эжжж. Отчет расчётнографическое задание вариант 7 студент гр. (подпись) (Ф. И. О.)
 Скачать 299.7 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Ф  едеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Кафедра общей и технической физики ОТЧЕТ РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ ВАРИАНТ №7 Выполнил: студент гр. ………. _________ /…………………./ (подпись) (Ф.И.О.) Проверил: преподаватель _________ /Кожокарь М.Ю./ (подпись) (Ф.И.О.) Санкт-Петербург 2021 Теоретическое содержание: Явления, изучаемые в работе: магнитное поле постоянного тока, электростатическое поле неподвижного заряда, гистерезис ферромагнетика. Основные понятия: Электростатическое поле – поле, созданное неподвижными в пространстве и неизменными во времени электрическими зарядами. Магнитное поле – силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения. Напряжённость электрического поля – векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке. Ток – направленное движение заряженных частиц. Сила тока – физическая величина, равная величине заряда, переносимого через рассматриваемую поверхность в единицу времени. Проводник – это тело, внутри которого содержится достаточное количество свободных электрических зарядов, способных перемещаться под действием электрического поля. Линии магнитной индукции – линии, в любой точке которых вектор магнитной индукции направлен по касательной. Линии магнитной индукции прямого тока представляют собой систему охватывающих провод концентрических окружностей. Электростатический потенциал – скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию, которой обладает единичный положительный пробный заряд, помещённый в данную точку поля. Магнитная индукция – векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Гистерезис – свойство систем, мгновенный отклик которых на приложенные к ним воздействия зависит, в том числе и от их текущего состояния, а поведение системы на интервале времени во многом определяется её предысторией. Магнитная проницаемость – физическая величина, коэффициент, характеризующий связь между магнитной индукцией и напряжённостью магнитного поля в веществе. Коэрцитивная сила — это значение напряжённости магнитного поля, необходимое для полного размагничивания ферро- или ферримагнитного вещества. Остаточная намагниченность – намагниченность, которую имеет ферромагнитный материал при напряжённости внешнего магнитного поля, равного нулю. Законы и соотношения: Теорема Гаусса:  , где  [Ф/м]E – напряжённость электрического поля; [В/м] S – площадь контура; [м2]   : , где l – расстояние от заряда [м]Закон Био – Савара – Лапласа: элемент проводника  с током создает в некоторой точке индукцию поля  . Данный закон служит для расчета индукции магнитного поля, создаваемого проводниками с током.Векторный закон Био – Савара–Лапласа имеет вид:   Принцип суперпозиции магнитных полей: если магнитное поле создано несколькими проводниками с токами, то вектор магнитной индукции в какой-либо точке этого поля равен векторной сумме магнитных индукций, созданных в этой точке каждым током в отдельности:  – магнитная индукция поля (индукция магнитного поля), создаваемого элементом проводника с током,   ; – магнитная проницаемость среды, безразмерная величина,  ; – магнитная постоянная,  ,  ;I – сила тока в проводнике,  ; – вектор, равный по модулю dl проводника и совпадающий по направлению с током (элемент проводника),  ; – радиус-вектор, проведенный от середины элемента проводника к точке, магнитная индукция в которой определяется,  ; – угол между  и ; – изменение угла элементарного участка ;R – радиус данного проводника,  .Магнитная индукция проводника:  , где       : , где R – радиус кольца[м]Зависимость магнитной индукции от напряжённости магнитного поля:  .Задача №1 На рис. 3.1 приведена система заряженных концентрических сфер. Радиусы сфер. R1= 15 см, R2=25см, R3 = 35 см, R4 = 45 см, радиус цилиндра R5 = 65 см. Величины зарядов сфер указаны в таблице 3.1 Определите: 1). Постройте график зависимости напряженности электрического поля от расстояния до центра сфер Е=Е(r). 2) Определите разность потенциалов между внутренней и внешней сферами, и сферами и цилиндром. Дано:Решение:  R1=15 смR2=25 см R3=35 см R4=45 см R5=65 см K=  =9 Q1=-20 нКл Q2=10 нКл  (В);Q3=-10 нКл  (В);Q4=0 нКл Q5=50 нКл  (В);Найти:  (В); (В) E= (В/м); E2 (В/м); E3= -734 (В/м);  (В/м);Построить  (В/м);График: Разностьпотенциалов между внутренней и внешней сферами: E=E(r)  (В).Разностьпотенциалов между сферами и цилиндром:  =  =1789 (В)Ответ:  =1789 В.Графическая зависимость:  График 1 Задача №2 На рис. 3.2 приведена система заряженных коаксиальных длинных цилиндров. Радиусы цилиндров R1= 17 см, R2 = 27 см, R3 = 37 см, R4 = 47 см. Линейные плотности зарядов на цилиндрах приведены в таблице 3.2 1). Постройте график зависимости напряженности электрического поля от расстояния до оси цилиндров. 2). Определите разность потенциалов между внутренним и внешним цилиндрами. Д  ано: Решение:R1=17 см  R2=27 смR3=37 см R4=47 см R5=80 см      Найти: Построить Зависимость: Е(R)  ; (потенциал на внутреннем цилиндре); (потенциал на внешнем цилиндре);Разность потенциалов:  ;Подставим численные значения:  Графические зависимости:  График 2 Ответ:  ВЗадача №3 По плоскому контуру из тонкого провода течет ток I= 2 А. Определите индукцию магнитного поля, создаваемого этим током в точке О. Контур выбирается в соответствии с номером варианта. Радиус R = 30 см. Дано: Решение: I  =2A R=30cм Найти: В(О)   Тл Тл ТлОтвет:  Тл.Задача №4 Определите значение магнитной индукции в точке O поля, созданного током I, текущем по тонкому проводнику, в случае, приведённом в соответствии с вариантом (табл. 3.4). На рисунке R – радиус изогнутой части контура. Построить графики зависимости магнитной индукции от: - силы тока I. - радиуса изогнутой части R. Д  ано: Решение:I=8 A R=30 см Найти: B(O)-?  Тл Тл Тл ТлГрафическая зависимость:  График 3  |