Закон Джоуля – Ленца

(4)

Количество теплоты, выделяемой током в проводнике, пропорционально силе тока, времени его прохождения и напряжению.

Соединения сопротивлений

Последовательное соединение

,

.

Так как , то

(5)

Параллельное соединение

,

,

_,

 (6)

Правила Кирхгофа для разветвленных цепей

Первое правило вытекает из закона сохранения заряда в узле: сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов, вытекающих из узла:

. (7)

Второе правило вытекает из закона Ома для неоднородного участка цепи: в произвольном замкнутом контуре алгебраическая сумма ЭДС, действующих в этом контуре, равна сумме падений напряжений на отдельных участках этого контура:

₍₈₎

.

.

.

Для расчета разветвленных цепей необходимо:

1. выбрать произвольно направления токов на всех участках цепи. Если при решении ток получится отрицательным, то поменять его направление;

2. выбрать направление обхода контура, при этом IR > 0 , если направление обхода совпадает с направлением тока,  > 0, если ЭДС действует по направлению обхода;

3. составить количество уравнений, применяя правила Кирхгофа, равное количеству неизвестных.

25. Магнитное поле, магнитная индукция

Магнитные явления были известны еще в древнем мире. Компас был изобретен более 4500 лет тому назад. Он появился в Европе приблизительно в XII веке новой эры. Однако только в XIX веке была обнаружена связь между электричеством и магнетизмом, и возникло представление о магнитном поле.

Источники электростатического поля  неподвижные заряды

Источники магнитного поля  движущиеся заряды (токи)

Аналогично вектору напряженности  электрического поля силовой характеристикой магнитного поля являетсявектор магнитной индукции .Вектор магнитной индукции определяет силы, действующие на токи или движущиеся заряды в магнитном поле.

Аналогично силовым линиямв электростатике можно построить линии магнитной индукции, в каждой точке которых вектор направлен по касательной.

За положительное направление магнитного поля принято:

1. направление силы, действующей на северный полюс магнитной стрелки;

2. направление нормали (вектора магнитного момента рамки с током), определяется по правилу правого винта.

(1)

На рамку площадью S с током I действует вращающий момент, зависящий как от свойств поля, так и от свойств рамки

, Тл (тесла) (2)

Рис. 2. Линии магнитной индукции полей постоянного магнита и катушки с током

Магнитная индукция в данной точке однородного магнитного поля определяется максимальным вращающим моментом, действующим на рамку с единичным магнитным моментом, когда нормаль к рамке перпендикулярна направлению поля.

29. Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Взаимодействие параллельных токов

Действие магнитного поля на проводник с током изучалось Эрстедом и Ампером. Сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током, называется силой Ампера.

, (1)

, (2)

Правило левой руки

Если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь, а вытянутые пальцы были направлены вдоль тока, то отведенный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник.

Правило буравчика (правого винта)

Воображаемый буравчик располагается перпендикулярно плоскости, содержащей вектор и проводник с током, затем его рукоятка поворачивается от направления тока к направлению вектора .Поступательное перемещение буравчика показывает направление силы Ампера .

При  = /2 , отсюда

, (3)

В системе единиц СИ за единицу магнитной индукции принята индукция такого магнитного поля, в котором на каждый метр длины проводника при силе тока 1 А действует максимальная сила Ампера 1 Н. Эта единица называется тесла (Тл).

Тесла – очень крупная единица. Магнитное поле Земли приблизительно равно 0,5·10^–4 Тл. Большой лабораторный электромагнит может создать поле не более 5 Тл.