x
Učitavanje

1.5 Električna struja i magnetizam

Europska unija, Zajedno do fondova EU
Sadržaj jedinice
Povećanje slova
Smanjenje slova
Početna veličina slova Početna veličina slova
Visoki kontrast
a Promjena slova
  • Verdana
  • Georgia
  • Dyslexic
  • Početni
Upute za korištenje

Na početku...

Današnji je život nezamisliv bez primjene magneta. Osim na hladnjacima, kao ukras, možemo ih pronaći u računalima, uređajima za snimanje i reprodukciju zvuka, elektromotorima i mnogim drugim uređajima.

Hladnjak s magnetima
Hladnjak s magnetima

Magnet je svako tijelo koje stvara magnetsko polje u sebi i oko sebe te ima svojstvo da može privlačiti željezne predmete. Trajni magneti dugo zadržavaju svoja svojstva i ne mogu se isključivati i uključivati prema želji.

Magneti imaju dva pola:

Magnet s označenim sjevernim i južnim polom
Magnet
Magnetske silnice oko magneta
Magnetske silnice oko magneta

Magnet privlači predmete od nekih metala kao što su željezo, kobalt, nikal i čelik. Ako približimo dva magneta jedan drugome, oni će se privlačiti ili odbijati. Ako približimo raznoimene polove magneta, oni će se privlačiti, a ako približimo istoimene polove oni će se odbijati.

Prostor djelovanja magneta nazivamo magnetsko polje te ga zorno prikazujemo magnetskim silnicama. Magnetske silnice su zatvorene krivulje koje izlaze iz sjevernog pola, a ulaze u južni. Također, magnetske silnice prolaze kroz magnet, a najbrojnije i najgušće su na polovima. Kako se udaljavamo od magneta, njihov se broj smanjuje. Magnetske silnice nam predočavaju jakost magnetskog polja. Magnetsko je polje najjače na polovima gdje se nalazi najviše silnica, a najslabije na sredini magneta.

Magnet je svako tijelo koje stvara magnetsko polje u sebi i oko sebe.

Zadatak 1.

Kako pronaći neoznačeni magnet? Kako možemo dokazati je li neoznačeni komad metala magnet? Ako ga magnet privuče? To nije dobar test jer magnet privlači metalne predmete koji nisu magneti. Međutim, ako se metalni predmet i magnet odbijaju, tada možemo zaključiti da je taj komad metala također magnet. Znači, ako metalni predmet odbija magnet, tada je i on sam magnet.

Magnetske silnice su zatvorene krivulje koje izlaze iz sjevernog pola, a ulaze u južni. Njima predočavamo djelovanje magnetskog polja oko magneta.

Svojstva magneta i njihovo međudjelovanje - istoimeni polovi se odbijaju, a raznoimeni se privlače
Svojstva magneta i njihovo međudjelovanje

Magnetsko polje Zemlje

Polarna svjetlost
Polarna svjetlost

Planet Zemlja je veliki magnet. Kao što ima svoje geografske polove, Zemlja ima i svoje magnetske polove. Znate da Zemlja ima Sjeverni i Južni geografski pol, tako ima sjeverni i južni magnetski pol.

Sjeverni geografski pol je blizu južnoga magnetskog pola i obrnuto, Južni geografski pol je blizu sjevernoga magnetskog pola. Kada kažemo da nam kompas pokazuje smjer sjever, mislimo na geografski pol, a položaj magnetne igle istodobno nam pokazuje južni magnetski pol.

Oerstedov pokus

Pokus

Postav Oerstedova pokusa
Oerstedov pokus

Na ilustraciji vidimo postavu Oerstedova pokusa.

Potreban vam je pribor: baterija, vodiči, jedan neizolirani vodič, magnetna igla i prekidač. Spojite strujni krug s izvorom električne struje (baterijom), prekidačem, vodičem bez izolacije te ispod vodiča postavite magnetnu iglu. Uključivanjem prekidača magnetna igla se pomiče u jednom smjeru, a ako promijenite polove na bateriji, pomiče se u drugom smjeru.

OPREZ! Ovaj se pokus izvodi kratkotrajno jer se baterija ovakvim načinom spajanja stavlja u kratki spoj te se može uništiti, a smanjuje se i njezino trajanje.

Zadatak 2.

Možete li pretpostaviti koji je učinak električne struje dokazan Oerstedovim pokusom?

Oerstedov pokus nam predočava magnetski učinak električne struje.


Elektromagnet

Elektromagnet
Elektromagnet

Oersted je dokazao da se oko vodiča kojim teče električna struja stvara magnetsko polje. Ako taj vodič smotamo u zavojnicu te mu dodamo željeznu jezgru (kao na slici), pojačat ćemo magnetsko polje.

Elektromagnet je uređaj koji ima magnetska svojstva kad kroz njega protječe električna struja. Sastoji se od željezne jezgra oko koje je omotan izolirani vodič kroz koji teče električna struja. Kad se strujni krug prekine, elektromagnet gubi magnetska svojstva.

Magnetsko polje oko elektromagneta je jednako kao i oko magneta, međutim magnetsko polje elektromagneta možemo uključivati i isključivati prema želji pritiskom na prekidač. Željezna jezgra tada privlači metalne predmete, tj. ponaša se kao magnet.

Elektromagnet ima veliku primjenu u svakodnevnom životu. Tako u lukama i na gradilištima možemo vidjeti elektromagnetske dizalice.

Elektromagnetska dizalica
Elektromagnetska dizalica

Maglev vlak je posebna, moderna vrsta vlaka, koja u pokretu s pomoću magnetske sile lebdi nad vodilicom. Vlak u pokretu ne dodiruje podlogu nego s pomoću magnetoodbojne sile lebdi na vrlo malom razmaku od vodilice. To smanjuje trenje i time troškove održavanja voznog puta. Takav način rada naziva se magnetska levitacija.

Elektromagnetski vlak
Elektromagnetski vlak

Zanimljivost

Princip rada školskog zvona
Način rada školskog zvona

Način rada školskog zvona

Staro školsko zvono, koje još zvoni u nekim školama, radi s pomoću elektromagneta. Pogledajte ilustraciju. Školsko se zvono sastoji od izvora, prekidača, elektromagneta, metalne ručice i zvona. Sklopka je otvorena te strujnim krugom ne prolazi električna struja. Zvono ne zvoni. Uključivanjem strujnog kruga kroz njega protječe električna struja. Elektromagnet se magnetizira. Elektromagnet privlači metalnu ručicu k sebi te ona udara o zvono i zazvoni. Time se prekida strujni krug te elektromagnet gubi magnetska svojstva, prestane privlačiti batić pa se on vraća na početni položaj. Time se ponovno uključuje strujni krug i ponavlja se cijeli postupak.

Prepoznajete li ovdje neke od učinaka električne struje?

Naravno, radi se o mehaničkom učinku električne struje. Metalna ručica udara o zvono.

Kutak za znatiželjne

Pokušajte sami napraviti svoj elektromagnet.

Kutak za znatiželjne

Elektromagnet iz kućne radinosti
Elektromagnet iz kućne radinosti

Pribor: baterija, izolirana žica , prekidač, željezni čavao, pribadače.

Izolirani dio vodiča gusto omotajte oko željeznog čavlića. Uklonite izolaciju s krajeva žice i spojite ih na bateriju. Prinesite čavao pribadačama. Čavao će se ponašati kao magnet i privući pribadače. Ako prekinete strujni krug, čavao ih više neće privlačiti.

OPREZ! Ako su dulje spojeni na bateriju, čavlić i vodič će se jako zagrijati pa ih nemojte doticati prstima. Ovaj se pokus izvodi kratko jer se bateriji takvim načinom spajanja smanjuje trajanje.

...i na kraju

Magnet je svako tijelo koje stvara magnetsko polje u sebi i oko sebe te ima svojstvo da može privlačiti željezne predmete. Sjeverni pol magneta označavamo slovom N (north) i najčešće se obilježava crvenom bojom. Južni pol magneta označavamo slovom S (south) i u pravilu se obilježava plavom ili zelenom bojom. Istoimeni polovi magneta se odbijaju, a raznoimeni privlače. Magnetske silnice su zatvorene krivulje koje izlaze iz sjevernog pola, a ulaze u južni. Njima predočavamo djelovanje magnetskog polja oko magneta. Oersted je dokazao da se oko vodiča kojim teče električna struja stvara magnetsko polje. Elektromagnet je uređaj koji ima magnetska svojstva kad kroz njega protječe električna struja. Elektromagnete pronalazimo u mnogim uređajima poput školskog zvona, elektromagnetskih dizalica i vlakova.

PROCIJENITE SVOJE ZNANJE

1

Permanentni magneti s vremenom gube svoja svojstva.

null
null
2

Magnetske silnice se ne prekidaju unutar magneta.

null
null
3

Magnetski polovi magneta označavaju se sa:

null
null
4

Magnet privlači predmete od materijala:

null
null
5
Magnetsko polje oko   jednako je kao i oko magneta, no magnetsko polje elektromagneta možemo   po želji pritiskom na  .
null
null
6

Grupirajte predmete koje magnet privlači i one koje ne privlači.

čavao

 Magnet privlači

 Magnet ne privlači

null
null
ZAVRŠITE PROCJENU

Idemo na sljedeću jedinicu

1.6 Električni naboji