Oddziaływania magnetyczne

Gdy dwa magnesy ustawiamy biegunami jednoimiennymi $N-N lub S-S$, będą się odpychać. Natomiast bieguny różnoimienne $N-S$ zawsze się przyciągają.

Każdy magnes posiada dwa bieguny: północny (N) i południowy (S). Ferromagnetyki to materiały, które można namagnesować - najważniejsze z nich to żelazo, nikiel i kobalt. W ferromagnetykach występują domeny magnetyczne, które w stanie namagnesowanym są uporządkowane.

Ziemia zachowuje się jak wielki magnes. Co ciekawe, południowy biegun geograficzny znajduje się blisko północnego bieguna magnetycznego Ziemi, a północny biegun geograficzny - blisko południowego bieguna magnetycznego.

Ciekawostka! Silnik elektryczny to urządzenie, które zamienia energię elektryczną na energię mechaniczną - dzięki temu działają twoje zabawki na baterie, wentylatory czy elektryczne szczoteczki do zębów.

Zwojnice i pola magnetyczne

Zwojnice, przez które przepływa prąd elektryczny, zachowują się jak magnesy - mają bieguny N i S. Gdy dwie zwojnice są skierowane do siebie biegunami różnoimiennymi $N-S$, będą się przyciągać.

Magnes i zwojnica także mogą na siebie oddziaływać - przyciągają się, gdy są skierowane do siebie biegunami różnoimiennymi. Możesz to łatwo sprawdzić, oznaczając najpierw bieguny zwojnicy.

Aby określić bieguny zwojnicy, musisz znać kierunek przepływu prądu. Pomocna jest reguła prawej dłoni: gdy obejmiesz zwojnicę prawą dłonią tak, by kciuk wskazywał kierunek prądu, pozostałe palce pokażą kierunek linii pola magnetycznego - od bieguna N do S.

Wskazówka: Przy rozwiązywaniu zadań z elektromagnetyzmu zawsze najpierw oznacz bieguny źródła prądu $+ i -$ oraz bieguny magnetyczne zwojnicy (N i S).

Oddziaływania przewodników z prądem

Dwa równoległe przewodniki, przez które płynie prąd w tym samym kierunku, przyciągają się. Jeśli prąd płynie w kierunkach przeciwnych - przewodniki się odpychają.

Każdy przewodnik z prądem wytwarza pole magnetyczne wokół siebie. Gdy umieścimy igłę magnetyczną w pobliżu takiego przewodnika, igła się wychyli, co dowodzi, że przewodnik wykazuje właściwości magnetyczne.

Elektromagnes to zwojnica z rdzeniem ferromagnetycznym (np. z miękkiej stali). Jego siłę możemy zwiększyć przez:

• zwiększenie liczby zwojów
• zwiększenie natężenia prądu
• zastosowanie rdzenia ferromagnetycznego

Zapamiętaj! Na przewodnik z prądem umieszczony w polu magnetycznym działa siła magnetyczna (zwana też elektrodynamiczną). Jej wartość zależy m.in. od długości przewodnika i natężenia prądu.

Magnesy i ich właściwości

Magnesy o ustawionych naprzeciwko siebie biegunach jednoimiennych $np. N-N$ będą się odpychać. To fundamentalna zasada magnetyzmu - bieguny jednoimienne odpychają się, a różnoimienne przyciągają.

Ferromagnetyki to materiały, które mogą zostać namagnesowane. Do tej grupy należą żelazo, nikiel i kobalt. Magnes trwały powstaje, gdy w ferromagnetyku domeny magnetyczne zostaną uporządkowane. Warto pamiętać, że nie każdy ferromagnetyk jest od razu magnesem - musi najpierw przejść proces namagnesowania.

Ziemia sama w sobie jest wielkim magnesem. Jej północny biegun geograficzny znajduje się w pobliżu południowego bieguna magnetycznego. Dlatego biegun S igły magnetycznej wskazuje północny biegun geograficzny.

Ważne: Silniki elektryczne to urządzenia, które zamieniają energię elektryczną na mechaniczną. Dzięki nim działają wentylatory, odkurzacze, miksery i wiele innych urządzeń.

Oddziaływania elektromagnetyczne

Równoległe przewodniki z prądem płynącym w tym samym kierunku przyciągają się. Jest to ważne zjawisko wykorzystywane w wielu urządzeniach elektrycznych.

Gdy metalowa sztabka przyciąga wiszący pierścień miedziany, przez który płynie prąd, oznacza to, że sztabka jest magnesem. Metalowe przedmioty niemagnetyczne nie oddziałują w ten sposób.

Siłę elektromagnesu można zwiększyć poprzez zwiększenie liczby zwojów w zwojnicy. Inne sposoby to zwiększenie natężenia prądu płynącego przez zwojnicę oraz użycie rdzenia ferromagnetycznego.

Pamiętaj! Igła magnetyczna nie wychyli się w pobliżu przewodnika, przez który nie płynie prąd elektryczny, ponieważ taki przewodnik nie wykazuje właściwości magnetycznych. Tylko płynący prąd generuje pole magnetyczne!

Bieguny magnetyczne i oddziaływania

Zwojnice, przez które płynie prąd w tym samym kierunku, będą się przyciągać. Dzieje się tak, ponieważ tworzą one pole magnetyczne, a ich bieguny różnoimienne ustawiają się naprzeciwko siebie.

Aby prawidłowo oznaczyć bieguny magnetyczne zwojnicy, możesz skorzystać z reguły prawej dłoni. Gdy chwycisz zwojnicę prawą ręką tak, by palce wskazywały kierunek prądu, kciuk pokaże gdzie znajduje się biegun północny (N).

Magnes i zwojnica będą się odpychać, gdy ich bieguny jednoimienne (np. N-N lub S-S) znajdą się blisko siebie. Jest to ta sama zasada, która działa przy odpychaniu się dwóch magnesów.

Wskazówka praktyczna: Aby łatwo rozwiązywać zadania z oddziaływań magnetycznych, zawsze najpierw zaznacz bieguny wszystkich magnesów i zwojnic, a następnie zastosuj zasadę: jednoimienne bieguny się odpychają, różnoimienne przyciągają.