16/Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.

(рис. 59) 2 параллельных проводника ис одной стороны подключены к источнику. По этим проводника может свободно перемещаться проводник. Все помещено в магнитное поле направленноеконтуру. В контуре течет тока значит на проводник с токомдействует сила ампера. Сила действующая на проводникдлиннойравна. Под действием этой силы проводник смещается на расстояние.где это изменение площади контура.или;Этой же формулой можно воспользоваться если магнитное поле произвольно направленно по отношению к контуру, здесьгде- это составляющая направленная вдоль проводника,;- это составляющая направленная по нормали контура,;- это составляющая направленная вдоль перемещения,,. Для общего случая.

Если контур имеет произвольную форму и перемещается в неоднородном магнитном поле то для этого разбиваем на длину проводника. Присилудействующую наможно считать постоянной т.е поле однородно.Просуммировав элементарную работу по всему контуру.

17/Закон Фарадея. Правила Ленца.

Рассмотрим 2 параллельных проводника и(рис. 60) слева они соединены проводником. По проводникамиможет свободно перемещаться стержень и он движется со скоростьювправо. Значит электроны и ионы стержня тоже перемещаются со скоростьювправо.

На движущиеся зараженные частицы действует сила Лоренса. по правилу левой рукидействует на положительно заряженный ион направлен вдоль стержня вверх. Ана электрон направлен вниз.;,причемапоэтомупочти не смещаются апод действием силы Лоренса смещается вниз вдоль стержня, а значит в стержне возникает ток направленный вверх. На нижней части стержня некомпенсированный отрицательный заряд, на верхней - положительный. Эти заряды создают электрическое поле в остальной части контураа значит здесь возникает ток.

Причина возникновения тока во всем контуре - это электрическое поле возникающее за счет действия силы Лоренса на электроны в . Сила Лоренса играет роль сторонней силы;направленно вверх вдоль проводника.;, но сторонние силы возникают в движущемся проводнике.направлен по обходу а направление обхода связано с вектором магнитной индукции, т.е на стороневекторнаправлен вниз вдоль проводника..;- изменение площади контура.. Э.Д.С равно скорости изменения магнитного потока взятого с противоположным знаком.

Э.Д.С получаем из закона сохранения энергии. . Контур перемещается в магнитном поле. Работа по перемещению контура с током в магнитном поле. В проводнике выделилось количество теплоты:. Сумма этих работ равна работе источника:.; не зависит от эдс источника. Можно обойтись и без источника. - связано с движением контура в магнитном поле и не зависит от эдс. Понятие покой и движение относительны поэтому индукционный ток должен возникать в неподвижном проводнике с током помещенным в изменяющемся со временем магнитном поле. Тогда закон электромагнитной индукции Фарадея – какой б ни была причина изменения электромагнитного потока в контуре, эдс индукции возникающей в контуре равна скорости изменения магнитного потока взятого со знаком минус.() – показывает не только величину, но и направление индукционного тока. Если магнитный поток возрастаетто, т.е индукционный ток направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует возрастанию магнитного потока создающего индукционный ток. Э.Д.С измеряется в Вольтах. Если контур состоит из нескольких витков то полный поток;.

Индуктивность контура. Явление самоиндукции.

Если по проводнику течет ток, то по закону Био-Савара-Лапласа вокруг проводника создается магнитное поле пропорциональное току;магнитный поток.коэффициент пропорциональности между потоком и током есть индуктивность.

Определим индуктивность соленоида с магнитным сердечником. (рис. 61) ;;,вынесли за знак интеграла потому что в каждой точке магнитной силовой линииодинаково.;;;;. Сравниваем сотсюдаиндуктивность соленоида зависит от числа витков, геометрических размеров соленоида и от вида сердечника. Если в контуре протекает ток изменяющийся по временито изменяется и магнитное полезначит, т.е возникает индукционный ток. Это явление при изменении тока в контуре имеет название самоиндукции.или. Если индуктивность контура не изменяется со временем то.

1) Если то,значитиндукционный ток замедляет увеличение тока. 2) Еслито,значитиндукционный ток замедляет уменьшение тока.

Таким образом всегда направлен так что замедляет изменение тока в цепи.

Токи при размыкании цепи.

Индукционные токи возникают из-за самоиндукции. Они всегда направлены так чтоб противодействовать токам в цепи, т.е при размыкании и замыкании цепи изменение величины тока происходит не мгновенно а равномерно.

(рис. 62) Ключ в положении 1. , перекинули в положение 2 – ток начинает уменьшаться а значит уменьшается и магнитное поле в катушке.,ток в цепи поддерживается некоторое время,;;;.;находим из начальных условии при;.тогда(гр. 63),- время за которое ток уменьшается враз.подставим;;.

Ток при замыкании цепи.

; ; Закон Ома;;это неоднородное дифференциальное уравнение. Его решением является сумма 2-х решении 1) Общее решение однородного дифференциального уравнения

2) Частное решение неоднородного дифференциального уравнения.

1_ ;.

2_ Ток установится постоянный. .

Полное решение это сумма 1_ и 2_;- находим из начальных условии, подставим их;(рис. 64)

Взаимная индукция.

Берем 2 контура (на рисунке 2 бублика на одном ток вниз)

1) Ток течет в контуре 1, им создается магнитный поток пронизывающий контур 2. Еслиизменяется со временем, то магнитный поток создаваемый током так же изменяется со временем;;;; коэффициент пропорциональности междуиесть коэффициент взаимной индуктивности. Явление появления тока во 2-ой катушке при изменении тока в 1-ой называется взаимной индукцией.

2) Наоборот во второй катушке ток изменяется со временем;;;; Если контуры не в ферромагнетике то

Если в ферромагнетике (рис. 65), то - создает магнитное поле. Силовые линии расположены внутри тороида. Магнитное поле () определим по теории о циркуляции вектора напряженности магнитного поля.; Еслиизменять со временем, то и магнитное поле изменится со временем. Значит изменяется магнитный поток во 2-ой катушке. Через один виток;;; магнитный поток сцепленный со второй катушкой.;;;.

Аналогично если ток течет во второй катушке топоток через каждый виток:;;; магнитный поток сцепленный со второй катушкой.;;;. Но, т.к в ферромагнетикезависит оти создаются. Если число витков одинаково и токи равны то.