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

Магнитный поток - поток Ф вектора магн. индукции В через к.-л. поверхность.

Ф=двойной интеграл В*dS

Φ = B · S · cos α(частный случай)

Единица измерения магнитного потока в систем СИ - 1 Вебер (1 Вб).

1 Вб = 1 Тл · 1 м²

Работа:

35.Магнитный момент. Парамагнетики и диамагнетики. Магнитная проницаемость. Ферромагнетики.

Магнитный момент - основная величина, характеризующая магнитные свойства вещества.

P=IS , где I — сила тока в контуре, S — площадь контура,перпендикулярен контуру

Парамагнетики- вещества, атомы или элементы которых не имеют собственных магнитных полей

вещества, для которых  1, называются диамагнетиками

Парамагнетики очень слабо усиливают внешнее магнитное поле. Магнитная проницаемость парамагнетиков отличается от единицы лишь на доли процента.

Диамагнетики- вещества, атомы и молекулы которых не имеют собственных магнитных моментов. При внесении во внешнее магнитное поле в них индуцируется магнитные моменты ориентированные против внешнего магнитного поля.

Магнитные свойства вещества

1. Диамагнетики —    µ  чуть <1. µ_{висмута}=0,9998 (свинец, цинк, азот и др.).

2. Парамагнетики — µ чуть>1. µ_{алюминия}=1,000023 (кислород, ни­кель и др.).

Ферромагнетики – это вещества с большим значением относительной магнит- ной проницаемости:  1. К

3. Ферромагнетики— µ >>1. µ_стали = 8^.10³ (железо, никель, кобальт и их сплавы). Сплав железа с никелем: µ =2,5^.10⁵.

 Свойства ферромагнетиков

1. Обладают остаточным магнетизмом.

2. µ зависит от индукции внешнего магнитного поля.

3. Температура, при которой исчезают ферромагнитные свой­ства, называется точкой Кюри (вещество становится парамагнетиком; точка Кюри для железа равна 770⁰С, для никеля 360⁰С).

Физическая величина, показывающая, во сколько раз индук­ция магнитного поля в одной среде больше  или меньше индукции маг­нитного поля в вакууме, называется магнитной проницаемостью µ.. 

Магнитный момент:

36.Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Генератор переменного тока. Трансформатор.

Электромагнитной индукцией называется явление возникновения ЭДС (электрического тока) в проводящем контуре при изменении магнитного потока, охватываемого этим контуром

Генерируемая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока - закон Фарадея

Генераторы переменного тока, соответственно, обеспечивают производство переменного тока посредством использования явления электромагнитной индукции.

Принцип действия генераторов переменного тока является достаточно простым, заключающимся во вращении проволочной рамки в однородном магнитном поле с постоянной скоростью. Конструктивно своими концами рамка крепится на кольцах, вращающихся вместе с ней и оснащенных плотно прилегающими пружинами, выполняющих функцию контактов. Через поверхность рамки постоянно протекает изменяющийся магнитный поток, тогда как образуемый магнитом поток остается постоянным и тем самым образующий в рамке ЭДС – индукцию.

Трансформатор – это электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при той же частоте. Действие трансформатора основано на использовании явления электромагнитной индукции.

37.Индуктивность. Индуктивность длинного соленоида. Энергия катушки индуктивности. Плотность энергии магнитного поля.

Индуктивностью называется величина, которая равна отношению магнитного потока, проходящего по всем виткам контура к силе тока:

- индуктивность проводника L - коэффициент пропорциональности между Ф и I. Индуктивность L зависит от свойств самого проводника (его формы, размеров, количества витков и т.п., а также магнитной проницаемости среды μ).

Магнитный поток, пронизывающий все N витков соленоида, равен 

Φ = B S N = μ0 n² S l I.

 

Следовательно, индуктивность соленоида равна 

L = μ₀ n² S l = μ₀ n² V,

где V = Sl – объем соленоида, в котором сосредоточено магнитное поле. Полученный результат не учитывает краевых эффектов, поэтому он приближенно справедлив только для достаточно длинных катушек

Энергия магнитного поля катушки индуктивности

Электрический ток способствует накоплению энергии в магнитном поле катушки. 

.                                                                        (7.7)

Работа эта совершена за счет исчезновения магнитного поля соленоида. Или другими словами: магнитное поле соленоида обладает энергией W:

.

В единице объема магнитного поля запасена энергия:

 .           

Плотность энергии магнитного поля