36. Работа перемещения проводников с током в постоянном магнитном поле (перемещение прямого проводника и рамки с током).

Н а проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера. Если проводник не прикреплен, то под действием этой силы ток будет перемещаться и совершает работу. Направление определяется по правилу левой руки, а численно она равна F=Ibl, где I-сила тока,B - вектор магнитной индукции, l- длина проводника. Работа по перемещению проводника, которая совершается магнитным полем, равна dA=Fdx=Ibldx=IBds=IdФ

dx – перемещение, dS - которую пересекает проводник при его перемещении,dФ – изменение магнитного потока. Рассчитаем работу по перемещению замкнутого контура с постоянным током I:

dA=dA₁+dA₂, dA₂=I(dФ₀+ dФ₂), dA₁=-I(dФ₀+ dФ₁), dA=I(dФ₂+ dФ₁), dA=IdФ’, A=I∆Ф, где А₁ – работа по перемещению АВС, А₂ – СDА. Работа по перемещению замкнутого контура с током в магнитном поле равна произведению силы тока в контуре на изменение магнитного потока, сцепленного с контуром

37. Закон электромагнитной индукции. Явление взаимной индукции. Явление самоиндукции.

Электромагнитная индукция — это явление возникновения электрического тока в проводящем контуре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.  закон электромагнитной индукции: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через контур: |ε_i|=|∆Ф/∆t|. Если рассматривать катушку, содержащую n витков, то формула основного закона электромагнитной индукции будет выглядеть так: ε_i=n∆Ф/∆t. Взаимная индукция — возникновение электродвижущей силы в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников. При изменении тока в одном из проводников или при изменении взаимного расположения проводников происходит изменение магнитного потока через, что по закону электромагнитной индукции вызывает возникновение ЭДС во втором проводнике. Если второй проводник замкнут, то под действием ЭДС взаимоиндукции в нём образуется индуцированный ток. Самоиндукция — это явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении протекающего через контур тока.

При изменении тока в контуре пропорционально меняется и магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром. Изменение этого магнитного потока, в силу закона электромагнитной индукции, приводит к возбуждению в этом контуре индуктивной ЭДС. Величина ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения силы тока I:=-Ldl/dt. Коэффициент пропорциональности L называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью

38.Энергия магнитного поля.

Рассмотрим контур индуктивностью L, по которому протекает ток I. С этим контуром сцеплен магнитный поток Ф=LI, поскольку индуктивность контура неизменна, то при изменении тока на dI магнитный поток изменяется на dФ=LdI. Но для изменения магнитного потока на величину dФ следует совершить работу dА=IdФ=LIdI. Тогда работа по созданию магнитного потока Ф равна A=<1> <0>LIdl=(LI²)/2. Значит, энергия магнитного поля, которое связано с контуром, W=(LI2)/2.

39. Ток смещения. Энергия магнитного поля

Магнитное поле обладает энергией. При замкнутом ключе внутри соленоида накапливается магнитная энергия. Если величину тока не менять, то часть тока идет через нагрузку, другая часть через соленоид L. При выключении ЭДС батареи в момент времени ток, уменьшается и вызывает ЭДС электромагнитной индукции, препятствующую этому уменьшению. Эта ЭДС стремиться поддержать ток на нагрузке. Поэтому величина тока на приборе плавно уменьшиться. Это происходит за счет энергии магнитного поля, накопленной в соленоиде.

Работа по переносу заряда для поддержания тока в цепи при выключении ключа: dA=dq(ϕ1- ϕ2)=sdq , ε=-L(dI/dt) (Закон Фарадея-Ленца), dq=Idt, то dA=-L*(dI/dt)*I*dt=-L*I*dI=dW_МАГ - закон сохранения энергии. W_МАГ=d A=<o><l>-LIdl=L*<o><l>-Idl= L*(I^2/2)=W_ПОЛН - полная магнитная энергия, запасенная в соленоиде с индуктивностью L. Аналогична ситуация с включением.

Схема включения цепи с соленоидом.

Время релаксации τ - время, необходимое для установления в рабочих цепях режима равновесной (стационарной) работы