίσταση. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr