Hlavní přehled   |   Info a nápověda Přihlásit   |   Registrovat
 
 
Magnetické pole a jeho charakter     (str. 1 z 2)
Sekce: Magnetizmus, magnety, indukování
   |   Rolovat dolů
Magnetizmus a charakter magnetického poleStr.: 1, 2  

Vlákno je uzamčené.
V této sekci možná naleznete
druhé vlákno určené pro diskuzi

Adam   
17.10.2015 03:49
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Úvod do magnetizmu
 
Prozatím známo jest, že magnetické pole vzniká při pohybu nějaké elektricky nabité částice. Vzniká tedy například v okolí vodiče, kterým zrovna protéká elektrický proud. Nebo díky některým částicím hmoty vzniká v okolí permanentních magnetů, či v okolí jiných zmagnetovaných materiálů.

Magnetické pole se zakresluje pomocí indukčních čar (nepřesně pojmenovávané jako "siločáry") a narozdíl od jiných fyzikálních polí (např. elektrické, gravitační) se nejedná o pole radiální, nýbrž o vždy uzavřené smyčky. Jednotlivé indukční čáry se nikdy neprotínají, pouze se vedle sebe mohou navzájem "těsnat". Větší hustota (a tedy i výraznější těsnání) indukčních čar v daném místě naznačuje, že zde je pole intenzivnější.

Intenzitu pole v libovolném zvoleném bodě popisuje především veličina magnetická indukce. Stačí jen nepatrné vzdálení vyšetřovaného bodu od zdroje magnetizmu (od vodiče nebo od magnetu) a intenzita pole velmi prudce klesá. Potřebujeme-li řešit oproti jednomu pouhému bodu plošný účinek magnetické indukce (tedy například "tok" magnetizmu v plošném průřezu nějakého materiálu), hovoříme o veličině magnetický indukční tok.
 
Magnetické pole magnetu
Magnetické pole magnetu
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 
Magnetické pole v okolí průřezu vodiče
Magnetické pole v okolí průřezu vodiče
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 
Magnetické pole cívky (se vzduchovým jádrem)
Magnetické pole cívky (se vzduchovým jádrem)
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
17.10.2015 21:10
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Úvod do magnetizmu - Magnetické vlastnosti látek
 
Intenzita pole je kromě jiného závislá také na vlastnosti daného prostředí, kterou nazýváme permeabilita. Na základě této vlastnosti se látky rozdělují na diamagnetické, paramagnetické a feromagnetické.

Diamagnetické látky (např. vizmut, olovo, meď, voda) nejsou pro šíření magnetického pole příliš lákavé a dokonce lze říci, že tyto látky (mag. poli vystavené) vytvářejí své vlastní opačné pole, kterým se pokoušejí zdroj magnetizmu tlumit a tím se od něj současně i vzdalovat. Zjednodušeně (a nepřesně) se tedy říká, že diamagnetika snižují intenzitu pole. Běžná diamagnetika vykazují diamagnetické vlastnosti jen velmi slabě. Ve většině případů tyto vlastnosti ani nepostřehneme a daná látka se nám jeví pouze tak, že je "nemagnetická" a že třeba na magnet nijak nereaguje. Oproti tomu látky výrazněji diamagnetické, to jsou už speciální materiály, například supravodiče.

Paramagnetické látky (např. kyslík, hliník, platina, mangan) už šíření magnetickému poli nebraní. Naopak, šíření pole mírně podporují a lze říci, že se vnějším zdrojem magnetizmu nechávají mírně zmagnetovat a tím se k němu i mírně přitahovat. Opět jde však o tak slabé projevy, že se nám chování paramagnetik může třeba v přítomnosti magnetu jevit netečně, tedy "nemagneticky". Jedině snad v případě velmi drobných pevných částic nebo v případě plynných látek může být více zásadní, zda je daná látka diamagnetická nebo paramagnetická.

Feromagnetické látky (železo, kobalt, nikl, některé jejich sloučeniny či slitiny a Heuslerovy slitiny) podporují šíření magnetického pole velmi dychtivě. Výrazně se nechají zmagnetovat, vytvářejí výrazné své vlastní pole, které je velmi podobně orientované jako pole přítomného zdroje. Obě pole se na sebe dychtivě vážou, vznikají výrazné přitažlivé síly a v místech mezi feromagnetikem a zdrojem magnetizmu je intenzita pole zvýšená. Přítomnost vlastního pole feromagnetika může původní pole zdroje výrazně zdeformovat. Překročením hodnoty Curieovy teploty látka své feromagnetické vlastnosti ztrácí. Například Curieova teplota železa je 768 °C.

Zmagnetované látky, které po odstranění vnějšího zdroje mag. pole své zmagnetování ztratí (a ztratí tak i své vlastní pole), takové látky nazýváme magneticky měkkými. Uchová-li si látka své zmagnetování trvale (i po odstranění vnějšího zdroje pole), hovoříme o materiálu magneticky tvrdém. Míra magnetické měkkosti/tvrdosti může být znázorněna grafem - pomocí hysterézní smyčky.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
17.10.2015 23:54
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Počátkem tohoto roku jsem pro vědecké účely dokončil vývoj analytického počítačového programu, který na základě určeného zadání zjistí, jaký charakter má magnetické pole v přítomnosti zadaných "generátorů" pole. Dle zadání magnetů, vodičů a cívek výsledné pole "zmapuje" - vypočítá jeho intenzitu a orientaci. Výsledkem práce programu je vizualizace pole, ve které je intenzita znázorněna škálovaným podbarvením a orientace pole může být znázorněna indukčními čarami nebo sítí rovnoměrně rozmístěných "střelek".

Úspěšné dokončení tohoto programu považuji za velmi zásadní, protože svou funkčností současně potvrdil některé pohledy fyziky na magnetizmus a osobně se domnívám, že jím vyhotovené vizualizace mohou výrazně zlepšit lidskou představivost, porozumění a celkové povědomí ve věcech magnetizmu.

Pomocí takových vizualizací se pokusím názorně doprovázet své zdejší psaní na toto téma.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
18.10.2015 00:41
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Ukázka magnetického pole v průřezu dvou více vzdálených vodičů elektrického proudu - vizualizace při proudu navzájem opačném a při proudu navzájem shodném.
 
Magnetické pole dvou rovnoběžných vodičů - Proud navzájem opačný
Magnetické pole dvou rovnoběžných vodičů - Proud navzájem opačný
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 
Magnetické pole dvou rovnoběžných vodičů - Proud navzájem shodný
Magnetické pole dvou rovnoběžných vodičů - Proud navzájem shodný
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
18.10.2015 22:47
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Několik dalších ukázek.
1) Řídce vinutá cívka (jádro vzduchové)
2) Různě rozmístěné vodiče (součet proudů v jednom směru je stejný jako součet proudů v opačném směru)
3) Zacyklené cívky se vzduchovým jádrem (shodně magneticky orientované - magneticky uzavřené)
 
Řídce vinutá cívka
Řídce vinutá cívka
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 


Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 
Zacyklené cívky magneticky uzavřené
Zacyklené cívky magneticky uzavřené
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
22.10.2015 11:05
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Pole magnetů - Ukázky základních sestav
 
Takto vypadá magnetické pole tvořené nejprostšími sestavami magnetů.

Poslední obrázek nastiňuje porovnání pole ve třech případech (obrázky jsou ve stejném měřítku). Kromě jiného je tam dobře vidět, jak lze pole "zkratovat", díky čemuž pak do okolí zasahuje výrazně méně.
 
Magnetické pole magnetu
Magnetické pole magnetu
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 
Magnetické pole - Základní sestava magnetů - Přítah
Magnetické pole - Základní sestava magnetů - Přítah
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 
Magnetické pole - Základní sestava magnetů - Odpuz
Magnetické pole - Základní sestava magnetů - Odpuz
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 
Magnetické pole - Základní sestava magnetů - Odpuz - Šikmo
Magnetické pole - Základní sestava magnetů - Odpuz - Šikmo
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 
Magnetické pole - Porovnání základních sestav dvou magnetů
Magnetické pole - Porovnání základních sestav dvou magnetů
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
23.10.2015 16:57
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Jak "číst" v indukčních čarách
 
Pouhým pohledem na magnetické pole zobrazené pomocí indukčních čar můžeme ohledně intenzity pole nebo ohledně silových účinků leccos odvodit či předpokládat. Níže zmíním několik pravidel a vodítek, které se indukčních čar týkají.

1) Každá indukční čára je smyčkou (uzavřenou křivkou), a to i v případě, kdy prochází skrze více objektů (například prochází postupně několika magnety).

2) Indukční čáry mají tendenci se co nejvíce zkracovat (pokud možno uzavřít pole na co nejkratší vzdálenosti). Jediné, co jim v tom může bránit, jsou sousední indukční čáry. Lze obrazně říci, že dvě navzájem sousední čáry o sebe "pruží".

3) Je-li daná situace zobrazena pomocí dostatečného množství indukčních čar, můžeme pomocí "hustoty" čar v daných místech předpokládat relativní intenzitu pole. Tam kde jsou čáry více ztěsnané u sebe, je intenzita výrazně vyšší než v místech, kde je výskyt čar řídký. Viz první obrázek níže.

4) Ta indukční čára, která prochází dvěma magnety, má přitažlivý charakter. Čím je čára mezi dvěma magnety kratší, o to větší přitažlivé síly mezi objekty působí a působí ve směru podél těchto čar.

5) Ty indukční čáry, které zůstávají osamocené a každá prochází jen "svým" magnetem, ty vykazují v místech vzájemného těsnání odpudivý charakter.

6) V mnoha případech mohou být síly námi vnímané jako odpudivé pouze formou odlišně orientovaných sil přitažlivých. Dojem odpudivé síly pak vzniká pouze kvůli tomu, že neumožníme, aby se třeba jeden magnet k druhému otočil jiným pólem a tím se k sobě přitáhly. Na druhém obrázku můžeme pozorovat indukční čáry, které procházejí oběma magnety, a to i v případě, kdy má taková situace pocitově jasně odpudivý charakter. Tyto indukční čáry mají tendenci se co nejvíce zkrátit, což vede ke snaze magnety vzájemně otočit. Jedná se tedy opět o síly přitažlivé, pouze se tak nemusí pocitově jevit.
 
Magnetické pole - Základní sestava magnetů - Přítah
Magnetické pole - Základní sestava magnetů - Přítah
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 
Magnetické pole - Odpuz - Indukční čáry procházející oběma magnety
Magnetické pole - Odpuz - Indukční čáry procházející oběma magnety
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
23.10.2015 17:38
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Další ukázky magnetického pole v situacích se dvěma magnety.

První vizualizace zobrazuje, proč dochází k odpuzování, snažíme-li se takto souose přiblížit prstencový magnet a tyčový magnet.

Na druhé vizualizaci můžeme pozorovat, jakým způsobem obklopuje pole velkého magnetu magnet malý.
 
Magnetické pole - Prstencový a tyčový magnet souose
Magnetické pole - Prstencový a tyčový magnet souose
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 
Magnetické pole - Pole velkého magnetu obklopuje magnet menší
Magnetické pole - Pole velkého magnetu obklopuje magnet menší
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
23.10.2015 18:19
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Feromagnetikum (např. železo) v magnetickém poli
 
Z praxe známe, že mezi železnými materiály a permanentním magnetem vznikají přitažlivé síly. Nejedná se pouze o železo, nýbrž o všechny feromagnetické látky:

• železo
• kobalt
• nikl
• některé sloučeniny a slitiny těchto prvků
• a Heuslerovy slitiny (neobsahují železo, kobalt, ani nikl)

Jakmile je feromagnetikum vystaveno magnetickému poli, dochází k jeho zmagnetování. Díky tomu začne feromagnetikum vytvářet ve svém okolí své vlastní magnetické pole a pouze díky tomu dojde ke vzniku přitažlivých sil třeba mezi železem a magnetem.

Původní pole samotného magnetu se přítomným feromagnetikem (a jeho vlastním polem) mění - deformuje. Feromagnetikum je pro pole magnetu lákavé (a lépe "prostupné" než pouhý okolní vzduch nebo jiné neferomagnetické látky). Díky tomu se pole magnetu pokouší skrze feromagnetikum lépe uzavírat a své indukční čáry stahuje do něj.

Intenzita pole generovaného feromagnetikem je dána vlastnostmi daného materiálu, a to především jeho permeabilitou.

Níže připojuji několik názorných vizualizací pole. Na prvním obrázku máme železo v přítomnosti magnetu a na dalším můžeme porovnat, jak se pole magnetu změní jeho uzavřením do železného pouzdra. (Trojice obrázků je ve stejném měřítku)

Jelikož můj vizualizační program neumí pracovat s železem zcela naplno, na uvedených obrázcích mohou být drobné odchylky. Přesto však velmi dobře vystihují ovlivnění magnetického pole železem.
 
Magnetické pole - Magnet a železo
Magnetické pole - Magnet a železo
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 
Magnetické pole - Porovnání pole magnetu oproti jeho uzavření do železného pouzdra
Magnetické pole - Porovnání pole magnetu oproti jeho uzavření do železného pouzdra
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
23.10.2015 18:56
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Intenzita pole kolem magnetu - Porovnání proporcí magnetu
 
Zdaleka nemusí platit tvrzení, že magnet vykazuje nejvíce intenzivní pole na svých pólech (nebo uprostřed pólů). Vždy záleží na tom, jaký má magnet proporce. Přesněji, jaký je poměr mezi jeho délkou (míněno délkou ve směru vnitřní magnetizace) a jeho šířkou. V případě klasického tyčového magnetu bychom hovořili o poměru mezi jeho délkou a průměrem.

Již jsme si v tomto vlákně uvedli, že magnetické pole touží po svém uzavření (po uzavření indukčních čar) co nejkratší cestou. To ovšem znamená, že třeba v případě velmi krátkého tyčového magnetu (tedy jde spíše o "placku"), nedominuje vysoká intenzita pole u pólů, nýbrž po stranách magnetu. Tam se v případě takové "placky" indukční čáry nejvíce těsnají. Vysokou intenzitu pole podél boků magnetu nám názorně ukazuje první část vizualizace v příloze.

Další obrázek vystihuje přibližně stejnou intenzitu všesměrově kolem magnetu, je-li jeho délka a šířka stejná. Třetí a poslední obrázek zobrazuje klasický dlouhý tyčový magnet. Díky jeho velké délce pro něj není snadné uzavírat pole po stranách, intenzita se tedy "hromadí" u pólů.
 
Intenzita magnetického pole kolem magnetu - Porovnání proporcí magnetu
Intenzita magnetického pole kolem magnetu - Porovnání proporcí magnetu
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
27.10.2015 16:40
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Intenzita pole ve vzdálenosti od pólu magnetu
 
Provedl jsem matematickou analýzu velikosti magnetické indukce v závislosti na vzdálenosti od pólu magnetu (podél osy válcového magnetu). Výsledky analýzy jsou následující:

Se zmenšující se vzdáleností od pólu magnetu roste hodnota magnetické indukce exponenciálně. To platí přibližně do blízkosti 0,5 mm. Pokud ze vzdálenosti 0,5 mm pokračujeme v přibližování vyšetřovaného bodu ještě blíže k povrchu pólu magnetu, intenzita již nenarůstá exponenciálně, ale pomaleji. Snižujeme-li vzdálenost pod hodnotu 0,2 mm, je nárůst intenzity pole již velmi pomalý. Je-li vzdálenost zmenšována pod hodnotu 0,1 mm, hodnota intenzity se už prakticky nemění a zůstává na jakési maximální hodnotě magnetické indukce, kterou je daný magnet schopen vytvořit (dle jeho typu materiálu, třídy kvality a rozměrů).

Grafické vyjádření tohoto závěru připojuji do přílohy. Pouze připomínám, že z praktických důvodů mají osy grafu logaritmické měřítko. (Proto zde například exponenciální část křivky odpovídá přímce.)

Graf neobsahuje konkrétní číselné hodnoty na svislé ose, jelikož hodnoty výsledné magnetické indukce mohou být relativní dle vlastností magnetu. Tvar křivky však odpovídá všem permanentním magnetům bez rozdílu.
 
Míra intenzity pole (magnetické indukce) dle vzdálenosti od pólu magnetu
Míra intenzity pole (magnetické indukce) dle vzdálenosti od pólu magnetu
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
27.10.2015 17:24
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Intenzita pole dle délky magnetu nebo dle délky "štosu" magnetů
 
Jedna z dalších analýz, které jsem prováděl v rámci výzkumu magnetického pole, hovoří o tom, jak moc se zvýší intenzita pole v případě, že budeme pracovat například s různě dlouhými tyčovými magnety, nebo pokud budeme sériově "štosovat" více magnetů za sebou (míněno štosovat přirozeně - přitahovačně).

Téměř nezáleží na tom, zda budeme hodnotit různě dlouhé magnety nebo sestavu sériově naskládaných magnetů. Jsou-li povrchy poskládaných magnetů velmi hladké (mezery mezi magnety jsou zanedbatelné), roli bude vždy hrát pouze výsledná délka "štosu". (Pro upřesnění je tím samozřejmě myšlena délka podélná se směrem magnetizace.)

Výsledky analýzy jsou takové, že s rostoucí délkou magnetu (nebo sestavy magnetů) bude intenzita pole ve vyšetřovaném bodě růst vždy logaritmicky - viz přiložený graf.

S rostoucí délkou sestavy je tedy narůst intenzity pole stále pomalejší a tedy i stále méně efektní.
 
Růst intenzity magnetického pole zvyšováním délky magnetu nebo prodlužováním délky sériově poskládaných magnetů
Růst intenzity magnetického pole zvyšováním délky magnetu nebo prodlužováním délky sériově poskládaných magnetů
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
05.11.2015 00:23
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Prostorově zobrazené pole kolem tyčového magnetu - Ilustrační obrázek
 
Magnetické pole magnetu - Prostorové
Magnetické pole magnetu - Prostorové
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
25.12.2015 17:34
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Magnet procházející cívkou (solenoidem)
 
Na obrázku níže naleznete výsledné vizualizace magnetického pole v případě permanentního magnetu procházejícího dutou cívkou (solenoidem), do které je přiveden stejnosměrný proud. Vyobrazeny jsou situace, kdy je magnetický tok mezi magnetem a cívkou shodný i opačný.

Obrázek může také pomoci v pochopení toho, proč na magnet umístěný uprostřed takové cívky nepůsobí žádné výsledné síly a proč tedy má magnet při průchodu cívkou tendenci se v její prostřední části "uhnízdit".
 
Vizualizace - Průchod magnetu dutou cívkou (solenoidem) - Různé fáze průchodu
Vizualizace - Průchod magnetu dutou cívkou (solenoidem) - Různé fáze průchodu
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
27.12.2015 00:52
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Prstenec velmi slabého magnetického pole
 
V případě jinak velmi obyčejné sestavy dvou magnetů, které jsou k sobě otočené opačnými póly, tedy se k sobě chtějí přitáhnout a zároveň mezi kterými se nachází mezera, nastává docela zajímavá situace ohledně intenzity magnetického pole. Prostor v mezeře, přímo mezi oběma magnety, je tvořen velmi silným polem. Zajímavé může být však to, že je tato zóna zároveň obepnuta jakýmsi prstencem, který je tvořen naopak velmi slabým magnetickým polem. Lze zároveň říci, že prstencem prochází kružnice, na které je magnetické pole doslova nulové.
 
Prstenec velmi slabého magnetického pole v přítomnosti dvou přitahujících se magnetů
Prstenec velmi slabého magnetického pole v přítomnosti dvou přitahujících se magnetů
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
05.01.2016 17:41
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Neodymový magnet vs. Vodič prověřují své schopnosti
 
Úlohou níže připojeného obrázku je zlepšení představy o tom, jak mocný generátor magnetického pole třeba takový neodymový magnet vlastně je a celkově o tom, jak si vlastně vede intenzita pole od magnetu v porovnání s vodičem. Můžete zde pozorovat tyčový neodymový magnet (ø20x30mm) a kolmo na jeho osu je v určité vzdálenosti vedený vodič stejnosměrného elektrického proudu.

Abychom vůbec dokázali pole magnetu v tomto případě trochu pocuchat, musíme ve vodiči vyvolat proud o velikosti zhruba 1000 A. Zvýšíme-li hodnotu proudu o řád výš, začneme pole magnetu překonávat. Až když však zvýšíme hodnotu proudu zhruba na 100 000 A, teprve pak pole magnetu téměř překonáme polem vodiče.

Situace by mohla být odlišná v případě větší blízkosti vodiče k magnetu nebo na základě dalších odlišných parametrů. Obrázek má však především ilustrační úlohu ukázat, že magnet není žádné tintítko...
 
Neodymový magnet vs. Vodič prověřují své schopnosti
Neodymový magnet vs. Vodič prověřují své schopnosti
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
24.01.2016 23:44
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Homogenní pole pomocí sestavy magnetů
 
Může nastat situace, kdy potřebujeme získat do určité míry homogenní magnetické pole, avšak za pomoci použití permanentních magnetů, nikoliv cívky. V úzké spolupráci se svým analytickým prográmkem jsem dospěl k řešení, které se mi zatím jeví jako nejlepší. Je zde dosaženo poměrně dost slušné homogenity.

Při snaze vytvořit pomocí magnetů homogenní koridor pole bez překážek, se zřejmě vždy setkáme s tím, že pro takový koridor nemůžeme počítat s vysokou intenzitou pole, která se jinak nachází třeba v blízkosti pólů. Koridor bude tvořen vždy polem slabším. Průměná intenzita se v něm může vyskytovat zhruba na úrovni 20% - 60%. Záležet pak bude už jen na konkrétním uspořádání magnetů.

Sestava pro vytvoření homogenního koridoru je tvořena placatými magnety čtvrcového průřezu, uspořádanými ve dvou řadách s mezerami, dle přiloženého obrázku. Na dalším obrázku je uvedený detail, který zobrazuje, jak je pole v koridoru (kromě krajních indukčních čar) velmi homogenní.
 
Homogenní magnetické pole pomocí magnetů
Homogenní magnetické pole pomocí magnetů
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 
Homogenní magnetické pole pomocí magnetů - Detail
Homogenní magnetické pole pomocí magnetů - Detail
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat

 
25.01.2016 19:34 Editace moderátorem.
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
07.02.2016 23:46
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Výpočet magnetické indukce v okolí vodiče
 
Výpočet magnetické indukce v okolí přímého vodiče elektrického proudu naleznete i s odpovídajícím nákresem v přiloženém obrázku.

Výpočet je matematicky dokonalý pro případ "velmi dlouhého" přímého vodiče. Jakmile však řešíme magnetické pole pouze v pracovní rovině, je možné tento výpočet využít o něco širším způsobem. Nemusí pak totiž nutně jít o velmi dlouhý přímý vodič. V případě prostorově symetrických nebo tvarově nekompliovaných situací můžeme namísto dlouhého vodiče pracovat pouze s jeho průřezem (který leží právě v té pracovní rovině).
 
Výpočet magnetické indukce v okolí vodiče
Výpočet magnetické indukce v okolí vodiče
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
08.02.2016 16:25
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Sčítání více magnetických polí - Tajemství výpočtu výsledného pole
 
Nachází-li se na daném místě společně více zdrojů magnetického pole, všechna tato pole sebou navzájem prostupují a vytvářejí jakýsi společný průnik - výsledné magnetické pole. Známe-li charakter jednotlivých dílčích polí, jsme schopni vypočítat intenzitu a orientaci pole výsledného.

Jakási "stěžejní" fyzikální veličina, pomocí které popisujeme magnetické pole, je magnetická indukce (B). Jedná se o veličinu vektorou, čehož plně využíváme právě při zjišťování charakteru výsledného pole.

Vyskytuje-li se v přítomnosti vyšetřovaného bodu více zdrojů magnetizmu, pak do tohoto bodu zakreslíme jednotlivé vektory dílčích magnetických indukcí a provedeme jejich vektorový součet. Získáme tak výsledný vektor magnetické indukce, který odpovídá intenzitě a orientaci výsledného pole.

Na obrázku níže je tento postup nastíněn. Vyskytují se zde dva zdroje magnetizmu - dva vodiče (vedeny kolmo na nárysnu). Křížek a tečka uvádějí dle klasických konvencí elektrotechniky, jakým směrem teče ve vodičích proud. Na obrázku se dále vyskytují tři (náhodně volená) místa, ve kterých zjišťujeme intenzitu a orientaci výsledného pole. Začneme tedy tak, že ve zvolených místech hledáme (v tomto případě) vždy dva vektory magnetické indukce - první vektor od jednoho vodiče a zároveň druhý vektor daný vodičem dalším. Tyto dílčí vektory určíme snadno (podle nákresu a výpočtového vztahu v příspěvku výše). Pak už je potřeba pouze v každém vyšetřovaném bodě dva dílčí vektory vektorově sečíst, abychom v každém místě získali výsledný vektor magnetické indukce. Vektorový součet lze provést početně nebo graficky. Na obrázku je pomocí rovnoběžek (a jejich průsečíku) naznačen vektorový součet grafickou cestou.
 
Princip zjišťování výsledného magnetického pole - Sčítání více polí
Princip zjišťování výsledného magnetického pole - Sčítání více polí
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Adam   
09.02.2016 19:18
Bydliště: Praha
2510 315 2310 
Dva prstencové magnety
 
Vizualizace zobrazuje dva prstencové magnety orientované shodně, s mezerou mezi nimi. Podél osy této soustavy lze pozorovat do jisté míry homogenní pole. Uprostřed mezery mezi magnety nacházíme prostorově plně uzavřenou oblast téměř nulového pole (s absolutně nulovým středem).

Zabralo to docela dost času, ale v tomto případě jsem si dal záležet, aby množství indukčních čar bylo velké a výsledné zobrazení bylo díky tomu co nejvíce podrobné.
 
Dva prstencové magnety přitahovačně
Dva prstencové magnety přitahovačně
Příloha je dostupná pouze pro přihlášené uživatele     |     Přihlásit     |     Registrovat
Zvláštní ocenění za úsilí nebo přínosPozitivní ohlasy Označit příspěvek Zarážka - Až sem mám přečteno

Str.: 1, 2  

Vlákno je uzamčené.
V této sekci možná naleznete
druhé vlákno určené pro diskuzi


 
Omforum.cz   |   Nápověda   |   Pravidla fóra   |   Podpořte nás   |   Vytvořil: 2015-2018 Adam Benda
 
CC BY-NC-ND 3.0 CZ
Licence Creative Commons
Toto dílo podléhá licenci Creative Commons Uveďte původ-Neužívejte komerčně-Nezpracovávejte 3.0 Česká republika License