proiect la fizica

1. Titlul :“Câmp magnetic”
Nume :Mici Mihaela Georgiana
Clasa :a X a Stiințe
Data :18.05.2015
Profesor :Apostol Ghiță

2. Câmpul magnetic este o formă de existență a materiei care se manifestă prin
acțiunea asupra acului magnetic sau aspura conductoarelor parcuse de curent
electric. Poate fi măsurat cu magnetometrul.Mărimea care măsoară interacțiunea
dintre câmp magnetic și un material se numește susceptibilitate magnetică.Câmpul
magnetic și câmpul electric sunt cele două componente ale câmpului
electromagnetic. Prin variația lor, cele două câmpuri se influențează reciproc și
astfel undele electrice și magnetice se pot propaga liber în spațiu sub formă de unde
electromagnetice.
Câmpul magnetic generat de magneţi permanenţi a fost cunoscut din antichitate. Se
ştie că folosind substanţe care conţin fier, cobalt şi nichel putem construi magneţi
permanenţi care atrag fierul. Există dovezi care atestă faptul că busola, ca prim
instrument magnetic, a fost cunoscută cu aproximatv 2500 ani înaintea erei noastre
de către chinezi, dar cauzele rotirii acului magnetic au fost elucidate abia în anul
1600 de către medicul şi fizicianul englez W. Gilbert.
Câmpul magnetic

3. Aproape 4000 de ani s-a folosit busola în scopuri practice, în
special pentru orientarea pe mări şi oceane, crezând că acul
busolei se orientează spre un punct de pe firmament, adică spre
steaua polară.
În anul 1600 W. Gilbert a arătat că Pământul este el însuşi un
magnet permanent şi că acul busolei se orientează în lungul
liniilor de câmp magnetic terestru. Gilbert a fost primul care a
introdus noţiunea de pol magnetic, a descoperit fenomenul de
atracţie şi de repulsie a polilor magnetici şi fenomenul de
magnetizare prin inducţie.
Printr-o convenţie internaţională s-a stabilit ca vârful acului
magnetic ce se îndreaptă spre polul nord geografic al Pământului
să fie denumit polul nord iar celălalt, polul sud. Pe baza studiilor
lui W. Gilbert se ajunsese la următoarele concluzii:
I. orice magnet permanent are doi poli N-S
liniile câmpului magnetic ies din polul N, intră în polul S şi
se închid în interiorul magnetului
II. sensul liniilor de câmp magnetic este indicat de polul nord al
acului magnetic, tangent la linia de câmp
III. polul nord şi polul sud ai unui magnet permanent nu pot fi
separaţi prin nici-un fel de divizare a magnetului
IV. fenomenele magnetice nu ar fi avut nici-o legătură cu alte
fenomene cunoscute ( gravitaţionale, electrice, etc.)
William Gilbert

4. Prima legatură între magnetism și electricitate a
fost făcută prin intermediul experimentelor
fizicianului danez Hans Christian Orsted,care
în1819 a descoperit că un ac magnetic poate fi
deviat cu ajutorul unui conductor sub tensiune
electrică. La o săptâmană de la aflarea acestei
descoperiri.
Andre Marie Ampereva demonstră că doi
conductori purtători de curent electric se vor
comporta ca cei doi poli ai unui magnet. În1831
fizicianul și chimistul englez Michael Faraday
adescoperit că un curent electric poate fi indus
într-un fir și fără conectarea acestuia la o
baterie,fie prin mișcarea unui magnet,fie prin
plasarea altui conductor cu un curent variabil în
vecinătatea conductorului în care se dorește
generat curentul. Legătura dintre electricitate și
magnetism poate fi cel mai bine redată în
termenia socială și câmpului magnetic sau
forței ce va acționa într-un anume punct asupra
unei sarcini electrice.
Exemple:acemagnetice,piliturade fiersial
teconductoare parcurse de curentul electric.
Hans Christian Orsted
Michael
Faradey

5. Câmp
magnetic terestru
Forma si distribuția liniilor de câmp magnetic în spațiu depind de:-sursa care
creează câmpul magnetic;-omogenitatea mediului în care se află sursa.

6. • Totalitatea liniilor de câmp magnetic formează
SPECTRUL CÂMPULUI MAGNETIC
Regula burghiului pentru un fir
conductor:Sensul liniilor de câmp
magnetic este sensul lin care trebuie
rotit un burghiu, așezat de-a lungul
conductorului,pentru a înainta în sensul
curentului electric.
Regula burghiului pentru o spiră:
Sensul liniilor de câmp magnetic care
străbat suprafața unei spire este sensul
lin care înaintează un burghiu, așezat
perpendicular pe planul spirei, dacă
este rotitit în sensul curentului prin
spiră.

7. Câmpul magnetic pentru un fir conductor parcurs
de curent electric
• Câmpul magnetic în jurul unui fir conductor parcurs de curent electric este format
din cercuri concentrice cu centrul pe conductor,fiind amplasat într-un plan
perpendicular pe conductor.

8. Câmp magnetic al unei spire parcurse de curent electric
• Câmpul magnetic al unei spire (conductorcircular) parcurse de curent electric este format din
două câmpuri magnetice generate de fiecare parte a spirei. Liniile de câmp magnetic se dispun
precum zalele unui lanț.

9. Câmpul magnetic al unei bobine parcurse de curent
electric
• Câmpul magnetic este în interiorul bobinei parcurs de curent electric format
din linii paralele și echidistante, ceea ce înseamnă că este un câmp
magnetic uniform.

10. Descrierea cantitativă a Câmpului
magnetic
• Dacă în apropierea unui magnet permanent sau a unui conductor parcurs de curent electric se
presară pilitură de fier, se constată că aceasta se distribuie pe anumite direcţii, aceleaşi ca şi
acele magnetice. Pentru reprezentarea intuitivă a câmpului magnetic, la fel ca şi în cazul
câmpului electric, se pot folosi linii de câmp. Spre deosebire de liniile câmpului electric,
liniile câmpului magnetic sunt curbe închise.
• Pentru descrierea cantitativă a câmpului magnetic se utilizează mărimea vectorială numită
inducţie magnetică !B, care depinde şi de proprietatea mediului în care se propagă câmpul,
prin mărimea µ numită permeabilitate magnetică. Permeabilitatea magnetică a vidului sau
aerului are valoarea:
• µ0=4p10-7 H/m
• Pentru un mediu oarecare permeabilitatea magnetică este raportată de obicei la cea a vidului
prin aşa-numita permeabilitate relativă:
• Această mărime adimensională, arată de câte ori câmpul magnetic într-un mediu este mai
puternic decât în vid (aer) dacă este produs de acelaşi sistem (magnet sau curent electric).

11. Câmpul magnetic produs
de curentul electric
• Câmpul magnetic produs de curentul electric
• Imediat după descoperirea lui Oersted, fizicienii francezi Jean-Baptist Biot şi Felix Savart au efectuat
în anul 1820 măsurări ale intensităţii câmpului magnetic generat de diferite configuraţii de
conductori parcurşi de curenţi electrici, stabilind că intensitatea câmpului magnetic este
proporţională cu intensitatea curentului electric prin conductor şi scade cu depărtarea faţă de acel
conductor.
• A. Curentul liniar
• La trecerea unui curent electric printr-un conductor liniar, se generează în jurul acestuia un câmp
magnetic de-a lungul întregului conductor, care are liniile de câmp circulare, concentrice cu
conductorul. Inducţia magnetică produsă în vecinătatea conductorului, parcurs de curentul electric I,
are expresia:
Vectorul inducţie magnetică este orientat tangent la linia de câmp iar sensul se obţine cu regula
burghiului, şurubului, sau a mâinii drepte. Reprezentarea vectorilor perpendiculari pe planul de
studiu se face prin convenţiile următoare:
• vectorii care ies din planul de reprezentare cu
• vectorii care intră în planul de reprezentare cu

12. • B. Curentul circular (spira)
• Un conductor circular, parcurs de un curent electric, va genera un câmp magnetic atât
în interiorul spirei cât şi în afara ei. De obicei se ia în consideraţie numai intensitatea
câmpului magnetic din centrul spirei, calculându-se cu formula:
o unde R este raza spirei parcursă de curentul electric de intensitate I.
o Direcţia câmpului este perpendiculară pe spiră iar sensul liniilor de câmp magnetic este
stabilit cu ajutorul regulii burghiului sau a mâinii drepte.

13. • C. Multiplicatorul
• Un sistem de spire paralele, parcurse de un curent electric, astfel încât diametrul
spirelor să fie mai mare decât grosimea grupului de spire, se numeşte
multiplicator,)încât câmpul magnetic este o multiplicare a câmpului creat de o
singură spiră:
D. Solenoidul (bobina)
Un sistem de spire paralele parcurse de curent electric, încât lungimea
grupului este mai mare decât diametrul acestora, formează un solenoid
denumit şi bobină sau self. Câmpul magnetic creat este asemănător cu cel
creat de un magnet permanent sub formă de bară. Liniile de câmp au circuit
închis, încât în interior ele sunt paralele, inducţia câmpului magnetic creat în
interior este dată de relaţia:
Unde reprezintă lungimea bobinei iar N numărul de spire.
Sensul liniilor de câmp magnetic din interiorul bobinei este obţinut cu ajutorul regulii
burghiului sau a mâinii drepte.

14. • Pentru a exprima cantitativ proprietățile câmpului magnetic va trebui să definim o mărime fizică
vectorială.
• Noua mărime fizică, notată cu simbolul, se numește inducție magnetică. Fiecarui punct din
câmpul magnetic îi corespunde o mărime vectorială numită inductie magnetică. Câmpul magnetic
este un câmp vectorial care este descris cu ajutorul liniilor de câmp. Vectorul inducție magnetică
este tangenta la linia de câmp în fiecare punct și are sensul liniei de câmp. Inductia magnetică
poate fi definită de relația:
B = F/I·l,
în care se face I = 1A, l = 1m și atunci B = F, adică: inductția unui câmp magnetic uniform este o
mărime vectorială numeric egală cu forța cu care câmpul magnetic acționează asupra unui
conductor lung de 1m, prin care trece un curent de un amper, când este așezat perpendicular pe
liniile câmpului magnetic.
Unitatea de măsură a inducției magnetice in sistem international se numește tesla cu simbolul T.
[B]SI = [F]SI/[I]SI·[l]· = N/A·m = T(tesla)
• Câmpul magnetic uniform are inducția de 1 T daca exercită o forța de 1N pe fiecare metru din
lungimea conductorului așezat perpendicular pe liniile de câmp prin care trece un curent de un
amper.
Pentru caracterizarea câmpului magnetic este necesar ca pe lângă inducția magnetică care este o
marime care depinde si de proprietățile mediului, se introduce intensitatea câmpului magnetic
notata cu H. Relatia intre cele două mărimi este
B = μ·H = μo·μr·H
• μ - permeabilitatea magnetica absoluta, ce caracterizeaza proprietatile magnetice ale unui
mediu; μo = 4π·10-7 permeabilitatea magnetica a vidului.

15. • Intensitatea câmpului magnetic depinde numai de forma si dimensiunile circuitului, precum si de
curentul din circuit fiind independent de substanta.
De exeplu:a)Câmpul magnetic produs de un curent rectiliniu este caracterizat de linii de camp sub
forma de cercuri concentrice in jurul conductorului. Pentru calculul câmpului magnetic din jurul
unui conductor electric prin care circula curentul I, se foloseste circulatia câmpului magnetic definită
ca o integrală curbilinie pe o curbă închisă.
• Pentru a obține valoarea intensității câmpului magnetic la distanța r de un conductor se consider
drept curba inchisă pentru calculul circulatiei câmpului magnetic. Pe aceasta curba câmpul magnetic
este constant(H iese de sub operatorul de integrare), iar produsul scalar devine:
• În concluzie:Din aceasta relatie se pate afla unitatea de masura pentru permeabilitatea magnetică a
unui mediu: [μ]SI = [B]SI·[r]SI/[I]SI = N/A2 = H(Henry)/m
• [r]SI/[I]SI = N/A2 = H(Henry)/m
b)Intensitatea câmpului magnetic din centrul unei spire parcursă de un curent de intensitate I, are
expresia:H = I/2r, iar inductia magnetica are modulul:B = μo·μr·I/2r,unde r este raza spirei.
c)Intensitatea câmpului magnetic din interiorul unui solenoid parcurs de un curent de intensitate I
se calculează folosind circulația câmpului magnetic:

16. • În figura a și b sensul curentului electric este indicat de săgeata de pe conductorul rectiliniu
respectiv de pe spira, iar in figura c desenul este in secțiune, spirele sunt reprezentate prin
cerculete, cerculetele cu plus arată că sensul curentului electric este de la ochiul
observatorului spre desen, iar cerculetele cu un punct in centrul lor arată că sensul curentului
este de la desen spre ochiul observatorului.
a)Sensul liniilor câmpului magnetic al curentului electric liniar se determină cu regula burghiului: sensul liniilor
câmpului magnetic al curentului electric liniar este sensul in care trebuie rotit burghiul așezat paralel cu
conductorul, pentru a înainta în sensul curentului din conductor;
b)Sensul liniilor de camp magnetic al curentului din spira este identic cu sensul de inaitare al burghiului asezat
perpendicular pe planul spirei cand acesta este rotit in sensul curentului din spira;
c)Sensul liniilor campului magnetic creat de curentul electric dintr-un solenoid (solenoidul este o bobina a carei
lungime este mult mai mare decat diametrul unei spire) este identic cu sensul de inaintare al burghiului asezat
perpendicular pe planul spirelor solenoidului cand burghiul este rotit in sensul curentului din spire.

17. • Observație!!
• Dacă se schimbă sensul curentului care generează câmpul se schimbă si sensul
linilor de câmp. Totalitatea liniilor de câmp formează spectrul magnetic care
poate fi vizualizat cu ajutorul piliturii de fier.

18. • Biblografie:
• http://camp-magnetic.blogspot.ro/
• http://www.scribd.com/doc/
• http://msabau.xhost.ro/
• http://www.scribd.com