Ламповые диоды (Электровакуумный диод)

Ламповые диоды представляют собой радиолампу с двумя рабочими электродами, один из которых подогревается нитью накала. Благодаря этому, часть электронов покидает поверхность разогретого электрода (катода) и под действием электрического поля движется к другому электроду — аноду. Если же поле направлено в противоположную сторону, электрическое поле препятствует этим электронам и тока (практически) нет.

На рисунке 1 показано прямое включение диода при котором диод проводит электрический ток, а на рисунке 2 обратное включение диода при котором диод не проводит электрический ток. Так ведет себя диод включенный в цепь постоянного тока. Токи и соответствующие им напряжения называются прямым током (при включении диода в проводящем направлении) и соответствующее ему напряжение - прямое напряжение. При обратном включении токи и напряжения соответственно называются обратным током и обратным напряжением. 

Вопрос 7.

Магни́тная инду́кция   — 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  .

Более конкретно,   — это такой вектор, что сила Лоренца  , действующая со стороны магнитного поля^[1] на заряд  , движущийся со скоростью  , равна

где косым крестом обозначено векторное произведение, α — угол между векторами скорости и магнитной индукции (направление вектора   перпендикулярно им обоим и направлено поправилу буравчика). В системе СИ — втеслах (Тл).

Закон Био Савара Лапласа — Магнитное поле любого тока может быть вычислено как векторная сумма полей, создаваемая отдельными участками токов.

  

 — Магнитная индукция

 — Вектор, по модулю равный длине dl элемента проводника и совпадающий по направлению с током

 — Магнитная постоянная

 — Относительная магнитная проницаемость (среды)

 — Сила тока

 — Расстояние от провода до точки, где мы вычисляем магнитную индукцию

 — Угол между вектором dl и r

Магнитное поле прямого тока — создается током, текущего по тонкому прямому бесконечному проводу

  

Вывод формулы для магнитного поля прямого тока :

За постоянную интегрирования возьмем угол α (угол между векторами dl и r) и выразим через него все остальные величины

  

Магнитная индукция, которая создавается одним элементом проводника, равна

  

Поскольку угол α для всех элементов прямого тока изменяется в пределах от 0 до π, то

  

Посчитаем интеграл, и получим формулу Магнитной индукции поля прямого тока

  

Вопрос 8.

• Сила Ампера — это сила, с которой магнитное поле действует на помещенный в него проводник с током. Модуль силы Ампера равен произведению модуля индукции магнитного поля B, в котором находится проводник с током, длины этого проводника l, силы тока I в нем и синуса угла между направлениями тока и вектора индукции магнитного поля

 Fа=I⋅B⋅l⋅sinα 

Для определения направления силы Ампера применяют правило левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы вектор индукции магнитного поля ( B→) входил в ладонь, четыре вытянутых пальца указывали направление тока (I), тогда отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы Ампера ( F→A) .

• 

Рис.8.2. Взаимодействие двух прямолинейных проводников с током.

Так, два прямолинейных параллельных проводника (рис.8.2) притягиваются, если токи в них текут в одном направлении и отталкиваются, если токи имеютпротивоположное направление.

Сила Лоренца — сила, с которой, в рамках классической физики, электромагнитное поле действует на точечную заряженную частицу. Сила Лоренца, действующая на одну заряженную частицу, равна 

FЛ = q υ B sin α.

Угол α в этом выражении равен углу между скоростью   и вектором магнитной индукции   Направление силы Лоренца, действующей на положительно заряженную частицу, так же, как и направление силы Ампера, может быть найдено по правилу левой руки или по правилу буравчика. Взаимное расположение векторов  ,   и   для положительно заряженной частицы показано на рис. 1.18.1.

Рисунок 1.18.1. Взаимное расположение векторов  ,   и  Модуль силы Лоренца   численно равен площади параллелограмма, построенного на векторах   и   помноженной на заряд q

Сила Лоренца направлена перпендикулярно векторам   и 

В однородном магнитном поле на заряженную частицу, движущуюся со скоростью   перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, действует сила  , постоянная по модулю и направленная перпендикулярно вектору скорости   (рис. 187).

Если заряженная частица движется в однородном магнитном поле под действием силы Лоренца, а ее скорость   лежит в плоскости, перпендикулярной вектору   то частица будет двигаться по окружности радиуса 

Сила Лоренца в этом случае играет роль центростремительной силы (рис. 1.18.2).

Рисунок 1.18.2. Круговое движение заряженной частицы в однородном магнитном поле