ELEKTROTEHNIKA I ELEKTRONIKA

1. ELEKTROTEHNIKA I ELEKTRONIKA http://www.ttf.hr/studenti /infokolegija Elektrotehnika Z110 Magnetizam ee07_8

2. Magnetizam – definicija • Svojstvo materije koje je posebno izraženo kod tzv. magnetskih materijala. • Razlikujemo permanentne (feromagnete) i povremene magnete ee07_8

3. Magnetizam - definicija • Kod permanentnih magneta svojstvo je uzrokovano elementarnim strujama na razini molekula samog materijala. • Magnetska svojstva se gube sa temperaturom (Curieva točka) ee07_8

4. Magnetizam – definicije • Električna struja dok protječe vodičem uzrokuje u prostoru oko sebe magnetsko polje. • U prirodi uvijek postoje zajedno i električno i magnetsko polje (elektromagnetsko polje). ee07_8

5. Magnetizam - pojave • Magnetske pojave su • sile kojima jedan magnet djeluje na drugi • elektromagnetska indukcija ee07_8

6. Magnetski polovi • Magnetsko polje ima dva pola – sjeverni i južni. • U prirodi ne postoje izolirani magnetski polovi ee07_8

7. Magnetske silnice • Zamišljene linije koje prate smjer i jakost magnetskog polja nazivaju se magnetske silnice • Smjer sile je dogovoren kao smjer otklona N (sjever) u magnetske igle u magnetskom polju. ee07_8

8. ee07_8

9. Magnetski tok • Magnetski tok je mjera ukupnog broja magnetskih silnica koje prolaze kroz neku površinu. • Jedinica za mjerenje magnetskog toka u SI sustavu je veber (Wb). • Ime je dobila po fizičaru Weberu. ee07_8

10. Wilhelm Eduard Weber • Rođen u Wittenbergu 24. listopada 1804. – Göttingen 23. lipnja 1891. • Profesor fizike na sveučilištu u Göttingenu, istraživao magnetizam i akustiku. ee07_8

11. Jakost magnetskog toka • Jakost magnetskog toka se određuje tako da se magnetski tok podijeli s površinom. • Magnetski tok je vektorska veličina. • U SI sustavu jedinica za jakost magnetskog polja je tesla (T). • Ime je dobila po izumitelju Nikoli Tesli. ee07_8

12. Smjer magnetskog polja • Smjer magnetskog polja određuje se pravilom desne ruke. • Ako u ruci držimo vodič kojim protječe električna struja i palac je usmjeren u pravcu kojim teče struja, prsti na desnoj ruci pokazuju smjer silnica (prema sjevernom magnetskom polu) magnetskog polja. ee07_8

13. ee07_8

14. Magnetsko polje torusnog svitka • Torus je realiziran tako da se sve magnetske silnic ezatvaraju unutar njega. Tada je i magnetski tok unutar torusa homogen. ee07_8

15. Magnetski tok torusa • Magnetski tok torusa je direktno proporcionalan s jakosti struje, brojem zavoja i poprečnim presjekom torusa, a obrnuto proporcionalan s opsegom torusa. • Magnetski tok ovisi o materijalu kojim je ispunjen torus. ee07_8

16. Magnetomotorna sila • Magnetomotorna sila je proporcionalan s jakosti struje i brojem zavoja. • U SI sustavu mjeri se s amperzavojima (az) ee07_8

17. Magnetski otpor • Magnetski otpor magnetskog kruga je karakteristika promatranog prostora. • Magnetski otpor je proporcionalan s duljinom prostora i obrnuto proporcionalan s presjekom prostora te ovisi o magnetskoj permeabilnosti prostora. ee07_8

18. Magnetska permeabilnost • Magnetska permeabilnost (specifična magnetska vodljivost) je karakteristika svakog materijala. • Magnetska permeabilnost se mjeri u SI sustavu u volt sekundama po amper metru (Vs/Am). ee07_8

19. Magnetska permeabilnost • Magnetska permeabilnost je produkt apsolutne i relativne permeabilnosti. • μ0 = 4π×10−7 N/A2 • Relativna permeabilnost je bezdimenzionalna konstanta koja pokazuje koliko puta će se povećati magnetski tok u nekom prostoru ako se u njemu nalazi promatrani materijal umjesto vakuuma. ee07_8

20. Magnetska permeabilnost • Apsolutna permeabilnost je jedna od fizikalnih konstanti koja određuje strukturu Svemira. • Relativna permeabilnost kod feromagnetskih materijala može dosići i do 300.000 ee07_8

21. Magnetska uzbuda • Magnetska uzbuda H pokazuje mjeru magnetske uzbude prostora. • H pokazuje koliku će uzbudu dati primijenjena magnetomotorna sila promatrana u nekoj točci ako se uklone utjecaji materijala. ee07_8

22. Zakon protjecanja • Integral magnetske uzbude po zatvorenoj krivulji je jednak sumi struja koje protječu kroz promatranu površinu. ee07_8

23. Boit – Savartov zakon • Prema Boit – Savarovom zakonu računamo magnetsko polje općenito oblikovanog vodiča. ee07_8

24. Jean-Baptiste Biot • Rođen u Parizu 21. travnja 1774. – Pariz 03. veljače 1852. • Francuski fizičar i matematičar koji je proučavao vezu struje i magnetizma te polarizaciju svjetla u otopinama. ee07_8

25. Félix Savart • Félix Savart (June 30, 1791-March 16, 1841) • Profesor na College de France, uz magnetizam bavio se i akustikom. ee07_8

26. Lenzov zakon • Elektromagnetska indukcija je pojava da se u zatvorenom zavoju inducira napon proporcionalan s brzinom promjene magnetskog toka. ee07_8

27. Heinrich Friedrich Emil Lenz • Nijemac rođen u Tartuu (Estonija) 12. veljače 1804. – Rim, 10. veljače 1866. • Radio na sveučilištu u Petrogradu, istraživao termodinamiku i elektromagnetizam ee07_8

28. Samoindukcija • Pojava da se u svitku kojim protječe promjenjiva struja inducira napon zbog promjene magnetskog toka vlastite struje u svitku. ee07_8

29. Samoindukcija - 2 • Iznos induciranog napona je proporcionalan s brzinom promjene struje svitka te s induktivitetom L svitka. • U SI sustavu induktivitet se mjeri u henrijima (H) prema američkom fizičaru Henriju. • Svitak ima induktivitet 1 H ako pri linearnoj promjeni struje od 1 A u 1 s inducira napon od 1 V. ee07_8

30. Joseph Henry • Joseph Henry (17. prosinac 1797. – 13. svibanj 1878. • Američki znanstvenik radio na elektromagnetizmu te izumu telegrafa. ee07_8