mágnes mágnesesség irányt Föld északi déli pólus mágneses megosztás influencia mágneses töltés



Hasonló dokumentumok
Fizika belépő kérdések /Földtudományi alapszak I. Évfolyam II. félév/

Mágneses alapjelenségek

Tartalom ELEKTROSZTATIKA AZ ELEKTROMOS ÁRAM, VEZETÉSI JELENSÉGEK A MÁGNESES MEZÕ

Mágneses alapjelenségek

KOVÁCS ENDRe, PARIpÁS BÉLA, FIZIkA II.

Erőhatások mágneses mezőben

1. Ha két közeg határfelületén nem folyik vezetési áram, a mágneses térerősség vektorának a(z). komponense folytonos.

Elektrodinamika. Nagy, Károly

A mágneses tulajdonságú magnetit ásvány, a görög Magnészia városról kapta nevét.

É11. Nyugvó villamos mező (elektrosztatika) Cz. Balázs kidolgozása. Elméleti kérdések: 1.Az elektromos töltések fajtái és kölcsönhatása

A semleges testeket a + és a állapotú anyagok is vonzzák. Elnevezés: töltés: a negatív állapotú test negatív töltéssel, a pozitív állapotú test

Állandó permeabilitás esetén a gerjesztési törvény más alakban is felírható:

L Ph 1. Az Egyenlítő fölötti közelítőleg homogén földi mágneses térben a proton (a mágneses indukció

3. számú mérés Szélessávú transzformátor vizsgálata

Budapesti Műszaki- és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésmérnöki Kar Gépjárművek Tanszék

MEGOLDÓKULCS AZ EMELT SZINTŰ FIZIKA HELYSZÍNI PRÓBAÉRETTSÉGI FELADATSORHOZ 11. ÉVFOLYAM

MUNKAANYAG. Szabó László. Szilárdságtan. A követelménymodul megnevezése:

Váltakozó áram. A váltakozó áram előállítása

Tanulói munkafüzet. FIZIKA 10. évfolyam 2015.

Geodézia 4. Vízszintes helymeghatározás Gyenes, Róbert

Nyugat-magyarországi Egyetem Geoinformatikai Kara. Csordásné Marton Melinda. Fizikai példatár 4. FIZ4 modul. Elektromosságtan

Elektrosztatikai jelenségek

Mi a biomechanika? Mechanika: a testek mozgásával, a testekre ható erőkkel foglalkozó tudományág

Fizika 2. Feladatsor

Az áram hatásai, az áram munkája, teljesítménye Hőhatás Az áramló elektronok beleütköznek a vezető anyag részecskéibe, ezért azok gyorsabb

VILLAMOS ÉS MÁGNESES TÉR

Szaktanári segédlet. FIZIKA 10. évfolyam Összeállította: Scitovszky Szilvia

Mágneses mező jellemzése

MÁGNESESSÉG. Türmer Kata

Póda László Urbán János: Fizika 10. Emelt szintű képzéshez c. tankönyv (NT-17235) feladatainak megoldása

Mágneses mező jellemzése

Nyugat-magyarországi Egyetem Geoinformatikai Kara. Gyenes Róbert. Geodézia 4. GED4 modul. Vízszintes helymeghatározás

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Elektromosságtan kiskérdések

Tanulói munkafüzet. FIZIKA 9. évfolyam egyetemi docens

2. OPTIKA 2.1. Elmélet Geometriai optika

Az időtől független Schrödinger-egyenlet (energia sajátértékegyenlet), A Laplace operátor derékszögű koordinátarendszerben

= szinkronozó nyomatékkal egyenlő.

LINDAB Floor könnyűszerkezetes födém-rendszer Tervezési útmutató teherbírási táblázatok

Időben állandó mágneses mező jellemzése

E G Y F Á Z I S Ú T R A N S Z F O R M Á T O R

Az elektromos kölcsönhatás

Aszinkrongépek működése, felépítése Készítette: Runyai Gábor 2006

ALAPFOGALMAK ÉS ALAPTÖRVÉNYEK

GENERÁTOR. Összeállította: Szalai Zoltán

Az elektrosztatika törvényei anyag jelenlétében, dielektrikumok

Villamosságtan. Dr. Radács László főiskolai docens A3 épület, II. emelet, 7. ajtó Telefon:

= Φ B(t = t) Φ B (t = 0) t

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK, MŰSZEREK Meteorológia-gyakorlat

Az alap- és a képfelület fogalma, megadási módjai és tulajdonságai

Tartalomjegyzék. 1. Hagyományos fakötések rajzai Mérnöki fakötések rajzai Fedélidomok szerkesztése,

Feladatok GEFIT021B. 3 km

BEVEZETÉS AZ ÁBRÁZOLÓ GEOMETRIÁBA

1.8. Ellenőrző kérdések megoldásai

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Geometria I.

Tanulói munkafüzet. FIZIKA 11. évfolyam emelt szintű tananyag egyetemi docens

5. Mérés Transzformátorok

Következõ: Lineáris rendszerek jellemzõi és vizsgálatuk. Jelfeldolgozás. Lineáris rendszerek jellemzõi és vizsgálatuk

Mágnesesség, elektromágnes, indukció Tudománytörténeti háttér Már i. e. 600 körül Thalész felfedezte, hogy Magnesia város mellett vannak olyan talált

TÁMOP Természettudományos oktatás komplex megújítása a Móricz Zsigmond Gimnáziumban

Furcsa effektusok Írta: Joubert Attila

BUDAPESTI MŰSZAKI EGYETEM Anyagtudomány és Technológia Tanszék. Hőkezelés 2. (PhD) féléves házi feladat. Acélok cementálása. Thiele Ádám WTOSJ2

EÖTVÖS LABOR EÖTVÖS JÓZSEF GIMNÁZIUM TATA FELADATLAPOK FIZIKA. 11. évfolyam. Gálik András. A Tatai Eötvös József Gimnázium Öveges Programja

Az oszcillátor olyan áramkör, amely periodikus (az analóg elektronikában általában szinuszos) jelet állít elő.

(1. és 2. kérdéshez van vet-en egy 20 oldalas pdf a Transzformátorokról, ide azt írtam le, amit én kiválasztanék belőle a zh-kérdéshez.

Definíció (hullám, hullámmozgás):

Egyszerű villanymotorok készítése

1. Válaszd ki a helyes egyenlőségeket! a. 1C=1A*1ms b. 1 μc= 1mA*1ms. 2. Hány elektron halad át egy fogyasztón 1 perc alatt, ha az I= 20 ma?

MFI mérés BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK HŐRE LÁGYULÓ MŰANYAGOK FOLYÓKÉPESSÉGÉNEK VIZSGÁLATA

Traszformátorok Házi dolgozat

Az erő iránya a vezetők között azonos áramirány mellett vonzó, ellenkező irányú áramok esetén taszító.

9. Radioaktív sugárzás mérése Geiger-Müller-csővel. Preparátum helyének meghatározása. Aktivitás mérés.

ÁBRÁZOLÓ GEOMETRIA. Csavarvonal, csavarfelületek. Összeállította: Dr. Geiger János. Gépészmérnöki és Informatikai Kar MISKOLCI EGYETEM

Elektromágneses hullámok, a fény

Elektromos áram, áramkör, ellenállás

ESR színképek értékelése és molekulaszerkezeti értelmezése

Mágneses hűtés szobahőmérsékleten

Elektrotechnika. 4. előadás. Budapest Műszaki Főiskola Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Kar Mechatronikai és Autechnikai Intézet

Körmozgás és forgómozgás (Vázlat)

MUNKAANYAG. Hegedűs József. Villamos műszerek. A követelménymodul megnevezése: Villamos készülékeket szerel, javít, üzemeltet

1. A gyorsulás Kísérlet: Eszközök Számítsa ki

Aspektus könyvekben gyakran használt újszerű megfogalmazások szójegyzéke

Óbudai Egyetem Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Mikroelektronikai és Technológia Intézet. Mikro- és nanotechnika (KMENT14TNC)

A FIZIKUS SZEREPE A DAGANATOS BETEGEK GYÓGYÍTÁSÁBAN

Az elektromágneses indukció jelensége

Tevékenység: Olvassa el a fejezetet! Gyűjtse ki és jegyezze meg a ragasztás előnyeit és a hátrányait! VIDEO (A ragasztás ereje)

Szakács Jenő Megyei Fizikaverseny

5. IDŐBEN VÁLTOZÓ ELEKTROMÁGNESES TÉR

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

19. Az elektron fajlagos töltése

A rádió* I. Elektromos rezgések és hullámok.

X. Fénypolarizáció. X.1. A polarizáció jelenségének magyarázata

I. Atomszerkezeti ismeretek (9. Mozaik Tankönyv: oldal) 1. Részletezze az atom felépítését!

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika 2. ZH, december 05. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

Mikrohullámok vizsgálata. x o

2. előadás: További gömbi fogalmak

k u = z p a = = 2880, k M = z p 2πa = (b) A másodpercenkénti fordulatszám n = 1000/60 1/s,

1. Adja meg az áram egységének mértékrendszerünkben (m, kg, s, A) érvényes definícióját!

FIZIKA NYEK reál (gimnázium, óra)

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

Átírás:

MÁGNESESSÉG A mágneses sajátságok, az elektromossághoz hasonlóan, régóta megfigyelt tapasztalatok voltak, a két jelenségkör szoros kapcsolatának felismerése azonban csak mintegy két évszázaddal ezelőtt kezdődött. Az ókorban felfedezték már, hogy bizonyos vasércek más vasdarabokat, vastárgyakat magukhoz vonzanak. Ilyen ércek (pl. magnetit; Fe 2+ Fe 3+ 2 O 4 ) nagy mennyiségben előfordultak a kisázsiai görög település, Magnesia környékén (ma Törökország), innen ered a mágnes, mágnesesség elnevezés. Kínában azt is felismerték, hogy az egyes mágnesek erőssége közt különbség van (pl. hány tűt tud felemelni), illetve hogy ha tengelyük körül szabadon foroghatnak, akkor mindig azonos irányba állnak be. Ez vezetett a középkorban (VII-X. század körül) ahhoz a gondolathoz, hogy a mágnesek a navigáció hasznos segédeszközei lehetnek, ami végül az iránytű feltalálását eredményezte. Ennek elméleti megalapozása William Gilbert (1544-1603) angol orvos nevéhez fűződik, aki feltételezte, hogy a Föld maga is egy nagy mágnes. Később ez az elképzelés beigazolódott, azonban a Föld mágneses és csillagászati pólusai nem esnek egybe. A mágneses és elektromos alapjelenségek között számos hasonlóságot figyelhetünk meg: 1. Az elektromos töltések kettősségéhez hasonlóan kétféle mágneses állapotot különböztetünk meg, amelyek egy másik mágnesre hatást fejtenek ki. Ezeket, aszerint, hogy a Földhöz képest merre állnak be szabad elfordulás esetén, északi, illetve déli pólusnak nevezzük. 2. Az azonos pólusok taszítják, az ellentétesek vonzzák egymást. 3. A természetes mágnes érintkezéssel átadja a mágneses tulajdonságot arra alkalmas más tárgyaknak (mesterséges mágnes). Ez a jelenség a mágneses megosztás vagy influencia. Az átadás korlátozódhat az érintkezés időtartamára (időleges mágnes, pl. lágyvas esetén), vagy fennmaradhat a szétválasztásuk után is (permanens mágnes, pl. acél). Vannak azonban fontos különbségek is az alapjelenségek kapcsán: 1. A mágneses pólusok mindig csak együtt, párban fordulnak elő, önállóan egyik sem izolálható a másiktól. Bár elméletileg megjósolták elemi, különválasztható mágneses töltések létezését, kísérletesen nem sikerült igazolni a létezésüket.

2. A mágneses testek éppen ezért mindig dipólusként viselkednek: rúdszerű mágnesnél pl. jellemzően a végekhez tapadnak a legerősebben a vastárgyak, a közepéhez alig. Így a mágneses pólusok pontszerű erőcentrumként hatnak, és együttesen mindig kijelölnek egy mágneses tengelyt (valójában ez a tengely egy testben általában tetszőleges irányban elhelyezkedhet). Két, az ellentétes pólusaikkal szorosan egymás mellé tett mágnes kölcsönösen kioltja egymást. 3. Ha egy mágnest a mágneses tengelyre merőlegesen tetszőleges módon szétválasztunk, akkor két újabb dipólust kapunk, amelyek hatóképessége (erőssége) az eredetivel megegyezik. Ez a folyamat elvileg egészen az atomi méretekig továbbvihető. Ezek a jelenségek úgy modellezhetők, ha tudjuk, hogy minden spinnel rendelkező elektromosan töltött részecske elemi mágneses dipólusként viselkedik. Így tehát az anyagban minden proton és elektron (és a belőlük felépülő, párosítatlan részecskéket tartalmazó atomok is) miniatűr mágnesként képzelhetők el. Ha ezek az elemi mágnesek térben egy irányba rendeződnek (pl. külső mágneses hatásra), akkor egy elektromos dipóluslánchoz hasonlóan a középen lévő ellentétes pólusok kioltják egymást, míg a végeken lévő szabad pólusok hatást fejtenek ki. A mágneses tengely menti szétválasztás során új szabad végek jönnek létre, míg a maga a mechanizmus változatlan marad. Random módon rendezetlen elemi mágnesek kölcsönösen minden irányban kioltják egymást, így egy ilyen test önmagában nem viselkedik mágnesként. Régebben az elektromos töltés analógiájára bevezették az ún. mágneses póluserősséget (p), mint a mágnes által kifejtett hatással arányos mennyiséget. Ez egy nagyon hosszú mágnesrúd egyik végével modellezhető, ahol az ellentétes pólus már elegendően nagy távolságban van. Ennek segítségével a Coulomb-erőhöz hasonlóan definiálható az azonos alakú mágneses erő, ahol a töltések helyén a póluserősség, a k arányossági tényező helyett pedig C = 10 7 /(4π) 2 Am/Vs konstans áll. Bár ezek a fikciók a mai fizikában már nem használatosak, C felírható 1/4πµ 0 alakban (ld. k = 1/4πε 0 ), és a µ 0 = 1,257 10-6 Vs/Am természeti állandót, az ún. mágneses indukciókonstanst, a későbbiekben is alkalmazni fogjuk. A mágneses hatásokat, az elektromossághoz hasonlóan, úgy magyarázzuk, hogy a mozgó elektromos részecskék maguk körül speciálisan megváltoztatják a tér tulajdonságait, tehát mágneses mezőt keltenek. A mágneses mező a benne lévő egyéb mágnesekre forgatónyomatékot fejt ki, így azok mindig egy jellemző irányba állnak be adott helyen. Több mágnes mezeje, az elektromos töltésekhez hasonlóan, összeadódik.

A mágneses mezőt a mágneses erővonalakkal tudjuk szemléltetni. Ezek a mágnesen kívül mindig az északi pólustól a déli felé haladnak, a mágnesen belül pedig fordítva. A mágneses erővonalak tehát, az elektromos erővonalakkal ellentétesen, mindig önmagukba visszazáródó görbék (esetleg kezdet és vég nélküli végtelen vonalak), vagyis a mágnesesség forrásmentes (szemben az elektromossággal). Mivel az erővonalak sehol nem keresztezik egymást, érintőjük minden pontban megadja a mágneses térerősség irányát, sűrűségük pedig annak nagyságát. Az erővonalakat a vizsgált mágneshez képest elhanyagolható erősségű próbamágnesekkel (pl. kis iránytűk, a próbatöltéshez hasonlóan) térképezhetjük fel. Egy másik gyakorlati megoldást az nyújt, hogy a vasreszelék a mágnes közelében az erővonalak szerinti irányokba rendeződik. A fent említett mágneses térerősség (mágneses indukcióvektor, indukciófluxus-sűrűség) az elektromos térerősséghez hasonlóan jellemzi a mágneses mező kölcsönhatásra való képességét egy adott helyen. Jele B, mértékegysége Vs/m 2, illetve Tesla (jele T), Nicola Tesla (1856-1943) szerb fizikus emlékére. Egy másik mértékegységként használatos az 1 Gauss = 10-4 Tesla is (jele G; Carl Friedrich Gauss német matematikus és fizikus, 1777-1855). Az adott felületen áthaladó erővonalak száma a mágneses fluxus: Φ = B A (erővonalsűrűség felület), melynek mértékegysége a Weber (jele Wb), Wilhelm Weber (1804-1891) német fizikus tiszteletére. A mágneses fluxus megmutatja az adott felületelemen jelentkező teljes mágneses hatás nagyságát. Mivel az erővonalaknak nincs kezdete és vége, egy zárt felületbe (pl. gömb) belépő és onnan távozó erővonalak száma mindig megegyezik, így a teljes mágneses fluxus ( B da) nulla. Más szavakkal a fentieket úgy fogalmazzuk meg, hogy a mágneses mező forrásmentes vagy ún. örvénytér (szemben az elektromos mezővel). Az anyagokat csoportosíthatjuk a külső mágneses mezőben való viselkedésük szerint. Ferromágnesesnek nevezzük azokat, amelyekben a mágneses tér felerősödik, így maguk is jól mágnesezhetők (ilyenek pl. Fe, Co, Ni). A paramágneses anyagokban ez a változás csak csekély mértékű, így ezeket egy mágnes kevéssé vonzza (pl. Al, Cr, Pt, O, levegő). A diamágneses anyagokban a külső térrel ellentétes mágneses mező jön létre, így ezeket egy mágnes pólusa kissé taszítani fogja (pl. Hg, Cu, N, H, víz). A para- és ferromágnesesség magyarázata kissé leegyszerűsítve - az anyagban lévő elemi mágnesek különböző mértékű rendeződése a külső mező hatására, miáltal maguk is makroszkópos mágneses jelenségeket mutatnak.

A ferromágneses anyagokban felerősödik a külső mágneses mező, vagyis a mágneses erővonalak összesűrűsödnek. Ez azt is jelenti, hogy a környezetükben viszont csökken a számuk, mivel a semmiben nem indulhatnak újak, tehát a mágneses mező az ilyen testek mellett és az üregükben (ha van) legyengül. Ezeken a részeken az iránytű sokkal lassabban leng, a vasreszelék pedig nem rendeződik el. Ezért használhatók pl. lágyvasból készült burkok a külső mágneses mező leárnyékolására. Ha egy iránytű közelébe elektromos vezetőt helyezünk, és azon áramot bocsátunk át, akkor a mágnestű elfordul. Az elfordulás iránya függ az áram helyétől és irányától, mértéke arányos az áramerősséggel. Ez a megfigyelés Hans Christian Ørsted (1777-1851) dán fizikus nevéhez fűződik, és azt mutatja, hogy az elektromos áram - de általában minden mozgó töltés is - mágneses teret létesít (Ampère-törvény). Áramjárta egyenes vezető körül a keletkező mágneses mező hengerszimmetrikus lesz, a térerősség pedig módon adható meg, ahol I az áramerősség, r a vezetőtől való távolság, µ 0 pedig a már említett mágneses indukciókonstans. Ha a vezető kör alakú hurkot alkot, akkor a mágneses mező is eszerint görbül, és a térerősség értéke lesz. Csigavonalban szorosan egymás mögé csévélt hurkokból álló tekercs, ún. szolenoid belsejében szinte homogén egyirányú mágneses mező jön létre, ahol a térerősség egységesen, melynél N a tekercs meneteinek száma, L pedig a tekercs hossza. (Ha egy ilyen tekercset a hossztengelye mentén újból körré görbítünk, akkor az ún. toroidhoz jutunk, ahol a térerősség a tekercs belsejében.) A térerősség irányát mindig az ún. jobbkézszabály szerint tudjuk meghatározni. Ha az egyenes vezetőt körülhurkoljuk a jobb kéz ujjaival, a hüvelykujj pedig az áram irányában áll, akkor a térerősség érintő irányú lesz a begörbített ujjainkra, azok tövétől e hegye felé mutatva. Huroknál vagy tekercsnél a jobb kéz begörbített ujjai mutatják az áram irányát a görbült vezetőben, a kinyújtott hüvelykujj pedig a térerősség irányában áll.

Ha két mágnes ellentétes pólusai közötti mágneses mezőbe egy áramjárta vezetőt lógatunk, akkor az áram irányától függően a mező a vezetéket a két pólus közé behúzza, vagy onnan kilöki. Hasonlóképpen, ha a két mágneses pólus közti tengelyre merőlegesen álló fémkeretbe áramot vezetünk, akkor az áram irányától függően valamely oldalra elfordul úgy, hogy a keret lapja ezzel a tengellyel párhuzamosan álljon be. Mindez azt mutatja, hogy az áramjárta elektromos vezetőre a mágneses mező erőt fejt ki, amelynek iránya az áram irányától függ. Az erő nagysága, ahol I az áramerősség, L a vezető hossza, B a mágneses térerősség, φ pedig az áram iránya és B által bezárt szög. Az erő irányát egy újabb jobbkézszabály alapján határozhatjuk meg. Ha a kinyitott jobb kéz ujjai a mágneses térerősség irányába állnak, a felfelé álló hüvelykujj pedig a konvencionális áramirányt jelöli, akkor az erő a tenyérre merőlegesen kifelé mutat. A fenti egyenletből is látható, hogy ha I és B nem merőlegesek, akkor a vektoriális szorzatukat kell venni. Az ábrán látható fémkeret b éleire ható ellentétes erők (F b és F b ) kiegyenlítik egymást, az a élekre ható erőpár (F a és F a ) viszont nem esik egy egyenesbe, így forgatónyomatékot képeznek, amelynek nagysága (M = erő erőkar: itt a = L, a vezető hossza, ld. a fenti egyenlet; b = a két erőkar összege; a b = a keret felülete). Tekintsük át az előbb megismert két összefüggést egy olyan példán, amikor két párhuzamos egyenes vezetőben áram folyik. Láttuk, hogy az áram járta vezető körül mágneses mező létesül, amelyben egyenes vezető esetén a térerősség B = (µ 0 I 1 )/(2π r). Az r távolságra lévő másik vezetőben folyó áramra ez a mező F = I 2 L B erőt fejt ki (a párhuzamosság miatt sinφ = 1). Behelyettesítve B-t azt kapjuk, hogy F = (µ 0 I 1 I 2 L)/(2π r). Az erő azonos irányú áramok esetén (természetesen kölcsönösen) vonzó, ellentétes áramirányok esetén taszító. A modern definíció szerint ezzel az összefüggéssel értelmezzük az áramerősséget is (két párhuzamos 1A erősségű 1 m hosszú elektromos áramszakasz 1m távolságból 10-7 N erővel hat egymásra). Az elektromos és a mágneses mezők kölcsönhatását általánosíthatjuk olyan értelemben, hogy mágneses térben bármely mozgó töltésre erő hat. Ezt Hendrik Lorentz (1853-1928) holland fizikus után Lorentz-erőnek nevezzük, és alakban adhatjuk meg. A

Lorentz-erő tehát a töltés, illetve a sebesség és a mágneses térerősség vektoriális szorzata. Az erő így merőleges a két másik vektormennyiségre, és irányát az előbbi jobbkézszabály segítségével határozhatjuk meg, csak itt pozitív töltésre az áram iránya helyett a sebességvektort alkalmazzuk. Mivel az erő mindig merőleges a sebességre, a töltés kellően nagy kiterjedésű mezőben körpályára (illetve, ha v és B nem merőlegesek, akkor helikális pályára) kényszerül. Az elektromosság és a mágnesesség kapcsolatát számtalan technikai alkalmazásban hasznosítják, mint pl. galvanométer, ampermérő, elektromos csengő, hangszóró, jelfogó (relé), megszakító, katódsugárcső, televízió, elektronmikroszkóp, tömegspektrométer, részecskegyorsító. Az elektromágnesbe általában vasmagot helyeznek, amely az áram hatására a tekercsben létrejövő mágneses mezőt még jobban felerősíti, koncentrálja (ld. ferromágnesesség). Ha egy vezető hurok belsejéhez mágnest közelítünk, vagy onnan eltávolítunk, akkor a hurokban elektromos áramot mérhetünk. Ha ezt a hurkot egy mágnes erőterében a tengelye körül megforgatjuk, hasonlót tapasztalunk. Ha egy tágasabb és egy keskenyebb fémtekercset egymásba helyezünk, majd az egyikbe áramot vezetünk, akkor a másikban is áram indul meg (anélkül, hogy fémesen érintkeznének). Mindezek a jelenségek a mágneses indukció következményei, és azt mutatják, hogy ha egy hurokszerű vezetődarab körül változik a mágneses mező, akkor ez a vezetőben áramot hoz létre (indukál). Pontosan megfogalmazva: ha a vezető által körülvett felületen átmenő mágneses erővonalak száma, vagyis a mágneses fluxus változik, akkor a vezetőben feszültség (elektromotoros erő) jön létre, amely áramot indít el: vagy Amikor a hurok vagy tekercs közepe felé rúdmágnest közelítettünk, abban elektromos áram indukálódott. Ez az áram azonban maga is mágneses mezőt hoz létre maga körül, melynek térerőssége az indukció sebességével arányos. Ez a másodlagos mágneses mező mindig olyan irányú, hogy az őt létrehozó hatást (jelen esetben a rúdmágnes mozgatását) gátolja. Ha tehát a rúdmágnest a tekercs felé közelítjük, akkor azt a másodlagos mágneses mező taszítani, ha attól távolítjuk, akkor vonzani fogja. Az így megfogalmazott összefüggés Lenz-törvénye (Heinrich Lenz német-orosz fizikus, 1804-1865). Mágneses mezőben forgó vezető keret esetén nem a térerősség vagy a felület változik, hanem a kettő egymáshoz való relatív helyzete. Ilyenkor a felületnek B irányába eső vetülete a

körmozgás szerint A effektív = A sin(ω t) módon alakul. A maximális feszültség akkor jön létre, amikor a keret éppen merőleges az erővonalakra. Ilyenkor U max = B l v, ahol l a keretnek a forgástengellyel párhuzamos élhossza, v pedig a forgás kerületi sebessége. Egyébként értelemszerűen U t = U max sin(ω t), tehát szinuszosan változó feszültséget és áramot kapunk. Amennyiben a keret két vége minden félfordulatnál váltakozva kapcsolódik az elvezetésekhez, akkor szinuszos egyenáramot termelő (kommutátoros) generátorról beszélünk. Az elektromos generátorokban a keretet turbinák révén az áramló gőz vagy víz forgatja, és a modern típusokban már a mágnes a forgó rész (rotor), a feszültség pedig az álló részen (stator) keletkezik. Épp fordított elven működik a villanymotor, amelynél a mágneses mezőben elhelyezkedő vezető keretre áramot kapcsolunk, azért az forgásba jön. Láttuk, hogy a változó mágneses mező változó elektromos mezőt, amely viszont újra változó mágneses mezőt kelt, és így tovább. Éppen ez figyelhető meg az elektromágneses hullámokban, ahol az elektromosság és mágnesesség egyszerre, egymást folytonosan fenntartva és feltételezve jelenik meg. Az ilyen hullámokban az elektromos és mágneses térerősség mindig szinuszosan változik térben és időben, és vektoraik egymásra valamint a terjedési irányra is merőlegesek (transzverzális hullám). Ilyenképpen a két jelenségkör belső összefonódása az egyik legszebb módon éppen az elektromágneses hullámok természetéből ismerhető meg.