«ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ»
При выполнении заДаннл по теме «Электромагнетизм» необхоД:гио руковоДствоваться общими требованиями к оформлению индивиДуального заДания.
Движущийся заряд создает в окружающем его пространстве магнитное поле, которое действует на любой другой движущийся заряд. Так как электрически'\ ток — направленное движение электрических зарядов, то вокруг электрического тока возникает магнитное поле.
 Для характеристики магнитного поля вводится векторная величина — магнитная индукция Й. Единица измерения магнитной индукции в СИ тесла
Наглядное изображение магнитных полей дают силовые линии поля. Вектор МЗГНИтноЙ индукции направлен по касательной К силовой линии.
Силовые линии магнитного поля замкнуты, охватывают проводники с электрическим током, расположены в плоскости перпендикулярной той, в  которой лежит проводник с током, создающий поле.
Направление вектора магнитной индукции, направление силовой линии определяется следующим правилом. Если смотреть вдоль проводника по направлению тока, т.е. по направлению движения положительных зарядов, то вектор магнитной индукции направлен по ходу часовой стрелки. Если ток направлен наблюдателю, то вектор магнитной индукции направлен против хода часовой стрелки.
Рисунок 7.1 Рисунок 7 „2
Для расчета вектора магнитной индукции или напряженности магнитно-
го поля, создаваемого несколькими проводниками с током, нужно использоватк ПРИНЦИП суперпозиции полей.
Величина и направление вектора магнитной индукции проводника с током зависит от формы проводника, величины тока в проводнике и от точки набл-одения.
Магнитная индукция в центре кругового тока:
ВС _
Магнитная индукпия на оси кругового тока:
 (7.2)
З) Магнитная индукция прямого проводника с током, если расстояние от проводника до точки наблюдения мало по сравнению с длиной проводника (бесконечно длинный проводник):
 (7.3)
Вектор магнитной индукции направлен по касательной к силовой линии поля, а направление силовой линии определяется правилом правого буравчика.
Обозначения:
2- вектор направлен к «нам»,
(Э) - вектор направлен от «нас».
Силовые линии прямолинейного проводника имеют вид концентрических окружностей, с центром, где находится проводник (см. рисунки 7.1 и 7.2)
4) Магнитная индукция поля, создаваемого отрезком провода с током (проводник конечной длины):
 (cosa, — cosa2) (7.4)
5) Магнитная индукция поля соленоида (длинного): В  , где н —отношение числа витков соленоида к его длине.
7.2 Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера
На проводник, по которому течет ток силой 1, в магнитном поле с индукцией В действует сила: = 1 • Щ, где - длина проводника, она называется силой Ампера.
В скалярной форме: = В.? .sina , а— угол между В и направлением тока.
Направление силы определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы вектор магнитной индукции В входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца совпадали с направлением тока, то отогн•етый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник.
Два параллельных проводника с токами взаимодействуют друг с другом.
59
Сила взаимодействия: Е = , где - магнитная проницаемость сре-
ды, щ, — магнитная постоянная, значение СИ = Гн/м, Л, Ь — сила электрического тока в первом и втором проводнике соответственно, - длина проводника, а — расстояние между проводниками.
7.3. Магнитный момент тока. Работа в магнитном поле
Магнитный момент плоского контура с током: Р, — IS, где] — сила тока в контуре, S — площадь контура.
Работа ло перемешенин:» замкнутого контура в магнитном поле: А = ПФ .
7.4. Действие магнитного поля на движущиеся заряды. Сила Лоренца
Сила, действующая со стороны магнитного поля с индукцией В на час тину с зарядом q, которая движется со скоростью под углом а к направлению вектора А , равна: = В], она называется силой Лоренца.
В скалярной форме: F=q.oBsinct, где а - угол между векторами б и В.
Направление Г; определяется правилом левой руки для положительно заряженной частицы. Когда используется правило левой руки для определения силы Ампера, то за направление тока нужно брать направление вектора скорости положительного заряда. Для случая движения отрицательно заряженных частиц направление силы Лоренца определяется правилом левой руки, но направление силы после определения будет противоположное.
7.5. Движение заряженных частиц в электрических н магнитных полях
На заряд, который движется со скоростью v в электрическом поле напряжениостью Е в магнитном поле с магнитной•индукцией В , действует си-
Кулоновская сила = ч • Е, изменяет величину скорости, а сила, действуюшая на заряд, со стороны магнитного поля, может изменить только направление скорости, т.к. эта сила направлена перпендикулярно скорости.
7.6. Электромагнитная индукция
1 . Магнитный потоК 
Поток вектора магнитной индукции В через площадь S равен скалярному произведению составляющей этого вектора Вп, нормальной к площадке, на величину ее площади: Ф = B„S = BS сош , где п — нормаль к площади ,S, угол — угол между Ё и нормалью. Ф = 8.9 , если вектор В перпендикулярен к  Единицей магнитного потока является вебер (Вб) в СИ.
2. Согласно закону электромагнитной индукции, открытому М,Фарадеем, при изменении магнитного потока, в контуре возникает электродвижущая сила (ЭДС) индукции: с, = — - ДФ — изменение потока за промежуток вре-
мени Д!.
Направление ИНДУКЦИОННОГО тока определяется правилом Ленца: возни электрический индукционный ток направлен таким образом, чтобы он создавал магнитное поле, компенсирующее изменение магнитного потока.
На рисунке 7.3 изображен замкнутый контур, который находится в переменном магнитном поле с индукцией Во, Если магнитный поток через контур увеличивать — » 0, то индукционный ток должен создать магнитное поле, которое уменьшит этот поток. Направление  показано на рисунке 7.3.
|
Скачать 1.53 Mb.