Контрольные вопросы

Расскажите о несамостоятельном электрическом разряде в газе и объясните существование для него тока насыщения.
Поясните, при каком условии несамостоятельный разряд переходит в самостоятельный и что при этом происходит?
Объясните возникновение тлеющего разряда и процессы, происходящие в его основных частях.
Дайте описание и принцип работы тиратрона.
Поясните, как работает релаксационный генератор?
Выведите формулу (4.6) для определения периода колебаний релаксационного генератора.

II. Магнитное поле. Лабораторная работа № 2.5 магнитное поле кругового тока

Цель работы: изучение магнитного поля кругового тока.

Приборы и материалы: источник постоянного тока, реостат, переключатели, миллиамперметр, тангенс-гальванометр (тангенс-буссоль), набор компасов, соединительные провода.

Литература: [1-5]

План работы:

1. Изучение закона Био-Савара-Лапласса и его применения.

2. Изучение свойств магнитного поля Земли.

3. Изучение экспериментальной установки.

4. Измерение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли.

5. Проверка закона Био-Савара-Лапласса.

6. Изучение силовых линий магнитного поля с помощью пакета программ “Открытая физика”

1. Закон Био-Савара-Лапласса и его применение для определения индукции магнитного поля кругового тока

Согласно закону Био-Савара-Лапласа^¹ элемент проводника с током в точке с радиус-вектором , проведенным из элемента , создает магнитное поле с индукцией

. (5.1)

Согласно свойству векторного произведения вектор перпендикулярен плоскости, проходящей через вектора и . Направление вектора можно найти с помощью правила правого винта: если головку винта вращать от к , то направление поступательного движения винта совпадет с направлением вектора . Правую резьбу имеет большинство винтов, используемых в быту и технике, например, отвинчивающиеся части шариковых ручек. За положительное направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса S к северному полюсу N магнитной стрелки, свободно ориентирующейся в магнитном поле. Поэтому исследовать магнитное поле, создаваемое током или постоянным магнитом, и определить направление вектора в каждой точке пространства можно с помощью маленькой магнитной стрелки. Такое исследование, позволяющее наглядно представить пространственную структуру магнитного поля предусмотрено в данной работе. Аналогично силовым линиям в электростатике можно построить линии магнитной индукции – линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора _.

Модуль вектора равен

, (5.2)

где – угол между векторами и .

Величина индукции магнитного поля кругового тока в центре витка равна:

, (5.3)

где ₀ – магнитная постоянная, I – ток, текущий по витку, R – радиус витка. Вектор направлен перпендикулярно плоскости витка катушки. Величина индукции магнитного поля круговой катушки с n витками равна:

. (5.4)

Закон Био-Савара-Лапласа вместе с принципом суперпозиции полей позволяет просто вычислять магнитные поля. Рассмотрим пример нахождения индукции магнитного поля на оси кольца с током (рис.5.1).

Вектор из соображений симметрии может быть направлен только по оси кольца. Величина индукции магнитного поля в точке оси, удаленной на расстояние от центра кольца, задается интегралом