Магнетики

1. В атомах электроны движутся по окружностям и поэтому каждый атом можно рассматривать как круговой ток с определенным магнитным моментом. В обычных условиях магнитные моменты отдельных атомов ориентированы в пространстве беспорядочно, поэтому общий магнитный момент вещества равен нулю. Если вещество помещается во внешнее МП, то оно ориентирует магнитные моменты атомов и суммарный магнитный момент не будет равен нулю.

Магнитный момент вещества , приходящийся на единицу объема вещества, называется намагниченностью магнетика I. По величине , где – магнитная восприимчивость вещества, _о – напряженность МП в вакууме.

Величина называется магнитной проницаемостью.

2. Индукция МП внутри магнетика или , где - индукция МП в вакууме.

Вещества, для которых <1, называются диамагнетиками. Для парамагнетиков >1.

Для ферромагнетиков >>1 (при температуре выше точки Кюри ферромагнетик становится обычным парамагнетиком).

- № 31, 351

Энергия магнитного поля

1. Энергия, приходящая на единицу объема МП, т.е. плотность энергии равна

2. Энергия МП проводника с током W= , где – ток, L – индуктивность проводника, зависящая от формы и размеров проводника.

Для соленоида , где , S соответственно число и площадь сечения витка, l – длина соленоида.

- № 89, 214, 259, 373, 375, 398

Электромагнитная индукция

1. При изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур проводника, в последнем возникает э.д.с. индукции (возникающий ток называется индукционным).

, т.е. величина э.д.с. пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

Как известно, , где - напряженность поля сторонних сил, а .

Поэтому закон электромагнитной индукции примет вид:

2. Пусть в проводнике течет ток, изменяющийся по величине. Тогда возникающее МП будет переменным, следовательно, магнитный поток, пронизывающий собственный контур проводника, будет изменяться.

Возникающаяся при этом э.д.с. называется э.д.с. самоиндукции _i. Она равна , где L- индуктивность проводника, - скорость изменения тока в проводнике.

Знаки « - » в приведенных выше формулах учитывают правило Ленца.

3. Пусть имеются две катушки, по которым текут токи ₁ и ₂ Магнитный поток, пронизывающий витки второй катушки , аналогично, пронизывающий витки первой катушки

Величина = ₁₂= ₂₁ называется коэффициентом взаимной индукции. Для двух соленоидов одинаковой длины и сечения витков, но с различным числом витков , где ₁, ₂ – число витков.

- № 14, 88, 155, 188, 189, 211, 260, 308, 414, 455

Колебательный контур

1. Цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора С, катушки индуктивности L и сопротивления R называется колебательным контуром.

Если конденсатору сообщить некоторый заряд q, то в контуре возникнут электромагнитные (ЭМ) колебания, т.е. величина заряда на конденсаторе и ток в катушке будут периодически изменяться по величине и по знаку (направлению).

2. Уравнение, описывающее изменение заряда на конденсаторе со временем, имеет вид:

, где ,

Решение этого уравнения , где - циклическая частота колебаний, причем , ^{- t} – амплитудное значение заряда, уменьшающееся со временем. Т.о., ЭМ колебания в контуре будут затухающими. Период затухающих колебаний

Добротностью контура называется величина , где – число колебаний, по истечении которых амплитуда уменьшается в e раз (в 2,73 раз), – логарифмический декремент затухания.

3. Пусть R =0, тогда =0 и = ₀

, т.е. колебания будут незатухающими (собственными).

Период – формула Томсона.

4. Чтобы при R 0 колебания были незатухающими в контур необходимо включить источник переменной э.д.с. , – частота изменения переменной э.д.с.

Уравнение колебаний , 2 = , =

Решением уравнения будут вынужденные колебания с частотой, равной частоте переменной э.д.с.

5. В колебательном контуре происходят периодические превращения энергии ЭП конденсатора в энергию МП катушки и обратно.

- № 33, 49, 104, 106, 107, 141, 142, 289, 313, 329, 354, 459