- •Раздел 4
- •Теория электромагнитного поля
- •2.Общие вопросы
- •3.Краткие сведения из векторной алгебры
- •4.Первое уравнение Максвелла
- •5.Второе уравнение Максвелла
- •6.Третье уравнение Максвелла
- •8.Теорема Умова-Пойнтинга. Вектор Пойнтинга
- •9.Общая схема движения энергии в электрической цепи.
- •10.Электростатическое поле
- •11.Безвихревой характер электростатического поля
- •12.Электрический потенциал
- •13.Определение потенциала
- •14.Уравнение Пуассона и Лапласа
- •15.Г Рис. 5.11 раничные условия
- •16.Поле шарового электрода
- •17.Магнитное поле постоянных токов
- •18.Скалярный магнитный потенциал
- •19.Векторный магнитный потенциал
16.Поле шарового электрода
Для заземления электрической цепи ее соединяют с помощью провода с металлическим проводником, зарытым в землю. Такой проводник называется заземлителем. Ток, проходящий в землю через заземлитель, встречает сопротивление, которое называется сопротивлением заземления. Вблизи от заземления, на поверхности земли, могут возникнуть большие напряжения. Исследуем поле полусферического заземлителя. Металлический полушар радиуса а находится в грунте с проводимостью γ . К шару при помощи изолированного провода подводится постоянный ток I , который возвращается на достаточном удалении от заземлителя. По условиям симметрии линии вектора плотности тока вблизи заземлителя будут направлены радиально. На расстоянии R от центра шара плотность тока
. (5.83)
По закону Ома напряженность электрического поля
. (5.84)
Эквипотенциальные поверхности будут концентрическими сферами. Напряжение между двумя точками на поверхности земли (R1 , R2).
. (5.85)
При увеличении расстояния R2 и R1 = a напряжение U стремится к пределу
, (5.85)
где а – расстояние до рассматриваемой точки.
Uo называется напряжением растекания. Отношение растекания к току носит название сопротивления растеканию:
. (5.86)
17.Магнитное поле постоянных токов
Магнитное поле постоянных токов создается неизменными во времени токами, протекающими по проводящим телам, неподвижным по отношению к наблюдателю. Оно характеризуется индукцией В, намагниченностью J и напряженностью магнитного поля Н. Это векторные величины, и связаны между собой соотношением
, (5.87)
где μо – магнитная постоянная, равная 4π ·10-7 Гн/м; μа – абсолютная и μ – относительная магнитная проницаемости.
Основным проявлением магнитного поля является воздействие его на проводник с током, помещенным в это поле. Опыт показывает, что сила F, с которой магнитное поле действует на элемент проводника длиной dl с током I, определяется следующим образом:
. (5.88)
Эта сила направлена перпендикулярно вектору индукции в данной точке поля и перпендикулярна элементу тока dl. Если индукция В и элемент длиной dl параллельны, то элемент тока не испытывает механического воздействия со стороны магнитного поля. И это воздействие максимально, если они перпендикулярны.
Индукция магнитного поля измеряется в теслах (Тл). Если проводник длиной 1 м, по которому протекает ток 1 А испытывает в равномерном магнитном поле силу в 1 Н, то индукция равна 1 Тл.