EVROPSKI UNIVERZITET EUROPEAN UNIVERSITY BRKO DISTRIKT BRCKO DISTRICT BOSNA I HERCEGOVINA BOSNIA AND HERZEGOVINA

TEORIJA MAGNETNOG I ELEKTRINOG POLJA-SEMINARSKI RAD-

2

Profesor: Student:Prof. dr Halid igi Savo Ili 004/14-INI

Brko, mart 2015.

2

UVOD31.elektrino polje42.JAINA ELEKTRINOG POLJA U NEKOJ TAKI53.fluks elektrinog polja64.Rad sila u elektrinom polju75.POTENCIJAL ELEKTRINOG POLJA U NEKOJ TAKI85.1.potencijal elektrinog polja takastog naelektrisanja u nekoj taki86.ELEKTRINO POLJE U PROVODNIKU97.MAGNETNO POLJE107.1.MAGNETNO POLJE STRUJNIH PROVODNIKA107.2.Magnetna indukcija. Bio SAVAROV ZAKON118.JAINA MAGNETNOG POLJA13MAGNETNO POLJE U PRISTUSTVU SUPSTANCE139.MAGNETNA SVOJSTVA MATERIJALA14ZAKLJUAK16LITERATURA17

UVOD

Elektrino polje je pojava, stovrena naelektrisanjem ili magnetnim poljem promjenjivim u vremenu, koja djeluje silom na naelektrisane objekte u polju. SI jedinica elektrinog polja jeste njutn po kulonu, ili volt po metru, to je isto. Elektrino polje sadri elektrinu energiju sa gustinom energije proporcionalnoj kvadratu intenziteta polja. Elektrino polje postoji oko svakog naelektrisanja; smjer linija polja u nekoj taki jednak je smjeru sile koja djeluje na pozitivno probno naelektrisanje u toj taki. Intenzitet elektrinog polja u nekoj taki definisana je kao kolinik intenziteta kulonove sile koja djeluje na pozitivno naelektrisanje postavljeno u tu taku i koliine tog nalektrisanja. Magnetno polje je posrednik kojim se ostvaruje magnetno uzajamno djelovanje. Prema tome, kao to u prostoru oko svake nepokretne naelektrisane estice postoji elektrostatiko polje, oko svake naelektrisane estice koja se kree postoji i magnetno polje. Prema tome, magnetno polje postoji oko provodnika kroz koje protie elektrina struja, kao i oko prirodnih i vjetakih magneta. U fizici magnetno polje je relativistki dio elektrinog polja, kako je to objasnio Albert Ajntajn. Kada se naelektrisanje kree u odnosu na posmatraa, elektrino polje ovog naelektrisanja zbog zakrivljenosti prostora posmatra ne vidi kao sferno simetrino (a ni kao radijalno zbog dilatacije vremena) u odnosu na naelektrisanje i mora se proraunavati koristei Lorencovu transformaciju.

1. elektrino polje

Oko svakog nalektrisanog tijela postoji elektrino polje. Ono djeluje elektrinim silama na svako naelektrisano tijelo koje se u njemu nalazi. Grafiki se moe predstaviti linijama elektrinog polja. Linije polja izlaze iz pozitivnog nalelektrisanja, a ulaze u negativno naelektrisanje. Polja mogu biti radijalna i homogena. Radijalno polje u svakoj taki ima razliitu jainu, pravac i smjer. Ovakvo je polje takastog naelektrisanja, povrinski naelektrisane sfere.

Homogeno polje u svakoj taki ima istu jainu, pravac i smjer. Ovakvo je polje u kondenzatoru, povrinski naelektrisane ravni.

Za detektovanje polja koristi se pozitivno probno naelektrisanje.

2. JAINA ELEKTRINOG POLJA U NEKOJ TAKI Jaina polja je brojno jednaka sili kojom to polje djeluje na jedinino probno naelektrisanje unijeto u tu taku. To je vektorska veliina, dakle ima brojnu vrijednost, pravac i smjer. Elektrino polje se definie kao konstanta proporicioalnosti izmeu naelektrisanja i sile:

gdje je:

F sila data Kulonovim zakonom,q koliina naelektrisanja probonog nalektrisanja.Q koliina naelektrisanja tijela koje stvara elektrino polje,a r je vektor rastojanja od estice sa naelektrisanjem Q.

Pravac i smjer polja poklapa se sa pravcem koji bi imala sila koja djeluje na probno pozitivno naelektrisanje.

3. fluks elektrinog polja

Fluks homogenog elektrinog polja jaine E kroz ravnu povrinu S jednak je:

Smjer normale se kod otvorene povrine bira proizvoljno. Kod zatvorenih povrina uvijek se postavlja spoljanja normala, to jest vektor uvijek izlazi iz povrine.

Fluks je skalarna veliina. Jedinica za fluks je:

ili

4. Rad sila u elektrinom polju

HOMOGENO POLJERad je skalarna veliina. Jedinca za rad je dul (J) = (Nm)

1. Rad zavisi samo od poetnog i krajnjeg poloaja tijela, a ne od putanje du koje se vri rad.2. Rad po zatvorenoj putanji jednak je 0.3. Ako je rad vei od nule onda je polje vrilo rad. Ako je rad manji od nule onda je rad vrila strana sila.

Pozitivno naelektrisanje se pomjera u homogenom polju jaine E po putanji A-B-C-D-A. Potrebno je izraunati rad na svakoj dionici i ukupan rad po ovoj putanji.

5. POTENCIJAL ELEKTRINOG POLJA U NEKOJ TAKI

Potencijal je brojno jednak elektrinoj potencijalnoj energiji koju posjeduje naelektrisanje unijeto u tu taku.

Potencijal je skalarna veliina. Jedinica je volt (V).

Ovo je definicioni obrazac vai i za radijalna i za homogena polja.

a. potencijal elektrinog polja takastog naelektrisanja u nekoj taki

Ovaj izraz vai samo za radijalna polja, i ako je referentna taka u beskonanosti.

Ukoliko je referentna taka taka B tada je potencijal u taki A:

6. ELEKTRINO POLJE U PROVODNIKU

1. Nalektrisanje je rasporodjeno po spoljanjoj povrini provodnika2. Jaina polja u provodniku je 03. Jaina polja na povrini provodnika ima pravac normale na povrinu4. Jaina polja unutar upljine u provodniku je 0

Primjer: oko pozitivnog takastog naelektrisanje se postavi metalna ljuska. Utvrditi ta se deava.Primjenom Gausovog zakona na unutranjost ljuske:

Primjenom Gausovog zakona van ljuske:

7. MAGNETNO POLJE

Magnet je svako tijelo koje ima osobinu da privlai gvozdene predmete. Pojava privlaenja se naziva magnetizam. Magneti se dijele na prirodne (magnetit) i vjetake (gvodje, hrom, volfram, kobalt). Svaki magnet ima dva pola: sjeverni (N) i juni (S). Oko svakog magneta postoji magnetno polje. Ono je rezultat dejstva magnetnih sila. Magnetno polje se prikazuje pomou magnetnih linija sila. Svaka linija prolazi kroz magnet i zatvorena je. Magnetno polje je vrtlono, tj. linije nemaju ni poetak ni kraj. Usmjerene su od sjevernog ka junom polu. Pravac se poklapa sa pravcem tangente na liniju u svakoj taki.

a. MAGNETNO POLJE STRUJNIH PROVODNIKA

Oko naelektrisanja koja se kreu kroz provodnik postoji magnetno polje. Linije su koncentrine krunice, iji je centar u provodniku. Gustina linija opada sa udaljavanjem od provodnika.

b. Magnetna indukcija. Bio SAVAROV ZAKON

Magnetna inukcija B je vektorska veliina. Intezitet se rauna po formuli:

, a jedinica je tesla (T). Pravac je tangenta na krunicu, a smjer se odredjuje pravilom desne ruke. je magnetna permeabilnost sredine.Magnetna permeabilnost vazduha i vakuuma se obiljeava sa i iznosi

= r 0, gdje je r relativna magnetna permeabilnost sredine i neimenovan je broj.

Indukcija nije ista u svakoj taki u unutranjosti konture. Obrazac vai samo za centar konture.

Kruna kontura

Solenoid Torus

Polje u solenoidu je homogeno Polje u torusu je homogeno

8. JAINA MAGNETNOG POLJA

Jaina magnetnog polja H je vektorska veliina. Pravac i smjer se odredjuju isto kao kod magnetne indukcije. Jedinica za jainu magnetnog polja je (A/m). Brojna vrijednost:

Pravolinijski provodnik:Solenoid:

Kruna kontura:Torus:

MAGNETNO POLJE U PRISTUSTVU SUPSTANCE

Odnos magnetne indukcije u prisustvu susptance B i magnetne indukcije u vakuumu B0 se naziva relativna magnetna permeabilnost.

Prema vrijednosti relativne magnetne permeabilnosti svi materilaji se dijele u 3 grupe:1. dijamagnetici2. paramagnetici3. feromagnetici9. MAGNETNA SVOJSTVA MATERIJALA

Elektroni se kreu dvojako: oko svoje ose i oko jezgra. Svako naelektrisanje koje se kree predstavlja struju, a svaka struja stvara magnetno polje. Svaki atom je sistem strujnih kontura koje se nazivaju Amperove struje. Ako se materijal ne nalazi u stranom magnetnom polju tada je polje Amperovih struja primjetno samo u okolini atoma. Ponaanje u stranom magnetnom polju:1. Dijamagnetici ne posjeduju sopstveni magnetni moment. Ako se unesu u strano magnetno polje dolazi do promjene kretanja elektrona, javljaju se struje na nivou atoma koje stvaraju ove polje suprotnog smjera. Ovo polje je malog intenziteta pa je rezultantno polje malo manje od stranog polja.

2. Paramagnetici atomi posjeduju rezultantni magnetni moment. Ako nema stranog polja elementarna magnetna polja su u svim pravcima. U stranom polju nastaje orijentacija u smjeru stranog polja i ukupno polje se neznatno poveava.

3. Feromagnetici ovde postoje grupe atoma ili molekula sa istom orijentacijom magnetinih momenata. Nazivaju se domeni. Kada se materijal unese u strano polje nastaje orijentacija domena u smjeru polja. Ukupno polje se mnogostruko poveava.

Kod dijamagnetika i paramagnetija r je konstantno, a kod feromagnetika zavisi od jaine magnetnog polja H i od temperature. Pri visokim temperaturama naruava se orijentacija magnetnih momenata i feromagnetni materijali gube magnetna svojstva.Kritina temperatura se naziva Kirijeva temperatura, i za gvodje ona iznosi 770, kobalt 1145 i nikl 360 stepeni.

Magnetno polje Zemlje:

ZAKLJUAK

Elektrino polje definisano je kao kulnova sila po koliini naelektrisanja. Pravac i smjer polja poklapa se sa pravcem koji bi imala sila koja djeluje na probno pozitivno naelektrisanje. Elektrino polje je radijalno i usmjereno spolja od pozitivnog takastog nalektrisanja, a radijalno i usmjereno ka negativno takastom naelektrisanju. Maksvel je uradio puno na objedinjavanju teorija o elektrinom i magnetnom polju, kreirajui skup od etri jednaine koje se odnose na ta dva polja. Ali, sa Maksvelovom formulacijom, i dalje se imaju dva odvojena polja koja opisuju dve razliite pojave. Prvi je Albert Ajntajn pokazao, koristei specijalnu teoriju relativiteta, da su elektrina i magnetna polja dva spekta jedne iste stvari, i da neki posmatra moe primjetiti magnetnu silu dok neki pokretni posmatra moe primjetiti samo elektrostatiku silu. Zbog toga , korienjem specijalnog relativiteta, moe se rei da su magnetne sile manifestacija elektrostatikih sila naelektrisanja u pokretu i mogu se predvidjeti ako su poznate elektrostatika sila i brzina kretanja (relativno u odnosu na posmatraa) naelektrisanja.

LITERATURA

1. Elektricitet i Magnetizam Edward M. Purcell2. Osnove elektrotehnike Viktor Pinter3. Elektrstatika vremesnki konstantne elektrine struje Dr Branko D. Popovi

Internet izvori:www.wikipedia.com

14