4. Дайте определение плотности тока. В каких единицах измеряется плотность тока? Как направлен вектор плотности тока?

Плотность тока j- векторная физическая величина , модуль которой определяется отношением силы тока I в проводнике и площади S поперечного сечения проводника:

В СИ единицей плотности тока является [A/м²]

Направление вектора плотности тока совпадает с направлением вектора скорости упорядоченного движения положительно заряженных частиц:

I = ∆ q / ∆ t ; (∆ q=q₀nS∆l; ∆ t = ∆ l /V)

I = nvSq₀, где: n — концентрация; q₀ — единичный заряд ; v — средняя скорость упорядоченного движения частиц; S — площадь поперечного сечения проводника, через который течет ток, То плотность тока j = I/ S = nv Sq₀/ S = nvq₀.

5. Запишите закон Ома в дифференциальной форме и поясните все величины.

дифференциальная форма закона Ома.

где:

• —вектор плотности тока,

• —удельная проводимость,

• —вектор напряжённости электрического поля.

интегральная форма

Вычислим R через — удельное сопротивление материала :

I=U/R=US/lследует что U= Il/S

E=U/l=Il/Sl=(I/S )*следует I/S=E/

1/= следует что

9 вопрос

При движении частицы в магнитном поле сила Лоренца не совершает работу , так как она всегда перпендикулярна скорости . отсюда следует что угол равен 90 градусов и значит cos равен 0

A=FS cos £=0 ( A=qVBsinβ*cos£) (A=F*r- скалярное произведение)

10 вопрос

dF_A= IdlB sin £

Два прямых противоположно направленных тока будут отталкиваться друг от друга

Предположим , что они оба бесконечной длины

dF₂₁= -I₁dl (µ₀I₂ /2pir)

dF₁₂=I₂dl (-µ₀I₁/ 2 pi r)

dF₂₁=dF₁₂

Сила взаимодействия двух проводников с токами :

F= µ₀I₁I₂dl / 2 pi r = µ₀I₁I₂/ 2 pi r ( одинаковая длина проводника)

µ₀- магнитная постоянная; I₁I₂ – силы токов ; r – расстояние между проводниками

17.

Закон Фарадея [править]

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в СИ):

где

 — электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура,

 —магнитный поток через поверхность, натянутую на этот контур.

Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, названное так по имени русского физика Э. Х. Ленца:

Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.

Для катушки, находящейся в переменном магнитном поле, закон Фарадея можно записать следующим образом:

где

 — электродвижущая сила,

 — число витков,

 — магнитный поток через один виток,

 — потокосцепление катушки.

Следует отметить, что закон Фарадея в такой форме, очевидно, описывает лишь ту часть ЭДС, что возникает при изменении магнитного потока через контур за счёт изменения со временем самого поля без изменения (движения) границ контура (об учете последнего см. ниже).

• В этом виде закон Фарадея входит в систему уравнений Максвелла для электромагнитного поля (в дифференциальной или интегральной форме соответственно)^[1].

Если же, скажем, магнитное поле постоянно, а магнитный поток изменяется вследствие движения границ контура (например, при увеличении его площади), то возникающая ЭДС порождается силами, удерживающими заряды на контуре (в проводнике) и силой Лоренца, порождаемой прямым действием магнитного поля на движущиеся (с контуром) заряды. При этом равенство продолжает соблюдаться, но ЭДС в левой части теперь не сводится к(которое в данном частном примере вообще равно нулю). В общем случае (когда и магнитное поле меняется со временем, и контур движется или меняет форму) последняя формула верна так же, но ЭДС в левой части в таком случае есть сумма обоих слагаемых, упомянутых выше (то есть порождается частично вихревым электрическим полем, а частично силой Лоренца и силой реакции движущегося проводника).

16.

Индукцио́нный ток — электрический ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, пронизывающего этот контур. Величина и направление индукционного тока определяются законом электромагнитной индукции и правилом Ленца.

Магни́тный пото́к — поток как интегралвектора магнитной индукции через конечнуюповерхность . Определяется через интеграл по поверхности

при этом векторный элемент площади поверхности определяется как

где —единичный вектор, нормальный к поверхности.

Также магнитный поток можно рассчитать как скалярное произведение вектора магнитной индукции на вектор площади:

где α — угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости площади.

Магнитный поток через контур также можно выразить через циркуляцию векторного потенциала магнитного поля по этому контуру: