Založ si blog

Elektromagnetizmus pokračovanie

Napísal som prvý článok trochu viac odborne ako som ale tento by som chcel zjednodušiť pretože vysvetľovať vyššiu matematiku by bolo na diskusiách zbytočné ale chcem skúsiť aby niečo sa čitatelia aj dozvedeli ako je to možné napr. že môžem používať napr. mobil a nemusím ťahať za sebou drôt. Politika je vec kde väčšina ľudí intuitívne ako veci cítia. Tam nejako moc logika nefunguje, priznám sa aj ja niekedy neviem uvažovať v politike reálne pretože uvažujem vždy cez logiku vecí.

Vrátim sa preto k tomu čo rozumiem. Ako som spomínal tak meraním pôsobenia medzi elektrickými a magnetickými javmi objavili sa také veci ktoré sa nedali vtedajšími vzťahmi popísať. Prvé pokusy robil Faraday, nebol moc matematicky vzdelaný preto sa obrátil na fyzika a teoretika Maxwella. Bol tí dvaja boli veľmi dobrý tandem.
Ktoré javy vtedy pozorovali a nevedeli si ich vysvetliť. Faraday dal magnet do stočeneho drôtu a keď ním pohyboval tak na koncoch cievky sa vytvorilo napätie ktoré malo taký priebeh ako pohyboval magnetom za istý čas. To znamená menil magnetický tok cez vodiče cievky. Napätie vzniklo len vtedy keď sa magnet pohyboval v cievke s toho usúdil že len zmenou magnetického toku vyvolá napätie ktorého veľkosť bude závisieť od rýchlosti zmeny času za ktorý ten dej prebehne. To napätie malo okamžité hodnoty, nebolo ako na baterke rovnaké za určitú dobu. Druhá vec ktorú si všimol bolo keď rozopol cievku ktorá mala dosť veľa závitov a prúd bol dosť veľký tak na vypínači prebehla iskra. Tretia vec bola že keď skratoval kondenzátor tak energia ktorá bola naakumulovaná elektrickým nábojom medzi kovovými platňami niekam zmizla.
To boli také 3 vtedy dosť neznáme javy. Prvý jav nazvali indukované napätie označili ho ui. Matematický zápis bol ui= ∇Φ/∇t. Číta sa to ako zmena magnetického toku∇Φ na zmene času ∇t vyvolá indukované elektrické napätie ui ktorého nebude stále ale okamžité. Ale záležalo to ešte od iného aspektu. Napätie malo veľkosť závislé aj od toho ako magnet bol pri pohybe voči vodiču natočený, čím kolmejšie tým bolo napätie väčšie a tiež záležalo na prostredí v akom bola cievka.
To isté platilo pri oblúku ktorý nastal pri odpojení cievky. Spôsobila to energia cievky ktorá nemohla zaniknúť okamžite ale len určitou rýchlosťou a rýchlosť zmeny bola vysoká tak aj napätie na kontaktoch bolo vysoké. To napätie ale malo opačnú hodnotu ako napätie ktoré vyvolalo prúd cievkou ktorý vytváral magnetické pole. Je to tzv. Lentzov zákon hovorí že zmena magnetického toku vyvolá zmenu prúdu ktoré bude mať opačnú hodnotu. My sme mali zmenu napätia medzi kontaktmi vypínača a to napätie vytrhlo elektróny s atómov plynu oni viedli prúd vo vzduchu. Vytvorili zmenu magnetickej indukcie okolo seba. Tiekol tam okamžitý prúd. Medzi kontaktmi sme mali zmenu elektrickej intenzity podľa toho ako sa kontakty vzďaľovali a čím rýchlejšie tým bola zmena elektrickej intenzity vyššia. Matematicky je to napísané jednoducho ∇E/∇x=∇B/t∇. Čítame to zmena elektrickej intenzity ∇E na dráhe ∇x vyvolá zmenu magnetickej indukcie ∇B na čase t∇.
Predstavme si prípad s magnetom v cievke opačne. V prvom článku som písal že aj samostatný náboj vyvolá indukciu okolo seba ak sa bude pohybovať. Kolmo by preletel okolo nejakého drôtu. Na tom drôte na koncoch vznikne elektrické napätie ktoré bude mať medzi vodičmi určitú intenzitu. Nemusíme uvažovať napätie na vodiči ale môžeme tiež uvažovať ako dva body cez ktoré preletel elektrický náboj. Ak by sme uvažovali jeden bod ako koniec toho mysleného drôtu tak podobne bude meniť magnetická indukcia letiaceho elektrického náboja zmenu elektrickej intenzity. Matematicky to môžeme zapísať ∇B/∇x= ε*μ∇E/t∇. Pretože elektrická intenzita je závislá na vodivosti prostredia musíme tam písať elektrickú vodivosť permitivitu ε a indukcia bude záležať na magnetickej vodivost, permeabilite μ tiež musíme brať do úvahy. Čítame vzorec ∇B/∇x= ε*μ∇E/t∇ zmena magnetickej indukcie na dráhe vyvolá zmenu elektrickej intenzity ktorá bude závislá na čase a na elektrickej a magnetickej vodivosti.
Teraz majme príklad s vybíjaním kondenzátora. Medzi doskami kondenzátora je akumulovaná energia ktorú tam predstavuje elektrický náboj. Pri vybití zároveň poklesne intenzita a tým že elektróny sa začnú odsávať s dosiek kondenzátora vytvorí sa zároveň zmena magnetickej indukcie.Usúdili s toho že energia musela odísť s určitou vlnou a musela tam byť dvojitá zmena elektrická intenzita generuje zmenu magnetickej indukcie.

Keď hodíme kolmo do vody nejaký predmet vytvorí nám vlnu. Vlna sa bude šíriť dookola a zároveň bude sa rozširovať so zrýchlením, nepôjde rovnomerne. Ak by sme postupne vhadzovali predmety do vody by sme uvideli že vrcholce vĺn sa budú pohybovať určitou rýchlosťou až kým postupne nezaniknú. Čím bude plocha vlny menšia tým bude je vrchol väčší. Čím bude rýchlosť vĺn väčšia tým bude vrchol vĺn menší. Matematický zápis je tzv. vlnová rovnica je trochu komplikovaný ∂∂y/∂x²=1/v²*∂∂y/∂t² ale číta sa dosť jednoducho zmena plochy vlny ∂x² na dráhe je nepriamoúmerná rýchlosti vlny na druhú1/v² v závislosti na čase ∂t².

Podobne môžeme napísať dvojitá zmena elektrickej intenzity ∂∂E/∇x²=ε*μ*∂∂E/∇t². S toho odvodil Maxwell že člen ε*μ je
obrátená rýchlosť na druhú. Predstavuje nám akúsi brzdu ktorú nemožno povoliť. Aby sme neboli taký zložitý v tých vzorcoch môžeme si to zapísať aj podľa uhlovej rýchlosti ω²/x²=ε*μ* ω²/. Uhlová rýchlosť ω nám predstavuje jednu obrátku ω=2π/T. Vydelením dráhy vieme aký nám predstavuje priemer za otočenie. To isté nám predstavuje keď uhlovú rýchlosť vydelíme rýchlosťou vlny. V rovnici keby som ju vykrátil dostaneme 2π²/=ε*μ*2π²/t². 2π²/ je konštanta potom rovnica vyzerá
k²= ε*μ*2π²/t² rozpísaním môžeme to napísať ako k²=ε*μ* ω². S toho nám vychádza 1/ε*μ= ω²/ k². Keď rozpíšem rozmerovo 1/ε*μ=m²/s². m²/s² je rýchlosť na druhú. Vo vákuu nám nič nezaiskrí ani nebude indukovať do nejakého drôtu ale vlna ktorá opustí nejaký vysielač, my sme si demonštrovali na kondenzátore kde nám unikla medzi doskami energia ktorá mala elektrickú aj magnetickú zložku určitou stálou rýchlosťou c= 1/√)(ε0*μ0)
Predpovedané elektromagnetické vlny ale dosť dlho neboli dokázané. Až po 23 rokoch. Dôkazu sa už a Maxwell nedožil.

Dúfam že si tento článok niekto prečíta je tam síce vzorcov menej ale to politika bohužiaľ nie je.

Vzdialenosti a časy

13.03.2017

Znovu píšem nezáživný článok z fyziky do prepolitizovaných blogov. Podobné články som písal ale tento som spresnil a zjednodušil. Píšem článok trocha odzadu pretože chcem ešte odvodiť viac »

Čierne diery a rozmery

09.02.2017

V predchadzajúcom blogu som niečo napísal o Planckovej konštante a Planckovej dĺžke. Plancková dĺžka je odvodená zo základných konštánt vo vesmíre ktoré máme zapracované vo vzťahoch viac »

Energia hmota a gravitácia III.

24.01.2017

V predchadzajúcom blogu som písal o únikovej rýchlosti. Úniková rýchlosť je odvodená zo vzťahu r=2*G*M/v2. Špeciálny prípad nastane ak vu=c. Toto nastane pri ochladení niektorých hviezd viac »

Basketbalový klub Petržalka

Basketbalový klub Petržalka

23.03.2017 00:26

BK Petržalka - OZ, cieľom klubu je viesť deti a mládež k pravidelnému športu. Máme cca 60 dievčat, vek 8-16 rokov v mládežníckych družstvách a prípravkách v Petržalke

Tobias Ellwood

Londýn má nového hrdinu. Britský politik zachraňoval zraneného policajta

22.03.2017 21:32

Britský tajomník pre záležitosti Blízkeho východu Tobias Ellwood zasahoval pri záchrane zraneného policajta.

Rex Tillerson

USA vyzvali spojencov na zintenzívnenie boja proti IS

22.03.2017 21:17

Tillerson vyzval členov medzinárodnej koalície, ktorá bojuje proti IS na území Iraku a Sýrie, aby vo vyššej miere prispeli k úsiliu o porazenie tejto skupiny.

Útok v Londýne,

Svet reaguje na útok v Londýne: Terorizmus je absolútne zlo

22.03.2017 20:04

Poprední svetoví politici vyjadrili, po zrejmom teroristickom útoku v Londýne, Británii podporu a solidaritu.

Štatistiky blogu

Počet článkov: 91
Celková čítanosť: 150975x
Priemerná čítanosť článkov: 1659x

Autor blogu

Kategórie