Radionica 2.8. - Magnetsko polje

Što je magnetsko polje?

Magnetsko polje je nevidljiva sila oko magneta (ili oko bilo kojeg mjesta gdje se gibaju elektroni) koja privlači ili odbija određene materijale. možemo ga zamisliti kao nevidljive crte koje izlaze iz sjevernog pola (N – North) magneta i ulaze u južni pol (S – South). Svaki magnet – veliki ili mali – ima svoje magnetsko polje.

Zemlja također ima svoje magnetsko polje, jer u njezinoj jezgri postoji mnogo rastaljenog metala koji se kreće. Zato naš planet djeluje kao divovski magnet.

Kako se mjeri magnetsko polje?

Jačina magnetskog polja mjeri se u jedinicama tesla (T), ali za slabija polja, poput Zemljinog, koristi se mikrotesla (µT), tj. milijunti dio tesle.

Zemljino magnetsko polje ima jačinu između 22 i 67 µT – jače je kod polova, slabije na ekvatoru.​

Obični magneti u kućanstvu, poput onih na hladnjaku, imaju oko 100 gauss (ili oko 10000 µT), što je mnogo jače od Zemljinog polja.

Micro:bit ima ugrađeni magnetometar, što znači da može mjeriti jačinu magnetskog polja u µT.

Kako magnetsko polje utječe na materijale?

Nisu svi materijali jednako osjetljivi na magnetsko polje:

• Feromagnetski materijali (željezo, nikal, kobalt) jako reagiraju i lako ih magnet privlači.
• Nemagnetski materijali (drvo, plastika, papir) ne reagiraju na magnet.
• Paramagnetski (kisik, magnezij, aluminij…) i dijamagnetski (bakar, olovo, zlato, grafit, voda…) materijali reagiraju vrlo slabo – magnet privlači paramagnetske materijale ili odbija dijamagnetske jedva primjetno.

Utjecaj na žive organizme

Magnetska polja su svuda oko nas. Zemljino magnetsko polje pomaže mnogim životinjama da se orijentiraju – npr. pticama selicama, kornjačama i nekim ribama.​

Za ljude, normalno magnetsko polje Zemlje je potpuno sigurno. Čak i u blizini uređaja (npr. računala) to polje ne šteti zdravlju. Opasna su samo ekstremno jaka magnetska polja, kao ona u medicinskim uređajima za magnetnu rezonancu, koja mogu pomaknuti metalne predmete ili utjecati na uređaje.​ Opasnost postoji tek prilikom duljeg izlaganja magnetskom polju većem od nekoliko mT (militesla).

Za biljke i mikroorganizme uobičajena magnetska polja ne predstavljaju problem; istraživanja pokazuju da jake promjene mogu utjecati na rast nekih biljaka (preko 100 mT), ali u prirodi te promjene su vrlo male.​

Kako micro:bit detektira magnetsko polje

Micro:bit ima senzor nazvan magnetometar. Taj senzor osjeća promjene u magnetskom polju oko micro:bita i može mjeriti njegovu jačinu u tri smjera (x, y, z). To je isto načelo po kojem radi digitalni kompas.

Za vježbu treba napraviti jednostavni program koji prikazuje jačinu magnetskog polja na LED zaslon:

Veza na kôd

Ovaj program očitava magnetsko polje svakih pola sekunde i ispisuje vrijednost na zaslonu micro:bita.

Dodatna pitanja i zadaci:

• Iscrtaj grafikon magnetskog polja na LED ekranu micro:bita.

Veza na kôd

• U MakeCode okruženju možeš otvoriti Serial Plotter. Kada u petlji šalješ vrijednost magnetskog polja pomoću “serial write value” bloka, micro:bit će crtati grafikon promjena magnetskog polja u vremenu.

Veza na kôd

Što smo naučili?

• Magnetsko polje je nevidljiva sila oko magneta ili Zemlje.
• Mjeri se u teslima (T) ili mikroteslima (µT), a micro:bit ima senzor koji to može mjeriti.
• Magneti djeluju samo na određene materijale poput željeza i nikla.
• Prirodna magnetska polja su sigurna za ljude, životinje i biljke.
• Micro:bitov magnetometar djeluje kao mali kompas i mjeri jačinu i smjer magnetskog polja.
• Naučili smo ispisati jačinu polja i crtati grafikona magnetskog polja na micro:bitu i na ekranu računala.

Razgovaraj na Discord-u. (pridruži se)