редактированные / 39-40 ъ 45-46

39. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции.

Теорема. Циркуляция вектора магнитной индукции В по замкнутому контуру L равна алгебраической сумме токов, охватываемых данным контуром L, умноженной на μ₀.

Примеры:

I₃

I₁ I₂

,

– ток за пределами контура.

Применяя принцип суперпозиции к магнитным полям, получаем:

Если токи протекают в сплошной среде, получаем:

Теорема Стокса: где S-поверхность ограниченная контуром L.

- теорема о циркуляции вектора магнитной индукции.

1. для электростатического поля

электростатическое поле – потенциальное, имеются источники поля – заряды.

2) для магнитного поля

магнитное поле – не потенциальное, а вихревое, нет магнитных зарядов.

Соленоид – катушка с плотнонамотанными друг к другу витками на цилиндрический сердечник, при этом l>>D (если соленоид считать бесконечным).

- индукция магнитного поля

тороида, где n – число витков на единицу длины осевой линии

40. Магнетики. Намагничивание вещества: физическая сущность явлений…

Магнетики – вещества, способные намагничиваться, если их поместить во внешнее электрическое поле. Атомы обладают магнитными моментами. При отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты атомов ориентированы хаотически и суммарный магнитный момент вещества равен нулю. При внесении вещества во внеш. магн. поле, магн. моменты атомов ориентированы преимущественно в одном направлении, вследствие чего суммарный момент отличен от нуля и вещество намагничивается. Степень намагниченности магнетиков характеризуется величиной:

- намагниченность магнетика (вектор намагниченности)

Намагниченное вещество создает собственное магнитное поле с индукцией B₀, тогда индукция результирующего магнитного поля

В=В₀+В₁

- намагниченность магнетика

В₀ цилиндрической формы

-напряженность магнитного поля

1. x<0, μ<1 – диамагнетики

2. x>0, μ>1 – парамагнетики

3. x>>0, μ>>1 – ферромагнетики

Диамагнетики – вещества, магнитные моменты атомов которых, при отсутствии внешнего магнитного поля равны нулю (цветные газы, стекло, вода, золото, серебро, медь, ртуть). Для диамагнетиков магнитная восприимчивость не зависит от температуры.

Парамагнетики – вещества, магнитные моменты атомов которых, отличны от нуля (кислород, окись азота, алюминий, платина)

Ампер предположил, что внутри вещества циркулируют некоторые токи, которые он назвал молекулярными- это токи связанные с орбитальным движением электронов.

Т.О. каждый электрон, который движется по орбите атома создаёт свой ток.

Действие магнитного поля на проводник с током. З-н Ампера.

Покажем, что з-н Ампера вытекает из силы Лоренца. На каждую заряженную частицу действует сила Лоренца.

B

Idl

α

dF_A

Вычислим силу, действующую на элемент

тока:

- сила на элемент тока

- сила, действующая

на элемент проводника с

током, сила Ампера.

45. Электромагнитная индукция: опыт Фарадея по электромагнитной индукции…

Открыто Фарадеем в 1831 г. Электромагнитной индукцией называется явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока пронизывающего данный контур.

- ЭДС электромагнитной индукции.

Правило Ленца: индукционный ток имеет такое направление, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, вызывающего данный ток.

– з-н электромагнитной индукции (з-н Фарадея).

Токи Фуко – вихревые токи, возникающие в проводящей среде при изменении магнитного потока, пронизывающего эту среду.

Величина токов Фуко зависит от частоты

изменения магнитного потока и

сопротивления материала. Вихревые токи

Фуко нагревают массивный проводник.

Потокосцепление. Индуктивность контура. Индуктивность соленоида.

N B Пусть имеется соленоид.

(магнитный поток, связанный

I с одним витком).

l

– потокосцепление, мангитный поток, связанный со всеми витками. Опытами установлено, что потокосцепление пропорционально току:

– индуктивность

– индукция магнитного поля соленоида.

– индуктивность соленоида, где

46. Взаимная индукция: физическая сущность явлений….

Возьмем два контура

B₂

B₁

I₁ ψ₁₂ I₂ ψ₂₁

Взаимня индукция – явление возникновения ЭДС индукции в одном из контуров при изменении силы тока в одном из контуров при изменении силы тока в другом.

ЭДС взаимной индукции.

Это явление используется в трансформаторах

I₁ I₂

N₂

N₁