Električna struja u magnetnom polju

Djelovanje Magnetnog Polja na Električnu Struju

Provodnik sa strujom u magnetnom polju

• Amperova sila je sila koja djeluje na provodnik sa strujom pri ulasku u magnetno polje.
• Sila je okomita na provodnik i smjer magnetnog polja.
• Posljedica je djelovanja magnetnog polja trajnog magneta i magnetnog polja električne struje.
• Kada se provodnik postavi okomito na linije magnetnog polja, formula za silu je F = I * B * I
• Smjer Amperove sile se određuje pravilom lijeve ruke.
  • Ako se ispružena lijeva ruka postavi tako da ispruženi prsti pokazuju smjer struje, a linije magnetnog polja ulaze u dlan, isp pruženi palac pokazuje smjer Amperove sile.

Magnetno djelovanje paralelnih struja

• Dva paralelna provodnika kroz koje protiče struja se privlače ako su struje istog smjera, a odbijaju se ako su suprotnog smjera
• Sila kojom dva provodnika djeluju jedan na drugog koristi se za definisanje ampera.
• 1 Amper je jačina stalne struje koja, prolaskom kroz dva beskonačno duga provodnika, razmaknuta 1 metar u vakuumu, uzrokuje silu od 2 * 10^-7 N/m između njih.
• Elektromotori koriste obrtanje provodnika u vanjskom magnetnom polju; imaju stator (mirujući dio) i rotor (pokretni dio).
• Komutatori su poluprstenovi koji se koriste za promjenu smjera struje.
• Stator zahtjeva jako magnetno polje, najčešće trajni magnet ili elektromagnet.
• Rotor zahtjeva slabije magnetno polje, najčešće zavojnica.
• Elektromotori se koriste kod vozova, kućanskih uređaja i slično.
• Galvanometar se koristi za mjerenje struje male jačine i malog napona

Elektromagnetna Indukcija

• Michael Faradej je 1831. dokazao da provodnik koji se kreće kroz magnetno polje stvara električnu struju presijecanjem linija polja.
• Struja u zavojnici se javlja kada se nađe u promjenjivom magnetnom polju, smjer struje se mijenja ovisno o tome da li se zavojnica i magneti primiču ili odmiču.
• Ta struja se naziva indukovana struja, a napon na krajevima zavojnice je indukovan napon; pojava je elektromagnetna indukcija (naizmjenična struja).
• Indukovana elektromotorna sila (E) proporcionalna je brzini promjene fluksa i data je formulom E = -ΔΦ/Δt (Faradayev zakon elektromagnetne indukcije).
• Lencovo pravilo: indukovana elektromotorna sila ima smjer koji teži spriječiti uzrok koji ju je izazvao.
• Smjer struje u ravnom provodniku se određuje pravilom desne ruke.
  • Postavi se desna ruka tako da kažiprst pokazuje linije magnetnog polja, palac pokazuje smjer kretanja provodnika, a srednji prst pokazuje smjer struje.
• Električni generatori koriste pojavu elektromagnetne indukcije za dobivanje električne struje i napona, pretvarajući mehaničku energiju u električnu (Nikola Tesla je doprinio razvoju).
• Transformatori transformiraju naizmjeničnu struju za povećanje ili smanjenje napona (primarna i sekundarna zavojnica), pri čemu vrijedi U1:U2 = n1:n2, P = I * U.

Talasi

• Periodično kretanje se ponavlja nakon određenog vremenskog intervala na isti ili sličan način.
• Oscilirano (titranje) je poseban oblik periodičnog kretanja koje se ponavlja duž jedne putanje.
• Oscilacija je jedan zatvoren ciklus osciliranog kretanja nakon kojeg se kretanje ponavlja identično.
• Period (T) je vrijeme trajanja jedne oscilacije i mjeri se u sekundama (s); formula: T = t/n.
• Frekvencija (f) je broj oscilacija u jedinici vremena i mjeri se u Hercima (Hz); formula: f = n/t = 1/T.
• Elongacija je udaljenost trenutnog položaja tijela od ravnoteže, mjerena duž putanje u smjeru od ravnotežnog položaja.
• Amplituda je najveća elongacija i ima samo pozitivnu vrijednost.
• Talas je osciliranje koje se širi prostorom određenom brzinom, prenoseći energiju; mjesto nastanka talasa zove se izvor talasa.

Vrste, crtanje, brzina talasa

• Talasi se dijele prema načinu širenja kroz prostor:
  • Transferzalni (poprečni) talasi se šire okomito na pravac osciliranja čestice.
  • Longitudinalni (uzdužni) talasi se šire u pravcu osciliranja čestice.
• Kod transferzalnog talasa razlikuju se brijeg i dol.
• Amplituda je jednaka najvećoj tački brijega ili apsolutnoj vrijednosti najniže tačke dola.
• Bilo koja druga vrijednost je elongacija.
• Talasna dužina (λ) je udaljenost između dva susjedna brijega/dola ili dva susjedna položaja čestice.
• Brijeg je dio talasa iznad ravnotežnih položaja, a dol je dio ispod ravnotežnih položaja. talasne površine su crte koje sadrže bregove i dolove, dijeleći talase na kružne i ravne.
• Kružni talasi imaju koncentrične kružnice kao talasne površine, centrirane u izvoru talasa.
• Ravni talasi imaju ravne, paralelne površine kao talasne površine.
• Talasne zrake pokazuju smjer širenja talasa.
  • Kružni talasi imaju radijuse kružnice kao talasne zrake.
  • Ravni talasi imaju paralelne pravce normalne na talasne površine kao talasne zrake.
• U općem slučaju, zrake su normalne na talasne površine.
• Brzina talasa se izračunava formulom: v = λ * f = λ/t.
• Brzina zvuka u vodi: 1480 m/s.
• Brzina zvuka u zraku: 340 m/s.