сила Лоренца, закон Лоренца и Ампера. Реферат физика. Сила Лоренца. Законы Лоренца и Ампера
 Скачать 248.17 Kb.
|
|
МИНИСТРЕСТВО ПО РАЗВИТИЮ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И КОМУНИКАЦИЙ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАНА ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ИМЕНИ МУХАММАД АЛЬ-ХОРАЗМИЙ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ТЕМА: Сила Лоренца. Законы Лоренца и Ампера. Студента группы: 076-20 Выполнил:Вайменов Серказы Проверил: _________________ ТАШКЕНТ -2021 ПЛАН: 1. 7 2.Закон Ампера. 7 Закон Ампера — один из важнейших и полезнейших законов в электротехнике, без которого немыслим научно-технический прогресс. Этот закон был впервые сформулирован в 1820 году Андре Мари Ампером. Из него следует, что два расположенные параллельно проводника, по которым проходит электрический ток, притягиваются, если направления токов совпадают, а если ток течёт в противоположных направлениях, то проводники отталкиваются. Взаимодействие здесь происходит посредством магнитного поля, которое перманентно возникает при движении заряженных частиц. Математически закон Ампера в простой форме выглядит так: 7 7 где F — это сила Ампера (сила, с которой проводники отталкиваются или притягиваются), где B — магнитная индукция; I — сила тока; L — длина проводника; α — угол между направлением тока и направлением магнитной индукции. 7 2.https://pue8.ru/elektrotekhnik/404-zakon-ampera-opredelenie-formula.html 10 Введение А. Ампер в 1820 г. опытным путем установил законы силового взаимодействия рамок с токами. В конце XIX в. Х.А. Лоренц обобщением опытных данных получил выражение для силы, действующей на электрический заряд, движущийся в магнитном поле. Направление линий магнитной индукции связано с направлением тока в проводнике. Направление силовых линий магнитного поля, создаваемого проводником с током, определяется по правилу буравчика (если правовинтовой буравчик ввинчивать по направлению тока, то направление вращения рукоятки буравчика совпадет м направлением линий магнитной индукции). Одним из проявлений магнитного поля является его силовое воздействие на движущиеся электрические заряды и проводники с током. В 1820г. А. Ампером был установлен закон, определяющий силу, действующую на элемент тока в магнитном поле. Так как создать обособленный элемент нельзя, то Ампер изучал поведение подвижных проволочных замкнутых контуров различной формы. Им было установлено, что на проводник с током помещенный в однородное магнитное поле индукции В, действует сила, пропорциональная длине отрезка проводника L, силе тока I, протекающего по проводнику, и индукции магнитного поля В. Впоследствии этот вывод получил название закона Ампера. Используя закон Ампера, можно вычислить силу, действующую на проводник с током в магнитном поле. Движущиеся электрические заряды создают вокруг себя магнитные поля, которые распространяются в вакууме со скоростью света с. Если же заряд движется во внешнем магнитном поле, то происходит силовое взаимодействие магнитных полей, определяемое по закону Ампера. Процесс взаимодействия магнитных полей исследовался Лоренцем, который вывел формулу для расчета силы действующей со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу. Данная сила получила название силы Лоренца. 1.Сила Лоренца. Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение зарядов, то действие магнитного поля на проводник с током есть результат его действия на отдельные движущиеся заряды. Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца. Из закона Ампера (1) следует, что сила Лоренца определяется соотношением:  где q-величина движущегося заряда; V-модуль его скорости; B - модуль вектора индукции магнитного поля; ɑ- угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.  Рис. 1. Направление вектора Fл определяется по правилу левой руки: четыре пальца по направлению скорости движения положительного заряда V; перпендикулярная скорости составляющая вектора индукции входит в ладонь; отогнутый большой палец дает направление силы Лоренца Fл (см. рис. 1). в векторной форме   Если частица имеет отрицательный заряд, то направление силы Лоренца противоположное.  Поскольку сила Лоренца направлена под углом 90° к скорости движения заряженной частицы в каждой точке траектории, то работа силы Лоренца при движении заряженной частицы в магнитном поле равна нулю:  Согласно теореме о кинетической энергии, изменение кинетической энергии этой заряженной частицы  .Следовательно,  = const, т.е. кинетическая энергия частицы, движущейся в магнитном поле, не изменяется, а значит, заряженная частица в магнитном поле движется с постоянной по модулю скоростью, а направление скорости изменяется непрерывно. Действие силы Лоренца наблюдается и в природе, и во многих технических устройствах. Например, сила Лоренца отклоняет заряженные частицы, вторгающиеся из космоса и попадающие в магнитное поле Земли, к полярным областям, где они вызывают полярные сияния. Действие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы используется для управления движением электронов в телевизионных трубках, в ускорителях и т.д. В технике сила Лоренца используется очень часто: во всех двигателях и генераторах именно она приводит во вращение ротор под действием электромагнитного поля статора. Таким образом, в любых электромоторах и электроприводах основным видом силы является Лоренцева. Кроме того, она применяется в ускорителях заряженных частиц, а также в электронных пушках, которые раньше устанавливались в ламповых телевизорах. В кинескопе испускаемые пушкой электроны отклоняются под влиянием электромагнитного поля, что происходит при участии Лоренцевой силы. Кроме того, эта сила используется в масс-спектрометрии и масс-электрографии для приборов, способных сортировать заряженные частицы в зависимости от их удельного заряда (отношение заряда к массе частицы). Это позволяет с высокой точностью определять массу частиц. Также находит применение в других КИП, например, в бесконтактном способе измерения расхода электропроводящих жидких сред (расходомеры). Это очень актуально, если жидкая среда обладает очень высокой температурой (расплав металлов, стекла и др.). Сила Лоренца очень похожа по своему принципу на силу Ампера, разница заключается в том, что последняя действует на весь проводник, который в целом электрически нейтральный, а сила Лоренца описывает влияние электромагнитного поля лишь на единичный движущийся заряд.  2.Закон Ампера. Закон Ампера — один из важнейших и полезнейших законов в электротехнике, без которого немыслим научно-технический прогресс. Этот закон был впервые сформулирован в 1820 году Андре Мари Ампером. Из него следует, что два расположенные параллельно проводника, по которым проходит электрический ток, притягиваются, если направления токов совпадают, а если ток течёт в противоположных направлениях, то проводники отталкиваются. Взаимодействие здесь происходит посредством магнитного поля, которое перманентно возникает при движении заряженных частиц. Математически закон Ампера в простой форме выглядит так:  где F — это сила Ампера (сила, с которой проводники отталкиваются или притягиваются), где B — магнитная индукция; I — сила тока; L — длина проводника; α — угол между направлением тока и направлением магнитной индукции. Любые узлы в электротехнике, где под действием электромагнитного поля происходит движение каких-либо элементов, используют закон Ампера. Самый широко распространённый и используемый чуть-ли не во всех технических конструкциях агрегат, в основе своей работы использующий закон Ампера — это электродвигатель, либо, что конструктивно почти то же самое, генератор.  Закон Ампера для проводника произвольной ормы в неоднородном магнитном поле:  Idl - элемент тока, малый участок проводника, имеющий направление, совпадающее с направлением тока в проводнике. Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки: если 4 пальца левой руки расположить по направлению тока в проводнике, а индукция магнитного поля входит в ладонь, то отогнутый большой палец укажет направлнение силы Ампера.  Опыт Ампера: взаимодействие двух бесконечных параллельных проводников с током
Взаимодействие двух прямолинейных проводников с током Если считать, что проводник 2 находится в магнотном поле, созданном током в проводнике 1 (и наоборот), то индукция магнитного поля  По закону Ампера  где r - расстояние между проводниками, Δl - элемент длины проводника 2.  Именно под действием силы Ампера происходит вращение ротора, поскольку на его обмотку влияет магнитное поле статора, приводя в движение. Любые транспортные средства на электротяге для приведения во вращение валов, на которых находятся колёса, используют силу Ампера (трамваи, электрокары, электропоезда и др). Также магнитное поле приводит в движение механизмы электрозапоров (электро двери, раздвигающиеся ворота, двери лифта). Другими словами, любые устройства, которые работают на электричестве и имеющие вращающиеся узлы основаны на эксплуатации закона Ампера. Также он находит применение во многих других видах электротехники, например, в громкоговорителях. В громкоговорителе или динамике для возбуждения мембраны, которая формирует звуковые колебания используется постоянный магнит. На него под действием электромагнитного поля, создаваемого расположенным рядом проводником с током, действует сила Ампера, которая изменяется в соответствии с нужной звуковой частотой. Вывод Используемая литература К.Т. Суяров, – I глава «Магнитное поле» Физика 11кл 2018г, 15-19с. Мякишев, Г.Я. Физика 10кл 1995г, 187-191с Интернет сайты https://light-fizika.ru/index.php/11-klass?layout=edit&id=127 https://pue8.ru/elektrotekhnik/404-zakon-ampera-opredelenie-formula.html https://infourok.ru/referat-magnitnoe-pole-fizika-10-klass-4065003.html http://www.allbest.ru/ |
