Закон полного тока

 

Алгебраическая сумма токов протекающих сквозь поверхность ограниченную любым произвольным замкнутым контуром.

Токи, пронизывающие поверхность, считаются положительными, если их направления совпадают с поступательным движением “Буравчика”, рукоятка которого вращается в направлении обхода контура.

“I₁” – положительный; “I₂” – отрицательный

Намагничивающая сила вдоль контура равна полному току, который проходит сквозь поверхность ограниченную этим контуром.

Интенсивность магнитного поля, с учетом влияния среды, характеризуется магнитной индукцией “B”.

Магнитная индукция векторная величина, которая определяется по величине силы, с которой магнитное поле действует на ток или движущийся заряд. Вектор магнитной индукции всегда направлен по касательной к магнитным силовым линиям. Для вакуума магнитной проницаемости называют магнитной постоянной. B = μ_а·H;

μ₀ = 4π·10^-7 Ом·с/м

Абсолютную магнитную проницаемость различных материалов сравнивают с магнитной проницаемостью вакуума. μ0 – относительное;

μ_а – абсолютное;

μ = μ_а/μ₀

Произведение магнитной индукции “B” в однородном поле на величину площади “S” называется магнитным потоком.

“Ф = B·S [Вб] Вебер”

Площадь “S” должна быть перпендикулярна магнитным силовым линиям.

Сумма магнитных потоков через произвольно замкнутые поверхности всегда = 0.

Магнитное поле провода с током

“B = μ_а·H = μ·μ₀·H = μ·μ₀·I/(2π·R)”

Если проводник находится в неферромагнитной среде “μ = 1” при любом “R” – если “R” > радиуса, а сам провод бесконечно длинен.

Определим напряженность магнитного поля внутри провода.

Ток, протекающий по сечению “Sr” будет равен: δ·S_r;

Σ·I = I_r = δ·S_r;

δ = I/S = π·a²;

H = Σ·I/ℓ = δ·S_r/(2π·r) = δ·π·r²/(2π·r) = I_r/(π·a²);

r < a;

S_r = π·r²

На оси провода “H = 0” т.к. “r = 0”

На поверхности “r = a   =>  H = max; H_MAX = I/(2π·a)”

Магнитная индукция внутри провода “B = μ_а·H·r·a”

Магнитное поле воздействует на провод с током с силой “F” – электромагнитная.

“F = I·B·ℓ” если проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

Направление силы определяется по правилу левой руки. Магнитные силовые линии должны входить в ладонь, четыре пальца должны показывать направление тока, тогда отогнутый большой палец покажет действие силы.

Если проводник расположен не перпендикулярно, а под некоторым углом, то в этой формуле появляется еще один множитель.

“F = I·B·ℓ·sinα”

 

5. Закон Фарадея (правило Ленца)

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем . Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потокачерез поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.

Закон Фарадея

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в СИ):

где

 — электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура,

   — магнитный поток через поверхность, натянутую на этот контур.

Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, названное так по имени русского физика Э. Х. Ленца:

Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.

Для катушки, находящейся в переменном магнитном поле, закон Фарадея можно записать следующим образом:

где

 — электродвижущая сила,

 — число витков,

 — магнитный поток через один виток,

 — потокосцепление катушки.