29.1. Типи газових розрядів:

• Тліючий розряд – спостерігається при низькому тиску газу (5...7 кПа) та прикладеній напрузі U~500…1000B. Праклад – “неонові вогні”.

• Коронний розряд – виникає при нормальному тиску газу, який знаходиться у дуже неоднорідному електричному полі E~30кВ/м. Приклад – “Вогні святого Ельма”.

• Іскровий розряд – виникає при нормальному тиску газу, який знаходиться у однорідному електричному полі Е~3·10⁶В/м. Приклад – лінійна блискавка (U_{хм.–землі}=10⁸...10⁹В; І=10...1000кА; t – мкс; q=0,1...10Кл).

• Деровий розряд – виникає при =_атм, U=60…90B. Приклад – “дугова зварка”.

Плазма – особливий стан речовини з майже повною іонізацією частинок речовини, у якій густина додатніх та від’ємних частинок майже однакова.

Повністю іонізована плазма утворюється при надвисоких температурах і існує на сонці та інших гарячих зірках.

За своєю електропровідністю плазма наближається до провідників.

Плазму необхідно вважати четвертим агрегатним станом речовини.

НАЙВАЖЛИВІШІ ВЛАСТИВОСТІ ПЛАЗМИ:

3. Сильна взаємодія з зовнішніми магнітними та електричними полями.

4. Специфічна колективна взаємодія частинок плазми, що здійснюється через особливе поле.

5. Плазма є своєрідним пружним середовищем, у якому легко збуджуються і розповсюджуються різного роду коливання та хвилі.

Розрізняють “низькотемпературну плазму” (Т_іон10⁵К) та “високотемпературну плазму” – Т_іон~10⁶…10⁸К.

Лекція №15

IV. Електромагнетизм

30. Магнітне поле. Магнітна індукція.

Закон Ампера

Досліди показали, що навколо провід­ників зі струмом і постійних магнітів існує магнітне поле, яке легко виявити за силовою дією, якою воно впливає на інші провідники зі струмом або постійні магніти.

Щоб вивчити основні властивості магнітного поля і способи його створення, розглянемо два досліди.

1. Взаємодія між нерухомими електричними

зарядами і магнітною стрілкою

Підвісимо на нитці коло магнітної стрілки кульку з діелектрика і надамо їй електричного заряду. Ми не помітимо будь-якої дії з боку нерухомих електричних заря­дів кульки на магнітну стрілку. У свою чергу, магнітне поле стрілки не діє на за­ряджену кульку. Отже, нерухомі електричні заряди не створюють магнітного поля і пос­тійне магнітне поле не діє на нерухомі електричні заряди.

2. Взаємодія між постійним електричним

струмом і магнітною стрілкою

Якщо пропустити постійний струм I через провідник, то магнітна стрілка повернеться навколо своєї осі так, щоб стати перпендикулярно до провідника зі струмом (рис.1). Це явище відкрив Г. Ерстед. Він виявив, що напрямок повороту північного полюсу стрілки змінюється на протилеж­ний, якщо поміняти напрямок струму в провіднику.

Струм у провіднику – впорядкований рух електричних зарядів. Навколо будь-якого рухомого заряду існує магнітне поле. При цьому матеріал провідника і характер його провідності, а також процеси, що відбува­ються в ньому, ніякої ролі не відіграють.

Отже, навколо будь-якого рухомого заряду, чи то буде електрон, іон або заряд­жене тіло, крім електричного поля, існує також і магнітне поле. Електричне поле діє як на рухомі, так і на нерухомі елек­тричні заряди. Магнітне поле діє лише на рухомі в цьому полі електричні заряди.

Щоб охарактеризувати магнітне по­ле, треба розглянути його дію на певний струм. Розглянемо замкнений плоский кон­тур зі струмом, розміри якого малі порівняно з відстанню до струмів, що утворю­ють поле. За позитивний напрямок нормалі приймається напрямок поступального руху свердлика, головка яко­го обертається в на­прямку струму, що тече в контурі (рис.2). Контур зі струмом характеризується магніт­ним моментом , який дорівнює добутку сили струму І, що протікає у контурі, на площу поверхні контуру S :

,

де –одиничний вектор нормалі до поверхні рамки. Напрямок вектора збігається з напрямком позитивної нормалі рамки.

Контуром зі струмом можна скорис­татись і для кількісного опису магнітного поля. На контур у магнітному полі діє пара сил. Обертальний момент сил М залежить від властивостей контуру:

.