2.4.1 Сила Ампера. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции. Сила Лоренца.

Магнитным полем наз. силовое поле заполняющее пр-во вокруг проводника с током или постоянного магнита. Ампер установил, что магн. поле действует на проводник с силой , где J – ток, dl – элемент проводника, B – электромагнитная индукция. По модулю сила Ампера рассчитывается по зависимости: , где α – угол между dl и B. Вектор магн индукции явл кол-венной хар-кой магнитного поля: . Магнитная индукция в данной точке однородного магн поля опред макс вращающим моментом действующим на рамку с магнитным моментом = 1, когда нормаль к рамке перпенд магн полю. Магн поле граф обозн линиями магн инд, кот в каждой точке поля явл касательными к вектору магн инд. В однородн изотропной среде вектор магн инд связан с вектором напряженности магн поля выражением: , где μ – магн проницаемость среды; μ₀ – магн постоянная; Н – вектор напр магн поля. Для магн поля как и для электрич справедлив принцип суперпозиции: магн инд результирующего поля создаваемого несколькими токами или движ зарядами, равна векторной сумме магн инд складываемых полей, создаваемых каждым током или движ зарядом в отдельности: . Магнитное поле действует не только на проводник с током но и на отд движ заряды. Сила с кот магн поле действует на движ со скоростью V эл заряды, наз силой Лоренца: . Направление вектора силы Лоренца опред по правилу левой руки. Модуль силы Лоренца рассчитывается по зависимости: , где α – угол между V и B. В общем случае если заряд движ в эл и магн поле действ на него сила: .

2.3.5 Работа и мощность электрического тока, кпд

Работа тока.

При упорядоченном движении заряженных частиц в проводнике электрическое поле совершает работу, которую принято называть работой электрического тока. Если за время .∆t через поперечное сечение проводника проходит заряд то работа тока равна ,где U – напряжение на данном участке электрической цепи. Для однородного участка цепи .В результате работы тока энергия электрического поля переходит в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую и др.).Если на участке электрической цепи электрическая энергия превращается только в тепловую, то работа тока А равна количеству теплоты Q, выделившемуся в проводнике A=Q. С учетом закона Ома для однородного участка цепи I=U/R. Получим .Закон, полученный экспериментально английским ученым Д.Джоулем и русским ученым Э.Х. Ленцем, позволяет вычислить количество теплоты, выделившееся в проводнике.Закон Джоуля-Ленца: количество теплоты, выделившееся в

проводнике с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику.

Мощность тока.

Мощность тока равна отношению работы тока A= I·U·.t, совершенной за время ∆t, к этому интервалу времени.По определению A=IU∆t, совершенное за время ∆.t. .

С учетом закона Ома для однородного участка цепи I=U/R при тепловом преобразовании электрической энергии получим: .Мощность источника тока - это отношение работы сторонних сил ко времени ∆t совершенной работы. называется полной мощностью замкнутой цепи.

Мощность тока Pп, выделяемая на внешнем сопротивлении R,называется полезной ,где U – падение напряжения на внешнемучастке цепи.

Мощность тока (Pв), выделяемая на внутреннем сопротивлении является для полной цепи мощностью тепловых потерь, где Uв – падение напряжения на внутреннем сопротивлении.По закону сохранения энергии .Коэффициентом полезного действия замкнутой цепи (КПД) η называют отношение полезной мощности к мощности источника тока. .С учетом выражений для Рп и Р. можно записать