32) Сформулируйте закон Джоуля-Ленца. Физический смысл закона.

Закон Джоуля — Ленца — физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании электрического тока, пропорциональна произведению плотности электрического тока на величину напряженности электрического поля. Математически может быть выражен в следующей форме: , где   — мощность выделения тепла в единице объёма,   — плотность электрического тока,   — напряжённость электрического поля, σ — проводимость среды.

Закон также может быть сформулирован в интегральной форме для случая протекания токов в тонких проводах. Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивлению участка. В математической форме этот закон имеет вид:

, где dQ — количество теплоты, выделяемое за промежуток времени dt, I — сила тока, R — сопротивление, Q — полное количество теплоты, выделенное за промежуток времени от t₁ доt₂. В случае постоянных силы тока и сопротивления:

33) Принцип работы приборов магнитоэлектрической системы измерения.

Принцип действия: вращающий момент возникает в результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля катушки (рамки), по которой протекает ток. Устройство: разновидности конструкций измерительных механизмов: c подвижной катушкой (более распространена), с подвижным магнитом (менее точны, их достоинство – малые габариты и более низкая стоимость). Назначение магнитоэлектрических приборов: 1.измерение постоянных токов и напряжений (амперметры и вольтметры), 2.измерение сопротивлений (омметры), 3.измерение количества электричества (гальванометры и кулонметры), 4.регистрация электрических величин (самопишущие приборы). Достоинства магнитоэлектрических приборов: 1.наиболее точные (высокий класс точности) и чувствительные, 2. малое потребление энергии, 3.равномерность шкалы. Недостатки магнитоэлектрических приборов: 1.сложность конструкции, 2.высокая стоимость, 3.невысокая перегрузочная способность, 4.невозможность работы на переменном токе без дополнительных преобразователей.

34) Выведите формулу индукции магнитного поля бесконечно длинного соленоида.

Для нахождения магнитной индукции В выберем замкнутый прямоугольный кон­тур ABCDA, как показано на рис. Циркуляция вектора В по замкнутому контуру ABCDA, охватывающему все N витков, равна

Интеграл по ABCDA можно представить в виде четырех интегралов: по АВ, ВС, CD и DA. На участках АВ и CD контур перпендикулярен линиям магнитной индукции и B_l=0. На участке вне соленоида B=0. На участке DA циркуляция вектора В равна Вl (контур совпадает с линией магнитной индукции); следовательно,

  (119.1)

Из (119.1) приходим к выражению для магнитной индукции поля внутри соленоида (в вакууме):

   (119.2)

Получили, что поле внутри соленоида однородно (краевыми эффектами в областях, прилегающих к торцам соленоида, при расчетах пренебрегают). Однако отметим, что вывод этой формулы не совсем корректен (линии магнитной индукции замкнуты, и интеграл по внешнему участку магнитного поля строго нулю не равен). Корректно рассчитать поле внутри соленоида можно, применяя закон Био - Савара - Лапласа; в результате получается та же формула (119.2).