Lean manufacturing często mówi o prawdziwej północy. To jest kierunek, w którym twoje działania powinny zmierzać, aby stać się lepszymi. Czasami może to być nieco niejasne, więc przyjrzyjmy się, co może zawierać prawdziwa północ. Jestem w pełni świadomy, że dotarcie do prawdziwej północy we wszystkich aspektach jest nierealne. Gdybyś rzeczywiście dotarł na prawdziwą północ, nie byłoby już nic do poprawy… co jest sprzeczne z moimi przekonaniami o produkcji. Zawsze możesz być lepszy! Dlatego osiągnięcie poniższej listy nie jest realistyczne. Ale zawsze można sobie tego życzyć! Mam nadzieję, że ta nierealistyczna lista pomoże ci zbliżyć się do prawdziwej północy, przynajmniej w niektórych aspektach. Wprowadzenie W nawigacji prawdziwa północ to geograficzny biegun północny. Znajduje się na osi, wokół której obraca się Ziemia (drugim końcem byłby geograficzny biegun południowy). Stąd, jeśli chcesz iść na biegun północny, musisz po prostu jechać dalej na północ. Najłatwiej jest użyć kompasu z igłą magnetyczną. Jednak igła nie wskazuje geograficznego bieguna północnego, ale magnetyczny biegun północny (który przypadkowo jest biegunem południowym w kategoriach magnetycznych). Co więcej, geograficzny biegun północny nie porusza się zbytnio (tylko trochę z powodu chybotania się ziemi i tektoniki płyt). Północ magnetyczna przesuwa się jednak w miarę upływu czasu. Dlatego twoja igła magnetyczna będzie wskazywać w złym kierunku, im bliżej będziesz się zbliżać do bieguna. Gdybyś rzeczywiście był na biegunie północnym, igła wskazywałaby południe, a ty szedłbyś w złym kierunku. Dobre mapy zawierają informacje o tej różnicy, a także o tym, jak ma się ona zmieniać w czasie. Lean (i inni) wykorzystują tę analogię prawdziwej północy, aby opisać kierunek, w którym naprawdę powinna podążać Twoja firma. Jeśli nie znasz swojej prawdziwej północy, równie dobrze możesz krążyć w kółko. Podam przykład z branży motoryzacyjnej. Może pojawić się nacisk na zmniejszenie masy samochodów w celu uzyskania lepszych osiągów. W związku z tym części stalowe zostaną zastąpione lżejszymi, ale droższymi częściami aluminiowymi. Pięć lat później priorytet, to już nie waga, ale koszt. Części aluminiowe zostaną zastąpione tańszymi, ale cięższymi częściami stalowymi. Kolejne pięć lat później znów pojazd staje się coraz cięższy, a części stalowe są ponownie zastępowane częściami aluminiowymi. Ten cykl wydaje się powtarzać co około pięć lat. Jest dużo ruchu, ale kręci się w kółko. Dla mnie dobra firma to taka, która jest w stanie podążać swoją prawdziwą północą nawet przez wiele pokoleń kierownictwa. Na przykład Toyota przez wiele dziesięcioleci naciskała na SMED, aby skrócić czas wymiany. Przyjrzyjmy się więc teraz, co może obejmować prawdziwa produkcja w Lean. Przepływ materiału Idealny przepływ materiału jest o wielkości partii jednej sztuki. Dzieje się tak przy zerowym czasie przezbrajania. W świecie idealnym do produkcji byłby również tylko jeden typ części. Nie jest to jednak cel całej firmy i prawdopodobnie nie chciałbyś dążyć do firmy z jednym produktem. Jednak liczba wariantów produktu powinna stanowić dobry kompromis między wysiłkiem związanym z tworzeniem wielu produktów a korzyścią z tworzenia wielu produktów. Z mojego doświadczenia wynika, że większość firm ma wiele wariantów produktów w bardzo małych ilościach, których dalsze istnienie należy poważnie zakwestionować. Sekwencja produkcyjna tych różnych typów części powinna być idealną mieszanką przez cały czas pracy. Rozmieść wszystkie typy części tak równomiernie w ciągu dnia, jak to tylko możliwe. Dobry przykład miksowania sekwencji Odległość między różnymi procesami powinna wynosić zero lub być jak najbardziej zbliżona. Idealnie maszyny są tuż obok siebie. Nie wysyłaj części na cały świat i z powrotem. Zapasy Lean słynie z ograniczania zapasów. Nie możesz jednak zredukować zapasów do zera. Potrzebujesz części, nad którymi pracujesz. Masz części w transporcie. Ale nie powinno być żadnych zapasów z wyjątkiem części, które są aktualnie w ruchu lub są przetwarzane. Wymaga to Just-in-Time, Just-in-Sequence i Ship-to-Line. Przepływ informacji Przepływ informacji powinien być natychmiastowy i bez utraty informacji lub nieporozumień. Wszystkie wymagane informacje powinny być dostępne. Jednak nie powinno być nadmiaru informacji, ponieważ ich gromadzenie i przechowywanie wymaga wysiłku, a także może ukrywać rzeczywiście istotne informacje. Wahania Mówiąc najprościej, nie powinno być żadnych nierównomierności (mura). Klient zamawia regularnie jak w szwajcarskim zegarku, a dostawcy i produkcja dostarczają części i produkty z równą regularnością. Nic w łańcuchu source-make-deliver nie powinno się zmieniać. Produkcja powinna być typu flow shop, a linia powinna być idealnie zbalansowana bez czasu oczekiwania. Jakość Idealne wymaganie dotyczące jakości jest proste: zero defektów i zero przeróbek! Nic nie powinno być wadliwe ani przerobione. W przypadku defektu (co oczywiście nigdy się nie zdarza), procesy powinny wykryć defekt automatycznie i proces powinien zostać zatrzymany. To jest idea Jidoki, czyli autonomii. Marnotrawstwo Nie powinno być marnotrawstw (muda). Na pewno znasz siedem rodzajów marnotrawstwa. Należy je wyeliminować. Siedem rodzajów marnotrawstw Przeciążenie Nie powinno być również przeciążenia robotników (muri). Przede wszystkim wymaga to doskonałej dokumentacji bezpieczeństwa. Wymagałoby to również, aby praca nie była ani zbyt trudna, ani zbyt łatwa, ale w sam raz, bez monotonii. Wszyscy pracownicy i inne osoby powinny być traktowane z szacunkiem. Pracownicy powinni mieć pozytywne nastawienie do pracy i firmy. Ciągłe doskonalenie Jeśli osiągnąłeś prawdziwą północ, nie byłoby nic do poprawy. Niemniej jednak na drodze na prawdziwą północ ważną częścią jest ciągłe doskonalenie. Dlatego powinieneś mieć ciągłe doskonalenie, czyli kaizen. Nie jest to przypisane do specjalisty ds. ciągłego doskonalenia, ale jest zakorzenione we wszystkich pracownikach (w tym CEO) i wspierane przez kierownictwo. Ulepszenie następuje zgodnie z sekwencją Plan-Do-Check-Act (PDCA). Gdzie raj spotyka się z rzeczywistością Prawdziwa północ nie jest realistyczna. Prawdziwa północ to sen…, ale nigdy nie powinieneś przestać marzyć! Niekoniecznie chodzi o dotarcie do prawdziwej północy (czy rzeczywiście chcesz jechać na biegun północny za każdym razem, gdy podnosisz mapę?). Ale powinno ci to pomóc w znalezieniu właściwej ścieżki. Przekonasz się również, że na powyższej liście są sprzeczności. Na przykład nie powinno być wahań, ale praca nie powinna być również monotonna. Lub wysiłek osiągnięcia zerowej liczby defektów może nie być wart poniesionych kosztów. Im bliżej tych różnych prawdziwych północy, tym więcej znajdziesz sprzeczności. Na szczęście większość firm, być może nawet twoja, wciąż ma przed sobą długą drogę, zanim zbliżą się do prawdziwej północy. Co więcej, nie będziesz w stanie jednocześnie skierować wszystkiego na północ. I tutaj może być pomocna powyższa długa lista przemysłowych ideałów. Wybierz interesujące dla siebie obszary! Które obszary z tej listy są najbardziej istotne dla twojej firmy? Gdzie jesteś i gdzie chcesz być? Jeśli bezpieczeństwo lub ogólne przeciążenie pracowników jest niezadowalające, powinno być wysoko na liście, podobnie jak jakość. Ciągłe doskonalenie to rzeczywisty proces, który pomaga Ci podążać w kierunku prawdziwej północy, gdziekolwiek może ona być dla Ciebie. Ogólnie rzecz biorąc, musisz zdecydować, który kierunek jest najbardziej odpowiedni dla Twojej firmy w dłuższej perspektywie. Może nawet nie być na tej liście, ponieważ nie gwarantuję, że jest kompletna. Ale powinieneś wiedzieć, dokąd chcesz się udać. W przeciwnym razie będziesz po prostu błąkał się bez celu. A teraz, wyjdź, wybierz kierunek i zorganizuj swoje przedsiębiorstwo! Oryginalny wpis w języku angielskim i źródła zdjęć dostępne są na blogu autora: What Is True North in Lean?przewodnika. Średni promień R uzwojeń wynosi 14,8 ± 0,3 cm. W środku uzwojenia znajduje się igła magnetyczna, pod którą umieszczona jest pozioma podziałka kątowa, na której można odczy-tywać kąt α, jaki tworzy wskazówka z płaszczyzną uzwojenia. U Z mA Rys. 38.3.
Rozdział III: Magnetyzm Każdy magnes ma dwa bieguny: północny (N) i południowy (S). Magnesy zwrócone do siebie takimi samymi (jednoimiennymi) biegunami odpychają się, a różnoimiennymi przyciągają się magnes wytwarza wokół siebie pole magnetyczne. Pole magnetyczne to przestrzeń, w której działają siły magnetyczne. Ziemia zachowuje się jak wielki magnes. Południowy biegun magnetyczny Ziemi jest w okolicach północnego bieguna geograficznego, a północny biegun magnetyczny w okolicach południowego bieguna geograficznego Ziemi. Ziemskie pole magnetyczne wykorzystuje się w działaniu kompasów, których najważniejszym elementem jest igła magnetyczna. Igła magnetyczna to mała blaszka w kształcie dwustronnej wskazówki, wskazująca kierunki północ-południe. Różne substancje wykazują różne własności magnetyczne. Substancje, które wykazują najsilniejsze własności magnetyczne nazywają się ferromagnetykami. W ich budowie wewnętrznej można wyróżnić małe obszary namagnesowania, tzw. domeny magnetyczne, które zachowują się jak małe magnesy. Są one najczęściej ułożone chaotycznie. Uporządkowanie domen nazywamy namagnesowaniem, ferromagnetyk staje się wtedy trwałym magnesem. Substancjami ferromagnetycznymi są np. żelazo, kobalt, magnetyczne (podobnie jak elektrostatyczne) przedstawiamy graficznie za pomocą linii pola. Są one umownie zwrócone do bieguna N w stronę bieguna S. Przewodniki, przez które płynie prąd wykazują właściwości magnetyczne. Igła magnetyczna ustawiona w pobliżu przewodnika z prądem odchyla się. Zwojnica z prądem wytwarza pole magnetyczne takie jak pole magnesu sztabkowego. Jego bieguny możemy wyznaczyć w ten sposób, że jeśli prawą dłonią obejmiemy zwojnicę tak, aby palce wskazywały kierunek prądu, to odgięty kciuk wskaże biegun magnetyczny północny (N). Linie pola magnetycznego wewnątrz zwojnicy są do siebie równoległe, czyli pole magnetyczne jest przewodniki z prądem oddziałują na siebie wzajemnie. Jeśli prąd płynie w nich w tę samą stronę – przewodniki przyciągają się, jeśli w przeciwne strony – odpychają się. Zjawisko wzajemnego oddziaływania przewodników z prądem wykorzystano do zdefiniowania jednostki natężenia prądu – 1 ampera. Prąd ma natężenie 1 A, jeśli płynąc w dwóch nieskończenie długich, cienkich przewodnikach prostoliniowych umieszczonych w próżni w odległości 1m od siebie, powoduje, że działają one na siebie siłą 2•10–7N na każdy metr ich długości. Elektromagnes to urządzenie składające się ze zwojnicy, przez którą płynie prąd i umieszczonego w niej rdzenia wykonanego z ferromagnetyka. Rdzenie najczęściej wykonuje się z tzw. stali miękkiej, która łatwo się magnesuje i rozmagnesowuje. Elektromagnesy działają jak elektromagnesu można wzmocnić zwiększając liczbę zwojów nawiniętych na rdzeń lub wartość natężenia prądu w znalazły duże zastosowanie do transportu żelaznych elementów, do budowy dzwonków elektrycznych, w głośnikach, kolei magnetycznej, w medycynie itp. Na przewodnik z prądem umieszczony w polu magnetycznym działa siła magnetyczna zwana też siłą elektrodynamiczną. Wartość tej siły zależy od natężenia prądu płynącego w przewodniku, od długości przewodnika i od tego jak silne jest pole magnetyczne. Wartość siły elektromagnetycznej obliczamy ze wzoru: F=B∙I∙l Współczynnik B nazywamy indukcją magnetyczną. Jest to wielkość wektorowa, charakteryzująca pole magnetyczne. Im silniejszy magnes tym większa jest indukcja pola, które on wytwarza. Kierunek wektora indukcji jest styczny do linii pola magnetycznego, a zwrot taki jak zwrot linii pola. Jednostką indukcji magnetycznej jest 1T (tesla). Kierunek i zwrot siły magnetycznej ustalamy z tzw. reguły lewej dłoni: jeżeli lewą dłoń ustawimy tak, aby jej wewnętrzna strona była zwrócona w stronę północnego bieguna magnesu, a wszystkie palce (z wyjątkiem odchylonego kciuka) wskazywały kierunek prądu, to kciuk wskaże kierunek i zwrot siły siły magnetycznej wykorzystano w konstrukcji silnika elektrycznego. Silnik elektryczny jest urządzeniem przetwarzającym energię elektryczną na energię mechaniczną. W silniku oddziałują na siebie wirnik, składający się z kilku zwojnic umieszczonych w polu magnetycznym i nieruchomy stojan. Na zwojnice działa siła magnetyczna powodująca obrót wirnika. Razem z wirnikiem obracają się metalowe półpierścienie tzw. komutator, połączony za pośrednictwem szczotek ze źródłem prądu. Zadaniem komutatora jest zmiana kierunku prądu w uzwojeniach, aby utrzymać ciągły ruch obrotowy wirnika. Jeśli zamknięty obwód elektryczny umieścimy w zmiennym polu magnetycznym, to w przewodniku wzbudzi się prąd elektryczny. Takie zjawisko nazywamy indukcją elektromagnetyczną, a powstający prąd – prądem indukcyjnym. Prąd indukcyjny można wytworzyć np. zbliżając magnes do zwojnicy. Kierunek prądu indukcyjnego określa reguła Lenza, która mówi, że prąd indukcyjny płynie w takim kierunku, że pole magnetyczne przez niego wytworzone przeciwdziała przyczynie, która go wytworzyła (zmianom pola magnetycznego, dzięki którym prąd indukcyjny powstał). Zjawisko indukcji elektromagnetycznej wykorzystano do budowy prądnicy. Prądnica zbudowana jest podobnie do silnika elektrycznego, ale służy do przetwarzania energii mechanicznej na elektryczną. W ramce obracanej w polu magnetycznym wzbudza się prąd indukcyjny. Prąd ten nazywamy przemiennym, ponieważ cyklicznie zmienia się jego natężenie i kierunek jego urządzeniem wykorzystującym zjawisko indukcji elektromagnetycznej jest transformator. Służy on do zmiany napięcia. Zbudowany jest z ferromagnetycznego rdzenia, na który nawinięte są dwie zwojnice. Jedna z nich, tzw. uzwojenie pierwotne, podłączona jest do źródła prądu przemiennego. Prąd ten wytwarza w rdzeniu zmienne pole magnetyczne, a w drugiej zwojnicy, tzw. uzwojeniu wtórnym, powstaje prąd indukcyjny. Stosunek napięć w obu uzwojeniach jest równy stosunkowi liczny zwojów: Up/Uw =np/nw Transformator, który obniża napięcie, podwyższa równocześnie natężenie prądu: Ip/Iw =nw/np Ten materiał został opracowany przez Przeczytanie i zapamiętanie tych informacji ułatwi Ci zdanie klasówki. Pamiętaj korzystanie z naszych opracowań nie zastępuje Twoich obecności w szkole, korzystania z podręczników i rozwiązywania zadań domowych.
Kierunek magnetyczny odczytany z busoli wynosi 70°, a deklinacja dla miejsca, w którym się znajdujemy wynosi 3° na zachód (czyli -3° W). W takim przypadku korzystamy z wzoru, pamiętając że odejmujemy liczbę ujemną. KG = (70°) – (-3°) = 70° + 3°. = 73°. Aby dotrzeć do wieży kościoła, należy kierować się azymutem 73°. Magnetyzm Spis treściPole magnetyczne Magnetyki Ruch ładunku w polu magnetycznym Siła elektrodynamiczna Wzajemne oddziaływanie przewodników z prądem Moment magnetyczny Cyklotron (akcelerator cykliczny)Już w starożytności znana była właściwość jednego z gatunków rudy żelaznej, zwanej magnetytem, polegająca na przyciąganiu kawałków stali. Zjawisko to nazwano magnetyzmem. Natomiast opisane ciało - magnesem trwałym. Pole magnetyczne Na przykładzie magnesu możemy rozpatrzyć pole magnetyczne: Polem magnetycznym nazywamy przestrzeń otaczającą magnes trwały lub przewodnik przewodzący prąd, w której występują oddziaływania dwa bieguny magnesu: północny i południowy. Nie da się rozdzielić biegunów magnetycznych. Charakterystycznymi wielkościami dla pola magnetycznego są: - przenikalność magnetyczna () Linie pola magnetycznego są zawsze liniami zamkniętymi. Bieguny jednoimienne odpychają się; różnoimienne - przyciągają się. W 1820 roku Oersted odkrył oddziaływanie magnetyczne przewodnika, przez który przepływa prąd. Ustawił on przewodnik koło igły magnetycznej. Po włączeniu prądu w przewodniku igła odchyliła się. Świadczy to o tym, że przewodnik z prądem jest źródłem pola magnetycznego. Natężenie pola wytwarzanego przez prostoliniowy przewodnik: Natężenie pola wytwarzanego wewnątrz zwojnicy: I - natężenie prądu d - długość zwojnicy n - liczba zwojów Magnetyki Magnetyki są to ciała makroskopowe, które można magnesować, to jest nadawać im własności zależności od specyfiki dzielą się na trzy podstawowe grupy: diamagnetyki (o względnej przenikalności magnetycznej mniejszej od 1) paramagnetyki (o względnej przenikalności magnetycznej nieco większej od 1) ferromagnetyki (o bardzo dużej dodatniej liczbie względnej przenikalności magnetycznej) W celu scharakteryzowania stanu namagnesowania substancji używamy wielkości zwanej podatnością magnetyczną. Opisuje ona zdolność danej substancji do zmian namagnesowania pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego. k - podatność magnetyczna I - namagnesowanie H - natężenie pola magnetycznego w próbce Podatność magnetyczna dla diamagnetyków jest mała i ujemna, dla paramagnetyków jest mała i dodatnia, dla ferromagnetyków jest dodatnia i duża (rzędu setek lub tysięcy). Diamagnetyzm to zjawiska polegające na powstaniu wewnątrz ciała pola magnetycznego indukowanego przez zewnętrzne pole i przeciwdziałające mu. W ciele powstaje namagnesowanie I skierowane przeciwnie do wektora natężenia pola magnetycznego H, działającego na to ciało. Diamagnetyki to substancje wykazujące zjawisko diamagnetyzmu. Po umieszczeniu ich w polu magnetycznym magnesują się słabo, nietrwale, przeciwnie do pola magnetycznego. Paramagnetyzm to zjawisko słabego magnesowania się ciała w zewnętrznym polu magnetycznym H w kierunku zgodnym z tym polem (przeciwnie niż w przypadku diamagnetyzmu). Przy spadku zewnętrznego pola magnetycznego do zera w substancji wykazującej własność paramagnetyzmu nie pozostaje resztkowe namagnesowanie (odmiennie niż w przypadku ferromagnetyzmu). Paramagnetyki po umieszczeniu w polu magnetycznym magnesują się słabo, nietrwale, zgodnie z polem magnesującym. Ferromagnetyzm to zespół własności magnetycznych ciał krystalicznych będących skutkiem istnienia oddziaływania porządkującego równolegle elementarne momenty magnetyczne (w temperaturach mniejszych od temperatury Curie). Ferromagnetyk to ciało zbudowane z domen magnetycznych, wykazujące silne właściwości magnetyczne. Domeny magnetyczne to bardzo małe obszary stałego namagnesowania. Magnes trwały to ferromagnetyk po uporządkowaniu domen magnetycznych. Namagnesowanie to proces polegający na uporządkowaniu domen magnetycznych w ferromagnetykach. Temperatura Curie to taka temperatura, powyżej której ferromagnetyk staje się paramagnetykiem. Ruch ładunku w polu magnetycznym W elektrostatyce dowiedzieliśmy się, iż na ładunek w polu elektrostatycznym działa siła niezależnie od tego czy ładunek porusza się, czy nie. Sprawdźmy czy tak samo jest w polu magnetycznym. Na ładunek w polu magnetycznym działa siła Lorentza. V - prędkość ładunku B - indukcja pola - wartość siły Rozważmy cztery przypadki w polu jednorodnym: I przypadek - ładunek spoczywa Spoczywający ładunek nie podlega sile Lorentza (F=0). II przypadek - ładunek porusza się zgodnie z liniami pola Ładunek porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym, zachowując początkową prędkość równoległą do linii pola (F=0). III przypadek - ładunkowi nadaje się prędkość początkową o kierunku prostopadłym do linii pola Na ładunek działa siła Lorentza. Zwrot tej siły prowadzi za rysunek. Wyznacza się go za pomocą reguły Fleminga lub reguły lewej ręki. Taka siła nie powoduje zmiany wartości prędkości, lecz zakrzywia tor ruchu (ładunek zacznie poruszać się po okręgu). Jest więc siłą dośrodkową. REGUŁA LEWEJ RĘKI Jeżeli lewą dłoń ustawimy tak, by cztery palce wskazywały kierunek ruchu ładunku dodatniego (w przypadku ładunku ujemnego cztery palce ustawiamy w drugą stronę), a linie pola (wektor indukcji) kłują dłoń od wewnątrz, to odchylony kciuk wskazuje zwrot siły Lorentza. REGUŁA FLEMINGA - siła Lorentza - wektor indukcji - natężenie płynącego prądu IV przypadek - ładunek wpada do pola magnetycznego pod kątem Ruch tego ładunku można traktować jako złożeniu II-go i III-go przypadku. Ładunek będzie się poruszał po linii śrubowej. Siła elektrodynamiczna Na rysunku: oznacza, iż linie pola (linie indukcji magnetycznej) są prostopadłe, skierowane w głąb oznacza, iż linie pola są prostopadłe, skierowane od rysunku Na przewodnik, w którym płynie prąd elektryczny, umieszczony w polu magnetycznym działa siła, zwana siłą elektrodynamiczną. Wyprowadźmy wzór na nią. Na każdy ładunek znajdujący się w przewodniku działa siła Lorentza, a więc na cały przewodnik działa siła: Za prędkość podstawiamy iloraz drogi przez czas: l - długość przewodnika Wiedząc, że natężenie prądu wyraża się wzorem: uzyskujemy wzór na siłę elektrodynamiczną: Wzajemne oddziaływanie przewodników z prądem Przewodnik, przez który przepływa prąd wytwarza w swym otoczeniu pole magnetyczne. Jeżeli w polu tym zostanie umieszczony drugi przewodnik z prądem, to pole pierwszego będzie nań oddziaływało z siłą elektrodynamiczną. Równocześnie jednak drugi przewodnik wytwarza pole magnetyczne oddziałujące z określoną siłą elektrodynamiczną na pierwszy. Zbadajmy przypadek wzajemnego oddziaływania dwóch jednometrowych i równoległych przewodników, będących w odległości 1 m od siebie, jeżeli płyną w nich prądy o wartości natężenia równej 1A. Jeżeli prądy płyną w kierunkach zgodnych, to przewodniki przyciągają się, jeśli w przeciwnych, to odpychają się. Podstawiamy do wzoru wartości liczbowe: Wzajemne oddziaływanie przewodników wykorzystano do zdefiniowania jednostki 1A. Jeden amper to natężenie takiego prądu, który płynąc w dwóch nieskończenie długich, cienkich przewodnikach prostoliniowych umieszczonych w próżni w odległości jednego metra powoduje, że działają one na siebie siłą 2x10-7N na każdy metr swojej długości. Moment magnetyczny Jedną z wielkości używanych przy opisie sił w polu magnetycznym jest moment magnetyczny. Aby wyprowadzić jego wzór, rozważmy, jakie siły działają na przewodnik w postaci zwoju, umieszczony w jednorodnym polu magnetycznym. Dla uproszczenia zakładamy, że przewodnik ma kształt prostokątnej ramki, przez którą przepływa prąd o natężeniu I, przy czym może się ona obracać wokół własnej osi w ten sposób, że jej ramiona a, obracając się przecinają linie pola i są do nich zawsze prostopadłe. Na każde z ramion o długości a działa wówczas siła elektrodynamiczna, przy czym wartość tej siły w położeniu przedstawionym na rysunku linią ciągłą wynosi: B - indukcja pola magnetycznego Siły F, działające na obydwa ramiona a ramki, tworzą parę sił, której moment obraca ramkę wokół osi. W miarę obrotu ramki wartość momentu zmniejsza się według zależności: - kąt zawarty między płaszczyzną ramki i kierunkiem indukcji B W przypadku, gdy ramka przyjmie położenie przedstawione na rysunku linią przerywaną, moment siły staje się równy zeru. Uwzględniając, że iloczyn ab jest równy powierzchni S ramki, otrzymujemy zależność: gdzie iloczyn nosi nazwę momentu magnetycznego. Jednostką momentu magnetycznego jest Elementy takie jak ramka z prądem, solenoid lub igła magnetyczna, charakteryzujące się określoną wartością momentu magnetycznego, noszą nazwę dipoli magnetycznych. Cyklotron (akcelerator cykliczny) Jest to akcelerator cykliczny, w którym stosunkowo ciężkie cząstki (protony, jądra, jony) przyspieszane są polem elektrostatycznym o napięciu rzędu 100kV i wysokiej częstości, istniejącym pomiędzy dwoma duantami, czyli płaskimi wydrążonymi półwalcami. Cząstki poruszają się po torach spiralnych, dzięki istnieniu stałego, silnego pola magnetycznego prostopadłego do płaszczyzny przyspieszenia. Wiedząc, iż pole elektryczne przyspiesza cząstkę, a pole magnetyczne zakrzywia tor ruchu, możemy wyprowadzić wzór na częstotliwość: Podstawiamy wzór na prędkość liniową w ruchu po okręgu: Zasada działania oparta jest na obserwacji, że przy pominięciu efektów relatywistycznych (tj. wzrostu masy przyspieszanych cząstek) częstotliwość obiegu cząstek naładowanych po torze kołowym Wk (częstość cyklotronowa) nie zależy od ich energii, co pozwala łatwo zsynchronizować częstość obiegu cząstek z częstością zmian pola elektrycznego We, tak że: e - ładunek przyspieszanej cząstki m - masa cząstki H - wartość bezwzględna wektora natężenia pola magnetycznego c - prędkość światła Cyklotron był najwcześniejszym akceleratorem cyklicznym. Pierwszy został skonstruowany przez E. Lawrence'a i M. Livingstone'a w Kalifornii w 1931 roku. Ograniczeniem energii osiąganych za pomocą cyklotronu są efekty relatywistyczne wpływające na opóźnianie się cząstek o dużych energiach względem zmian pola, co doprowadza do utraty efektywności przyspieszania. Częściowo można temu zaradzić zwiększając pole magnetyczne wraz z promieniem, co prowadzi do konstrukcji nazywanej cyklotronem izochronicznym. W Polsce pierwszy cyklotron uruchomiony został w latach powojennych na Uniwersytecie Jagiellońskim, następnie został przeniesiony do Instytutu Fizyki Jądrowej (IFJ, również w Krakowie), gdzie był modernizowany i pracował do początku lat 90., osiągając energię protonów równą 3MeV. Od lat 60. w IFJ pracuje większy cyklotron, pozwalający osiągać dwukrotnie wyższe energie protonów i przyspieszać cząstki alfa do energii 29MeV. PODZIAŁ AKCELERATORÓW Akceleratory dzielimy na: akceleratory liniowe (cząsteczki przyspieszone poruszają się po liniach prostych) akcelerator Cockcrafta-Wultona akcelerator van de Graafa akceleratory wiązek przeciwbieżnych (collider) akceleratory cykliczne (poruszają się po okręgu) betatron cyklotron mikrotron synchroton .: ©2009-2012na jedną oś - nie może być zbyt duży ★★★ OSADKA: oś kwiatostanu, na której osadzone są kwiaty ★★★★★ mariola1958: OSTREK: oś, na której obraca się igła magnetyczna busoli ★★★★★ mariola1958: PIASTA: część koła, w którą mocuje się oś ★★★ RZĘDNA: oś w parze z odciętą ★★★ MAMIDŁO: cośLRZfSWx. 455 495 191 430 218 88 116 339 239
oś na której obraca się igła magnetyczna
