28. Эффект Холла.

Э лектроны, двигающиеся в проводнике, также отклоняются под действием магнитного поля. В результате, возникает разность потенциалов на концах проводника в направлении, перпендикулярном направлению тока (эффект Холла). Рассмотрим движение электрона под действием силы Кулона и силы Лоренца. F_e=qE=q – сила, создающая эл.ток в проводнике; F_m=qBv – сила, создающая поперечную разность потенциалов; S=ab – площадь поперечного сечения; j=nqv – плотность тока; I=jS – ток в проводнике. Для поперечной разности потенциалов получаем: ; R_холл – постоянная Холла. Она бывает и >0 и <0, хотя носители заряда – электроны. Эффект Холла используют: 1) для точного измерения МП; 2) для определения концентрации носителей тока в различных веществах.

29. Магнитный поток. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.

М агнитным потоком или потоком вектора магнитной индукции сквозь площадку dS называют величину: dФ=BdScosα=B_ndS=(B∙dS); где α – угол между векторами B и n; B_n – проекция B на n.; Этот поток называют элементарным или дифференциальным магнитным потоком. Если поле неоднородное, а поверхность не плоская, то Ф= ; [Ф] = Тл·м²= Вб (Вебер); Он равен полному числу силовых линий магнитной индукции, проходящих через поверхность S. Силовые линии МП всегда замкнуты ; div B=0; теорема Гаусса−Остроградского для магнитного поля: поток вектора магнитной индукции через произвольную замкнутую поверхность равен нулю.

Д вижение тока в МП: I=const; B=const; Вычислим работу силы Ампера при перемещении проводника вдоль оси x: dA=F_Axdx=F_Acosαdx=IBLcosαdx=IB_ndS => dA=IB_ndS; dA=IdФ; dS– площадь, образуемая проводником при движении; dФ– магнитный поток через dS; B_n– нормальная составляющая B;

Работа по перемещению контура с током в МП: M=[p_m*B]; Это явление используется при создании электрических двигателей и электроизмерительных приборов. Рассмотрим движение (деформацию) контура в однородном магнитном поле. Представим контур в виде: ABC + CDA: dA=dA₁+dA₂=-IdФ₁+IdФ₂ => A=I(Ф₂-Ф₁); т.е. работа равна произведению силы тока на разность магнитных потоков, пронизывающих контур в конечном и начальном положениях.

30. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея.

Всегда, когда электрические заряды приходят в движение, возникает МП. Электрическое поле, в свою очередь, вызывается не только электрическими зарядами, но и перемещением и изменением магнитного поля. Однако, возникающее, в этом случае, эл. поле существенно отличается от поля кулоновской силы (вихревое). Индуцированные силовые линии не имеют начала и конца, т.е. не связаны с зарядами. При сближении магнитных полюсов возникают концентрические силовые линии вектора E. Связанное Э и М поле называют электромагнитным полем. Явление электромагнитной индукции состоит в возникновении эл. тока в проводящем контуре (индукционный ток), если он замкнут или ЭДС, если он не замкнут, при всяком изменении величины магнитного потока через площадь, охваченную контуром. Индукционный ток совершает работу. Эту работу совершают силы, которые изменяют поток через контур. в контуре возникает эл. ток такого направления, которое препятствует изменению магнитного потока через контур (правило Ленца).

Закон Фарадея: ε=- ; ЭДС ЭМИ в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром. можно не только получать МП с помощью эл. тока, но и наоборот, получать эл.ток с помощью магнитного поля.