- •Лекция №11
- •11.1. Электрические свойства тел. Электрический заряд. Закон сохранения заряда
- •11.2. Закон Кулона
- •11.3. Электростатическое поле. Напряженность электрического поля. Силовые линии поля.
- •11.4. Электрический диполь
- •11.5. Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса
- •11.6. Работа сил электростатического поля по перемещению зарядов.
- •11.6. Потенциал. Разность потенциалов. Потенциал точечного заряда, диполя, сферы.
- •11.7. Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом
- •11.8. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков.
- •11.9. Теорема Остроградского-Гаусса для поля в диэлектрике. Связь векторов - смещения, - напряженности и - поляризованности
- •11.10. Проводники в электростатическом поле
- •11.11. Проводник во внешнем электростатическом поле. Электрическая емкость
- •11.12. Энергия заряженного проводника, системы проводников и конденсатора
- •Лекция №12
- •12.1. Электрический ток. Сила и плотность тока.
- •12.2. Электродвижущая сила источника тока. Сторонние силы. Напряжение
- •12.3. Закон Ома для однородного участка цепи. Сопротивление проводников.
- •12.4. Закон Ома для неоднородного участка цепи
- •12.5. Закон Джоуля – Ленца. Работа и мощность тока.
- •12.6. Правила Кирхгофа
- •Лекция №13
- •13.1. Классическая теория электропроводности металлов
- •13.2. Термоэлектронная эмиссия. Электрический ток в вакууме.
- •13.3. Электрический ток в газах. Виды газового разряда.
- •Самостоятельный газовый разряд и его типы
- •Лекция №14
- •14.1. Магнитное поле. Магнитное взаимодействие токов. Закон Ампера. Вектор магнитной индукции.
- •14.2. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямолинейного и кругового токов.
- •14.3. Циркуляция вектора магнитной индукции. Поле соленоида и тороида
- •14.4. Магнитный поток. Теорема Гаусса
- •14.5. Работа перемещения проводника и рамки с током в магнитном поле
- •14.6. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца
- •14.7. Магнитное поле в веществе. Намагниченность и напряженность магнитного поля.
- •14.8. Закон полного тока для магнитного поля в веществе
- •14.9. Виды магнетиков
- •Лекция 15
- •15.1. Явление электромагнитной индукции.
- •15.2. Явление самоиндукции
- •15.3. Энергия магнитного поля
- •15.4. Электромагнитная теория Максвелла.
- •1) Первое уравнение Максвелла
- •2) Ток смешения. Второе уравнение Максвелла
- •3)Третье и четвертое уравнения Максвелла
- •4)Полная система уравнений Максвелла в дифференциальной форме
- •15.5. Переменный ток
14.4. Магнитный поток. Теорема Гаусса
Для однородного магнитного поля, пронизывающего плоскую поверхность площади S, ( см. рис. 4 ). магнитный поток
Ф= = BScos =Bn S (14-17)
где = S , - нормаль к поверхности.
В
dФ = d = BdS cos = B dS. (14-18)
Магнитный поток сквозь произвольную поверхность Ф= = .
В природе нет магнитных зарядов и поэтому теорема Гаусса для магнитного потока имеет вид
Ф = , (14-19)
т.е. магнитный поток сквозь произвольную замкнутую поверхность равен нулю.
Пусть в формуле (14-17) = 0 , т.е. , тогда Ф=BS . Магнитный поток в СИ измеряется в веберах - (Вб): 1Вб = 1 Тл1 м2. Поток магнитной индукции в 1Вб - это поток, пронизывающий площадку в 1 м2, расположенную перпендикулярно силовым линиям однородного магнитного поля, индукция которого равна 1Тл.
14.5. Работа перемещения проводника и рамки с током в магнитном поле
Согласно закону Ампера на проводник с током, (рис.14.10), в магнитном поле действует сила F = IlВ, которая направлена вправо. Если под действием этой силы проводник переместится на dx, то dA = Fdx = IBldx = IBdS = IdФ, где dФ=Ф2–Ф1, - это изменение магнитного потока, пронизывающего контур. Итак, работа, совершаемая магнитным полем
dA=IdФ. (14-20)
В частности, работа при вращении контура с током в однородном магнитном поле, (рис.14.11) из положения 1, в котором векторы и направлены в противоположные стороны, в положение 2, в котором векторы и направлены одинаково, равна
A = I(Ф2- Ф1),
Ф = Ф
т.о. A=I[BS-(-BS)] = 2IBS = 2pm B. (14-21)
14.6. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца
На элемент тока Id в магнитном поле с индукцией действует сила Ампера
d = Id . (14-22)
Появление этой силы связано с действием силы со стороны магнитного поля на носители тока в проводнике. Покажем это. Пусть заряд носителя тока q, скорость его направленного движения v, концентрация n, тогда
I = , (14-23)
где dQ = qdN - заряд в объеме проводника dV = Sdl; ndV=dN - число носителей
тока в проводнике длиной dl; d - направлено по току и совпадает со скоростью
положительных зарядов. Подсталяя (14-23) в (14-22), найдем
d = qdN .
О
При наличии электрического поля сила . (14-25)
Это выражение называют формулой Лоренца.
Модуль магнитной составляющей силы Лоренца равен :
FЛ=qvВsin, (14-26)
здесь - угол между направлениями векторов и .
Направление силы Лоренца для положительного заряда, движущегося со скоростью , перпендикулярно линиям , показано на рис. 14.12а , а направление силы Лоренца для отрицательного заряда изображено на рис. 14.12б; на рис.14.13 скорость , индукция коллинеарны, поэтому