Maqnit induksiya seli. Bio-savaar-laplas qanunu

Maqnetizm.

1. 
   Maqnit induksiya seli.
   
2. 
   Bio-savaar-laplas qanunu.
   
3. 
   Hərəkət edən yükün sahəsi.
   
4. 
   -nun sirkulyasiyasi.
   
5. 
   Amper qanunu.
   
6. 
   Lorens qüvvəsi.
   
7. 
   Holl efekti.
   

Maqnit hadisələri insanlara hələ qədim zamanlardan məlum idi. Təbii dəmir maqniti dəmir cisimləri özünə cəzb edir və yenidən maqnitləndirir. Yer təbii maqnit sahəsinə malikdir və maqnit əqrəbləri bu sahə istiqamətində yönəlirlər.

Artıq XVIII- əsrdə isə insanların diqqətini belə bir cəhət cəlb edir ki, dəmir cisimlər və kompas əqrəbi yaxınlıqdakı ildırım çaxmasından yenidən maqnitlənirlər. Bu isə elektrik və maqnit hadisələri arasında əlaqə olduğunu göstərir. Bu fikrin doğruluğu Ersted tərəfindən təsdiq edildi. Daha sonra, 1820-ci ildə fransız Amper isə iki cərəyanlı naqilin qarşılıqlı təsirini müşahidə etdi . Cərəyanlı paralel iki naqil cərəyanların istiqaməti eyni olduqda biri-birini cəzb, əks olduqda isə dəf edir.

Hərəkətsiz yük maqnit əqrəbi ilə qarşılıqlı təsirdə olmur, amma hərəkətdə olan yük (elektr. cərəyanı) maqnit əqrəbi ilə qarşılıqlı təsirdə olur. Deməli maqnit xassəsi hərəkət edən yükə (el. cər.) xasdır.

Cərəyanlı naqillər öz ətrafında maqnitlənmiş cisimlərdə olduğu kimi maqnit sahəsi yaradır və onun təcrübələrlə müəyyən olunmuş aşağıdakı xassələri var.

1. 
   Maqnit sahəsini elektrik cərəyanı doğurur.
   
2. 
   Maqnit sahəsi cərəyana göstərdiyi təsirə görə aşkara çıxarılır.
   

Maqnit sahəsini xarakterizə etmək məqsədi ilə onun cərəyanlı kiçik çərçivəyə göstərdiyi təsiri araşdıraq. Cərəyanlı naqilin maqnit sahəsi cərəyanlı kiçik çərçivəyə yönəldici təsir göstərir. Sahə bircins olduqda çərçivəyə yalnız fırladıcı qüvvə momenti təsir edir ki, onun maksimal qiyməti çərçivənin əhatə etdiyi s sahəsi və çərçivədən axan cərəyanın J şiddəti ilə düz mütanasib olub çərçivənin formasından asılı deyildir. M_max~

hasilinə çərçivənin maqnit momenti deyilir .

-cərəyanlı çərçivənin xarici normalı olub, çərçivədə cərəyanın axma istiqamətində burğu dəstəyi fırlandıqda, burğunun irəliləmə hərəkəti istiqamətində yönələn vahid vektordur. Sahənin verilmiş nöqtəsi üçün nisbəti cərəyanlı çərçivədən asılı olmayıb sahənin xarakterizəedici parametri kimi götürülə bilər. Bu kəmiyyət maqnit sahəsinin induksiya vektorudur və modulu -dir.

BS-də vahidi 1Ts (tesla) olaraq götürülür.

Sahənin verilmiş nöqtəsində -nun istiqaməti olaraq həmin nöqtədə yerləşdirilmiş cərəyanlı çərçivənin - normalının istiqaməti götürülür.

Maqnit sahəsi əyani olaraq maqnit induksiya xətləri və ya maqnit qüvvə xətləri ilə xarakterizə olunur. Bunlar elə xətlərdir ki, onlara hər bir nöqtədə çəkilən toxunan istiqamətində yönəlir.

Düz cərəyanın qüvvə xətləri cərəyanı əhatə edən konsentrik çevrələrdir. Bu çevrələr elə sıxlıqla çəkilir ki, onlara perpendikulyar vahid səthdən keçən sayları induksiya vektorunun moduluna bərabər olsun.

Bütün nöqtələrində maqnit induksiya vektorunun qiyməti və istiqaməti eyni olan sahə bircinsli sahə adlanır.

Maqnit induksiya seli.
Maqnit induksiya xətlərinə perpendikulyar olan xəyali 1m² səthdən keçən induksiya xətlərinin sayı -na bərabərdir. Ixtiyari S səthindən maqnit induksiya seli şəklində təyin olunur. Burada ilə s səthinin normalı arasındakı bucaqdır.
Bio-Savaar-Laplas qanunu. Hərəkət edən yükün sahəsi.
Laplas, Bio və Savaarın 1820-ci ildə müxtəlif formalı cərəyanlı naqillərin öz ətrafında yaratdığı maqnit sahəsinin induksiya vektorunu təyin etmək çüçn apardıqları təcrübələrin nəticələrini analiz edərək belə nəticəyə gəlmişdir ki, istənilən cərəyanlı naqilin maqnit sahəsini, ayrı-ayrı cərəyan elementlərinin maqnit sahəsinin vektori cəmi kimi tapmaq olar.

Bio-Savaar-Laplas qanununa görə i şiddətli cərəyan axan naqilin elementinin, ondan məsafədə olan O nöqtəsində yaratdığı sahənin induksiya vektoru kimi təyin olunur

cərəyan elementinin O nöqtəsindəki maqnit sahəsinin induksiyasıdır

BS sistemində

ilə arasındakı bucaqdır

olub maqnit sabitidir.

Bio-Savaar-Laplas qanunu tətbiq edərək düz və dairəvi cərəyanların maqnit sahəsini hesablayaq.

1. 
   düz cərəyanın özündən b məsafədə yerləşən ixtiyari nöqtədəki sahə induksiyası həmin nöqtədə bütün cərəyan elementlərinin yaratdığı -ın cəminə bərabərdir. Bütün -rı eyni istiqamətə yönəldiyindən həndəsi cəmi cəbri cəmlə əvəz etmək olar.
   

2. 
   R radiuslu dairəvi cərəyanın dairənin mərkəzində yaratdığı maqnit induksiyasını təyin edək.
   

Hər bir cərəyan elementinin O nöqtəsindəki, maqnit sahəsinin induksiya vektoru konturun müsbət normalı istiqamətində olduğundan

və
-nun sirkulyasiyası
Düz cərəyanı əhatə edən qapalı kontur boyunca -nun sirkulyasiyasını hesablayaq. Qəbul edək ki, bu kontur düz cərəyana perpendikulyar olan müstəvi üzərindədir.

Əgər kontur bir neçə cərəyanı əhatə edirsə, bu halda -nun sirkulyasiyası cərəyanların cəbri cəminə bərabər olur.

Cəbri cəmdə, konturu dolanma istiqaməti ilə sağ burğu qaydası ilə bağlı olan cərəyanları müsbət, onun əksinə axan cərəyanları isə mənfi qəbul edəcəyik.(6) münasibəti vakuumdakı maqnit sahəsi üçün tam cərəyanlar qanunu adlanır.

Amper qanunu

1820-ci ildə görkəmli fransız alimi Amper tərəfindən induksiyalı maqnit sahəsində cərəyan elementinə təsir qüvvəsinin olduğu müəyyənləşdirilmişdir. Amper qanununa görə (7) ilə təyin olunan qüvvənin qiyməti (8) olur.Qüvvənin istiqaməti sol əl qaydası ilə təyin olunur.

Amper qanununu i₁,i₂ şiddətli cərəyan axan 2 sonsuz uzun paralel naqilə tətiq edək. I₁ şiddətli cərəyan axan naqilin hər bir elementi i₂ cərəyanının maqnit sahəsində olar. Onda Amper qanununa görə bu naqilin hər bir vahid uzunluğu

qüvvəsinin təsiri altında olar.

Buna analoji

k=1

Lorens qüvvəsi.
Maqnit sahəsinin hərəkət edən yükə təsir qüvvəsi Lorens qüvvəsi adlanır. Bu qüvvə cərəyanlı naqilin uzunluqlu hissəsinə təsir edən Amper qüvvəsinin modulunun, naqilin həmin hissəsində nizamlı hərəkət edən yüklü zərrəciklərin N sayına olan nisbətinə bərabərdir



və sol əl qaydası ilə təyin olunur.
Holl efekti.
1880-ci ildə Holl belə bir hadisə müşahidə etmişdir. Sabit cərəyan axan metal lövhəni cərəyana perpendikulyar maqnit sahəsində yerləşdirsək onda cərəyana və deməli maqnit sahəsinə paralel üzlərdə potensiallar fərqi meydana gələr.

Onun qiyməti şəklində olur.

R- müxtəlif metallar üçün müxtəlif olub, Holl sabiti adlanır. Bu effektə Holl efekti deyilir.

Hadisə elektron nəzəriyyəsinə görə çox sadə şəkildə izah olunur. Cərəyan maqnit sahəsi olmadıqda sahəsinin təsiri altında əmələ gəlir. Bu sahənin ekvipotensial səthləri -ra olan müstəvilər sistemi təşkil edir. Bu müstəvilərin hər birində,onların bütün nöqtələrində sahə potensialı eyni olur.

1 və 2-də də həmçinin. Elektronlar metallarda cərəyan daşıyıcısı olaraq -un əksi istiqamətdə sürəti ilə hərəkət edirlər.

Maqnit sahəsi daxil etdikdə elektronlara yuxarı yönəlmiş f=euB Lorens qüvvəsi təsir edir. Nəticədə yuxarı səthdə (-) yük artıqlığı, aşağıda isə çatışmazlığı, yəni (+) yüklənmə olur. Bu proses əmələ gələn sahəsi elektronların sonrakı toplanmasını tormozlayanadək davam edir. Bu isə olduqda olur.

Onda stasionar tarazlıq yaranır.

Yekun sahə olub ekvipotensial səthlər ona olan qırıq xətlərlə göstərilir. Bu halda 1 və 2 müxtəlif potensiala malik olur. Onlar arasındakı potensiallar fərqi

(12) olur. Demək ki, -yə bərabərdir.