- •Электростатика. Постоянный ток. Электромагнетизм Для студентов факультета заочного обучения
- •Методические указания и контрольные задания
- •Электростатика. Постоянный ток. Электромагнетизм
- •Рабочая программа. Электростатика. Постоянный ток
- •Электромагнетизм
- •Раздел 3 электростатика Основные формулы Закон Кулона. Взаимодействие заряженных тел
- •Напряженность электрического поля. Электрическое смещение
- •Потенциал. Энергия системы электрических зарядов. Работа по перемещению заряда в поле
- •Электрический диполь. Свойства диэлектриков
- •Электрическая емкость. Конденсаторы
- •Энергия заряженного проводника. Энергия электрического поля
- •Раздел 4 постоянный ток Основные формулы Основные законы постоянного тока
- •Ток в металлах и газах
- •Раздел 5 электромагнетизм Магнитное поле постоянного тока
- •Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (сила Ампера)
- •Сила, действующая на заряд, движущийся в магнитном поле (сила Лоренца)
- •Закон полного тока. Магнитный поток. Магнитные цепи
- •Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Электромагнитная индукция. Индуктивность
- •Энергия магнитного поля
- •Электромагнитные колебания и волны
- •Магнитные свойства вещества
- •Рекомендации по решению задач
- •Примеры решения задач
- •Методические указания и контрольные задания по физике
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (сила Ампера)
Закон Ампера. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле
,
где I — сила тока; — вектор, равный по модулю длинеl проводника и совпадающий по направлению с током; — магнитная индукция поля.
Модуль вектора определяется выражением
F=BI lsin,
где α — угол между векторами и .
Сила взаимодействия двух прямых бесконечно длинных параллельных проводников с токами I1 и I2, находящихся на расстоянии d друг от друга, рассчитанная на отрезок проводника длиной l выражается формулой
F=
Магнитный момент контура с током
,
где — вектор, равный по модулю площадиS, охватываемой контуром, и совпадающий по направлению с нормалью к его плоскости.
Механический момент, действующий на контур с током, помещенный в однородное магнитное поле
.
Модуль механического момента
M=pmBsin,
где α — угол между векторами и .
Потенциальная (механическая) энергия контура с током в магнитном поле
.
Сила, действующая на контур с током в магнитном поле (изменяющемся вдоль оси x)
F=pm,
где — изменение магнитной индукции вдоль оси Ох, рассчитанное на единицу длины; α — угол между векторами и .
Сила, действующая на заряд, движущийся в магнитном поле (сила Лоренца)
Сила , действующая на заряд q, движущийся со скоростью в магнитном поле с индукциейсила Лоренца), выражается формулой
, или F=qvBsin,
где — угол, образованный вектором скорости движущейся частицы и вектором индукции магнитного поля.
Закон полного тока. Магнитный поток. Магнитные цепи
Циркуляция вектора магнитной индукции вдоль замкнутого контура
,
где Bi — проекция вектора магнитной индукции на направление элементарного перемещения вдоль контураL.
Циркуляция вектора напряженности вдоль замкнутого контура
Закон полного тока (для магнитного поля в вакууме)
,
где 0 — магнитная постоянная;- алгебраическая сумма токов, охватываемых контуром; п — число токов.
Закон полного тока (для произвольной среды)
Магнитный поток Ф через плоский контур площадью S
а) в случае однородного поля
Ф=BS cos; или Ф =BnS,
где — угол между вектором нормали к плоскости контура и вектором магнитной индукции ; Вn — проекция вектора на нормаль (Bn=B cos );
б) в случае неоднородного поля
,
где интегрирование ведется во всей поверхности S.
Потокосцепление, т.е. полный магнитный поток, сцепленный со всеми витками соленоида или тороида
=NФ,
где Ф — магнитный поток через один виток; N — число витков соленоида или тороида.
Магнитное поле тороида, сердечник которого составлен из двух частей, изготовленных из веществ с различными магнитными проницаемостями:
а) магнитная индукция на осевой линии тороида
,
где I — сила тока в обмотке тороида; N — число ее витков; l1 и l2 - длины первой и второй частей сердечника тороида; 1 и 2 —магнитные проницаемости веществ первой и второй частей сердечника тороида; 0 —магнитная постоянная;
б) напряженность магнитного поля на осевой линии тороида в первой и второй частях сердечника
, и
в) магнитный поток в сердечнике тороида
или по аналогии с законом Ома (формула Гопкинсона)
,
где Fm — магнитодвижущая сила; Rm — полное магнитное сопротивление цепи.
г) магнитное сопротивление участка цепи
Магнитная проницаемость μ, ферромагнетика связана с магнитной индукцией В поля в нем и напряженностью Н намагничивающего поля соотношением