Вывод: в электротехнике явление самоиндукции проявляется при замыкании цепи (эл.Ток нарастает постепенно) и при размыкании цепи (эл.Ток пропадает не сразу).

22. Энергия магнитного поля тока - Энергия магнитного поля катушки индуктивности равна , где L – индуктивность катушки, I – сила тока. Применив соотношения для индукции магнитного поля соленоида и его индуктивности, учтя связь индукции магнитного поля с его напряженностью, получим, что в веществе с магнитной проницаемостью энергия однородного магнитного поля в пространстве объемом V равна:

Плотность энергии магнитного поля -

Закон полного тока - один из основных законов электромагнитного поля. Устанавливает взаимосвязь между магнитной силой и величиной тока, проходящего через поверхность. Под полным током понимается алгебраическая сумма токов, пронизывающих поверхность, ограниченную замкнутым контуром. Намагничивающая сила вдоль контура равна полному току, проходящему сквозь поверхность, ограниченную этим контуром. В общем случае напряженность поля на различных участках магнитной линии может иметь разные значения, и тогда намагничивающая сила будет равна сумме намагничивающих сил каждой линии.

23. Циркуляция вектора магнитной индукции по произвольному замкнутому контуру - Соленоид представляет собой тонкий провод, навитый плотно (виток к витку) на цилиндрический каркас.

Магнитное поле соленоида - внутри соленоида поле однородно, вне соленоида — неоднородно и практически отсутствует.

24. Магнитные свойства вещества - все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются. Магнитные свойства вещества определяются магнитными свойствами электронов и атомов. Диамагнетики — µ чуть <1. (свинец, цинк, азот и др.). Парамагнетики — µ чуть>1.(кислород, никель и др.). Для пара- и диамагнетиков намагниченность I прямо пропорциональна индукции B0 магнитного поля в вакууме. Ферромагнетики— µ >>1.(железо, никель, кобальт и их сплавы).

Свойства ферромагнетиков: Обладают остаточным магнетизмом. µ зависит от индукции внешнего магнитного поля. Температура, при которой исчезают ферромагнитные свойства, называется точкой Кюри (вещество становится парамагнетиком;

Магнитные моменты электронов - орбитальный магнитный момент электрона:

где S – площадь орбиты, – единичный вектор нормали к S, – скорость электрона.

Гиромагнитное отношение - коэффициент пропорциональности γ называется гиромагнитным отношением орбитальных моментов и равен:

где m – масса электрона.

Атом в магнитном поле - При внесении атома в магнитное поле единственным результатом влияния магнитного поля на орбиту электрона в атоме является прецессия орбиты и вектора орбитального магнитного электрона вокруг оси, проходящей через ядро атома параллельно вектору магнитной индукции поля.Прецессия орбиты электрона в атоме приводит к появлению наведенного магнитного момента.

25. Магнетики в магнитном поле - Магнетиками называются вещества, способные приобретать во внешнем магнитном поле собственное магнитное поле, т.е. намагничиваться. Все тела при внесении их во внешнее магнитное поле намагничиваются в той или иной степени. Макротоками называются токи проводимости и конвекционные токи, связанные с движением заряженных макроскопических тел. Микротоками (молекулярными токами) называют токи, обусловленные движением электронов в атомах, молекулах и ионах.

Поведение диамагнетиков в магнитном поле - Диамагнетиками называются вещества, магнитные моменты атомов которых в отсутствии внешнего поля равны нулю, т.к. магнитные моменты всех электронов атома взаимно скомпенсированы (например инертные газы, водород, азот, NaCl и др.) При внесении диамагнитного вещества в магнитное поле его атомы приобретают наведенные магнитные моменты . В пределах малого объема ΔV изотропного диамагнетика наведенные магнитные моменты всех атомов одинаковы и направлены противоположно вектору

Вектор намагниченности диамагнетика равен:

(где – концентрация атомов, – магнитная постоянная, –магнитная восприимчивость среды.)

Поведение парамагнетиков в магнитном поле - Парамагнетиками называются вещества, атомы которых имеют, в отсутствие внешнего магнитного поля, отличный от нуля магнитный момент

Эти вещества намагничиваются в направлении вектора . В отсутствие внешнего магнитного поля намагниченность парамагнетика J=0 , так как векторы разных атомов ориентированы беспорядочно. При внесении парамагнетика во внешнее магнитное поле происходит преимущественная ориентация собственных магнитных моментов атомов по направлению поля, так что парамагнетик намагничивается. Значения для парамагнетиков положительны.

Восприимчивость магнетиков – (коэфицент намагничевания) (χ) магнитная восприимчивость вещества; она безразмерна: =1 , может быть как положительной, так и отрицательной величиной.

Закон полного тока для магнитного поля в веществе - (теорема о циркуляции вектора В)

Магнитная проницаемость - (µ) безразмерная величина, показывающая во сколько раз магнитное поле макротоков Н (вектора напряженности) усиливается за счет поля микротоков среды.

Напряженность магнитного поля - Взаимосвязь между индукцией и напряженностью магнитного поля в веществе имеет вид: , где μ коэффициент называется магнитной проницаемостью вещества. Магнитная проницаемость вакуума равна единице. Магнитная проницаемость диамагнетиков и парамагнетиков близка к единице, для ферромагнетиков μ может быть выше 10000.

26. Ферромагнетизм - магнитоупорядоченное состояние вещества, в котором большинство атомных магнитных моментов параллельны друг другу, так что вещество обладает самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью.

Петля гистерезиса - в том случае, когда переход из начального состояния в конечное происходит по одному пути, а из конечного в начальное - по другому и в любой своей точке (кроме начала и конца) первый и второй пути имеют разное значение, возникает эффект называемый петлей гистерезиса. (или П.Г.- зависимость индукции от напряженности магнитного поля при изменении поля по циклу: подъем до определенного значения - уменьшение, переход через нуль, после достижения того же значения с обратным знаком - рост и т.п.)

Домены - малые макроскопические области самопроизвольно намагниченые до насыщения. За магнитные свойства вещества ответственны собственные магнитные моменты электрона . В слабых полях происходит смещение границ доменов -'поедание' доменами, направленных в направлении поля других. В сильных полях-поворот в направлении поля Н.

Точка Кюри - это температура фазового перехода парамагнетика, когда парамагнетик переходит из парамагнитной фазы в ферромагнитную. Эта температура для разных парамагнетиков может очень сильно различаться. Температура, при которой металл теряет магнитные свойства.

27. Основы единой теории электромагнитного поля Максвелла :

1. Электрическое поле мо­жет быть как потенциальным (eq), так и вихревым (ЕB), поэтому напряженность суммарного поля Е=ЕQ+ЕB. Так как циркуляция вектора eq равна нулю

, а циркуляция вектора ЕB оп­ределяется выражением

, то цир­куляция вектора напряженности суммар­ного поля

Это уравнение показывает, что источни­ками электрического поля могут быть не только электрические заряды, но и меняю­щиеся во времени магнитные поля.

2. Обобщенная теорема о циркуляции вектора Н . Это уравнение показывает, что магнит­ные поля могут возбуждаться либо дви­жущимися зарядами (электрическими то­ками), либо переменными электрическими полями.

3. Теорема Гаусса для поля D

4. Теорема Гаусса для поля В

Вихревое электрическое поле - Электрическое поле, возникающее при изменении магнитного поля, имеет совсем другую природу, чем электростатическое. Оно не связано непосредственно с электрическими зарядами, и его линии напряженности не могут на них начинаться и кончаться. Они вообще нигде не начинаются и не кончаются, а представляют собой замкнутые линии, подобныe линиям индукции магнитного поля.

Ток смещения и вектор смещения - (D - вектор электрического смещения) D = ε ₀ε E

Плотность полного тока - Плотность полного тока jполн=j+дD/дt. Плотность полного тока равна сумме конвекционного тока и тока смещения. Между объемной плотностью конвекционного тока и объемной плотностью заряда существует взаимосвязь.

Уравнение Максвелла в интегральной форме -

Физический смысл уравнения - Из уравнений Максвелла вытекает, что источниками электрического поля мо­гут быть либо электрические заряды, либо изменяющиеся во времени магнитные по­ля, а магнитные поля могут возбуждаться либо движущимися электрическими заря­дами (электрическими токами), либо пере­менными электрическими полями. Уравне­ния Максвелла не симметричны относи­тельно электрического и магнитного полей. Это связано с тем, что в природе су­ществуют электрические заряды, но нет зарядов магнитных.