Вопрос 9

Проводник с током. Закон Ампера. Индукция магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа.

Проводни́к — тело, в котором имеются свободные носители заряда, то есть заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться внутри этого тела.

Закон Ампера устанавливает, что на проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле, индукция которого В, действует сила, пропорциональная силе тока и индукции магнитного поля: F = BIlsina (a - угол между направлением тока и индукцией магнитного поля ).

Магни́тнаяинду́кция   — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой   магнитное поле действует на заряд  , движущийся со скоростью  .

где F- сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током ( H ); I - сила тока в проводнике ( A ); l - длина проводника ( м ).

Закон Био́—Савара—Лапла́са — физический закон для определения вектора индукциимагнитного поля, порождаемого постоянным электрическим током. Закон БиоСавара Лапласа определяет величину модуля вектора магнитной индукции в точке выбранной произвольно находящейся в магнитном поле. Поле при этом создано постоянным током на некотором участке.

При прохождении постоянного тока по замкнутому контуру, находящемуся в вакууме, для точки, отстоящей на расстоянии r0, от контура магнитная индукция будет иметь вид.

 где I     ток в контуре, гамма контур, по которому идет интегрирование

     r0 - произвольная точка

Вопрос 10

Электромагнитная индукция. Основной закон электромагнитной индукции и правило Ленца. Самоиндукция, индуктивность. Взаимоиндукция. Принцип действия и применение трансформатора. Источники магнитных полей живого организма. Биоэлектромагнетизм.

Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.

Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину.где B – модуль Ошибка! Недопустимый объект гиперссылки., α – угол между вектором   и нормалью   к плоскости контура .

Φ = B · S · cos α,

Оснойвной закон эл. Индукции – Закон Фарадея: при изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции  _инд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус: 

Индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток. Это утверждение, сформулированное в 1833 г., называется правилом Ленца. Правило Ленца отражает тот экспериментальный факт, что  _инд и   всегда имеют противоположные знаки (знак «минус» в формуле Фарадея). 

Самоиндукция является важным частным случаем электромагнитной индукции, когда изменяющийся магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции, создается током в самом контуре. Если ток в рассматриваемом контуре по каким-то причинам изменяется, то изменяется и магнитное поле этого тока, а, следовательно, и собственный магнитный поток, пронизывающий контур. В контуре возникает ЭДС самоиндукции, которая согласно правилу Ленца препятствует изменению тока в контуре.

Φ = LI.

Собственный магнитный поток Φ, пронизывающий контур или катушку с током, пропорционален силе тока I: 

Коэффициент пропорциональности L в этой формуле называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностьюкатушки.

Индукти́вность (или коэффициент самоиндукции) — коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и магнитным потоком, создаваемым этим током через поверхность^[1], краем которой является этот контур.

В формуле  — магнитный поток,   — ток в контуре,   — индуктивность.

Взаимоиндукция (взаимная индукция) — возникновение электродвижущей силы (ЭДС индукции) в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников.