Применение

силу, действующую на проводник с током, используют в электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы – амперметрах и вольтметрах; действие магнитного поля постоянного магнита на переменный ток в подвижной катушке – в громкоговорителях.

действие магнитного полы на движущийся заряд, широко используют в современной технике: кинескопы, мониторы, медприборы; масс-спектрографы (разделяют заряженные частицы по их удельному весу и точно определяют массы частиц.

Вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются, т. е. сами создают магнитное поле.

Магнитная проницаемость среды – это отношение = μ, характеризующее магнит-

ные свойства среды, где μ – магнитная проницаемость среды.

Индукция магнитного поля прямолинейного бесконечного проводника с током в точке, лежащей на расстоянии r от проводника:

В =

Индукция магнитного поля в центре кругового витка с током (где r – радиус витка):

B = .

Индукция магнитного поля внутри длинного соленоида с током:

B = = μ μ₀ n I,

где N – число витков соленоида на участке длиной l, n = – число витков, приходящихся на единицу длины соленоида, произведение N l – называется числом ампер-витков соленоида, μ₀ = 4 π · 10 ^{– 7} Гн/м – магнитная постоянная.

Напряженность магнитного поля: H = , [H] = .

Напряженность магнитного поля, созданного током, текущим по бесконечно длинному прямолинейному проводнику: Н = .

Напряженность магнитного поля – векторная величина, характеризующая магнитное поле без учета намагничения среды, в которой это поле существует.

По направлению вектор магнитной напряженности совпадает с направлением вектора магнитной индукции в каждой точке магнитного поля.

Причины обладания тел магнитными свойствами (гипотеза Ампера):

• магнитные свойства тел можно объяснить циркулирующими внутри него токами;

• магнитные свойства любого тела определяются замкнутыми электрическими токами внутри него.

Ферромагнетики – вещества с большой магнитной проницаемостью (μ >> 1). Они создают наиболее сильные магнитные поля.

Температура Кюри – это температура, при которой исчезают ферромагнитные свойства вещества.

Применение ферромагнетиков:

• постоянные магниты для использования их в электроизмерительных приборах, громкоговорителях и телефонах, звукозаписывающих аппаратах, магнитных компасах;

• сердечники трансформаторов, генераторов, электродвигателей;

• ферриты – ферромагнитные материалы, не проводящие электрического тока;

• магнитные ленты и тонкие магнитные пленки для звуко- и видеозаписи.

29 августа 1831 г. – М. Фарадей открыл явление электромагнитной индукции.

Явление электромагнитной индукции

заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре,

который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.

Фарадей установил: в замкнутом проводящем контуре возникает ток при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром. Чем быстрее меняется число линий магнитной индукции, тем больше возникающий индукционный ток.

__

B Магнитным потоком Ф (потоком магнитной индукции)

через поверхность площадью S называют величину, рав-

__ ную произведению модуля вектора магнитной индукции

n В на площадь S и косинус α между векторами В и п:

Ф = B S cos α,

т. к. произведение B S cos α = B_n представляет собой про-

екцию вектора магнитной индукции на нормаль к плоскос-

ти контура, то:

Ф = B_n S. [ Ф ] = Тл · м² = Вб (вебер)

Физический смысл потока магнитной индукции: характеризует распределение магнитного поля по поверхности, ограниченной замкнутым контуром.

Правило Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

Применение правила Ленца для определения направления индукционного тока:

1. Установить направление линий магнитной индукции внешнего магнитного поля.

2. Выяснить увеличивается или уменьшается поток магнитной индукции этого поля через поверхность, ограниченную контуром.

3. Установить направление линий магнитной индукции В΄ магнитного поля индукционного тока I_i. Эти линии должны быть направлены противоположно линиям В при ΔФ>0 и иметь одинаковое с ним направление при ΔФ<0.

4. Зная направление линий магнитной индукции В΄, найти направление индукционного тока I_i, используя правило буравчика (см. выше).

Закон электромагнитной индукции. ЭДС индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

E_i =

ЭДС индукции в движущихся проводниках: E_i = = = q υ B sinα

где А – работа силы Лоренца, │q│- величина заряда движущейся заряженной частицы.

Самоиндукция – явление возникновения ЭДС в проводнике с током при изменении собственного магнитного потока, создаваемого этим током. Возникающую ЭДС называют ЭДС самоиндукции.

E_is = = – L .

ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения тока в контуре.

Величина L = = μ μ₀ S – называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью контура, где N – число витков, l – длина соленоида, S – площадь поперечного сечения соленоида.

[ L ] = = Гн (генри)

Явление самоиндукции подобно явлению инерции в механике: при замыкании цепи сила тока не сразу приобретает определенное значение, а нарастает постепенно. Выключая источник, мы не прекращаем ток сразу. Самоиндукция его поддерживает некоторое время, несмотря на сопротивление цепи.

Индуктивность подобна электроемкости зависит от: размеров проводника и его формы, от магнитных свойств среды, в которой находится проводник, но не зависит от силы тока в проводнике.