- •Электрический диполь. Расчет напряженности электрического поля, созданного диполем. Силы, действующие на диполь в электрическом поле.
- •Диэлектрики. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков, поляризованность. Диэлектрическая восприимчивость. Напряженность электрического поля в диэлектрике.
- •Проводники в электростатическом поле. Поле внутри проводника и на его поверхности. Поверхностная плотность заряда. Напряженность поля на поверхности проводника на примере заряженной сферы.
- •Энергия электростатического поля, объемная плотность энергии. Расчет энергии поля, созданного заряженной сферой радиусом r с зарядом q.
- •Постоянный электрический ток, условия его существования и поддержания. Основные характеристики тока. Закон Ома. Обобщенный закон Ома, падение напряжения. Эдс и ее физический смысл.
- •Магнитное поле. Магнитная индукция как силовая характеристика магнитного поля.
- •Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции для магнитного поля. Магнитное поле, созданное прямолинейным проводником конечной длины с током. Поле прямого бесконечного проводника с током.
- •Магнитное поле на оси витка с током. Магнитный момент витка (контура) с током. Контур с током во внешнем магнитном поле.
- •Закон полного тока в вакууме. Расчет магнитной индукции бесконечного проводника с током, длинного соленоида и тороида.
- •Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Эффект Холла.
- •Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (Закон Ампера). Взаимодействие длинного прямого тока и квадратной рамки, обтекаемой током.
- •Магнитный поток. Работа при перемещении проводника и контура с током в магнитном поле.
- •Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея-Максвелла для электромагнитной индукции. Эдс индукции, индуцированный ток, индуцированный заряд.
- •Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля. Расчет энергии магнитного поля.
- •Магнитное поле в веществе. Физическая природа микротоков. Типы магнетиков. Свойства диа- и парамагнетиков.
- •Намагниченность. Магнитная восприимчивость. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость.
- •Ферромагнетики. Магнитный гистерезис. Точка Кюри.
- •Электрическое и магнитное поля на границе раздела двух сред. Физический смысл этих условий.
- •Система уравнений Максвелла в интегральной форме для электромагнитного поля.
- •Электрические колебания в колебательном контуре. Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний.
- •Затухающие электрические колебания. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний. Коэффициент затухания, логарифмический декремент колебаний. Апериодический процесс.
- •Индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Реактивное сопротивление. Полное сопротивление цепи. Резонанс токов.
- •Плоская электромагнитная волна, ее свойства. Волновое уравнение.
-
Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля. Расчет энергии магнитного поля.
Энергия магнитного поля
Рассмотрим явления, возникающие при размыкании цепи. После отключения источника ток в цепи не прекращается, значит, работа:
,
,
,
,
,
,
.
Объемная плотность энергии магнитного поля – отношение энергии поля, заключенного в малом объеме пространства к этому объему:
,
.
Расчет энергии магнитного поля
Длинный соленоид
,
,
,
,
,
,
.
-
Магнитное поле в веществе. Физическая природа микротоков. Типы магнетиков. Свойства диа- и парамагнетиков.
Магнитное поле в веществе
Всякое вещество является магнетиком, то есть способно под действием магнитного поля намагничиваться (приобретать магнитный момент). Намагниченное вещество создает собственное магнитное поле, которое накладывается на внешнее.
Результирующее магнитное поле в веществе – сумма индукций собственного и внешнего магнитных полей:
.
Микротоки – незатухающие кольцевые токи, циркулирующие в частицах вещества.
В отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты микротоков ориентированы беспорядочно, поэтому суммарный магнитный момент микротоков:
.
При наличии внешнего поля магнитные моменты микротоков ориентируются вдоль линий индукции внешнего поля, и суммарный магнитный момент становится отличным от нуля:
.
Типы магнетиков:
- диамагнетики;
- парамагнетики;
- ферромагнетики.
Свойства диамагнетиков:
- вещества, атомы которых выталкиваются из области более сильного магнитного поля;
- магнитная восприимчивость отрицательна;
- во внешнем магнитном поле намагничиваются в направлении, противоположном вектору магнитной индукции поля (диамагнитный эффект).
Свойства парамагнетиков:
- вещества, атомы которых слабо втягиваются в область более сильного магнитного поля;
- магнитная восприимчивость незначительно больше нуля;
- намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении вектора магнитной индукции поля.
-
Намагниченность. Магнитная восприимчивость. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость.
Намагниченность – вектор, равный отношению магнитного момента малого объема вещества к этому объему:
.
Закон полного тока:
,
.
,
,
,
.
,
,
Напряженность магнитного поля:
,
Закон полного тока для магнитного поля в веществе
Циркуляция вектора напряженности магнитного поля по произвольному замкнутому контуру равна алгебраической сумме макротоков (токов проводимости), сцепленных с этим контуром:
.
Линейная связь между намагниченностью и напряженностью магнитного поля:
,
Магнитная восприимчивость – величина, характеризующая свойство вещества намагничиваться в магнитном поле, равная отношению модуля намагниченности к модулю напряженности поля:
.
.
,
.
– относительная магнитная проницаемость вещества.
Относительная магнитная проницаемость вещества показывает, во сколько раз индукция магнитного поля системы токов в магнетике отличается от индукции магнитного поля той же системы токов в вакууме:
.