- •Занятие 14
- •Краткие теоретические сведения и основные формулы
- •Величина этой силы
- •Модуль вращающегося момента вычисляет по формуле
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •В результате, после подстановки и интегрирования, получаем
- •Решение
- •Решение
- •Работа, совершённая силами магнитного поля, может быть рассчитана по формуле
- •Решение
- •Начальные значения потока в обоих случаях одинаковы, и потокиположительны. Магнитный момент рамки направлен так же, как и магнитная индукция(рис.14.10).
- •Решение
- •Тогда работа поворота
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Задачи для самостоятельного решения
Модуль вращающегося момента вычисляет по формуле
(14.13)
где
= (
).
Направление
определяется
по правилу векторного произведения.
Вращающий момент направлен перпендикулярно
к плоскости, образованной векторами
и
,
таким образом, чтобы из конца вектора
кратчайшее вращение от
к
происходило против часовой стрелки.
Вращающий момент стремится привести
контур в положение устойчивого равновесия,
при котором векторы
и
ориентированы параллельно друг другу
(
= 0, М
= 0).
Сила взаимодействия двух бесконечно длинных прямых параллельных проводников, находящихся на расстоянии d друг от друга (рис.14.4), по которым текут токи I1 и I2, вычисляется по формуле

(14.14)
где l – длина проводника.
С
помощью правила левой руки легко
установить, что при одинаковом направлении
токов проводники притягиваются друг к
другу, а при противоположном –
отталкиваются.
Электродинамическое
взаимодействие параллельных токов
лежит в основе создания эталона единицы
силы тока – ампера (А) (токовые весы).
Ампер (А) равен силе неизменяющегося
тока, который при прохождении по двум
параллельным прямолинейным проводникам
бесконечной длины и ничтожно малой
площади кругового поперечного сечения,
расположенным в вакууме
на расстоянии 1 м (
м)
один от другого, вызвал бы на каждом
участке проводника длиной 1 м (
м)
силу взаимодействия, равную
H.
На проводник с током в магнитном поле
действует сила Ампера. Если проводник
не закреплён (рис.14.5), то по действием
этой силы он будет перемещаться.
Следовательно, магнитное поле совершает
работу. Работа, совершаемая магнитным
полем, равна
(14.15)

Полная работа на конечном перемещении равна произведению силы тока на магнитный поток сквозь поверхность, пересечённую проводником за время перемещения.
Работа, совершаемая над контуром с током, вращающимся в однородном магнитном поле (см. рис.14.3), определяется по формуле
(14.16)
где Фm1 и Фm2 – значения магнитного потока через контур соответственно в начальном и конечном его положении.
Таким образом,
работа по перемещению контура с током в магнитном поле равна произведению силы тока на изменение магнитного потока, сцеплённого с контуром.
Поскольку ток проводимости – это направленное движение зарядов микрочастиц, то магнитное поле должно действовать и на каждую отдельно взятую микрочастицу (заряд).
Это действие определяется силой Лоренца:
(14.17)
Направление
силы Лоренца определяется по правилу
левой руки:

если
ладонь левой руки расположить так, чтобы
в неё входил вектор
а
четыре вытянутых пальца направить вдоль
вектора
то отогнутый большой палец покажет
направление силы, действующей на
положительный заряд. На отрицательный
заряд, движущийся в том же
направлении
в магнитном поле, сила действует в
противоположном направлении (рис.14.6).
Сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости движения заряженной частицы, поэтому она изменяет только направление этой скорости, не изменяя её величины.
Если на движущийся электрический заряд одновременно действуют электрическое и магнитное поле, то результирующая сила равна векторной сумме сил Кулона и Лоренца:

Это выражение называется формулой Лоренца.
