40. Экстратоки замыкания и размыкания.

П ри всяком изменении силы тока в контуре возникает ЭДС индукции, которая вызывает дополнительный ток в контуре. Это явление называется самоиндукцией, а токи, вызываемые ЭДС самоиндукции, - экстратоки самоиндукции. Экстратоки можно наблюдать с помощью опыта на данной схеме. Катушка L включена в цепь, которая содержит батарею Б, реостат R и ключ К. Параллельно катушке подключён гальванометр. При замкнутом ключе ток в цепи делится на I₁ (через гальванометр) и ток I (через катушку). Если разомкнуть ключ, то магнитный поток в катушке будет исчезать и в ней возникнет экстраток самоиндукции (экстраток размыкания). По закону Ленца он будет препятствовать убыванию магнитного потока, то есть будет направлен в катушке так же, как и убывающий ток. Этот экстраток пройдёт через гальванометр, где его направление будет противоположно первоначальному току.

При замыкании ключа (установлении тока) в катушке тоже возникает экстраток (экстра ток размыкания). Его направление противоположно нарастающему току батареи и совпадает с током I₁. Поэтому экстраток замыкания заметен гораздо хуже.

Если в катушку поместить железный сердечник, то экстратоки значительно усиливаются. В этом случае гальванометр можно заменить лампой накалывания, которая при размыкании ключа будет давать яркую вспышку.

Экстратоки можно найти зная ЭДС самоиндукции и сопротивление контура:

41. Энергия магнитного поля соленоида. Плотность энергии в магнитном поле.

Соленоид – цилиндрическая катушка, состоящая из большого числа витков проволоки образующих винтовую линию. Индуктивность соленоида равна . Зная, что найдём энергию магнитного поля соленоида: , а так как N∙i/l=H и V=S∙l, то получим . Учитывая, что объёмная плотность магнитного поля равна , получим формулу для соленоида . Если магнитное поле неоднородно, то его можно разбить на бесконечно малые элементы объёмом dV, в каждом из которых поле можно считать однородным. Энергия, заключённая в элементе объёма, есть w∙dV. Поэтому полная энергия магнитного поля равна: , где w- объёмная плотность энергии магнитного поля.

Объёмная плотность энергии электромагнитного поля – есть сумма объёмных плотностей магнитного и электрического полей:

42. Магнитное поле вещества. Вектор намагничивания. Магнитная восприимчивость вещества.

Магнитное поле - форма проявления электромагнитного поля. Это поле действует на движущиеся частицы, обладающие электрическим зарядом, а так же на намагниченные тела независимо от их движения.

Магнитное поле, которое создаётся атомами вещества называется собственным или внутренним полем. Это поле обусловлено существованием у атомов магнитных моментов и характеризуется вектором магнитной индукции. Магнитная индукция внутреннего поля пропорциональна вектору интенсивности намагничивания . Где I –вектор суммы магнитных моментов атомов, находящихся в единице объёма: . Где N- число частиц, содержащихся в объёме V. P_mi- магнитный момент i-ой молекулы.

Единица намагничивания – ампер на метр (А/м). Это такая намагниченность, при которой вещество объёмом 1м³ имеет магнитный момент 1 А∙м²

Для магнетиков, находящихся в не сильных магнитных полях I=x_m∙H, где x_m –магнитная восприимчивость вещества- величина аналогичная μ, зависящая от рода магнетика, его состояния (температура и др.). , где С – постоянная Кюри, а Т – температура. Для диамагнетиков x_m - меньше нуля, для парамагнетиков - больше нуля.