Тема 11. Вопрос 2.

Получите выражение для ЭДС индукции, возникающей в проводнике, движущемся в магнитном поле.

Пусть во внешнем магнитном поле В, перемещается проводник. На в проводнике действует сила Лоренца .

E =

Тема 11. Вопрос 3.

Явление самоиндукции. ЭДС самоиндукции. Индуктивность проводника.

Электрический ток, текущий в любом контуре, создаёт пронизывающий этот контур магнитный поток . При изменении изменяется также и магнитный поток , вследствие чего в контуре индуцируется ЭДС. Это явление называется самоиндукцией.

В соответствии с законом Био-Савара магнитная индукция В пропорциональна силе тока, вызвавшего поле. Отсюда следует что ток и создаваемый им полный магнитный поток через контур пропорциональны друг другу.

=LI

Коэффициент, связывающий и I называется индуктивностью проводника.

L зависит от размеров проводника, магнитных свойств среды, если контур жесткий и поблизости нет ферромагнетиков, индуктивность является постоянной величиной.

При изменениях силы тока в контуре возникает ЭДС самоиндукции , равная

= ;

Если L величина постоянная то =

Тема 11. Вопрос 4.

Получите выражение для индуктивности длинного соленоида.

Возьмем соленоид такой длинны, что его можно было считать бесконечным.

При протекании по нему тока I внутри соленоида возбуждается однородное поле, индукция которого равна . Поток через каждый виток равен ,

а полный магнитный поток равен

Тема 12. Вопрос 1.

Магнитная энергия.

Энергия магнитного поля тока (собственная энергия тока I), выраженная через характеристику проводника – индуктивность L

При замкнутом ключе в соленоиде устанавливается ток I который обуславливает магнитное поле В. Если разомкнуть ключ то через сопротивление R некоторое время будет течь убывающий ток, поддерживаемый возникшей в соленоиде ЭДС самоиндукции.

Работа совершаемая этим током будет равна:

Эта работа идет на нагревание сопротивления, соединительных проводов, соленоида. Поскольку никаких других изменений в окружающих цепь телах не происходит, то можно заключить, что магнитное поле является носителем энергии, за счет которой совершается работа.

Таким образом, проводник с индуктивностью L, по которому идет ток I обладает энергией:

Выразим объемную плотность энергии на примере длинного соленоида.

Если разделить W соленоида на V то получим ;

-объемная плотность энергии.

Зная плотность энергии поля в каждой точке, можно найти энергию поля заключенную в любом объеме: