28. Кратко поясните, как электрическое поле используется для электросепарации – разделения многокомпонентных частиц на составные части.

Например, в зерноочистительных машинах семена заряжаются и ориентируются вдоль силовых линий поля. Имея различную массу, семена при перемещении в электростатическом поле отклоняются (отрываются) в разных местах и «направляются» по различным ячейкам приемного бункера, поскольку степень перемещения их зависит от вида семян и их электрофизических свойств. Это позволяет из одной и той же партии семян выделить фракции с однородными качественными показателями.

29. Кратко поясните, как электрическое поле используется для электроокраски – нанесения твердых и жидких покрытий (красок) на изделия.

Например, в установках электростатической окраски вдуваемые пневматическим распылителем частицы краски заряжаются и превратившись в отрицательные ионы, движутся к положительно заряженным изделиям. Заряженные частицы попадают на изделие со всех сторон и равномерно плотным слоем краски окрашивают всю его поверхность.

30. Как может быть создано магнитное поле? Что является основной характеристикой магнитного поля? Какой формулой определяется действие магнитного поля на движущийся заряд? В чем принципиальное отличие действия магнитного поля на заряд от электрического взаимодействия?

Вы проводили простейший эксперимент, когда берут два постоянных магнита и сближают (или удаляют) их полюсы. Этот опыт демонстрировал, что в пространстве между полюсами имеется силовое поле, позволяющее магнитам бесконтактно взаимодействовать. Вы убедились в том, что какие-то невидимые глазу силы притягивали или отталкивали два твердых тела.

Вам также известно, что магнитное поле может быть создано не только постоянными магнитами, но и движущимися электрическими зарядами.

По аналогии с основной характеристикой электрического поля – напряженностью , которая определяется через силу, действующую на заряд, для описания магнитного поля используют тоже действующий на заряд вектор , который называют магнитной индукцией. Подчеркнем, что количественная характеристика магнитного поля аналогична напряженности электрического поля только в том смысле, что, как напряженность , так и магнитная индукция определяют силу, действующую на заряд.

Хотя вводимые для описания полей векторы и формально сходны, Вам говорили, что магнитное поле действует на заряд совсем не так, как электрическое. Магнит не притягивает и не отталкивает электрический заряд, а действует на него в направлении перпендикулярном к полю и к скорости заряда.

Кроме того, как показывает опыт, магнитное поле на неподвижные заряды вообще не действует. Для того, чтобы на заряд со стороны магнитного поля действовала сила, требуется, чтобы он двигался (и притом не параллельно вектору ,как это было в случае электрического поля, иначе сила снова-таки обращается в нуль).

Действие магнитного поля на движущийся заряд определяется формулой магнитной силы Лоренса

,

где – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц;

-величина заряда;

- магнитная индукция;

- скорость заряда;

- угол между направлением скорости заряда и вектором магнитной индукции .

31. Поясните, каким образом в графическом виде представляют и наглядно отображают на плоскости векторное магнитное поле? Определите понятие силовых магнитных линий. Какой вид имеют линией вектора магнитной индукции (магнитные силовые линии)? Существуют ли в природе магнитные заряды?

Статическое магнитное поле удобно изображать графически с помощью картины так называемых силовых магнитных линий.

Линией вектора магнитной индукции (магнитной силовой линией) называется линия (помеченная стрелочкой), касательная к которой в каждой точке пространства (поля) совпадает с направлением магнитной индукции .

Магнитное поле может быть также создано электрическими зарядами, которые движутся в проводнике, создавая электрический ток (вспомните: ток это есть упорядоченное движение зарядов).

Заметим, что наглядно демонстрировать в пространстве картину магнитного поля , даже представляемую замкнутыми магнитными линиями, весьма сложно. Поэтому, чтобы получить наглядное и удобное для анализа графическое изображение, замкнутые магнитные линии чаще всего проецируют на плоскость так, чтобы получались наглядные плоские картины.

Вам демонстрировали, что если на листе картона вокруг проводника, перпендикулярно пронизывающего плоскость картона, разместить маленькие магнитные стрелки, то при включении сильного электрического тока стрелки расположатся по касательным к окружности с центром в точке, где проводник пересекает картон. Это свидетельствует о том, что силовые линии вектора прямого проводника с током являются окружностями.

В частности, если ток, создающий магнитное поле, течет по очень тонкому прямому проводнику, пересекающему перпендикулярную к нему плоскость, то оставшийся в виде точки след на плоскости будут окружать замкнутые в виде окружностей линии магнитного поля , что является весьма наглядным.

Данный факт очень важен. Оказывается, что линии вектора магнитной индукции всегда замкнуты. Замкнутые линии нигде не начинаются и нигде не кончаются. Этим они отличаются от линий напряженности электрического поля, создаваемого источниками или стоками.

Замкнутость линий вектора означает, что в природе не существует магнитных зарядов. А поскольку магнитных зарядов нет, (в отличие от существующих в природе электрических), то вектор не имеет ни источников ни стоков. Если Вы вспомните, как мы определяли понятия стока и истока, то, несомненно, сразу определите, что для магнитного поля имеет место дивергенция равная нулю .

32. Поясните, каким образом в графическом виде представляют и наглядно отображают на плоскости векторное магнитное поле? Определите понятие силовых магнитных линий. Имеет ли векторы источники или стоки? Какие и почему?

Статическое магнитное поле удобно изображать графически с помощью картины так называемых силовых магнитных линий.

Линией вектора магнитной индукции (магнитной силовой линией) называется линия (помеченная стрелочкой), касательная к которой в каждой точке пространства (поля) совпадает с направлением магнитной индукции .

Заметим, что наглядно демонстрировать в пространстве картину магнитного поля , даже представляемую замкнутыми магнитными линиями, весьма сложно. Поэтому, чтобы получить наглядное и удобное для анализа графическое изображение, замкнутые магнитные линии чаще всего проецируют на плоскость так, чтобы получались наглядные плоские картины.

Вам демонстрировали, что если на листе картона вокруг проводника, перпендикулярно пронизывающего плоскость картона, разместить маленькие магнитные стрелки, то при включении сильного электрического тока стрелки расположатся по касательным к окружности с центром в точке, где проводник пересекает картон. Это свидетельствует о том, что силовые линии вектора прямого проводника с током являются окружностями.

В частности, если ток, создающий магнитное поле, течет по очень тонкому прямому проводнику, пересекающему перпендикулярную к нему плоскость, то оставшийся в виде точки след на плоскости будут окружать замкнутые в виде окружностей линии магнитного поля , что является весьма наглядным.

Данный факт очень важен. Оказывается, что линии вектора магнитной индукции всегда замкнуты. Замкнутые линии нигде не начинаются и нигде не кончаются. Этим они отличаются от линий напряженности электрического поля, создаваемого источниками или стоками.

Замкнутость линий вектора означает, что в природе не существует магнитных зарядов. А поскольку магнитных зарядов нет, (в отличие от существующих в природе электрических), то вектор не имеет ни источников ни стоков. Если Вы вспомните, как мы определяли понятия стока и истока, то, несомненно, сразу определите, что для магнитного поля имеет место дивергенция равная нулю .

33. Поясните подробно, каким образом в графическом виде представляют и наглядно отображают на плоскости векторное магнитное поле? Как по получаемому изображению магнитного векторного поля можно судить о направлении и о величине напряженности магнитного поля? Охарактеризуйте основные свойства силовых линий магнитного поля проводника с током.