- •Основы векторного анализа
- •Криволинейные ортогональные системы координат
- •Запись операторов векторного анализа в обобщённой криволинейной системе координат.
- •Основные величины макроскопической электродинамики, напряжённость поля.
- •Закон кулона
- •Вектора индукции поля
- •Силовые линии поля
- •Уравнение обобщающее закон кулона теорема Гаусса
- •Обобщение закона электромагнитной индукции
- •Эсп в проводниках и диэлектриках
- •Вычисление характеристик эп по заданным зарядам
- •Дифференциальные уравнения для потенциала
- •Метод зеркальных изображений
- •Метод решения прямой задачи электростатики
- •Граничные условия на границе раздела двух диэлектриков Определение объёмной плотности свободного заряда.
- •Постоянный электрический ток
- •Сторонние силы
- •Закон Ома
- •Работа и мощность тока
- •Обобщённый закон Ома (закон Ома для неоднородного участка цепи)
- •Правило Кирхгофа
- •Магнитное поле
- •Магнитное поле кольцевого проводника
- •Закон Ампера
- •Магнитное поле движущегося заряда
- •Сила Лоренца
- •Магнитное поле соленоида
- •Явления связанные с законом электромагнитной индукции
- •Токи Фуко
- •Индуктивность
- •Явление самоиндукции
- •Явление взаимоиндукции
- •Расчёт коэффициентов взаимоиндукции тороидального трансформатора.
- •Принцип действия электрического трансформатора
- •Переходные процессы при замыкании и размыкании lr цепи
- •Процессы при отключении rl цепи
- •Энергия электрического и магнитного полей.
- •Энергия магнитного поля
- •Эффект Холла
- •Магнитные свойства вещества
- •Явление диа и пара магнетизма
- •Мп в веществе
- •Ферромагнетики
- •Уравнение Максвелла как обобщение электричества и магнетизма.
- •Колебания и волны
- •Механические гармонические колебания
- •Гармонический осциллятор
- •Колебательный контур
- •Решение дифференциального уравнения свободных затухающих колебаний
- •Сложение гармонических колебаний одного направления
- •Сложение взаимно перпендикулярных колебаний
- •Вынужденные колебания
- •Ачх вынужденных колебаний
- •Переменный эт
- •Цепь содержащая r l c элементы
- •Явление резонанса напряжений
- •Явление резонанса токов
- •Мощность в цепи переменного тока.
Энергия магнитного поля
Проводник по которому протекает ЭТ всегда окружает МП и энергия МП равна работе которую выполняет ЭТ по созданию этого поля. Работа выполненная ЭТ по созданию МП идёт на увеличение магнитного потока данного МП.
Найдём взаимосвязь между работой и магнитным потоком. Рассмотрим ситуацию: Пусть имеется замкнутый проводник с передвижной перемычкой находящийся во внешнем МП . Данная перемычка движется со скоростью и на перемычку будет действовать со стороны внешнего МП сила Ампера. При перемещении перемычки на величину dx внешним МП совершена работа dA которая может быть определена:
dS – элементарная площадка в которую заметает в процессе движения данный проводник.
- элементарное изменение магнитного потока.
Если проводник обладает постоянной индуктивностью L, то магнитный поток через поверхность охваченную данным проводником:
Тогда
Элементарное изменение ЭТ вызывающее изменение данного магнитного потока dФ. Тогда полную энергию по изменению магнитного поток при изменении тока от 0 до i
Таким образом энергия МП может быть определена:
- энергия МП
Для определения энергии МП в общем случае используется следующее выражение:
Эффект Холла
Данный эффект проявляется в проводниках (полупроводниках) находящихся во внешнем МП. Суть этого эффекта состоит в том при помещении проводника с током во внешнее МП на данном проводнике появляется дополнительная разность потенциалов, кроме той под действием корой протекает ЭТ в данном проводнике.
Предполагаем что имеем проводник прямоугольного сечения по которому протекает ток I. При представленном на рисунке взаимном расположении поля и проводника. Между гранями А и В данного проводника возникает дополнительная разность потенциалов. Появление данной разности потенциалов можно объяснить следующим образом. На движущийся электрический заряд будет действовать сила Лоренца, которая при данном расположении направлена вверх. В результате отрицательно заряженные частицы будут двигаться вверх, а положительно заряженные частицы будут двигаться вниз. Благодаря этому на верхней грани будет появляться избыточный отрицательный заряд. На нижней грани будет появляться избыточный положительный заряд. И между верхней и нижней гранью возникнет разность потенциалов. Движение зарядов будет происходить до тех пор пока не выполниться следующее равенство:
То есть пока сила со стороны ЭП появившегося в результате разделения зарядов имеющая напряжённость Е не будет уравновешено силой Лоренца.
- величина заряда.
Исходя из этого выражения можно определить концентрацию движущихся частиц в данном проводнике. А соответственно установить тип проводника.
Обозначим высоту грани как (а)
- разность потенциалов
I – ток который модно определить
- поперечное сечение.
- концентрация носителей зарядов.
Из представленного выражения следует, что измерив разность потенциалов , зная индукцию магнитного поля В, зная вид заряда, можно определить концентрацию частиц в проводнике или полупроводнике того или иного типа, поэтому эффект Холла используется для создания устройств по анализу энергетического спектра в проводниках и полупроводниках.