Билет № 11

1. Сила Ампера. Взаимодействие параллельных токов.

Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, помещенный в магнитное поле называют силой Ампера. Закон( формулу), выражающий эту силу называют законом Ампера( в электротехнике эту силу называют ёще магнитодвижущей силой). Закон имеет вид: F=BI , где F-сила Ампера, В- индукция магнитного поля, -длина проводника, α-угол между вектором тока и вектором индукции.

Направление силы Ампера определяют по правилу левой руки: Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре пальца были вытянуты по направлению тока, то отставленный на 90⁰ большой палец покажет направление силы Ампера.

Закон Ампера справедлив и в том случае, когда проводник с током находится в магнитное поле другого проводника с током, т. е. для случая взаимодействия токов. В этом случае закон Ампера имеет вид: F= μμ₀ ; где R-расстояние между проводниками, - длина проводника.

Используя правило левой руки можно определить, что два параллельных тока одного направления притягиваются друг к другу, а токи противоположных направлений отталкиваются.

Закон Ампера определяет единицу магнитной индукции-тесла. 1Тл-магнитная индукция такого однородного магнитного поля, которое действует с силой 1Н на каждый метр длины проводника, расположенному перпендикулярно направлению поля, если по этому проводнику проходит ток 1А.

По величине силы взаимодействия между проводниками с токами была введена единица силы тока 1А, и вычислено значение магнитной постоянной μ_0.

На действии электрического поля на проводник с током основано действие электроизмерительных приборов магнитоэлектрической системы( амперметров и вольтметров), работа электродвигателей.

2. Волновой процесс. Свойства волн.

Волновой процесс. Продольные и поперечные волны. Длина волны, скорость волн.

Колебания, возбужденные в какой либо точке среды ( твердой, жидкой или газообразной), распространяются в ней с конечной скоростью, зависящей от свойств среды, передаваясь от одной точки среды к другой. Процесс распространения колебаний в сплошной среде называется волновым процессом или волной. При распространении волны частицы среды не движутся вместе с волной, а колеблются около своих положений равновесия, Вместе с волной от частицы к частице среды передается лишь состояние колебательного движения и его энергия. Поэтому основным свойством всех волн, независимо от их природы, является перенос энергии без переноса вещества.

Среди разнообразных волн, встречающихся в природе и технике, выделяются следующие их типы: волны на поверхности жидкости, упругие ( механические) и электромагнитные волны.

Механическими волнами называются механические возмущения, распространяющиеся упругой среде. Упругие волны бывают продольные и поперечные. В продольных волнах частицы среды колеблются в направлении распространения волны, а в поперечных – в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны.

Продольные волны могут возбуждаться в средах, в которых возникают упругие силы при деформациях сжатия и растяжения. Примером продольной волны служат звуковые волны. Поперечные волны могут возбуждаться в среде, в которой возникают упругие силы при деформации сдвига. В жидкостях и газах возникают только продольные волны, а в твердых телах и продольные и поперечные.

Свойства волн: 1) Каждая возбужденная волной точка среды сама становится источником волн такой же частоты; 2) При распространении в среде нескольких волн каждая из них распространяется так , как будто другие волны отсутствуют; 3) На границе двух сред волна частично отражается и частично проникает в другую среду, при этом отклоняется от первоначального направления распространения (преломляется); 4) При наложении двух волн одинаковой частоты с постоянной разностью фаз (когерентных) возникает устойчивая картина чередований максимумов и минимумов колебаний точек среды (происходит интерференция волн); 5) Волна отклоняется от первоначального направления у границы преграды ( волна огибает преграду) – дифракция волн. Дифракция заметна, если размеры препятствия сравнимы с длиной волны.