40. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.

При протекании тока по однородному участку цепи электрическое поле совершает работу.

ΔA = (φ1 – φ2) Δq = Δφ I Δt = U I Δt

R I^2 Δt = U I Δt = ΔA.

Работа ΔA электрического тока I, протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R, преобразуется в тепло ΔQ, выделяющееся на проводнике.

ΔQ = ΔA = R I^2 Δt - закона Джоуля–Ленца в интегральной форме

-закон джоуля ленца в дифференциальной форме

Объемная плотность тепловой мощности тока в проводнике равна произведению его удельной электрической проводимости на квадрат напряженности электрического поля.

- мощность тока (совершение работы за единицу времени)

IV Магнитное поле

41. Магнитное взаимодействие, магнитное поле. Действие магнитного поля на токи и заряженные частицы. Силы Ампера и Лоренца. Вектор магнитной индукции, силовые линии магнитного поля. Принцип суперпозиции. Закон Био – Савара – Лапласа. Поле прямого и кругового токов.

Взаимодействие движущихся зарядов называется магнитным.

Примеры проявления магнитного взаимодействия:

1) притяжение или отталкивание двух параллельных проводников с током;

2) вращение рамки с током в магнитном поле.

Всякий движущийся эл. заряд создает в окружающем пространстве магнитное поле.

Магни́тное по́ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения.

Магни́тная инду́кция — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства.

За направление вектора магнитной индукции принимается:

1) направление положительной нормали к плоскости контура с током, помещенного в магнитное поле;

2) направление северного полюса магнитной стрелки, помещенной в магнитное поле.

- Сила Лоренца

Закон Био́—Савара—Лапла́са — физический закон для определения вектора индукции магнитного поля, порождаемого постоянным электрическим током.

- уравнении Био-Савара-Лапласа

- круговой ток

B = μ0I/2πr – прямой ток (выведены из уравнения Био-Савара-Лапласа)

Принцип суперпозиции магнитных полей: если магнитное поле создано несколькими проводниками с токами, то вектор магнитной индукции в какой-либо точке этого поля равен векторной сумме магнитных индукций, созданных в этой точке каждым током в отдельности:

Закон Ампера: параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются.

Магнитное поле является вихревым, а его силовые линии (линии магнитной индукции) всегда замкнуты (от – к +). Силовые линии магнитного поля не пересекаются и не имеют изломов.

42. Рамка с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током. Момент силы, действующий на рамку с током в магнитном поле.

Магнитное поле оказывает на рамку с током вращающее действие.

Вращение рамки с током в магнитном поле объясняется действием на нее сил Ампера. Эти силы действуют как на левую, так и на правую сторону рамки, но в противоположных направлениях. Под действием этих сил и происходит вращение.

Магни́тный моме́нт, магни́тный дипо́льный моме́нт — основная величина, характеризующая магнитные свойства вещества.

- для плоского контура, n – единичный вектор нормали плоскости контура.

- для произвольного замкнутого контура

M = I S B sin α = pmB sin α

где S – площадь рамки, α – угол между нормалью n к плоскости рамки и вектором магнитной индукции.

n - единичный вектор нормали, называется магнитным моментом рамки.