Магни́тное по́ле — поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения;
Опыт Эрстеда заключается в следующем. На столе располагают магнитную стрелку, которая ориентируется с севера на юг в магнитном поле Земли, и параллельно ей сверху проводник, соединённый с источником тока. При замыкании цепи стрелка повернётся на 90° и встанет перпендикулярно проводнику. При размыкании цепи стрелка вернётся в первоначальное положение. Если изменить направление тока на противоположное, то стрелка повернётся в обратную сторону. Опыт Эрстеда доказывает, что вокруг проводника, по которому течёт электрический ток, существует магнитное поле, которое действует на магнитную стрелку.
Электрическое поле:
Создается неподвижными электрическими зарядами
Обнаруживается по действию на электрический заряд
Магнитное поле:
Создается движущимися зарядами
Обнаруживается по действию на электрический ток или постоянные магниты
На частицу с зарядом q, движущуюся со скоростью V в магнитном поле, индукция которого равна в, действует сила лоренца:
По модулю:
υ || B: частица движется вдоль линий индукции магнитного поля.
υ ⊥ B: частица равномерно движется по окружности в плоскости, перпендикулярной вектору магнитной индукции
произвольный угол между υ и B: движение частицы можно охарактериивать, как суперпозицию двух движений: перемещение вдоль направления В с постоянной скоростью и равномерное движение по окружности в плоскости, перпендикулярной вектору В(спираль)
Эффект Холла: возникновение в проводнике с плотностью тока j, помещенном в магнитное поле В перпендикулярно j, поперечной разности потенциалов Ux в направлении перпендикулярном j и В
Силой Ампера называется сила, действующая на проводник с током в магнитном поле.
Сила Ампера является результирующей всех сил Лоренца.
В однородном магнитном поле на контур с током действует пара сил, приводящих его к вращению в направлении положения устойчивого равновесия.
α=0 устойчивое равновесие, пара сил стремится растянуть контур
α=π устойчивое равновесие, силы сжимают контур
α=π/2 механический момент пар сил максимален
Отношение
максимального механического момента
пары сил к магнитному моменту пробного
контура не зависит от помледнего и
может служить характеристикой магнитного
поля. Такая характеристика называется
индукцией магнитного поля
Работа магнитного поля по повороту контура
Закон Био-Савара-Лапласа
Закон Био-Савара-Лапласа
Сила взаимодействия двух параллельных проводников
Аналогично для F21
Таким образом, сила взаимодействия двух параллельных проводников на единицу длины прямо пропорциональна произведению величин токов и обратно пропорциональна расстоянию между ними.
Ампер это такая сила тока, при которой параллельные проводники длиной по одному метру, находясь в вакууме на расстоянии 1 метр, ваимодействуют друг с другом с силой 0,00000002 Н
Поток вектора магнитной индукции
Для потока вектора магнитной индукции через элемент поверхности dS:
Работа по перемещению проводника:
Циркуляция вектора магнитной индукции В по произвольному замкнутому контуру равна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром, умноженной на мю нулевое
Внутри проводника с током:
Соленоида:
Явление электромагнитной индукции было открыто Фарадеем в 1831 году.
Приближение и удаление магнита к катушке; при приближении и удалении стрелка гальванометра отклонялась, при этом отклонение зависит от скорости движения магнита, а направление тока от полярности и от направления движения.
Меняем ток через вторую катушку; при изменении тока в катушке (2) возникает ток в катушке (1). При увеличении тока стрелка гальванометра отклоняется в одну сторону, при уменьшении в другую; при неизменном токе стрелка не отклоняется.
Перемещение катушки (2), все происходит в опыте (2).
Явление возникновения тока в проводящем контуре, вызванное изменением магнитного потока, через поверхность, ограниченную контуром, называется явлением электромагнитной индукции. Возникающий при этом ток называется индукционным током.
Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца: индукционный ток в контуре имеет такое направление, что созданное им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока через контур, вызвавшему этот ток.
Вывод закона Фарадея:
Пусть по рельсам перемещается проводник равномерно. Работа источника затрачивается на выделение количества dQ, на поддержание постоянного значения силы тока, чтобы нейлитризовать влияние индукционного тока.
Делим на Idt
Закон Ома для замкнутой цепи:
Следовательно, помимо ЭДС источника в проводящем контуре появляется ЭДС индукции противоположного знака, численно равная скорости изменения потока вектора магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром.
Закон Фарадея:
Явление самоиндукции заключается в возникновении ЭДС индукции в цепи при изменении силы тока в ней.
ЭДС самоиндукции:
Индуктивность-характеристика контура, которая зависит от его конструктивных особенностей и магнитных свойств среды.
Индуктивность(2) - ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при скорости изменения тока в нем 1А за 1с.