4. Порівняння магнітних властивостей. Соленоїда і постійного магніту.

.

Магнітні поля соленоїда (котушки із струмом) і постійного магніту на вигляд однакові. В магнітному полі соленоїд веде себе так само, як і постійний магніт, отже в соленоїді так само, як і в постійному магніті повинно бути два полюси.

Вважають, що магнітне поле напрямлене в ту сторону, в яку показує північний полюс магнітної стрілки, а це значить, що вільні магнітні індукції виходять з пн. полюса і входять в пд. полюс (див. мал.1). Полюси можна визначити з допомогою колових провідників (див. пит.2, мал.3).

5. Сила взаємодії паралельних струмів. Означення одного Ампера.

FB = U0 I1 I2 / 2 a – сила взаємодії між двома паралельними провідниками.

I1 – сила струму в першому провіднику.

I2 - сила струму в другому провіднику.

– довжина одного з провідників.

а – відстань між провідниками.

F = 0 I1 I2 / 2 a

Якщо поділити (2) на (1), то одержимо (3).

F/F0 = (3)

З ф-ли (3) випливає таке означення :

відносна магнітна проникність середовища показує в скільки разів сила взаємодії між двома паралельними провідниками у середовищі більша ніж у вакуумі.

– залежить від речовини, дається в таблицях.

FB = F 2 a / I1 I2

[ 0 ] = H/A²

0 – магнітна стала (дається на стенді)

Означення одного ампера:

одним ампером називають силу струму, що проходить у кожному з 2-х нескінченно довгих паралельних провідників розміщених у вакуумі на відстані 1 м, якщо на кожен метр довжини цих провідників діє сила 2·10^-7 Н.

Електромагнетизм

1.Сила Ампера.

2.Робота при переміщенні провідника зі струмом у магнітному полі. Магнітний потік.

3.Парамагнітні, діамагнітні і феромагнітні речовини.

4.Робота і будова амперметра і вольтметра.

5.Сила Лоренса. Рух заряду в магнітному полі.

1.Сила Ампера.

Лінії магнітної індукції виходять з пн. полюса N і входять в пд. полюс S.

Якщо провідник вмістити в магнітне поле і пропустити по ньому струм, то магнітне поле буде діяти на провідник із силою, яка називає силою Ампера. Напрямок сили Ампера визначається за правилом лівої руки. Якщо ліву руку розмістити вздовж провідника так, щоб 4 пальці показували напрям сили Ампера.

Fa = B I sin (1)

- вектор магнітної індукції, напрямок якого визначається за лініями магнітної індукції або за допомогою магнітної стрілки.

ℓ - активна довжина провідника.

– кут між лініями магнітної індукції (вектором магнітної індукції ) і напряму струму у провіднику.

Якщо = 90⁰, то sin = 90⁰ = 1, і Fa = B I

B = Fa /I

З ф-ли (2) випливає таке означення:

магнітна індукція – це фізична величина, яка чисельно дорівнює силі з якою магнітне поле діє на провідник поміщений під кутом 90^о довжиною 1 м, і якщо по ньому проходить струм 1А.

[B] = H/A · м = Tл (тесла)

Поле в кожній точці якого вектора магнітні індукції рівні однорідним магнітним полем. В однорідному магнітному полі, лінії магнітної індукції паралельні між собою.

2. Робота при переміщенні провідника зі струмом у магнітному полі. Магнітний потік.

Нехай в магнітному полі знаходяться металічні рейки по яких вільно може переміщатись провідник. Якщо по провіднику пропустити струм, то під дією сили Ампера (використаємо правило лівої руки), провідник перемістить ся з положення 1 в положення 2. Визначимо роботу, яку виконує при цьому магнітне поле.

A = Fa · h · cos 0 = Fa · h (1)

Fa = B I sin ; з мал. = 90⁰

Fa = B I ℓ (2)

(2) → (1)

A = B I ℓ h

ℓ h = ∆S

A = B I ∆S

A = B I (S1 – S2)

A = I (BS1 – BS2) (3)

Ф2 = B S2

(4)

Ф1 = B S1

(4) → (3)

A = I (Ф2 - Ф1)

A = I ∆Ф (5)

- робота магнітного поля при переміщенні провідника зі струмом.

Ф – магнітний потік, що пронизує контур площею S.

S – площа контура.

Ф = B S · cos (6)

Нормаль до контура !!! – це вектор, який перпендикулярний до площини вектора, напрямок якого визначається за правилом свердлика:

якщо ручку свердлика обертати в напрямку струму у котушці, то поступальний рух свердлика покаже напрям нормалі контура (див. мал.).

- у ф-лі (6) – це кут між !!! і нормалі до контура !!!.

Магнітна індукція характеризує магнітне поле в одній точці, тобто магнітна індукція показує наскільки сильне магнітне поле в точці, а магнітний потік Ф, показує наскільки сильне магнітне поле пронизує контур площею S.

[ Ф ] = Тл · м² = Вб (вебер).