4. Единица магнитной индукции.

Для двух параллельных проводников с током в вакууме () сила взаимодействия на единицу длины проводника, согласно (7), равна

(8)

При = 1А и= 1мн/м.

Подставив эти значения в формулу (8), получим

Гн/м,

где генри (Гн) –единица индуктивности.

Из закона Ампера можно дать еще одно определение вектору магнитной индукции и найти ее единицу,

- магнитная индукция, силовая характеристика магнитного поля, численно равная силе, действующей на проводник с током единичной длины, расположенный перпендикулярно вектору магнитной индукции, по которому течет ток 1А.

За единицу магнитной индукции принимается индукция такого поля, которое действует с силой 1н на проводник с током в 1А. Эта единица называется 1 Тл (тесла), 1Тл = 1н/А м.

Лекция 9

1. Магнитное поле движущегося заряда.

Каждый проводник с током создает в окружающем пространстве магнитное поле. Электрический ток – упорядоченное движение электрических зарядов. Любой движущийся заряд в вакууме или среде создает вокруг себя магнитное поле. В результате обобщения опытных данных был установлен закон, определяющий поле точечного заряда. свободно движущегося со скоростью. Этот закон выражается формулой

- радиус вектор, проведенный от заряда, к точке наблюдения М, вектор В расположен перпендикулярно плоскости, в которой расположены вектораи.

	Направление вектора В определяется правилом правого винта. Модуль магнитной индукции равен , - угол между.и. Движущийся заряд по своим магнитным свойствам эквивалентен элементу тока . Опыт показывает, что магнитное поле действует
Рис. 1.

на заряд движущийся со скоростью . Эта сила называется силой Лоренца и выражается формулой

,

Направление силы Лоренца определяется правилом левой руки для положительного

заряда. На отрицательный заряд сила действует в противоположном направлении. Модуль силы Лоренца , (1) - угол междуи. Сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости движения заряженной частицы. Поэтому она изменяет только направление ее движения, не изменяя ее модуля. Следовательно, сила Лоренца работы не совершает над движущейся заряженной частицей и кинетическая энергия ее не меняется. Если на частицу действует и электрическое поле, то результирующая сила, приложенная к заряду равна векторной сумме сил электрического поля и силы

Рис.2.

Лоренца

.

Это выражение тоже называется силой Лоренца. Из выражения (1) видно, что если ипараллельны, то сила Лоренца равна нулю при движении частицы вдоль линии магнитной индукции. Еслиперпендикулярно, то сила Лоренца постоянна по модулю и нормальна к траектории частицы. Частица будет двигаться по окружности. Сила Лоренца выступает в роли центростремительной силы. Поэтому

.

Период - не зависит от скорости.

Если скорость заряженной частицы направлена под произвольным углом, то движение частицы будет происходить по винтовой линии. Скорость можно разложить на две составляющиеи. Под действием составляющейчастица движется прямолинейно вдоль поля, под действием- по окружности. В результате движение будет происходить по винтовой линии. Шаг винтовой линии.

На движении заряженных частиц в магнитном поле основан простой способ получения электроэнергии – магнитогидродинамический генератор (МГД – генератор). Газ, предварительно нагретый до высокой температуры (2500 С) в камере 1,

	1. генератор плазмы, 2. сопло, 3. МГД- канал, 4. электроды с последовательно включенной нагрузкой, 5. магнитная система, создающая тормозящее магнитное поле.
Рис. 3.

и потому сильно ионизированный, продувают через канал поперек постоянного магнитного поля. Под действием силы магнитного поля заряды движутся поперек потока и достигая электродов 4 сообщают им заряд. С этих электродов во внешнюю цепь отводится ток. Происходит превращение тепла без преобразования в механическую энергию непосредственно в электрическую энергию. К.п.д. их в два раза выше, чем к.п.д. тепловых и атомных электростанций. Первый МГД генератор запущен в СССР в 1967 году.