Рефераты по Физике

Учебник по физике для поступающих в ВУЗ

Страница 86

Вводится характеристика магнитного поля, не зависящая от свойств среды – вектор напряжённости магнитного поля (аналог D в электростатике).

m - относительная магнитная проницаемость среды. Для вакуума m = 1

m0 = 4π·107 Гн/м - магнитная постоянная.

Единица измерения напряженности магнитного поля - А/м.

За единицу напряженности магнитного поля принимают напряженность такого поля, у которого индукция B = 4π·107 Тл в вакууме

Для вакуума H = B/m0

Напряженность магнитного поля H определяется только макротоками и не зависит от микротоков. (См.выше «Магнитное поле»)

Поскольку - вектор, для него принято строить линии напряжённости.

Магнитный поток (поток магнитной индукции) через поверхность площадью ∆S – физическая величина, равная скалярному произведению вектора магнитной индукции на вектор площади:

Ф = () = В ∆S cos(a)

(Скалярное произведение двух векторов равно произведению их модулей на косинус угла между ними)

Потоком магнитной индукции Ф сквозь участок поверхности с малой площадью ∆S называется скалярная величина:

Ф = В ∆S cos(a) = Вn ∆S

где Вn = B cos(a) - проекция вектора В магнитной индукции на нормаль к площадке

Единица измерения – Вб(Вебер) = Тл*м2 = В*с

1 Вб — это магнитный поток через площадку в 1 м2, расположенную перпендикулярно к линиям магнитной индукции в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл.

Положительный (отрицательный) знак магнитного потока соответствует острому (тупому) углу a, или условию Вn> 0 (Вn< 0).

Магнитный поток Ф сквозь поверхность с площадью S находится алгебраическим суммированием потоков ∆Ф сквозь участки поверхности.

Однородным магнитным полем называет­ся такое поле, в каждой точке которого индукция магнитного поля одина­кова по модулю и направлению

Если магнитное поле однородно, то магнитный поток через плоскую поверхность площадью S равен:

Φ = BS cos(a)

СИЛА АМПЕРА

Если через проводники пропускают ток одного направления, то они притягиваются, а если равного – то отталкиваются. Следовательно, между проводниками есть некое взаимодействие, которое нельзя объяснить наличием электрического поля, т.к. в целом проводники электронейтральны.

Магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами и действует только на движущиеся заряды.

Магнитное поле является особым видом материи и непрерывно в пространстве.

Прохождение электрического ток по проводнику сопровождается порождением магнитного поля независимо от среды.

Магнитное взаимодействие проводников используется для определения величины силы тока:

1 ампер – сила тока, проходящего по двум параллельным проводникам ¥ длины, и малого поперечного сечения, расположенным на расстоянии 1 метра друг от друга, при которой магнитный поток вызывает в низ силу взаимодействия, равную 2*10-7Н на каждый метр длины.

Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера.

Закон, определяющий эту силу, был установлен Анри Ампером в 1820 году.

Закон Ампера:

Сила Ампера равна произведению вектора магнитной индукции на силу тока, длину участка проводника и на синус угла между магнитной индукцией и участком проводника.

FA = B |I| l sin(a)

Сила ампера пропорциональна вертикальной составляющей В^ = B sin(a).

Максимальная сила Ампера составляет: Fmax = B I l, ей соответствует угол a = π/2

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки:

если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора магнитной индукции В входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90˚ большой палец покажет направление силы, действующей на отрезок проводника с током .

В отличие от кулоновских сил, которые являются центральными, сила Ампера не является центральной.

Сила Ампера направлена перпендикулярно к линиям магнитной индукции.

Взаимодействие параллельных токов

Рассмотрим два параллельных проводника с током.

Проводник 1 создаёт магнитное поле, а проводник 2 находится в поле 1-го.

Тогда индукция магнитного поля B1 в точках нахождения проводника 2:

B1=mI1/2πd.

F2 = I2 B1 l2 sin(α) = m I1I2 l2 /2πd.

Аналогично сила F1, действующая на проводник 1 со стороны поля тока I2.

F1= F2, если l1= l2 = l.

Параллельные токи притягиваются, антипараллельные - отталкиваются.

При рассмотрении параллельных проводников вводят силу, действующую на единицу длины проводника:

fед.дл. = mI1I2/2πd

Опыты Ампера показали, что магнитные поля, создаваемые токами протекающими по бесконечно длинным параллельным проводникам, находящимся на расстоянии r друг от друга, приводят к возникновению на каждом отрезке проводников длиной Dl силы взаимодействия:

F12 = F21 = km Dl

коэффициент пропорциональности km = 2*10-7 Н/А2

Определение единицы силы тока – Ампер:

1А – сила постоянного тока, который, протекая по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенными в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывает на каждом отрезке проводника длиной в 1 м силу взаимодействия равную 2*10-7Н.

Закон Ампера используют для расчета сил, действующих на проводники с током во многих технических устройствах, в частности в электродвигателях.

Применяется также в громкоговорителях, динамиках.

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле применяется во всех электроизмерительных приборах и электрических машинах.

Перейти на страницу:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100