- •````````````5Вопросы по теме 3. Основы концепций представления организации материи в виде поля
- •18. Что означает, что электрическое поле является потенциальным? Дайте определение понятию электрического потенциала данной точки поля.
- •24. Поясните, что означают используемые в настоящее время понятия аттрактор, бассейн аттракции, сепаратрисса.
- •25. Что значит термин – потенциальный барьер? Поясните, как будут преодолевать этот барьер пылинка, в случае механического и квантового ее представления.
- •28. Кратко поясните, как электрическое поле используется для электросепарации – разделения многокомпонентных частиц на составные части.
- •29. Кратко поясните, как электрическое поле используется для электроокраски – нанесения твердых и жидких покрытий (красок) на изделия.
- •34. Что означает, что магнитное поле является соленоидальным? Дайте определение понятию вихрю вектора данной точки поля.
- •35. Запишите формулу циркуляции вектора по данному контуру. Что определяет циркуляция векторного поля вдоль кривой ?
- •36. Поясните понятие «ротор», который еще называют вихрем. Мерой чего является ротор и что он характеризует?
- •37. Поясните, чем отличается вектор напряженности магнитного поля от вектора магнитной индукции . Чем характеризуют это отличие?
- •39. Поясните, что такое соленоид, и для чего (где) он применяется?
- •40. Поясните, что такое электромагнит, и для чего (где) он применяется?
- •41. Поясните, что такое электромагнит с большой подъемной силой, и для чего (где) он применяется?
- •42. Поясните, что такое «магнитная подушка» на скоростных транспортных средствах? в чем ее достоинства?
- •43. Поясните, как, используя магнитное поле, записывают информацию на магнитные носители? в чем достоинства и недостатки пластиковых магнитных карт?
- •44. Поясните, как, используя магнитное поле, записывают информацию на жесткие магнитные диски? За счет каких мер увеличивают плотность записи информации на жестких дисках?
34. Что означает, что магнитное поле является соленоидальным? Дайте определение понятию вихрю вектора данной точки поля.
Поля, имеющие структуру, когда векторные линии нигде не начинаются и не кончаются, а замыкаются вокруг электрических токов, называют соленоидальными.
Соленоидальные поля создаются вихрями. В частности, можно говорить, что электрические токи служат вихрями вектора . В случае с проводником тока вихрем поля будет линия, по которой протекает ток и вокруг которой замыкаются линии поля.
Обратим внимание, что вихри, создающие магнитное поле, характеризуются свое величиной и направлением (например, проводник с током может быть по-разному ориентирован в пространстве и иметь различное направление протекания тока). Источники, как Вы помните, характеризуются только своей величиной; направления они, разумеется, не имеют. Иными словами, источники являются скалярными величинами, а вихри – векторными. Элементарным источником естественно считать точечный заряд, а элементарным вихрем - тонкий проводник в виде прямой линии.
Вихри могут быть линейными, поверхностными или объемными. Примером линейного вихря магнитного поля может служить тонкий проводник с током. Макротоки и микротоки, текущие по поверхности проводника различной формы являются поверхностными вихрями вектора . Проводник с током, имеющий большое сечение представляет собой объемный вихрь вектора .
35. Запишите формулу циркуляции вектора по данному контуру. Что определяет циркуляция векторного поля вдоль кривой ?
Тогда криволинейный интеграл от скалярного произведения векторов и
называется циркуляцией векторного поля вдоль кривой . В силовом поле циркуляция выражает работу силового поля при перемещении материальной точки вдоль пути .
36. Поясните понятие «ротор», который еще называют вихрем. Мерой чего является ротор и что он характеризует?
Во-вторых, важным свойством соленоидального поля является его ротация.
Пусть опять , и - проекции вектора на оси координат Ох, Оy, Oz соответственно, и опять задано векторное поле
.
Тогда мерой ротации является векторная величина называемая ротором и обозначаемая символом . Величина ротора векторного поля равна
.
Ротор называют еще вихрем. Это название еще связано с тем, что он как бы «смешивает» производные и компоненты. Он как бы «следит» за тем, как меняются компоненты векторного поля в «чужих» направлениях. Таким образом, ротор – это некая мера вращения векторного поля.
37. Поясните, чем отличается вектор напряженности магнитного поля от вектора магнитной индукции . Чем характеризуют это отличие?
Если плотность протекающего тока заданная величина, где - сечение проводника то стационарное магнитное поле может быть определено из решения системы уравнений
где -вектор напряженности магнитного поля.
Заметим, что вектор определяет магнитное поле, создаваемое только токами проводимости, а вектор - магнитное поле, создаваемое, как токами проводимости, так и имеющимися намагниченными телами.
38. Поясните, что представляет собой магнитное поле расположенного в горизонтальной плоскости хОу при z= 0 кругового витка, по которому протекает ток. Ось Оz проходит через центр кругового тока.
Чтобы было легче ориентироваться в получаемых изображениях, следует иметь в виду, что круговой виток, по которому протекает ток, расположен в горизонтальной плоскости хОу при z=0. Ось Оz проходит через центр кругового тока. Фигуры, получаемые в результате компьютерного расчета, представляют изображение в плоскости yOz при х =0 (в этом случае магнитные силовые линии лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости витка). Виток при таком рассмотрении на фигурах будет представлять две точки, расположенные на оси Оу на удалении от центра на величину, равную радиусу витка. Магнитное поле визуализируется (представляется в виде изображения) так, что мы видим составляющие вектора магнитной индукции, расположенные в плоскости yOz.