5.10. Сравнение двух типов источников магнитных полей

№

п/п

Наименование

Постоянные магниты

Проводники с постоянным электрическим током

1

Источник поля

2

Взаимодействие

F

3

Индикатор поля

4

Ориентирование во внешнем магнитном поле с индукцией

а)

а)

б)

б)

= 0

5

Силовые линии магнитного поля

а)

б)

а)

б)

6

Причина появления магнитного поля

микротоки в магнитной среде

макротоки

№ п/п

Раздел физики

Пример

Условие

Формула

1

Механика (динамика)

F_S = const

F_S = var

A = F_S ^. (S₂ –S₁)

A =

2

Термодинамика

Р = const

Р = var

A = Р ^. (V₁ –V₂)

A =

3

Электростатика

q = const

A = q (φ₁ – φ₂)

dA = qdφ

4

Электромагнетизм

J = const

А = J (Ф₁ – Ф₂)

dA = JdФ

№

п/п

Диамагнетики

Парамагнетики

Ферромагнетики

1

Металлы

Си, Аq, Аи.

Аl, Pt

Fe, Ni, Co

2

Суммарный магнитный момент электронов в атоме

= 0

≠0 (мал)

≠0 (велик)

3

Поведение во внешнем магнитном поле напряжённостью

4

Действие на величину внешнего магнитного поля

Чуть ослабляет

Чуть усиливает

Значительно усиливает

5

Магнитная проницательность среды μ

μ= 0,999

μ= 1,001

μ=10³ ÷ 10⁶

6

Магнитная восприимчивость χ = μ – 1

χ = – 0,001

χ = + 0,001

χ = 10³ ÷ 10⁶

7

Зависимость намагниченности среды Ј от напряжённости внешнего магнитного поля

8

Особенности поведения

–

–

а) при Т ≥ Т_к становится парамагнетиком

б) при перемагничивании меняет линейные размеры

№

п/п

Электродвигатель

Электрогенератор

1

Условие

На рамку в магнитном поле подаётся электрический ток J от внешнего источника

Рамка вращается в магнитном поле с угловой скоростью ω

2

Явление

Возникает вращающий момент сил М

Возникает переменная ЭДС индукции ε_i

3

Закон

Ампера

Фарадея

4

Расчёт

F_A = J^.ℓ^.B sin (для N = 1)

Ф = B^. S ^. cos α (для N = 1) α =

5

Пример

6

Результат

Рамка с током в магнитном поле сама вращается

В рамке, вращающейся в магнитном поле, появляется ток

7

Превращение энергии

Электрическая в механическую

Механическая в электрическую

8

Цель механизма

Совершить механическую работу за счёт энергии источника тока

Создать источник переменного тока за счёт механической энергии