Энергия магнитного поля

Проводник, c протекающим по нему электрическим ток, всегда окружен магнитным полем, причем магнитное поле исчезает и появляется вместе с исчезновением и появлением тока. Магнитное поле, подобно электрическому, является носителем энергии. Логично предположить, что энергия магнитного поля совпадает с работой, затрачиваемой током на создание этого поля.

Энергия магнитного поля, создаваемого током в замкнутом контуре индуктивностью L, равна W=L∙I²/2 где I — сила тока в контуре.

Энергия магнитного поля катушки с индуктивностью L, создаваемого током I, равна

Энергия магнитного поля катушки.

При замыкании цепи энергия равна работе по созданию тока (вихревого электрического поля). При размыкании энергия магнитного поля превращается в тепловую (искра., дуга).

Эффект Холла

Американский ученый Э.Холл обнаружил, что в проводнике, помещенном в магнитное поле, возникает разность потенциалов (поперечная) в направлении, перпендикулярном вектору магнитной индукции B и току I, вследствие действия силы Лоренца на заряды, движущиеся в этом проводнике.

Эффект Холла

Опыт показывает, что поперечная разность потенциалов пропорциональна плотности тока j, магнитной индукции и расстоянию d между электродами:

U = RdjB

(R - постоянная Холла, зависящая от рода вещества)

Постоянная Холла зависит от концентрации электронов

R = 1/(ne)

Действие магнитного поля на рамку с током

На рамку действует пара сил, в результате чего она поворачивается. Направление вектора силы – правилу левой руки. F=BIlsinα=ma M=Fd=BIS sinα - вращающий момент

Устройство электроизмерительных приборов

Устройство электроизмерительных приборов
1.Магнитоэлектрическая система: 1 - рамка с током; 2 - постоянный магнит; 3 — спиральные пружины; 4 — клеммы; 5 — подшипники и ось; 6 — стрелка; 7 — шкала (равномерная) Принцип действия: взаимодействие рамки с током и поля магнита. Угол поворота рамки и стрелки  ~ I..
2. Электромагнитная система: 1 - не­подвижная катушка; 2 - щель (магнит­ное поле); 3 - ось с подшипниками; 4 - сердечник; 5 - стрелка; 6 -шкала; 7 — спиральная пружина Принцип действия: взаимодействие магнитного поля катушки со стальным сердечником, где Fмаг ~ I.

Вихревое электрическое поле

Фундаментальное свойство поля.  Изменяясь во времени, магнитное поле порождает электрическое  (Дж. Максвелл - английский физик). ЭП, порождаемое переменным МП, не связано с зарядом; силовые линии нигде не начинаются и не кончаются, т. е. линии замкнутые. Такое поле — вихревое электрическое.

Токи Фуко

Индукционный ток в массивных проводниках называют то­ками Фуко.

Используют: плавка металлов в вакууме. Вредное действие: бесполезная потеря энергии в сердечниках трансформаторов и в генераторах.