Μαγνητική ροπή

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση

Μαγνητική ροπή ονομάζεται το γινόμενο της μαγνητικής μάζας ενός από τους μαγνητικούς πόλους, ενός μαγνήτη επί την απόσταση των δύο πόλων αυτού.

Ως μονάδα μέτρησης της μαγνητικής ροπής λαμβάνεται το γινόμενο της μονάδας της μαγνητικής μάζας επί την απόσταση του ενός εκατοστομέτρου.

Εμφάνιση μαγνητικής ροπής[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Γενικά μαγνητική ροπή παρουσιάζουν τα μαγνητικά δίπολα (μαγνήτες), τα πλαίσια ή πηνία που διαρρέονται από ηλεκτρικό ρεύμα, τα άτομα λόγω της περιφοράς των ηλεκτρονίων τους γύρω από τον πύρήνα (καλούμενη και μαγνητική ροπή λόγω περιφοράς), επίσης τα ηλεκτρόνια, λόγω της ιδιο-περιστροφής τους (μαγνητική ροπή λόγω ιδιοπεριστροφής- σπιν), τα μαγνητικά σώματα κ.λπ.

Διεύθυνση - φορά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η Μαγνητική ροπή (Μ*) είναι διανυσματικό μέγεθος όπου διεύθυνση και φορά είναι ανάλογες ανά περίπτωση, που ορίζονται ως ακολούθως:

  1. Στο μαγνητικό δίπολο ή μαγνήτη η Μ* έχει φορά από τη νότια ποσότητα μαγνητισμού προς τη βόρεια.
  2. Στο ρευματοφόρο πλαίσιο η Μ* είναι κάθετος του επιπέδου του και έχει φορά εκείνη του δεξιόστροφου κοχλία που περιστρέφεται κατά την φορά του ρεύματος.
  3. Στο πηνίο η Μ* έχει διεύθυνση εκείνη του άξονά του και φορά εκείνης του δεξιόστροφου κοχλία.
  4. Στο περιστρεφόμενο κυκλικά ηλεκτρόνιο η Μ* είναι κάθετος στο επίπεδό της τροχιάς του και έχει φορά του δεξιόστροφου κοχλία που περιστρέφεται αντίρροπα της περιστροφής του ηλεκτρονίου (λεγόμενη και συμβατική φορά ρεύματος).
  5. Σε μαγνητισμένο σώμα η Μ* είναι ομόρροπος της μαγνητίσεώς του.

Μέτρο μαγνητικής ροπής[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το εκάστοτε μέτρο της μαγνητικής ροπής επί των παραπάνω περιπτώσεων δίδεται από τους ακόλουθους τύπους:

  1. Περίπτωση μαγνητικού δίπολου ή μαγνήτη Μ* = m × l , όπου m = η ποσότητα μαγνητισμού, και l = η απόσταση.
  2. Περίπτωση ρευμ. πλαισίου ή πηνίου: Μ* = Ι × S × n , όπου Ι η ένταση, S το εμβαδόν κάθε σπέίρας και n ο αριθμός των σπειρών.
  3. Περίπτωση περιστρεφόμενου ηλεκτρονίου: Μ* = I × S = v × q × πr2 , όπου v η συχνότητα, q φορτίο ηλεκτρονίου και r η ακτίνα περιφοράς, και
  4. Περίπτωση μαγνητισμένου σώματος: Μ* = J × V , όπου J η μαγνήτιση και V ο όγκος του σώματος.

Παρατηρήσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οποιοδήποτε σώμα που παρουσιάζει μαγνητική ροπή αν βρεθεί μέσα σε ομοιογενές μαγνητικό πεδίο ισορροπεί μόνο όταν η μαγνητική του ροπή καταστεί παράλληλη της έντασης του πεδίου. Συνεπώς ο μαγνήτης ισορροπεί όταν ο άξονάς του είναι παράλληλος των μαγνητικών γραμμών του πεδίου, ενώ αντίθετα το πλαίσιο όταν το επίπεδό του είναι κάθετο στις δυναμικές γραμμές αυτού.
Εξυπακούεται έτσι πως και ένα σύστημα μαγνητικών σωμάτων ισορροπεί μέσα σε ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο όταν η συνισταμένη των επιμέρους μαγνητικών ροπών του καταστεί παράλληλος της έντασης του πεδίου.
Συνέπεια των παραπάνω είναι, όταν η μαγνητική ροπή είναι ομόρροπος της έντασης του μαγνητικού πεδίου, η ισορροπία να χαρακτηρίζεται ευσταθής, ενώ, αντίθετα, αν είναι αντίρροπος η ισορροπία να θεωρείται ασταθής.

  • Αν τμηθεί ένας μαγνήτης σε τεμάχια τότε το άθροισμα των μέτρων των μαγνητικών ροπών των επιμέρους τεμαχίων ισούνται με το μέτρο της μαγνητικής ροπής του μαγνήτη.