Magnetic Forces, Metrials, and Iductances
F = I L x B
Besarnya gaya diberikan oleh persamaan akrab
F = BIL sin θ
Dimana θ adalah sudut antara vektor yang mewakili arah aliran arus dan
arah dari kerapatan
fluksi magnetik. Persamaan (11) atau (12) hanya berlaku untuk sebagian dari
sirkuit tertutup dan sisa sirkuit harus dipertimbangkan dalam masalah praktis
apa pun.
Konsep medan magnet diperkenalkan untuk memecah menjadi dua bagian masalah menemukan interaksi dari satu distribusi saat ini pada ditribusi saat kedua.
Adalah mungkin untuk mengekspresikan gaya pada satu elemen arus secara langsung dalam hal elemen arus kedua tanpa menemukan medan magnet. Karena kami mengklaim bahwa konsep medan magnet menyederhanakan pekerjaan kami, maka h = mendorong kami untuk menunjukkan bahwa penghindaran langkah menengah ini mengarah ke ekspresi yang lebih rumit.
F = I L x B
F = BIL sin θ
Apakah nol. Ini tidak terjadi dengan elemen-elemen kurva yang berbeda, dan
dalam contoh di atas Alasan untuk perilaku yang berbeda ini terletak pada sifat nonphysiqcal dari elemen kuren. dapat diperkirakan cukup baik dengan biaya kecil, kontinuitas tuntutan saat ini bahwa rangkaian lengkap harus dipertimbangkan. Ini sekarang akan kita lakukan. Total gaya antara dua sirkuit filamen id diperoleh dengan mengintegrasikan dua kali:
Kami telah memperoleh ekspresi umum untuk kekuatan yang diberikan pada sistem saat ini. Satu kasus khusus mudah dibuang, karena jika kita mengambil hubungan kita untuk memaksa pada sirkuit tertutup filamen sebagaimana diberikan oleh Persamaan. (10), Sec. 9,2
Angkatan vektor sisi 1dF1 = saya dx ax ~ B0ataudF1 = I dx(B0yaz — B0zay)Ini sisi loop tuas lengan R meluas dari asal untuktitik tengah dari sisi, R1 =-1 dy ay, dan kontribusi kepada torsi totaldW1 = R1 ~ dF1= — 2dy ay ~ saya dx(B0yaz — B0zay)= — 2dx dy IB0yaxKontribusi torsi sisi 3 ditemukan untuk menjadi sama,dW3 = R3 ~ dF3 = 1dy ay ~ (— saya dx ax ~ B0)dan= — 2 dx dy IB0yax = dW1dW1 ‡ dW3 = — dx dy IB0yaxMengevaluasi torsi pada sisi 2 dan 4, kita menemukandW2 ‡ dW4 = dx dy IB0xay dan torsi total kemudiandW = saya dx dy(B0xay — B0yax)Kuantitas dalam kurung dapat diwakili oleh perkalian silang,dW = saya dx dy(az ~ B0)ataudW = I dS ~ Bmana dS adalah daerah vektor loop saat ini diferensial dan subskrip padaB0 telah turun.UE sekarang mendefinisikan produk loop saat ini dan daerah vektor loop dm momen dipol magnetik diferensial, dengan unit A•m². Dengan demikian
dan
Jika kita memperluas hasil yang kita diperoleh dalam Sect. 4.7 untuk diferensial electvic dipol dengan menentukan torsi yang dihasilkan di atasnya oleh bidang electvic, kita melihat hasil yang serupa,dW = dp ~ EPersamaan (15) dan (17) adalah hasil umum yang memegang untuk diferensial loop dari berbagai bentuk, tidak hanya persegi panjang yang. Torsi pada loop melingkar atau segitiga juga diberikan permukaan vektor atau saat oleh (15) atau (17). Karena kami dipilih diferensial loop saat ini sehingga kita mungkin menganggap B adalah konstan sepanjang itu, maka yang torsi pada loop planav ukuran atau bentuk di Medan magnet uniform diberikan oleh ekspresi yang sama,
UE
harus dicatat bahwa torsi pada pengulangan saat ini selalu cenderung untuk
mengubah loop untuk menyelaraskan Medan magnet yang dihasilkan oleh loop dengan
medan magnet Terapan yang menyebabkan torsi. Ini mungkin adalah cara termudah
untuk menentukan arah torsi.
Contoh
9.3
Untuk
menggambarkan beberapa kekuatan dan torsi perhitungan, mempertimbangkan loop
persegi panjang ditampilkan dalam Fig. 9.7. Menghitung torsi dengan menggunakan
W = IS ~ B.
Selanjutnya kita menyerang sisi 2:
9,5 SIFAT MATERI MAGNETIK
Saat ini kita berada dalam posisi untuk menggabungkan pengetahuan kita
tentang aksi medan magnet pada loop arus dengan model atom sederhana dan memperoleh
beberapa penghargaan atas perbedaan perilaku berbagai jenis bahan dalam medan
magnet.
Kami telah memperoleh ekspresi umum untuk kekuatan yang diberikan pada sistem saat ini. Satu kasus khusus mudah dibuang, karena jika kita mengambil hubungan kita untuk memaksa pada sirkuit tertutup filamen sebagaimana diberikan oleh Persamaan. (10), Sec. 9,2
Angkatan vektor sisi 1dF1 = saya dx ax ~ B0ataudF1 = I dx(B0yaz — B0zay)Ini sisi loop tuas lengan R meluas dari asal untuktitik tengah dari sisi, R1 =-1 dy ay, dan kontribusi kepada torsi totaldW1 = R1 ~ dF1= — 2dy ay ~ saya dx(B0yaz — B0zay)= — 2dx dy IB0yaxKontribusi torsi sisi 3 ditemukan untuk menjadi sama,dW3 = R3 ~ dF3 = 1dy ay ~ (— saya dx ax ~ B0)dan= — 2 dx dy IB0yax = dW1dW1 ‡ dW3 = — dx dy IB0yaxMengevaluasi torsi pada sisi 2 dan 4, kita menemukandW2 ‡ dW4 = dx dy IB0xay dan torsi total kemudiandW = saya dx dy(B0xay — B0yax)Kuantitas dalam kurung dapat diwakili oleh perkalian silang,dW = saya dx dy(az ~ B0)ataudW = I dS ~ Bmana dS adalah daerah vektor loop saat ini diferensial dan subskrip padaB0 telah turun.UE sekarang mendefinisikan produk loop saat ini dan daerah vektor loop dm momen dipol magnetik diferensial, dengan unit A•m². Dengan demikian
dan
Jika kita memperluas hasil yang kita diperoleh dalam Sect. 4.7 untuk diferensial electvic dipol dengan menentukan torsi yang dihasilkan di atasnya oleh bidang electvic, kita melihat hasil yang serupa,dW = dp ~ EPersamaan (15) dan (17) adalah hasil umum yang memegang untuk diferensial loop dari berbagai bentuk, tidak hanya persegi panjang yang. Torsi pada loop melingkar atau segitiga juga diberikan permukaan vektor atau saat oleh (15) atau (17). Karena kami dipilih diferensial loop saat ini sehingga kita mungkin menganggap B adalah konstan sepanjang itu, maka yang torsi pada loop planav ukuran atau bentuk di Medan magnet uniform diberikan oleh ekspresi yang sama,
UE
harus dicatat bahwa torsi pada pengulangan saat ini selalu cenderung untuk
mengubah loop untuk menyelaraskan Medan magnet yang dihasilkan oleh loop dengan
medan magnet Terapan yang menyebabkan torsi. Ini mungkin adalah cara termudah
untuk menentukan arah torsi.
Contoh
9.3
Untuk
menggambarkan beberapa kekuatan dan torsi perhitungan, mempertimbangkan loop
persegi panjang ditampilkan dalam Fig. 9.7. Menghitung torsi dengan menggunakan
W = IS ~ B.
Selanjutnya kita menyerang sisi 2:
F2 = / L2 x Bo = 4 x 10-3(2ay) x (-0.6ax +
0.8az)
= 6.4axmN
Dengan sisi 4 lagi menyediakan negative dari ini Hasilnya,
F4 = -6.4a, mN
Karena gaya-gaya ini terdistribusi secara merata di sepanjang masing-masing
sisi, kita memperlakukan setiap kekuatan seolah-olah diterapkan di bagian tengah
samping.Asal untuk torsi dapat didirikan di mana saja karena penjumlahan kekuatannya
nol, dan kita memilih pusat loop.Jadi,
T = T1 + T2 + T3 + T4
= R1 XF1 + R2 XF2 + R3
XF3 + R4XF4 = (-lay) x (-3.2ay - 2.4az)
+ (0,5ax) x (6,4ax)+ (lay) x (3,2ay
+ 2,4az) + (-0,5ax) x (-6.4ax)= 2.4ax
+ 2.4ax = 4.8axmN · m
Menyeberangi momen loop dengan kerapatan fluks magnetic tentu lebih
mudah.
9,5 SIFAT MATERI MAGNETIK
Saat ini kita berada dalam posisi untuk menggabungkan pengetahuan kita
tentang aksi medan magnet pada loop arus dengan model atom sederhana dan memperoleh
beberapa penghargaan atas perbedaan perilaku berbagai jenis bahan dalam medan
magnet.
Matematika teori kuantum relativistic
untuk menunjukkan bahwa sebuah electron dapat memiliki momen magnetic berputar sekitar
± 9 x 10-24 A • m2; tanda plus dan minus menunjukkan bahwa penyelarasan membantu
atau menentang medan magnet eksternal adalah mungkin. Dalam sebuah atom dengan banyak
elektron yang hadir, hanya spin elektron-elektron dalam cangkang yang tidak terisi
penuh akan berkontribusi pada momen magnetic untuk atom. Jadi setiap atom
mengandung banyak momen komponen yang berbeda, dan kombinasi mereka menentukan karakteristik
magnetik material dan memberikan klasifikasi magnetic umum. Kami akan menjelaskan
secara singkat enam jenis bahan yang berbeda: diamagnetik, paramagnetik,
feromagnetik, antiferromagnetik, ferri-magnetik, dan superparamagnetik.
medan magnet kecil yang
dihasilkan oleh gerakan electron dalam orbitnya dan yang dihasilkan oleh spin electron
bergabung untuk menghasilkan medan bersih nol. Jika kita telah memilih sebuah
atom yang ditentang oleh m dan Bo, gaya magnet akan berada di dalam, kecepatan akan
meningkat, momen orbit akan meningkat, dan pembatalan Bo yang lebih besar akan terjadi.
Sekali lagi, medan internal yang lebih kecil akan dihasilkan.
Bismutmetalik menunjukkan efek diamagnetik
yang lebih besar dari pada kebanyakan material magnetik-magnetik lainnya, di
antaranya adalah hidrogen, helium, gas-gas "lembam" lainnya,
Muhammad
NIM 1731130045
Ahmad Faisol Aamin
NIM 1731130076
Secondamega Harismawati
NIM 1731130013