Магнитное поле. Магнитное_поле. Лекция 3 Магнитное поле 39. Магнитное поле
![]()
|
Лекция 3 Магнитное поле 39. Магнитное поле Опытным путём обнаружено, что подобно тому, как в пространстве, окружающем электрические заряды, возникает электрическое поле, так и в пространстве, окружающем токи и постоянные магниты, возникает силовое поле, называемое магнитным. - магнитное поле действует на движущиеся заряды; - движущиеся заряды создают магнитное поле. Магнитное поле, в отличие от электрического, не действует на покоящиеся заряды. Характер воздействия магнитного поля на ток зависит от формы проводника, по которому течёт ток, от расположения проводника и от направления тока. 40. Рамка с током. Направление магнитного поля. Рассмотрим рамку с током. Ориентация рамки в пространстве характеризуется направлением нормали ![]() ![]() Положительное направление нормали – направление поступательного движения правого буравчика. Магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие, т.е. поворачивает её определённым образом. Это свойство используется для выбора направления магнитного поля. За направление магнитного поля принимается направление, вдоль которого располагается положительная нормаль к свободно подвешенной рамке с током или направление, совпадающее с направлением силы, действующей на северный полюс (N) магнитной стрелки. ![]() 41. Вектор магнитной индукции. На рамку с током, помещённую в магнитное поле, действует вращающий момент сил ![]() ![]() ![]() ![]() Величина ![]() ![]() Единица магнитной индукции – Тесла ( ![]() Линии магнитной индукции – линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора ![]() Принцип суперпозиции для магнитного поля: магнитная индукция результирующего поля, создаваемого несколькими токами, равна векторной сумме магнитных индукций полей, создаваемых каждым током. 42. Закон Био-Савара-Лапласа. Элемент проводника ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Направление ![]() ![]() Модуль ![]() ![]() ![]() 43. Поле прямого тока. П ![]() ![]() ![]() Тогда, ![]() Для бесконечного провода: ![]() ![]() Е ![]() ![]() 44. Магнитное поле в центре кругового тока. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() На расстоянии r от центра витка вдоль оси витка: ![]() 45. Закон Ампера. На элемент ![]() ![]() ![]() ![]() 46. Взаимодействие параллельных токов. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Проводники с токами одинакового направления притягиваются, разного направления – отталкиваются. 47. Сила Лоренца. Чтобы объяснить силу, действующую на ток, Лоренц предположил, что сила действует на упорядоченно движущиеся заряды внутри проводника. Под действием этой силы заряды приобретают импульс и при столкновениях с узлами кристаллической решётки передают его проводнику. Сила действующая на электрический заряд q, движущийся в поле ![]() ![]() ![]() ![]() Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки (знаки заряда частицы определяют направление тока). ![]() Сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости (т.е. не совершает работы), меняет направление скорости, не меняя модуль скорости. Постоянное магнитное поле не совершает работы над движущейся заряженной частицей, следовательно не меняется её кинетическая энергия. Если на частицу, помимо магнитного, действует электрическое поле, тогда ![]() 48. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Поле однородно. 1. ![]() ![]() 2. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 3. Между ![]() ![]() а) равномерного прямолинейного вдоль поля со скоростью ![]() б) равномерного по окружности в плоскости, перпендикулярной полю. Результирующее движение - спираль, ось которой параллельна полю. Шаг винтовой линии ![]() Если поле неоднородно и частица движется под углом , тогда радиус уменьшается, где поле гуще (на этом основана фокусировка заряженных частиц магнитным полем). 49. Эффект Холла. Эффект Холла – возникновение электрического поля в проводнике или полупроводнике с током при помещении его в магнитное поле. Проявляется вследствие влияния силы Лоренца на движение носителей тока. При пропускании тока вдоль оси Х, в случае, когда магнитное поле направлено вдоль оси Y, возникает разность потенциалов вдоль оси Z. ![]() При неизменном токе кулоновская сила уравновешивается силой Лоренца: ![]() ![]() ![]() Тогда, ![]() 50. Теорема о циркуляции вектора ![]() Ц иркуляцией вектора ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() L ![]() ![]() Теорема: циркуляция вектора ![]() ![]() Пример: магнитное поле прямого тока. Выберем замкнутый контур в виде окружности радиуса r. ![]() I ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() r В каждой точке ![]() ![]() ![]() Циркуляция вектора ![]() ![]() 51. Магнитное поле бесконечного соленоида. П ![]() Выберем прямоугольный контур 1-2-3-4. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Взяв участок 3-4 на бесконечности получим В=0 ( ![]() ![]() ![]() ![]() Если контур взять вне соленоида, тогда охватываемый ток равен 0 и ![]() |