
- •Вопросы по теме 3. Основы концепций представления организации материи в виде поля
- •4. В каких случаях используют понятие поля? Что значит, что в пространстве задано поле? Поясните, что означает «задано скалярное поле»?
- •17. Что такое поток вектора через поверхность? Как его характеризуют? Чем отличается поток вектора напряженности источников электрического поля, от потока стоков?
- •18. Что означает, что электрическое поле является потенциальным? Дайте определение понятию электрического потенциала данной точки поля.
- •27. Кратко поясните, как электрическое поле используется в электрогазоочистке, для выделения из газового (воздушного) потока твердых тел или жидких частиц.
- •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?
- •39. Поясните, что такое соленоид, 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?
27. Кратко поясните, как электрическое поле используется в электрогазоочистке, для выделения из газового (воздушного) потока твердых тел или жидких частиц.
В электрогазоочистке, для выделения из газового (воздушного) потока твердых тел или жидких частиц.
Например, в электрофильтрах на пылинки запыленного газа предварительно за счет ионизации «наносят» отрицательный заряд. Во время движения в электростатическом поле вблизи положительно заряженного электрода отрицательно заряженные пылинки движутся к положительному электроду и оседают на нем. Осадительный электрод периодически встряхивается и осевшая пыль ссыпается в бункер, а затем удаляется.
Созданы и успешно применяются электрофильтры для улавливания пыли, которая содержит серебро, медь, никель, цинк, свинец, магний и другие металлы. Созданы и успешно применяются электрофильтры для очистки воздуха в животноводческих помещениях и на птицефабриках с большой запыленностью и бактерицидностью. Некоторые агрегаты улавливаю 90 % пылевых частиц и 80 % микроорганизмов при потребляемой мощности всего 0,7 Вт.
28. Кратко поясните, как электрическое поле используется для электросепарации – разделения многокомпонентных частиц на составные части.
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.
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?
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.
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
.
Хотя вводимые для описания полей векторы и формально сходны, 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.
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. Поэтому, чтобы получить наглядное и удобное для анализа графическое изображение, замкнутые магнитные линии чаще всего проецируют на плоскость так, чтобы получались наглядные плоские картины.
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).
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.
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. Поэтому, чтобы получить наглядное и удобное для анализа графическое изображение, замкнутые магнитные линии чаще всего проецируют на плоскость так, чтобы получались наглядные плоские картины.
Линией вектора магнитной индукции (магнитной силовой линией) называется линия (помеченная стрелочкой), касательная к которой в каждой точке пространства (поля) совпадает с направлением магнитной индукции .
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.
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.
Статическое магнитное поле удобно изображать графически с помощью картины так называемых силовых магнитных линий. Поэтому, чтобы получить наглядное и удобное для анализа графическое изображение, замкнутые магнитные линии чаще всего проецируют на плоскость так, чтобы получались наглядные плоские картины.
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).
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
.