- •1. Дайте определение вектора магнитной индукции. Что такое силовая линия магнитного поля? Изобразите картину силовых линий прямого бесконечно длинного тока.
- •2. Сформулируйте закон Био-Савара-Лапласа (рисунок, указать направление вектора в). Какое направление имеет элемент тока?
- •3. Напишите формулу для магнитной индукции поля прямолинейного проводника с током конечной длины. (рисунок, указать направление вектора в). Изобразите картину прямого бесконечно длинного тока.
- •4. Что такое циркуляция вектора в? Сформулируйте теорему о циркуляции вектора магнитной индукции в случае магнитного поля постоянных токов( поясните все величины).
- •5.Что такое сила Лоренца? Когда на заряд действует сила Лоренца? Сделайте рисунок и укажите ее направление для отрицательного заряда, движущегося перпендикулярно линиям в.
- •6. Что такое сила Ампера? ( сделайте рисунок и укажите все величины) . Когда сила Ампера имеет максимально значение?
- •8. Дайте определение вектора намагниченности и напряженности магнитного поля. Зависят ли эти величины от индукции внешнего поля?
- •9. Сформулируйте теорему о циркуляции вектора напряженности магнитного поля постоянных токов. Поясните все величины и дайте рисунок.
- •10. Дайте определение магнитной проницаемости вещества. Чему равна магнитная проницаемость вещества , если магнитная восприимчивость равна 0, 1?
- •11. В чем заключается эффект Холла? Дать рисунок и пояснить все величины. Для каких целей можно использовать этот эффект?
- •1. Что такое эдс? Нарисуйте электрическую схему с эдс. Напишите закон Ома для данной цепи.
- •2. Что такое напряженность? нарисуйте однородный участок электрической схемы. Напишите закон Ома для данной цепи.
- •3. Как связаны эдс , разность потенциалов и напряжение в неоднородной электрической цепи? Нарисуйте электрическую схему и напишите закон Ома для данной цепи.
- •4. Дайте определение плотности тока. В каких единицах измеряется плотность тока? Как направлен вектор плотности тока?
- •5. Запишите закон Ома в дифференциальной форме и поясните все величины.
- •Поток через поверхность и эдс в контуре [править]
- •Закон Ленца [править]
Поток через поверхность и эдс в контуре [править]
Определение поверхностного интеграла предполагает, что поверхность Σ поделена на мелкие элементы. Каждый элемент связан с вектором dA, величина которого равна площади элемента, а направление — по нормали к элементу во внешнюю сторону.
Векторное поле F(r, t) определено во всём пространстве, а поверхность Σ ограничена кривой ∂Σ, движущейся со скоростью v. По этой поверхности производится интегрирование поля.
Закон электромагнитной индукции Фарадея использует понятие магнитного потока ΦB через замкнутую поверхность Σ, который определён через поверхностный интеграл:
где dA — площадь элемента поверхности Σ(t), B — магнитное поле, а B·dA — скалярное произведение B и dA. Предполагается, что поверхность имеет «устье», очерчённое замкнутой кривой, обозначенной ∂Σ(t). Закон индукции Фарадея утверждает, что когда поток изменяется, то при перемещении единичного положительного пробного заряда по замкнутой кривой ∂Σ совершается работа , величина которой определяется по формуле:
где — величина электродвижущей силы (ЭДС) в вольтах, а ΦB — магнитный поток в веберах. Направление электродвижущей силы определяется законом Ленца.
Для плотно намотанной катушки индуктивности, содержащей N витков, каждый с одинаковым магнитным потоком ΦB, закон индукции Фарадея утверждает, что:
где N — число витков провода, ΦB — магнитный поток в веберах на один виток.
Закон Ленца [править]
Заряд q в проводнике на левой стороне петли испытывает силу Лоренца q v × B k = −q v B(xC − w / 2) j (j, k — единичные векторы в направлениях y и z; см. векторное произведение векторов), что вызывает ЭДС (работу на единицу заряда) v ℓ B(xC− w / 2) по всей длине левой стороны петли. На правой стороне петля аналогичное рассуждение показывает, что ЭДС равнаv ℓ B(xC + w / 2). Две противоположные друг другу ЭДС толкают положительный заряд по направлению к нижней части петли. В случае, когда поле B возрастает вдоль х, сила на правой стороне будет больше, а ток будет течь по часовой стрелке. Используя правило правой руки, мы получаем, что поле B, создаваемое током, противоположно приложенному полю.[13]ЭДС, вызывающая ток, должна увеличиваться по направлению против часовой стрелки (в отличие от тока). Складывая ЭДС в направлении против часовой стелки вдоль петли мы находим: