- •Электрический ток в газах. Вольтамперная характеристика (вах) газового разряда и ее физический анализ. Виды электрического разряда в газе.
- •Магнитостатика, ее предмет, основные понятия, законы, значимость и место в электродинамике
- •Методы расчета характеристик мсп. Решение прямой основной задачи магнитостатики.
- •1) Прямолинейный проводник с постоянным током.
- •3) Круговой проводник с постоянным током.
- •Индуктивность контура и соленоида.
- •Силовые проявления мсп. Действие мсп на проводник и контур с током и на движущуюся заряженную частицу. Сила Лоренца.
- •Взаимодействие проводников с током.
- •Контур (рамка) с током в однородном внешнем мсп.
- •Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.
- •Явление и закон электромагнитной индукции (зэми). Эдс самоиндукции.
- •Нестационарные процессы в цепи, содержащей индуктивность.
- •Энергия и объемная плотность энергии магнитного поля.
- •При увеличении тока в катушке на dI, пронизывающий ее поток возрастает на
- •Решением полученного уравнения, как нетрудно видеть, является гармоническая функция
- •Затухающие колебания
- •Вынужденные колебания. Резонанс.
- •Ферромагнетики. Домены и спиновая природа ферромагнетизма. Кривая намагничивания и магнитный гистерезис. Точка Кюри.
- •Уравнения максвелла.
Взаимодействие проводников с током.
Опытный факт силового действия друг на друга проводников с током (параллельные проводники с однонаправленными токами притягиваются, а с разнонаправленными токами – отталкиваются) послужил в свое время основанием для введения представления о магнитном поле как посреднике, передающем силовое действие между телами, не соприкасающимися непосредственно. На полевом языке (описании) взаимодействие проводников с током интерпретируется как действие на каждый из проводников магнитного поля, создаваемого другим проводником.
Рассмотрим взаимодействие двух бесконечно длинных параллельных, прямолинейных проводников с постоянными токами в них.
Каждый из проводников создает свое магнитное поле, основная силовая характеристика - индукция В которого, определяется выражением: В1 = оI1/2d. Это поле действует на другой проводник с силой Ампера FА2 = B1I2lsin = оI1I2l/2d. На единицу длины проводника приходится сила Ампера, равная: FА/l = оI1I2/2d.
П
Магнитное взаимодействие проводников с током положено в основу определения основной электрической единицы в СИ - единицы силы тока - ампера. За ампер принимается сила такого тока в прямолинейных параллельных проводниках, находящихся в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, при котором сила их взаимодействия в расчете на единицу длины равна FА/l = о/2 = 210-7 Н.
Контур (рамка) с током в однородном внешнем мсп.
На стороны рамки, параллельные силовым линиям МСП сила Ампера не действует (ее значение равно нулю).
На перпендикулярные стороны сила Ампера действует в противоположных направлениях (вследствие противоположного направления тока в них), благодаря чему и возникает вращающий момент М - произведение силы на плечо ее действия:
М = 2FАb/2 = 2Ваb/2 = BS = Bрм
где: S = аb - площадь рамки с током; рм = S - магнитный дипольный момент рамки с током.
В общем случае, при /2, М = рмВsin или, в векторной форме = []
Магнитное поле стремится сориентировать рамку с током так, чтобы ее магнитный момент был направлен вдоль силовых линий вектора . При = 0 рамка сориентирована магнитным полем и испытывает с его стороны только растягивающее воздействие.
Для того чтобы угол между векторами и изменить на d, нужно совершить работу dА = Мd = рмВsin d = - рмВd (cos ) = - dWм Wм = - рмВcos + const. Значению = 0 соответствует минимум потенциальной энергии Wм магнитного взаимодействия.