65. Пьезоэлектрический и пироэлектрический эффекты.
Пьезоэффект
– появление поверхностных эл зар разных
знаков на гранях ионных кристаллов при
их сжатии и растяг. Наблюд для кварца,
турмалина и др (1880, Кюри). В зависим от
напр прилож силы различ прод и попер
пьезоэф:
,
гдеа
–
толщина пластины в напр прилож силы,
в
– т пластины вдоль эл-ой оси перпенд к
оплич оси кристалла. Обр пьезоэф измен
формы кристалла при внесении его в эл
поле. Проявл в радиотехнике. Обратн
пьезоэф прим для генераторов ультрозвука.
Пьезомонометр – для для измер быстро
переменных давлений – спец образом
вырезанная кварц пластинка помещ в
газ, по вел-не пьезоэл зар на пластинке
судят о вел-не давления.
Пироэффект
– появл эл зар противоп знаков в
кристалле при измен его темп. Прилож
поляриз:
.
Образ пироэф – электро-калорический
эф, эл поле прилож к кристаллу вызыв
измен его темп:
.
32. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца.
Т.к. электрический ток, т.е. упорядоченное движение электрических зарядов, создает магнитное поле, то и обратно-переменное магнитное приводит к возникновению тока.
Явление электромагнитной индукции по Фарадею:
В замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром, возникает электрический ток. Этот ток называется индукционным.
Фарадей показал, что ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, сцепленную с контуром:
dФ/dt
Ленц
в 1834 г. установил:
Индукционный ток всегда направлен так, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, пронизывающего поверхность контура.
Объединим закон Фарадея и правило Ленца в СИ:
εi
= −dФ/dt
εi в замкнутом проводящем контуре равна скорости убывания магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром. Если контур состоит из N витков, то изменение ЭДС равно сумме ЭДС, возникающему в каждом витке, тогда вводят полный магнитный поток:
Ψ = ∑Фк к=1
εi = − dΨ/dt
εi
= −NdФ/dt
Получим закон электромагнитной индукции, как следствие закона сохранения энергии:
Если рамка не закреплена,то она будет вращаться, и за dt Fa совершит работу dA:
dA = IdФ.
В рамке выделится тепло Джоуля-Ленца:
По закону сохранения энергии:сумма dA и dQ равна работеисточника тока.
εIdt=
IdФ+
εdt=dФ=IRdt
εi
= −NdФ/dt
I=(ε−
dФ/dt)/R
− dФ/dt= εi I= (ε+ εi )/R
При помещении массивных проводников в переменное магнитное поле, в них возникают вихревые токи.
Получим теперь явление электромагнитной индукции, как следствие действия силы Лоренца на проводники, движущиеся в магнитном поле.
Пусть участок проводника помещен в магнитное поле с индукц. В и проводник перпендикулярен индукц. В. Пусть проводник движется со скоростью V.
F=qVBsinα
Под действием силы Лоренца электроны будут двигаться вниз, аток направлен вверх:
F=qE
qVB=qE
E=VB
εi=U= −Δφ= −El= −BlV
E= Δφ /l
Δφ= El
εi=U= −BlV
33 Фарадеевская и Максвеловская трактовка явления электромагнитной индукции
По Фарадею: переменное магнитное порождает индукционный ток.
По Максвеллу: переменное магнитное поле создает вихревое электрическое поле.
Вихревое электрическое поле может поляризовать диэлектрики, вызывать пробой конденсатора, ускоряет или тормозит заряженные частицы, создавать электронно-позитронные пары .
Рассмотрим подробную трактовку Максвелла. ЭДС – работа сторонних сил отнесенная
к
зар.
С другой стороны εi ровняется :
Магнитный поток через поверхность S ограниченный контуром L может меняться за счет магнитной индукции В, за счет поворота контура (α) и за счет деформации. Пусть контур не деформ. И неподвижен в пространстве.
з уравнения I вытекает, что переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое поле.