↑ Επιστροφή σε Φυσική

Εκτύπωσέ το Σελίδα

Θ. Ηλεκτρομαγνητισμός

 

 

1. Ο Μαγνήτης

Οι μαγνήτες έχουν την ιδιότητα να έλκουν ορισμένα υλικά όπως ο σίδηρος, το κοβάλτιο και το νικέλιο, και σύνθετα αυτών όπως ο χάλυβας (ατσάλι), που είναι κράμα σιδήρου και άνθρακα τα οποία ονομάζονται σιδηρομαγνητικά υλικά.

 
Η ελκτική αυτή δύναμη ασκείται τόσο από απόσταση όσο και με επαφή. Οι μαγνήτες μπορούν να έχουν σχήμα ράβδου οπότε λέγονται ραβδόμορφοι, σχήμα πετάλου και λέγονται πεταλοειδείς ή και οποιουδήποτε άλλου σχήματος
 
Τα άκρα του μαγνήτη ονομάζονται πόλοι και διακρίνονται σε βόρειο και νότιο μαγνητικό πόλο.
 
Το εντυπωσιακό είναι ότι στους μαγνήτες δε μπορούμε να διαχωρίσουμε τους δυο πόλους. 
Όσα κομμάτια κι αν κόψουμε το μαγνήτη, πάντα σε κάθε κομμάτι θα υπάρχει ένας βόρειος και ένας νότιος πόλος.
 
Οι όμοιοι πόλοι δύο μαγνητών απωθούνται, ενώ οι διαφορετικοί πόλοι έλκονται.
 
Οι όμοιοι πόλοι του μαγνήτη συμβολίζονται συνήθως με ίδιο χρώμα (μπλε ή κόκκινο)
 

Οι μαγνήτες διακρίνονται επίσης σε φυσικούς, που είναι ορυκτά υλικά και δημιουργήθηκαν χάρη στο μαγνητικό πεδίο της Γης και σε τεχνητούς που κατασκευάζονται από σιδηρομαγνητικά υλικά και με τη βοήθεια του ηλεκτρικού ρεύματος. Επίσης  η έλξη του μαγνήτη είναι ισχυρότερη στους πόλους και λιγότερο στο υπόλοιπο μέρος του.

από το ιστολόγιο Εγκύκλιος Παιδεία

Δείτε την παρουσίαση του μαθήματος

 

Δείτε για τους μαγνήτες

2. Ο μαγνήτης προσανατολίζεται

 

Ποιος δεν έχει ακούσει τη φράση «τα ετερώνυμα έλκονται» και δεν γνωρίζει ότι τη χρησιμοποιούμε για ανθρώπους οι οποίοι είναι αταίριαστοι.

Από πού όμως «βγήκε» αυτή η φράση; Μα φυσικά από του μαγνήτες!!!

Σήμερα θα μάθουμε για τον τρόπο που αντιδρούν οι μαγνήτες όταν τους πλησιάζουμε μεταξύ τους, για το πώς λειτουργεί η πυξίδα αλλά και για γήινο μαγνητικό πεδίο.

  • Μια χαρακτηριστική ιδιότητα του μαγνήτη είναι ότι δεν μπορούμε να απομονώσουμε έναν και μόνο πόλο του. Κάθε μαγνήτης όσο μικρός και αν είναι έχει δυο πόλους. Ακόμη και αν κόψουμε ένα μαγνήτη σε μικρότερα κομμάτια κάθε κομμάτι του θα είναι ένας νέος μαγνήτης με δυο πόλους.

 

  • Μια άλλη χαρακτηριστική ιδιότητα των μαγνητών είναι ότι οι ομώνυμοι πόλοι απωθούνται και οι ετερώνυμοι έλκονται.

 

Η Γη δημιουργεί γύρω της ένα μαγνητικό πεδίο. Αυτό μοιάζει με το πεδίο ενός τεράστιου ραβδόμορφου μαγνήτη, του οποίου ο βόρειος μανητικός πόλος βρίσκεται κοντά στο νότιο γεωγραφικό πόλο και αντίστοιχα ο νότιος μαγνητικός πόλος  κοντά στο βόρειο γεωγραφικό πόλο, χωρίς να συμπίπτουν με αυτούς. 

Η εξήγηση είναι απλή:Αφού ένας μετέωρος μαγνήτης προσανατολίζεται στην κατεύθυνση Βορράς – Νότος, σημαίνει ότι ο βόρειος πόλος του μαγνήτη έλκεται από τον νότιο μαγνητικό πόλο της Γης. Κι αφού ο βόρειος πόλος του μαγνήτη στρέφεται στον βόρειο πόλο της Γης αυτό σημαίνει ότι εκεί βρίσκεται ο νότιος μαγνητικός πόλος της Γης που έλκει τον βόρειο πόλο του μαγνήτη.(οι αντίθετοι πόλοι έλκονται).

Άρα κοντά στον βόρειο γεωγραφικό πόλο της Γης βρίσκεται ο νότιος μαγνητικός πόλος της και κοντά στον νότιο γεωγραφικό πόλο της Γης βρίσκεται ο βόρειος μαγνητικός πόλος της.

http://2.bp.blogspot.com/-Os5m-O2rgXQ/TYuXgqkG7oI/AAAAAAAABP0/q9dm4XILDss/s1600/gh-magnhtiko-pedio-thumb-large.jpg

Ο πόλος που δείχνει τον γεωγραφικό βορρά της Γης ονομάζεται βόρειος πόλος του μαγνήτη και ο πόλος που δείχνει τον γεωγραφικό νότο της Γης ονομάζεται νότιος πόλος του μαγνήτη.

Σύρτε την πυξίδα στην παρακάτω εφαρμογή και δείτε τον προσανατολισμό που παίρνει αυτή σε σχέση με τον μαγνητικό βορρά και νότο της Γης:

Δείτε την παρουσίαση του μαθήματος

 

Δείτε ακόμα…

Πηγή: Η ανάρτηση έγινε με συνδυασμό πληροφοριών και εφαρμογών από  εκπαιδευτικά ιστολόγια

3. Από τον ηλεκτρισμό στον μαγνητισμό – Ο ηλεκτρομαγνήτης

 

Το 1820 ο Δανός φυσικός Hans Christian Oersted εντελώς τυχαία έκανε μία ανακάλυψη και παρατήρησε τον τρόπο που συνδέεται ο ηλεκτρισμός με το μαγνητισμό, όταν είχε ξεχάσει κοντά σε έναν αγωγό μια πυξίδα και διαπίστωσε ότι όταν ο αγωγός άρχισε να διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα, η μαγνητική βελόνα της πυξίδας μετακινήθηκε.

Στην ανακάλυψη αυτή οφείλουμε τη λειτουργία των περισσότερων ηλεκτρικών συσκευών που χρησιμοποιούμε σήμερα. Μερικές από αυτές είναι η ηλεκτρική οδοντόβουρτσα, το κινητό τηλέφωνο, το πλυντήριο, ο ηλεκτρικός κινητήρας του αυτοκινήτου, ο ανεμιστήρας, το ψυγείο, το μικρόφωνο και άλλα πολλά.

Δείτε την παρουσίαση του μαθήματος

Ηλεκτρομαγνήτης λέγεται το σύστημα το οποίο αποτελείται από ένα σιδερένιο πυρήνα που γύρω του είναι τυλιγμένο ένα πηνίο από μονωμένο χάλκινο σύρμα.
  • Όταν το πηνίο διαρρέεται από ρεύμα, μεταβάλλει το σιδερένιο πυρήνα σε μαγνήτη.
  • Η ισχύς του είναι μεγαλύτερη, αν ο σιδερένιος πυρήνας κατασκευαστεί από μαλακό σίδηρο.
  • Επίσης εξαρτάται η ισχύς και από την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος, που μέχρι μια ορισμένη τιμή βρίσκεται σε σχέση ευθείας αναλογίας μ` αυτή, καθώς και από το πλήθος των σπειρών του πηνίου.

 

Οι ηλεκτρομαγνήτες δεν είναι μόνιμοι μαγνήτες. Όταν σταματήσει η παροχή του ηλεκτρικού ρεύματος, σταματά και η ιδιότητα που έχει να έλκει αντικείμενα.

Επειδή ένας ηλεκτρομαγνήτης ασκεί δύναμη όσο σε αυτόν υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα, τον χρησιμοποιούμε σε γερανούς. Με αυτούς τους γερανούς ανυψώνουμε βαριά μεταλλικά αντικείμενα, τα οποία βεβαίως αποτελούνται από σιδηρομαγνητικά υλικά. Όταν ο ηλεκτρομαγνήτης λειτουργεί, έλκει τα μεταλλικά αντικείμενα. Μετά τη μεταφορά τους διακόπτουμε τη λειτουργία του ηλεκτρομαγνήτη και τα αντικείμενα απελευθερώνονται
Ηλεκτρομαγνήτες ακόμα χρησιμοποιούνται
  • στα εναέρια τρένα
  • στα μηχανήματα αναπαραγωγής ήχου,
  • στα συστήματα σήμανσης σιδηρόδρομων
  • ή και σε καθημερινές εφαρμογές όπως στο τηλέφωνο, στο ηλεκτρικό κουδούνι, στα μικρόφωνα και στα μεγάφωνα, στις αυτόματες ηλεκτρικές κλειδαριές κλπ

Αν πλησιάσουμε έναν μαγνήτη σε μια πυξίδα, θα δούμε ότι η πυξίδα παύει να δείχνει το γεωγραφικό βορρά αλλά προσανατολίζεται στο μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί ο μαγνήτης.

 

Πηγή: Η ανάρτηση έγινε με συνδυασμό πληροφοριών και εφαρμογών από  εκπαιδευτικά ιστολόγια

 

4. Από τον μαγνητισμό στον ηλεκτρισμό – η ηλεκτρογεννήτρια

Λίγα χρόνια μετά τις παρατηρήσεις του Hans Christian Oersted το 1820, ο οποίος απέδειξε ότι ένας αγωγός αποκτά μαγνητικές ιδιότητες, όταν ρέει μέσα του ρεύμα, οι Michael Faraday και Joseph Henry, ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο, απέδειξαν ότι συμβαίνει και το αντίστροφο, δηλαδή ότι ένας μαγνήτης που περιστρέφεται μέσα σε ένα πηνίο προκαλεί τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος. Στην ανακάλυψη αυτή στηρίζεται η λειτουργία των γεννητριών, των συσκευών στις οποίες η περιστροφή ενός μαγνήτη τοποθετημένου μέσα σε ένα πηνίο προκαλεί τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος.

Εκτός από το φωτάκι του ποδηλάτου χρησιμοποιούμε τον μαγνητισμό και σε βενζινοκινητήρες,σε πετρελαιοκινητήρες, στις ανεμογεννήτριες.



Στα θερμοηλεκτρικά εργοστάσια η περιστροφή γίνεται από μεγάλους κινητήρες που λειτουργούν με πετρέλαιο ή λιγνίτη, ενώ στα υδροηλεκτρικά χάρη στο νερό που πέφτει ορμητικά σε υδροστρόβιλους. 



Η ηλεκτρογεννήτρια είναι συσκευή με την οποία μετατρέπουμε ενέργεια διαφόρων μορφών σε ηλεκτρική. Η λειτουργία και αυτής στηρίζεται στην περιστροφή ενός μόνιμου μαγνήτη, που βρίσκεται μέσα στο πηνίο της γεννήτριας. H γεννήτρια δεν παράγει ηλεκτρόνια, αλλά αναγκάζει τα ελεύθερα ηλεκτρόνια που υπάρχουν στον αγωγό να κινηθούν όλα προς την ίδια κατεύθυνση.

Δείτε την παρουσίαση του μαθήματος

δείτε ακόμα…

Πηγή: Η ανάρτηση έγινε με συνδυασμό πληροφοριών και εφαρμογών από  εκπαιδευτικά ιστολόγια

Μόνιμος σύνδεσμος σε αυτό το άρθρο: https://blogs.sch.gr/vpapagiann/?page_id=978

Αφήστε μια απάντηση

Top
 
Yπενθυμίζουμε ότι η μηδενική χρέωση μέσω κινητής τηλεφωνίας ισχύει μόνο για τον παρόντα ιστότοπο και για τους ιστότοπους που αναφέρονται στο δελτίο τύπου του Υπουργείου Παιδείας & Θρησκευμάτων.
Η προβολή περιεχομένου από άλλο ιστότοπο που έχει ενσωματωθεί στον παρόντα ιστότοπο (π.χ. video youtube) ή το άνοιγμα συνδέσμων που οδηγούν σε εξωτερικό περιεχόμενο δεν υπάγονται στη μηδενική χρέωση.
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων