ОСНОВНІ ФІЗИЧНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ І ФОРМУЛИ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ПРИ РОЗВЯЗУВАННІ ЗАДАЧ З ТЕМИ
«МАГНІТНЕ ПОЛЕ У ВАКУУМІ»
Індукція магнітного поля пов'язана з напруженістю таким співвідношенням:
, (1)
де
- відносна магнітна проникність
середовища;
=
*10-7
Гн/м — магнітна стала. Для вакууму
= 1.
Принцип суперпозиції магнітних полів
. (2)
Для окремого випадку накладання двох полів абсолютне значення магнітної індукції
,
(3)
де
— кут між векторами
,
і
.
Вектор індукції магнітного поля згідно закону Біо-Савара-Лапласа:
. (4)
Магнітна індукція в центрі колового провідника із струмом радіуса R
. (5)
Індукція в будь-якій точці на осі колового провідника із струмом
.
(6)
Індукція
на відстані
від лінійного
провідника
із струмом
, (7)
де
- кути під якими видно кінці провідника.
Для
нескінченно
довгого провідника
і, отже,
. (8)
Для симетричного розміщення кінців провідника відносно розглядуваної точки
. (9)
Індукція
в
центрі дуги кола довжиною
радіуса
. (10)
Магнітна індукція у довільній точці на осі соленоїда
, (11)
де
<
;
— кількість витків на одиницю довжини.
Максимальне значення індукції в середині осі соленоїда
, (12)
де
— радіус витка соленоїда;
— довжина соленоїда.
Для
нескінченно
довгого соленоїда
в середній його частині на осі
. (13)
ДВНЗ «Криворізький НАЦіОНАЛЬний університет»
Освітньо-кваліфікаційий рівень _бакалавр
Напрям підготовки _______________________________________________
Спеціальність __ __________________________________Семестр _______
Навчальна дисципліна “ФІЗИКА”
Практичне заняття №1 (модуль 4)
Тема. Магнітне поле у вакуумі. Магнітна індукція.
Структура практичного заняття
Аудиторна робота
З
адача
1
(4.4
Несмашний Є.О.)
На
рис. 4.1 зображені перетини двох
прямолінійних нескінченних провідників
з струмом. Відстань між провідниками
АВ = 10 см. Струм І1
= 20 A, І2
= 30 А. Знайти напруженість магнітного
поля в точках М1,
М2,
М3.
Відстані АМ1
= 2 см, АМ2
= 4 см, ВМ3
= 3 см.
Задача 2 (4.3 Несмашний Є.О.) Знайти напруженість магнітного поля в центрі кругового дротяного витка радіусом 1 см, по якому тече струм силою 1 А. Визначити магнітну індукцію поля в точці, що знаходиться на осі даного колового струму та відстоїть від його центру на відстані 2 см.
З
адача
3
(4.8
Несмашний Є.О.)
Два
довгих прямолінійних провідника
розташовані паралельно на відстані 10
см один від одного. По провідниках течуть
струми І1
= І2
= 5 А, в протилежних напрямках. Знайти
напруженість магнітного поля в точці,
що знаходиться на відстані 10 см від
кожного з провідників.
Задача 4 (4.12 Несмашний Є.О.) Два прямолінійних нескінченних провідника
розташовані перпендикулярно один до одного і знаходяться у взаємно перпендикулярних площинах (див. рис. 4.3). Знайти напруженість магнітного поля в точках М1 і М2, якщо струми І1 = 2 А і І2 = З А. Відстані АМ1 = АМ2 = 1 см і АВ = 2 см.
Самостійна робота
І варіант |
ІІ варіант |
Задача По двох нескінченно довгих провідниках у вакуумі, відстань між якими d = 15 см, течуть струми І1 = 70 А і І2 = 50 А в одному напрямку. Визначити напруженість магнітного поля Н в точці, що знаходиться на відстані r1 = 10 см від першого і на відстані r2 = 20 см від другого провідників.
|
Задача По двох нескінченно довгих провідниках у вакуумі, відстань між якими d = 20 см, течуть струми І1 = 60 А і І2 = 40 А в протилежних напрямках. Визначити індукцію магнітного поля В в точці, що знаходиться на відстані r1 = 25 см від першого і на відстані r2 = 30 см від другого провідників.
|
Домашнє завдання
І варіант |
ІІ варіант |
4.6, 4.16, 4.18 (Несмашний Є.О.) |
4.7, 4.17, 4.21 (Несмашний Є.О.) |
Тема наступного заняття «Закон Ампера. Робота по переміщенню провідника зі струмом. Сила Лоренца.»
ОСНОВНІ ФІЗИЧНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ І ФОРМУЛИ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ПРИ РОЗВЯЗУВАННІ ЗАДАЧ З ТЕМИ
«МАГНІТНЕ ПОЛЕ У ВАКУУМІ» (Продовження)
Сила, що діє на провідник із струмом у магнітному полі (закон Ампера),
.
(14)
Сила взаємодії двох нескінченно довгих провідників із струмом
,
(15)
де
— відстань між провідниками;
— довжина провідника.
Магнітний момент рамки із струмом
,
(16)
де
— площа рамки, одиничний вектор нормалі
до рамки..
Магнітний момент соленоїда із струмом
.
(17)
Період коливань магнітної стрілки або рамки із струмом у магнітному полі
.
(18)
Модуль механічного моменту, що діє на рамку із струмом,
.
(19)
Сила, що діє на рамку із струмом (магнітний диполь),
,
(20)
де
- похідна вектора
по напрямку диполя.
Сила, що діє на рухомий заряд у магнітному полі (сила Лоренца),
.
(21)
Закон повного струму
.
(22)
або
.
(23)
Магнітний потік через плоский контур
,
(24)
де — нормаль до площини контуру.
Для неоднорідного поля
.
(25)
Магнітний потік, який зчеплений з усіма витками соленоїда,
,
(26)
де Ф — магнітний потік через один виток.
Робота переміщення провідника або замкнутого контуру із струмом у магнітному полі
,
(27)
де
- потік, що перетинає провідник під час
руху, або зміна потоку через площину
контуру.
ДВНЗ «Криворізький НАЦіОНАЛЬний університет»
Освітньо-кваліфікаційий рівень _бакалавр_
Напрям підготовки _______________________________________________
Спеціальність __ __________________________________Семестр _______
Навчальна дисципліна “ФІЗИКА”