Az ókori görögök fedezték fel, hogy a kisázsiai Magnesia közelében bányászott vasérc, más vasérceket vonz. Innen ered a mágnes elnevezés. Milétoszi Thalész.

Az előadások a következő témára: "Az ókori görögök fedezték fel, hogy a kisázsiai Magnesia közelében bányászott vasérc, más vasérceket vonz. Innen ered a mágnes elnevezés. Milétoszi Thalész."— Előadás másolata:

1

2 Az ókori görögök fedezték fel, hogy a kisázsiai Magnesia közelében bányászott vasérc, más vasérceket vonz. Innen ered a mágnes elnevezés. Milétoszi Thalész (i.e. 600) leírása szerint a mágnesvasérc lélekkel rendelkezik, így vonzza a vasat. Az ókori Kínában a leírások szerint az iránytűt már több ezer évvel ezelőtt ismerték és használták.

3 A vas, kobalt és a nikkel képesek vasdarabokat magukhoz vonzani. Az ilyen tulajdonságokkal rendelkező ércek a ferromágneses anyagok. Ilyen tulajdonságot más anyagok nem mutatnak. Mágnessel csak mágnesezhető anyag vonzható.

4 A mágnesrúd a végei közelében fejti ki a legerősebb hatást, itt vannak a mágneses pólusok. Ha mágnes közelében vízszintes műanyag lapra vasreszeléket szórunk, akkor a vasreszelék az erőhatásnak megfelelően rendeződik. A mágnesrúd közepén erőhatás gyakorlatilag nem tapasztalható. 1 2 3

5 A Föld belseje folyékony magmából áll, melynek fő alkotóeleme a vas. Mivel a vas mágnesezhető, a Földnek mágneses tere van. A Föld olyan, mint egy nagy mágnes. Egyik pólusa az északi, másik a déli sarok közelében található. A Föld mágneses északi pólusa nem esik teljesen egybe a Föld északi sarkával, de nagyon közel esik hozzá, ezért használhatjuk tájékozódáshoz az iránytűt. Az iránytűnek azt a pólusát, amely egyensúlyi helyzetben észak felé mutat, északi pólusnak nevezzük, és piros színnel jelöljük. Ebből következik, hogy az Északi sarkon a Föld déli mágneses pólusa van. 456

6 A mágnes két pólussal rendelkezik, az északi és déli pólussal. Az azonos pólusok taszítják, az ellentétes pólusok vonzzák egymást. Mindkét pólus vonzza a nem mágneses vasat, nikkelt, kobaltot. A mágneses pólusokat nem lehet szétválasztani.

7 Mágnes közelébe helyezett lágyvas mágnesként viselkedik. Ez a mágneses megosztás jelensége. Azzal magyarázható, hogy a vasban rendezetlen kis mágneses tartományok találhatók, amelyek a mágnes hatására rendeződnek, így a vastárgy is mágneses dipólusként viselkedik. A mágnes eltávolítása után a lágyvasban megszűnik az elemi mágnesek rendezettsége, a lágyvas elveszti mágnességét.

8 A XIX. sz. elején a tudósok számára úgy tűnt, hogy a mágnesesség korlátozottabb jelenség, mint az elektromosság. Kísérleteik azt bizonyították, hogy dörzsöléssel minden test elektromos állapotba hozható, de nem minden test mágnesezhető. Pl. a vasat lehet mágnesezni, de a rezet nem. Ezt a téveszmét döntötte meg 1820- ban kísérletével Oersted, dán fizikus, aki felfedezte az áram mágneses hatását. 7

9 Az árammal átjárt tekercs – a mágnesrúdhoz hasonlóan – mágneses dipólusként viselkedik: egyik vége északi, a másik déli pólusként hat az iránytűre. Ha a tekercsben az áram irányát megváltoztatjuk, a tekercs mágneses pólusai is felcserélődnek. Ha árammal átjárt tekercsbe vasmagot teszünk, annak mágneses hatása nagymértékben felerősödik. A lágyvasmagot tartalmazó tekercset elektromágnesnek nevezzük.

10 Válasz:A mágnesrúd mindkét vége bárhol vonzza a vasat, de a vasrúd vége és a mágnesrúd közepe között nincs kölcsönhatás. Kérdés:Két egyforma kinézetű mágnesrúd és vasrúd közül hogyan lehetne eldönteni, hogy melyik a mágnes? Kérdés:Miért készítik mágneses mezőre érzékeny készülékek (pl. számítógépek) fémházát vasból? Válasz:A vasház elektromosan és mágnesesen is leárnyékolja az érzékeny készüléket, így az zavartalanul működhet.

11 Mivel a mágneses pólusok nem választhatóak szét, a mágneses mező vizsgálatára mágneses dipólust alkalmazunk. A mágneses mező forgató hatást gyakorol a mágnesre. Ezzel a forgatónyomatékkal jellemezzük a mágneses mezőt. A pontosság, megbízhatóság érdekében állandó mágnes helyett árammal átjárt lapos tekercset, magnetométert alkalmazunk a vizsgálathoz.

12 A magnetométer „N” menetű kis méretű lapos tekercs, amelynek párhuzamos száraiban ellentétes irányú az áram. Így a mágneses mezőben a szárakra ható erőpár forgatónyomatéka egyensúlyi helyzetbe forgatja a magnetométert. A forgatónyomaték akkor maximális, amikor a magnetométer síkja erre az egyensúlyi helyzetre merőleges. Megállapodás szerint a mágneses mezőt a magnetométerre ható maximális forgatónyomaték segítségével jellemezzük.

13 A mágneses mező adott pontjában a magnetométerre ható maximális forgatónyomaték a magnetométer jellemzőitől is függ. Egyenesen arányos a magnetométeren folyó áram erősségével, a magnetométer területével és menetszámával: M max ~ I∙A∙N Ezt a szorzatot mágneses nyomatéknak nevezzük. A maximális forgatónyomaték és a mágneses nyomaték hányadosa egy állandót határoz meg, amely az adott pontban a mágneses mező erősségére jellemző mágneses indukcióvektor. Jele: B Kiszámítása:Mértékegysége: A maximális forgatónyomaték és a mágneses nyomaték hányadosa egy állandót határoz meg, amely az adott pontban a mágneses mező erősségére jellemző mágneses indukcióvektor. Jele: B Kiszámítása:Mértékegysége: Az indukcióvektor irányát a magnetométer északi pólusa mutatja.

14 A mágneses mezőt indukcióvonalak segítségével szemléltetjük. Az indukcióvonalak olyan képzeletbeli görbék, amelyek megmutatják az indukcióvektor irányát, mivel a mező bármely pontjában az indukcióvonalhoz húzott érintő az indukcióvektor irányába mutat. A mágneses indukció nagysága az indukcióvonalak sűrűségével jellemezhető. Az indukcióvonalak legfontosabb jellemzői: 1. Az indukcióvonalakhoz húzott érintő megadja a térerősség irányát. 2. Az indukcióvonalak sűrűsége megadja a térerősség nagyságát. 89

15 A mágneses indukcióvektor irányára merőleges A nagyságú felület mágneses fluxusa: Φ = BA Az egy felületen áthaladó összes indukcióvonal száma a felület mágneses fluxusának számértékét adja. Jele: Φ (fí), mértékegysége: V∙s = Wb (weber) Az egy felületen áthaladó összes indukcióvonal száma a felület mágneses fluxusának számértékét adja. Jele: Φ (fí), mértékegysége: V∙s = Wb (weber)

16 Válasz:A mágneses déli pólusnál, ami a földrajzi északi sark közelében van. Az indukcióvektor irányát minden esetben az iránytű északi pólusa mutatja, tehát az is lefelé mutat. Kérdés:Hol fordulhat elő a Földön, hogy egy súlypontjában felfüggesztett iránytű északi pólusa függőlegesen lefelé mutat? Milyen irányú ezeken a helyeken a mágneses indukcióvektor?

17 Válasz: Számolás: Képlet:Adatok: 145/4 Egy 50 menetes, 12 cm 2 területű magnetométerbe 0,4 A erősségű áramot vezetünk. Egy mágneses mezőben 6 ⋅ 10 −5 Nm maximális forgatónyomaték hat a magnetométerre. Mennyi itt a mágneses indukció értéke? A mágneses indukció nagysága: 2,5·10 -3 T.

18 Ha jobb kezünk kinyújtott hüvelykujja az áram irányába mutat, akkor behajlított négy ujjunk a mágneses indukció irányát jelzi. Hosszú egyenes áramvezető mágneses mezőjében a mágneses indukció nagysága: 1. egyenesen arányos a vezető áramerősségével ( I ) 2. fordítottan arányos a vezetőtől mért távolsággal ( r ).

19 Ha jobb kezünk behajlított négy ujja a tekercsben folyó áram irányába mutat, akkor a kinyújtott hüvelykujj a mágneses indukció irányát jelzi, ami egyben a tekercs északi pólusa. A tekercs belsejében homogén mágneses mező jön létre. A mágneses indukció nagysága: 1. egyenesen arányos az áramerősséggel ( I ) és a menetek számával ( N ), 2. fordítottan arányos a tekercs hosszával ( l ).

20 Válasz: Számolás: Képlet:Adatok: Egy becsapó villám áramerőssége 50 000 A. Mekkora mágneses indukciót kelt a villám a becsapódás helyétől 5 m távolságban? (A villámot tekintsük egyenes vezetőnek!) A mágneses indukció nagysága: 2·10 -3 T.

21 Válasz: Számolás: Képlet: Adatok: Egy 600 menetes, 15 cm hosszúságú, 3 cm 2 keresztmetszetű tekercsen 4 A erősségű áram folyik. Mennyi a tekercs belsejében a fluxus? A tekercs fluxusa: 6,03·10 -6 Wb.

22 Ha árammal átjárt tekercsbe vasmagot teszünk, annak mágneses hatása nagymértékben felerősödik. A lágyvasmagot tartalmazó tekercset elektromágnesnek nevezzük. A különféle anyagok mágneses mezőt befolyásoló szerepét az anyag relatív permeabilitásával jellemezzük, melynek jele: μ r A ferromágneses anyagok (pl: vas) jelentősen felerősítik a tekercs mágneses terét. μ r >>1

23 Az elektromágnes nagy előnye, hogy az áram megszűnésekor elveszti mágnesességét. Az elektromágneseket az elektrotechnika legkülönbözőbb területein alkalmazzák. Nagy erőhatás kifejtésére szolgál az elektromágneses emelődaru. Elektromágneseket alkalmazunk például a hangszórókban is, és szinte minden olyan helyen ahol mágnesekre van szükség. Fontos szerepe van a mágneses adatrögzítésben: winchester, mágnes szalag, videó szalag. De mágneses elven működik az orvosi diagnosztikában az MRI (mágneses rezonanciás képalkotás) és a mágnesvasút is a közlekedésben.

24 Az elektromágnes előtt lágyvas van, amelyet rugalmas fémlemez tart. A lemezhez fémcsúcs ér. Ha a nyomógombot megnyomjuk, akkor a megszakított vezeték két vége érintkezik, áram halad át az elektromágnesen. Az elektromágnes magához rántja a lágyvasat, a fémgömb a csengőre üt. De ebben a pillanatban megszakad az áram útja a csúcsnál. Az elektromágnes elveszíti mágnességét. A rugalmas lemez a következő pillanatban visszatér előbbi helyzetébe, Újra hozzá ér a csúcshoz, az áramkör újra zárul, a mágnes megint magához rántja a lágyvasat stb. Elektromos csengő

25 A távkapcsoló (relé) igen érzékeny elektromágnes. Ha a tekercsben igen gyenge áram kering, már akkor is magához rántja az előtte levő lágyvas lemezt. Ezáltal vagy zárja, vagy megszakítja annak az eszköznek az áramkörét, amelyet működtetni akarunk. Távkapcsolót használnak például a nagyfeszültségű áramkörök zárására vagy megszakítására. Távkapcsoló (relé)

26 A távkapcsoló (relé) igen érzékeny elektromágnes. Ha a tekercsben igen gyenge áram kering, már akkor is magához rántja az előtte levő lágyvas lemezt. Ezáltal vagy zárja, vagy megszakítja annak az eszköznek az áramkörét, amelyet működtetni akarunk. Távkapcsolót használnak például a nagyfeszültségű áramkörök zárására vagy megszakítására. Távkapcsoló (relé)

27 Az áram áthalad egy kis elektromágnes tekercsen. Az elektromágnes a megengedettnél erősebb áram esetén magához rántja a rugalmas lemezt. Ebben a pillanatban kiakad a horgony és megszakad az áram. A rövidzárlat okának megszüntetése után a kézi kapcsolókart visszanyomjuk a helyére, az áram újra folyhat. Automata biztosíték

28 Az áram áthalad egy kis elektromágnes tekercsen. Az elektromágnes a megengedettnél erősebb áram esetén magához rántja a rugalmas lemezt. Ebben a pillanatban kiakad a horgony és megszakad az áram. A rövidzárlat okának megszüntetése után a kézi kapcsolókart visszanyomjuk a helyére, az áram újra folyhat. Automata biztosíték

29 A telefonhallgatóban lévő elektromágnes vasmagja állandó mágnes, melynek erősségét a tekercsen átfolyó és a hangrezgés szerint ingadozó áram változtatja. Így az elektromágnes a hangrezgésnek megfelelően húzza (rezgeti) a lágyvas lemezből készült membránt. Telefonhallgató

30 A hangszóró tekercsének vasmagja mágnesezett lágyvas. A hang rezgéseit elektromos rezgéssé alakítják. Így a hangáramnak megfelelően változik a tekercsben folyó áramerősség, aminek következtében a tekercs mágneses tere is. A tekercs közelében lévő membrán a mágneses vonzóerő hatására rezgésbe jön. A rezgés frekvenciája pont a hang frekvenciájával egyezik meg. Hangszóró

31 Válasz:Ha a tekercsben állandó mágnes van, az egyik irányú áram erősíti, az ellenkező irányú gyengíti membránra ható vonzást. Lágyvas esetén mindkét esetben nő a membránra ható erő, így a rezgés frekvenciája, és ezzel a hangmagasság is megváltozik. Kérdés:Mennyiben térne el a telefonhallgató működése, ha tekercsébe állandó mágnes helyett lágyvasmagot építenének?

32 152/2 Egy 20 cm hosszú, 300 menetes tekercs belsejében szeretnénk a Föld 6 ⋅ 10 −5 T indukciójú mágneses mezőjét „megszüntetni”. Mekkora áramerősséggel valósíthatjuk ezt meg a)légmagvas tekercs esetén? b)μ r =1200 relatív permeabilitású vasmagos tekercs esetén? Válasz: Számolás: Képlet: Adatok: A szükséges áramerősség mindkét esetben: 31,8 mA.

33 Láttuk, hogy áram, vagyis mozgó elektromos töltés mágneses mezőt kelt. Felvetődik a kérdés: igaz ez fordítva is? Hogyan hat a mágneses mező a mozgó töltésre? Megfigyeléseink szerint a mágneses mező nyugvó elektromos töltésekre nem fejt ki erőhatást. Mozgó töltésekre is csak akkor, ha a mágneses mező indukciója nem párhuzamos a mozgó töltések sebességével.

34 Az erő irányát a jobbkéz-szabály segítségével határozhatjuk meg: ha jobb kezünk három ujját merőlegesen kifeszítjük úgy, hogy hüvelykujjunk az áram irányába, mutatóujjunk a mágneses indukció irányába mutat, akkor középső ujjunk jelzi az erő irányát. A patkómágnes szárai közé helyezett áramjárta vezetőt a mágneses mező elmozdítja. 910

35 Homogén mágneses mezőben az indukcióvonalakra merőlegesen elhelyezkedő áramjárta vezetőre ható erő egyenesen arányos: a mágneses indukcióval, a vezetőben folyó áram erősségével, a vezető hosszával. Homogén mágneses mezőben az indukcióvonalakra merőlegesen elhelyezkedő áramjárta vezetőre ható erő egyenesen arányos: a mágneses indukcióval, a vezetőben folyó áram erősségével, a vezető hosszával. A szabadon mozgó töltésre kifejtett erő az I=Q/t és az l=v∙t összeföggések alkalmazásával: F=B∙Q∙v. A jobbkéz- szabály itt is érvényes, csak áramerősség helyett a sebesség irányát kell figyelembe venni. v

36 Az irányszabályból megállapíthatjuk, hogy az egyirányú áramok vonzzák, az ellentétes irányúak taszítják egymást. A mágneses mezőnek az áramvezetőre gyakorolt hatásából következik, hogy két párhuzamos áramvezető bármelyikére erőt fejt ki a másik mágneses mezeje. 11

37 A Lorentz-erő mindig merőleges a sebességre, ezért a sebesség nagyságát nem változtatja, csak az irányát. Homogén mágneses mezőben az indukcióvonalakra merőleges sebességű részecske a Lorentz-erő hatására egyenletes körmozgást végez. 12

38 Ha a részecske sebessége nem merőleges a homogén mágneses mező indukcióvonalaira, akkor a sebesség felbontható: a mágneses indukcióra merőleges v 1 komponensre, amelynek hatására egyenletes körmozgást végezne a töltés, és a mágneses indukcióval párhuzamos V 2 komponensre, amely nem befolyásolja a töltés mozgását. Ha csak ez hatna, akkor a töltés egyenes vonalú egyenletes mozgást végezne. Mindkét komponens egyidejű hatására a töltés spirálvonal mentén mozog.

39 Katódsugárcsövekben, így a TV képcsövében is mágneses mező segítségével térítik el a gyorsan mozgó elektronokat, és ennek következében rajzolódik ki a kép. Az elektronmikroszkópban mágneses lencsék térítik el a gyorsan mozgó elektronokat. Így jön létre az az interferenciakép, amelyből lehet következtetni a tárgyra. Tömegspektroszkópoknál gyakran elterjedt eljárás, hogy mágneses mező segítségével választják külön a különböző tömegű és töltésű részecskéket.

40 Egy 3 ⋅ 10 −2 T indukciójú homogén mágneses mezőbe az indukcióvonalakra merőlegesen 2 ⋅ 10 6 m/s sebességgel belövünk egy protont. Mekkora sugarú körpályára tér a részecske? Válasz: Számolás: Képlet: Adatok: A körpálya sugara: 69,6 cm

41 A Napból és a kozmikus térségből folytonosan nagy sebességű töltött részecskék érik el a földi légkört. A Föld mágneses terével kölcsönhatásba lépnek ezek a töltött részecskék, és spirálvonal mentén eltérülnek a sarkok irányába. A sarki légkörben a folyamatos ütközések következtében elvesztik energiájukat, miközben a levegő molekuláit gerjesztik. Ez okozza az északi és a déli sarki fényt. A Föld mágnességének nagy szerepe van a kozmikus sugárzás megfékezésében, és így a földi élet védelmében.

42 Válasz:A mágnesrúd a végei közelében fejti ki a legnagyobb erőhatást. A Föld egy nagy mágnes, a mágneses indukció az Északi és a Déli sarknál a legerősebb. Itt hat a legnagyobb erő a töltésekre, ez csökkenti a pálya sugarát. Kérdés:Miért válik a Föld légkörébe érkező elektromos töltésű részecskék spirális pályája a sarkok felé egyre kisebb sugarúvá?

43 Ha egy vezető úgy mozog valamely mágneses mezőhöz viszonyítva, hogy metszi annak indukcióvonalait, akkor a vezető végei között elektromos feszültség, zárt vezetőkör esetén pedig elektromos áram jön létre. A keletkezett feszültséget indukált feszültségnek, az áramot indukált áramnak nevezzük. 13

44 Az indukált feszültség egyenesen arányos  a mágneses indukcióval (B),  a vezető hosszával (l),  a mozgás sebességével (v). Ha B, l és v egymásra merőleges helyzetűek, az indukált feszültség nagysága: U = B ⋅ l ⋅ v Az indukált feszültség nagysága egyenlő a vezető által körülzárt fluxus időegységre eső megváltozásával: 14

45 Mekkora sebességgel kell mozgatnunk egy 30 cm hosszú vezetőt a 8 ⋅ 10 −2 T indukciójú homogén mágneses mezőben, hogy a vezető végei között 1,5 V feszültség indukálódjon, ha a sebesség merőleges a mágneses indukcióra? Válasz: Számolás: Képlet: Adatok: A vezetéket 62,5 m/s sebességgel kell mozgatni.

46 Az indukált áram iránya mindig olyan, hogy mágneses hatásával akadályozza az indukáló folyamatot. Lenz törvénye az energiamegmaradás törvényét fejezi ki.  Ha a vezetőszálat v sebességgel akarjuk mozgatni, akkor ahhoz a vezetőre állandó F erővel kell hatni.  Ennek az erőnek a nagysága: F=B·l∙I, amely a mozgás során s úton munkát végez.  Ez a munka megegyezik az indukált feszültség által indított áram munkájával. 15

47 A mozgási elektromágneses indukció lehetőséget biztosít arra, hogy mechanikai energia befektetése árán elektromos mezőt, elektromos energiát hozzunk létre. Ezen az elven működnek az elektromos generátorok, amelyek a villamos energia ipari előállítására szolgálnak. Napjainkban nagy jelentősége van a mágneses információtárolásnak és -visszaadásnak (magnetofon, video, floppy).

48 Közös vasmaggal kössünk össze két tekercset. Ha az egyikre áramot kapcsolunk, akkor a másikkal sorba kötött ampermérő rövid ideig áramot jelez. Ebben az esetben nem a mozgás, hanem a mágneses tér változása az indukált feszültség létrejöttének az oka. A jelenséget nyugalmi indukciónak hívjuk.

49 Az időben változó mágneses mező maga körül egy elektromos mezőt hoz létre, amely kölcsönhatásba tud lépni a vezetőben lévő nyugvó töltésekkel. Az indukált feszültség nagysága függ a mágneses mező változásának sebességétől, és annak a tekercsnek a menetszámától, amelyben a feszültség indukálódik.

50 Az indukált feszültség egyenesen arányos a fluxusváltozás sebességének és a tekercs menetszámának szorzatával. Az energiamegmaradás törvényének következménye, hogy a nyugalmi indukció útján keletkező indukált áram irányára is érvényes Lenz törvénye, ezért szerepel a képletben a negatív előjel.

51 Az önindukció során a tekercsben indukált feszültség egyenesen arányos az áramváltozás sebességével. Az áramkör zárásakor az egyes izzó később kezd el teljes fényerővel világítani, mint a kettes izzó. L a tekercs induktivitása. Mértékegysége: H (henry)

52 Az áramjárta tekercs belsejében kialakuló mágneses mező energiája egyenesen arányos az áramerősség négyzetével, az arányossági tényező az induktivitás fele. Az energiamegmaradás törvényéből következik, hogy az indukált áram által végzett munka a tekercs belsejében lévő mágneses mező energiájával egyezik meg.

53 Egy 0,4 H induktivitású tekercs áramát 0,5 s alatt egyenletesen 2 A-ról 10 A-re növeljük. a)Mekkora önindukciós feszültség keletkezik a tekercsben? b)Mennyi a tekercsben a mágneses energia változása ? Válasz: Számolás:Képlet:Adatok: Az önindukciós feszültség: 6,4 V, a tekercs mágneses energiájának megváltozása: 19,2 J

54 Ha homogén mágneses mezőben egy vezetőkeretet, állandó szögsebességgel forgatunk, akkor feszültség indukálódik. Az indukált feszültség nagysága és iránya periodikusan változik. A feszültség és az áramerősség az idő szinuszos függvénye: ahol  a forgó keret szögsebessége, a váltakozó áram körfrekvenciája. 16

55 A váltakozó áram átlagos értékét effektív értéknek nevezzük. Az effektív érték annak az egyenáramnak felel meg, amely ugyanazon a fogyasztón ugyanannyi idő alatt ugyanannyi hőt fejleszt. ahol T a periódusidő, f a frekvencia. A hálózati feszültség effektív értéke 230 V, frekvenciája 50 Hz.

56 A transzformátor áramátalakító berendezés. A közös vasmagon helyezkedik el a primer és a szekunder tekercs. A primer tekercsre kapcsolják az átalakítani kívánt váltakozó áramot. Ennek hatására a zárt vasmagban egy időben változó mágneses mező alakul ki. Ez indukál feszültséget a szekunder tekercsben. A szekunder és a primer oldalon mérhető feszültségek aránya megegyezik a menetszámok arányával.

57 A transzformátor fontos szerepet tölt be a villamos energia gazdaságos szállításában. A nagy távolságok miatt jelentős lehet a távvezetékek R ellenállásán fellépő I 2 ∙R teljesítményveszteség, amely a vezetékeket melegíti. Mivel a veszteség az áramerősség négyzetével arányos, az áramerősség csökkenése nagy megtakarításokat eredményezhet. 17

58 Válasz:Igen, a bifiláris tekercselésnél. Itt olyan vezetékpárt tekercselünk, ahol a két vezetékében ellentétes irányú áram folyik. Így az ellentétes irányú áramok által keltett mezők kioltják egymás mágneses hatását. Kérdés:Lehet-e olyan tekercset készíteni, amelyben az áram nem hoz létre mágneses mezőt?

59 Válasz:A föld mágneses mezőjének indukciója állandó. A nyugvó fémkarikában a mágneses fluxus nem változik, tehát nem indukálódik benne áram. Kérdés:Miért nem indukálódik áram a Föld mágneses mezőjében fekvő fémkarikában? Kérdés:Miért zárt a transzformátor vasmagja? Válasz: Az indukáló hatás növelése céljából. A tekercs áramai által keltett mágneses indukcióvonalak gyakorlatilag teljesen a vasmagban haladnak, így a „mágneses szórás” igen csekély.

60 Egy transzformátor primer tekercse 300, szekunder tekercse 20 menetes. A szekunder körben lévő zseblámpaizzón a feszültség 3,5 V, az áramerősség 0,2 A. Mennyi a teljesítményfelvétel? Mennyi a feszültség és az áramerősség a primer körben? Válasz: Számolás:Képlet: Adatok: A teljesítményfelvétel: 0,7 W; a primer feszültség: 52,5 V; a primer áramerősség: 13,3 mA.

61 Válasz:A vas, kobalt és a nikkel képesek vasdarabokat magukhoz vonzani. Az ilyen tulajdonságokkal rendelkező ércek a ferromágneses anyagok. Kérdés:Melyek a ferromágneses anyagok?

62 Válasz:A maximális forgatónyomaték és a mágneses nyomaték hányadosa egy állandót határoz meg, amely az adott pontban a mágneses mező erősségére jellemző mágneses indukcióvektor. Jele: B, mértékegysége: T (tesla) Kiszámítása: Kérdés:Írd le a mágneses indukcióvektor fogalmát!

63 Válasz:Az egy felületen áthaladó összes indukcióvonal száma a felület mágneses fluxusának számértékét adja. Jele: Φ (fí), mértékegysége: V∙s = Wb (weber) Kérdés:Hogyan értelmezzük a mágneses fluxust?

64 Válasz: Az elektromágnes nagy előnye, hogy az áram megszűnésekor elveszti mágnesességét. Az elektromágneseket az elektrotechnika legkülönbözőbb területein alkalmazzák. Például:  csengő  automata biztosíték  hangszóró Kérdés:Írj legalább három gyakorlati alkalmazást az elektromágnesre!

65 Válasz:A Lorentz erő a mágneses mezőben mozgó töltésre ható erő. Homogén mezőben az indukcióvonalakra merőlegesen mozgó töltésre ható erő függ a mező erősségétől, a mozgó töltés nagyságától és sebességétől. Szabadon mozgó töltés esetén: F=B·Q·v Áramvezető esetén: F=B·I·l Kérdés:Mit nevezünk Lorentz-erőnek, és hogyan számítható ki?

66 Válasz:Az indukált áram iránya mindig olyan, hogy mágneses hatásával akadályozza az indukáló folyamatot. Lenz törvénye az energiamegmaradás törvényét fejezi ki. Kérdés: Írd le Lenz törvényét!

67 Válasz:Az áramjárta tekercs belsejében kialakuló mágneses mező energiája egyenesen arányos az áramerősség négyzetével, az arányossági tényező az induktivitás fele. Kérdés:Mitől függ a mágneses mező energiája?

68 Válasz:A váltakozó áram átlagos értékét effektív értéknek nevezzük. Az effektív érték annak az egyenáramnak felel meg, amely ugyanazon a fogyasztón ugyanannyi idő alatt ugyanannyi hőt fejleszt. Kérdés:Hogyan értelmezzük a váltakozó áram effektív feszültségét és effektív áramerősségét?

69