Электромагниттік құбылыстар.

1.Магнит өрісі.  

1. Тұрақты магниттер деп магниттелуін ұзақ уақыт сақтайтын денелерді айтады.Мұндай денелерге табиғи магниттік теміртас жатады.Тұрақты магнитте қызықты қасиеттер байқалады. Магниттің әр түрлі бөліктері әр түрлі магниттеледі.Ең көп магниттік тартылу күші магниттік полюстер деп аталатын магниттің ұштарында болады.Қасиеттері бойынша бір-біріне ұқсамайтын солтүстік (N) және оңтүстік (S) деп аталатын екі полюсі бар. Бір ғана полюсі бар магнитті жасау мүмкін емес.

Токтың магнит өрісінің магниттік сызықтары сияқты тұрақты магниттің магнит сызықтары да – тұйық сызықтар. Магнит сызықтары тогы бар шарғының магнит сызықтарына ұқсас магнит ішінде тұйықталып, магниттің солтүстік полюсінен шығып, оңтүстік полюсіне енеді.

Жердің магнит полюстері географиялық полюстерімен сәйкес келмейді және уақыт өтуімен өз орнын өзгертеді.Жердің солтүстік географиялық полюсіне жақындай келе магнит сызықтары көкжиектен барған сайын ауытқиды және Жерге кірер сәтте 750 солтүстік ендікте және 990 батыс бойлық шамасында вертикаль болады. Солтүстік жарты шарда бұл нүкте Жердің оңтүстік магнит полюсі деп аталады. Оңтүстік географиялық полюс маңайында 66,50 оңтүстік ендікте және 1400 шығыс бойлықта магнит сызықтары Жерден шығады. Сондықтан бұл жерде Жердің солтүстік магнит полюсі бар.

3.Электр өрісінің өзіне тән ерекше қасиеті қозғалмайтын зарядтарға әрекет ету қабілеті болып табылады. 1820 ж. дат ғалымы Эрстед тәжірибе жасады. Ол мыс өткізгішті магнит тілшенің үстіне, оның осіне параллель орналастырды. Өткізгіш арқылы арқылы ток жіберген кезде магнит тілшесі өзінің бастапқы қлпынан ауытқиды. Тізбекті ажыратып жібергенде магнит тілшесі өзінің бастапқы қалпына келеді. Бұл дегеніміз электрлік және магниттік құбыстардың арасында өзара байланыс бар екенін дәлелдейді.Электр тогы бар түзу өткізгіш орналасқан кеңістікте магнит тілшені қозғалысқа келтіретін күштер болатынын тәжірибе нәтижесі кқрсетті. Бұл күштер магниттік күштер болып табылады. Кейінірек Ампер өз тәжірибелерінде бірдей бағыттағы ток өтетін екі параллель өткізгіштің бірін-бірі тартатынын, ал қарсы бағыттағы ток өтетін өткізгіштердің бірін-бірі тебетінін анықтады. Электр тогы өтетін өткізгіштер арасындағы мұндай өзара әрекеттесу магниттік өзара әрекеттесу деп аталады. Тогы бар өткізгіштердің бір-біріне әрекет ету күштері – магниттік күштер.

4. Магнит өрісі деп электр тогы бар өткізгіштердің өзара әрекеттесуін жүзеге асыратын материяның түрін айтады. Тек кана электр тогы мен тұрақты магнттер ғана магнит өрісін тудырады.Оның басты қасиетіне магнит өрісінің электр тогына әрекет етуі жатады. Магнит өрісінде кіштентай магнит тілшелерінің осьтерін бойлай орналасқан сызықтар магнит өрісінің сызықтары немесе магнит өрісінің күш сызықтары деп аталады.Магнит өрісінің күш сызықтары тұйықталған. Олардың басы да, аяғы да жоқ. Күш сызықтары әрқашан тогы бар түзу өткізгішті айнала қоршап тұрады. Түзу электр тогының магнит өрісінің бағытын екі тәсілмен анықтауға болады: 1. Бұрғы ережесімен: егер бұрғыны токтың бағытымен қозғалта бұраса, онда бұрғы тұтқасының айналу бағыты өрістің магниттік күш сызықтарының бағытын көрсетеді. 2. Егер өткізгішке ток бағытымен қараса, онда магниттік күш сызықтары сағат тілімен бағыттас болады. Соленоид ішіндегі магнит өрісінің күш сызықтары параллель және оны сырт жағынан орап жатады. Ішіне темір өзекше орналастырылған шарғы электромагнит деп, ал шарғыға оралған сымдар электромагниттің орамасы деп аталады. Магнит өрісі тогы бар өткізгішке күшпен әрекет етеді. Магнит өрісі тогы бар өткізгішке бағыты әрекет етуші өрістің күш сызықтарының бығытына перпендикуляр болатын белгілі бір күштермен әрекет етеді.

Магнит өрісіндегі тогы бар өткізгішке әрекет ететін күштің бағытын сол қол ережесін пайдаланып анықтауға болады: «Егер сол қолдың алақанын өрістің күш сызықтары кіретіндей етіп орналастырса, ал созылған төрт саусақ токтың жүру бағытымен бағытталса, онда 90⁰-қа қайыра ұсталған бас бармақ өткізгішке әрекет ететін күштің бағытын көрсетеді.»

Магнит өрісіндегі раманың айналуы электрқозғалтқыштарда қолданылады. Электрқозғалтқыш деп электр энергиясын механикалық энергияға айналдыруға арналған электр машинасын айтады. Қозғалтқыш дегеніміз – көп орамдары бар және көлденең қимасының ауданы жеткілікті үлкен болатын рама.Оны күшті электромагниттің өрісіне орналастырып, ол арқылы эектр тогы жіберіледі.

5.Егер электр тогы магнит өрісін тудыра алса, онда кері құбылыстың да болуы керек деп, осы кері құбылысты ағылшын ғалымы 1831ж. М.Фарадей табуға тырысты. Фарадей өз тәжірибесінде магнит өрісін өзгерткенде электр тогының пайда болу құбылысын ашты. Бұл құбылысты электромагниттік индукция деп атады. Электромагниттік индукция деп контурды тесіп өтетін магнит өрісі өзгерген кезде контурда электр тогының пайда болу құбылысын айтады.

6. Электрмагниттік индукция құбылысы жылу және гидроэлектростанцияларында электр энергиясын алу үшін қолданылады. 1. Механикалық энергияны электр энергиясына айналдыратын машиналар генераторлар деп аталады.

Генератор мынадай бөліктерден тұрады:

1. Индуктор – магнит өрісін тудыратын магнит немесе электромагнит;

2. Якорь – магнит өрісі өзгергенде индукциялық ток пайда болатын орама;

3. Контакт сакиналары және олардың бетімен сырғитын контакт пластиналар (щеткалар).