проект. Моделирование электрических полей. Содержание введение 3 глава основы теории и вопросы моделирования
 Скачать 1.02 Mb.
|
ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ВОПРОСЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯМагнетизм При прохождении электрического тока по проводнику вокруг него образу- ется магнитное поле. Магнитное поле представляет собой один из видов мате- рии. Оно обладает энергией, которая проявляет себя в виде электромагнитных сил, действующих на отдельные движущиеся электрические заряды (электроны и ионы) и на их потоки, т. е. электрический ток. Под влиянием электромагнит- ных сил движущиеся заряженные частицы отклоняются от своего первоначаль- ного пути в направлении, перпендикулярном полю(рис. 2.1). Магнитное поле образуется только вокруг движущихся электрических зарядов, и его действие распространяется тоже лишь на движущиеся заряды. Магнитное и электрические поля неразрывны и образуют совместно единое электромаг- нитное поле. Всякое изменение электрического поля приводит к появлению магнитного поля и, наоборот, всякое изменение магнитного поля сопровожда- ется возникновением электрического поля. Электромагнитное поле распро- страняется со скоростью света, т. е. 300 000 км/с.  Рис. 2.1. Схемы действия магнитного поля на движущиеся электрические заряды: положительный ион (а) и электрон (б) 2.2Принцип суперпозиции для магнитных полейИсточниками магнитного поля являются движущиеся электрические заряды (токи). Магнитное поле токов принципиально отличается от электрического поля. Магнитное поле, в отличие от электрического, оказывает силовое дей- ствие только на движущиеся заряды (токи). Характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции, который определяет силы, действующие на токи или движущиеся заряды в магнитном поле. За положительное направление вектора принимается направление от южного полюса S к северному полюсу N магнитной стрелки, свободно ориентирую- щийся в магнитном поле. Таким образом, исследуя магнитное поле, создавае- мое током или постоянным магнитом, с помощью маленькой магнитной стрел- ки, можно в каждой точке пространства определить направление вектора. Направление этого вектора для поля прямого проводника с током и соленоида можно определить по правилу буравчика: если направление поступательного движения буравчика (винта) с правой нарезкой совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направ- лением вектора магнитной индукции. Модуль индукции B магнитного поля прямолинейного проводника с током I на расстоянии R от него выражается соотношением:  𝐵 = 𝜇0 ∗ 𝐼 , (2.1)2𝜋 𝑅 где μ0 – постоянная величина, которую называют магнитной постоянной. Ее численное значение равно μ0 = 4π∙10–7H/A2 ≈ 1,26∙10–6H/A2. Принцип суперпозиции магнитных полей: если магнитное поле создано не- сколькими 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 (рис. 2.2): 𝑖=1 𝐵�⃗ = ∑𝑛 𝐵�⃗𝚤. (2.2)  Рис. 2.2. Пример суперпозиции магнитных полей |