Eremu Magnetiko Uniforme Baten Barrualdean Eragindako Indar Magnetikoa

EREMU MAGNETIKO UNIFORME BATEN BARRUALDEAN ERAGINDAKO INDAR MAGNETIKOA

Eremu magnetiko uniforme baten barrualdean eragindako indar magnetikoa. 

a) Higitzen ari den karga puntual baten gainean

E. elek. batean karga bat kokatuz gero, indar elektriko bat agertzen da partikularen gainean. / E. mag. batean, ez da gauza bera gertatzen. Esperimentalki froga daiteke e. mag. baten barruan geldirik dagoen karga bat kokatzen badugu, bere gainean ez dela inongo indarrik azaltzen. Karga higitzen bada, aldiz, kargaren norabidean aldaketa garbi bat azaltzen da, beraz, Newtonen bigarren legean oinarriturik, partikula horren gainean indar batek eragiten duela ondorioztatu egin behar da. Propietateak: - Abiadura eremuaren paraleloa denean indarra nulua da. Indarra maximoa da abiadura eta eremua perpendikularrak direnean. -Kargaren balioa “q”-ren, abiaduraren eta eremuaren intentsitatearen zuzenki proportzionala da. -Abiadurarekiko eta eremuaren intentsitatearekiko perpendikularra da. Lorentz-en indarra:

Ezaugarriak: -MODULUA: F = q· v·B·sinα  α angelua v eta B bektoreek osatzen dutena izanik. -NORABIDEA: partikulen abiadura eta indukzio magnetikoak osatzen duten planoarekiko perpendikularra da beti.-NORANZKOA: torlojuaren erregelaren araberakoa: v-tik B-ra biderik laburrenetik biratzean torlujuaren higiduraren noranzkoa. // Beraz, q karga positibo bat e. mag. uniforme batean sartzen bada eremuarekiko perpendikularra den abiaduraz, Lorentz-en indarrak higidura zirkular uniformea burutzera behartuko du. Zirkunferentziaren R erradioa B indukzio magnetikoarekin eta kargaren v abiadurarekin erlaziona dezakegu. Kargari eragiten dion indar zentripetua eremuak eginiko Lorentz-en indarra da: 

Ibilbidearen erradioa, partikularen masa eta abiadurarekiko zuzenki proportzionala da eta bere kargarekiko eta e. mag. alderantziz proportzionala. Biraketaren norantza kargaren zeinuaren araberakoa da.

b) Korronte Elektrikoaren Eroale Lineal Baten Gainean

Korronte elementu bat higitzen ari diren kargen multzoa da. Elementu hori e. mag. baten barruan dagoenean indar bat jasaten du, e. mag. korrontea osatzen duten kargei egindako Lorentz-en indar guztien erresultantea da indar hori: Norabidea: eremuarekiko eta hariarekiko perpendikularra Noranzkoa: torlojuaren arauaren araberakoa.

KORRONTE ELEKTRIKOEN ARTEKO INDARRAK. 

Korronte elektrikoen arteko indarren zergatia
Mugitzen ari den karga batek e. mag. bat sortzen duela, kargaren balioaren, abiaduraren eta distantziaren menpekoa dena (Biot-Savart-en legea). Korronte elektriko batek ere eremu magnetiko bat sortzen du, korrrontea higitzen ari diren karga elektrikoen multzoa baita.  Bestetik, eremu magnetiko batek, higitzen ari den beste karga baten gainean indar jakin bat eragiten du. 

Eremu magnetikoaren barruan korronte elementu bat dagoenean, eremuak indar magnetikoa eragiten dio korronteari, higitzen ari diren karga multzoa baita korronte hori.  

Korronte paraleloen edo antiparaleloen arteko indarrak
Noranzko bereko bi korronte daudenean erakarpen indarrak sortzen dira, eta aurkako noranzko bi korronte daudenean, aldiz, aldarapen indarrak. Demagun bi hari eroale, paralelo eta infinitu dauzkagula, d distantziara jarrita:  

1.korronteak eremu magnetiko hau sortzen du bigarrena dagoen tokian:  

B1-ek 2. eroalearen gainean F12 indarra eragiten du. B1 bigarren eroalearekiko perpendikularra denez, indarraren modulua honako hau da:

Modu berean, 2.korronteak eremu magnetiko bat sortzen du lehenengoa dagoen lekuan eta, ondorioz, 1.eroalearen gainean indar batek eragiten du, F21·F21 -ren modulua eta norabidea F12-ren berdinak dira, baina bere noranzkoa aurkakoa da akzio-erreakzio indarrak direlako. Eroaleek luzera-unitateko jasaten duten indarra kalkulatzeko, aurreko adierazpenean F/l egin:  

Amperearen Definizioa
Amperea korronte-intentsitatearen unitatea da SI-ean. Amperea definitzeko korronteen arteko indarra erabiltzen da. Hutsean eta metro bateko distantziara dauden bi eroale zuzen paralelo eta mugagabetatik zirkulatzen ari den korronte-intentsitatea ampere batekoa da baldin eta luzera-metro bakoitzeko erakarpen edo aldarapen indarra 2.10-7 N-koa bada. 

Indukzio Elektromagnetikorako Faraday-ren Eta Lenz-en Legea.

Behaketa Esperimentalak: Korronte Elektrikoaren Indukzioa: Faraday-ren Esperientziak

E. mag.tik korronte elektrikoa induzi daitekeela frogatu zuen Faraday-k saiakuntza batzuk egin ostean.

1. Saiakuntza: Iman Baten Higidura Harilaren Barnean: Faraday-k hari eroalezko harilaren muturrak galbanometro (korrontea detektatzeko aparagailua) batean konektatu zituen. Lortu zuena: -Imana harilerantz hurbiltzean, korronte induzitua sortzen zen imana higitzen ari zen bitartean. -Imana urruntzean, berriz, korronte induzituaren noranzkoa aldatzen zen. -Harila geldirik egonda ez zen korronte induziturik sortzen. 

2. Saiakuntza: Zirkuitu Elektriko Baten Itxiera Eta Irekiera: Faraday-k bi haril burdinazko haga batean kiribildu. Haril bat bateria batera konektatuta dago eta etengailu baten bidez zirkuitua itxi edo ireki egin daiteke. Beste harila galbanometro batera konektatuta dago eta inolako bateririk ez dago zirkuitu horretan. Emaitzak: -Etengailua konektatzean, korronte elektrikoa induzitzen da bigarren harilean. Bi hariletako korronteek elkarren aurkako noranzkoak dituzte. -Etengailua deskonektatzean, beste korronte elektriko bat induzitzen da bigarren harilean. Kasu horretan induzituriko korronteak aurreko kasukoaren alderantzizko noranzkoa du. -Lehenengo harileko korronte-intentsitatea kte denean, ez da korronterik induzitzen. Horrek frogatzen duenez, bigarren zirkuituan induzituriko korrontea lehenengo zirkuituak sortzen duen eremu magnetiko aldakorren ondorioa da.

Fluxu Magnetikoa: Faraday-k era kualitatiboan azaldu zuen indukzio elektromag. deritzon fenomenoa. Prozesu fisiko hori azaltzen duen lege matematikoa Faraday-ren legea da, eta fluxu magnetikoa deritzon magnitudearen bidez adierazten da. Izan ere, Faraday-ren saiakuntzetatik ondoriozta daitekeenez zirkuitu batean induzituriko korronte elektrikoa zirkuituan zeharreko fluxu magnetikoaren aldakuntzaren ondorioz sortzen da. Gainazal batean zeharreko fluxu magnetikoa (Φ), neurri bat da gainazal hori zeharkatzen duen indukzio-lerroen kopurua adierazten duena. SI-eko unitatea Weber (Wb) da. Fluxuaren aldaketaren arrazoiak: -B, eremuaren intentsitatea, aldatzea. -Zirkuituaren orientabidea eremu magnetikoaren barruan aldatzea, hau da, α aldatzea. -Zirkuitua eremu magnetikoaren barruan desplazamendu mugimendua izatea, hau da, S aldatzea.

Lenz-en Legea: Korronte induzituaren noranzkoa zehazteko araua da, eta hala dio: induzituriko korrontearen noranzkoa korronte hori sorrarazten duen kausaren aurkakoa da. Faraday-ren Legea: Indukzio elektromag.a lege magnetiko baten bidez formula daiteke eta horrela dio: zirkuitu bateko indar elektroeragile (iee) induzitua, zirkuitu horretan sortzen den fluxu magnetikoaren aldaketaren abiaduraren berdina da, zeinuz aldatuta. ٭ Denbora tarte batean batez besteko indar elektroeragilea honela kalkulatzen da: non zeinu negatiboak adierazten digun indar elektroeragile induzitua fluxu magnetikoaren aldakuntzaren aurkakoa dela (Lenz-en legea). ٭ Fluxua denboraren funtzioa denean, aldiuneko indar elektroeragilea Faraday-ren legearen bidez kalkulatzen da, fluxuaren denborarekiko deribatua eginez: non ε denboraren funtzioan ateratzen den.

Korronte Alterno Sinusoidalen Sorgailua (Alternadorea).

Alternadorea energia mekanikoa energia elektrikoa bihurtu egiten duen sorgailu mota bat da. Alternadoreak korronte alternoa sortzen du indukzio magnetikoaren bidez. Gure etxeetan erabiltzen dugun korrontea alternoa da, garraiatzeko abantailak dituelako korronte jarraiaren aldean.

Alternadorearen oinarri teorikoa Faraday eta Lenz-en legea da eta eraikitzeko modu sinple bat e. mag. baten barruan espira edo haril bat biraka jartzea da.

Horrela, espira zeharkatzen duen fluxu magnetikoa denborarekin aldatu egiten da eta, Faraday-ren legearen arabera, indar elektroeragile bat, ε, induzituko da espiran eta horrek kanpo zirkuitu batean elektrizitatea zirkularazten du. Espiraren biraketaren abiadura angeluarra ω izanda, hau da sortutako iee:  

Espira bakarra izan beharrean N espirako harila bada:

Ikusten denez, iee sinusoidalki aldatzen da denborarekin beheko grafikoan adierazten den bezala:  

Sortutako iee periodikoa da eta bere maiztasuna espiraren biraketaren maiztasun berbera da, abiadura angeluarrarekin honela erlazionatuta dagoena: 

Guk erabiltzen dugun korrronte alternoaren maiztasuna 50 Hz-koa da, hau da, korrontearen noranzkoa 50 aldiz segundu bakoitzeko aldatzen denekoa. Indar elektroeragilea maximoa da sinu funtzioa 1 denean eta bere balioa hau da:  

Korrontearen intentsitatea Ohm-en legeaz kalkulatzen da:

Erabili dugun eskema teoriko horretan, espira birarazten da imanaren barruan. Aldiz, praktikan, hobe da imana biraraztea hariaren inguruan, errazago atera baitaitezke intentsitatea daramaten kableak.