- •Раздел 4
- •Магнитные и электромагнитные свойства веществ
- •Магнитостатика Магнитное поле и его характеристики.
- •Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле прямого тока и витка с током
- •Контрольные вопросы
- •Закон Ампера
- •Сила взаимодействия двух параллельных токов
- •Сила Лоренца
- •Циркуляция вектора для магнитного поля в вакууме
- •Магнитное поле в соленоиде и тороиде
- •Контрольные вопросы
- •Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для вектора .
- •Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле
- •Магнитные свойства вещества. Магнитные моменты электронов и атомов
- •Диамагнетики и парамагнетики
- •Ферромагнетики и их свойства
- •Контрольные вопросы
- •Выберите правильные ответы на поставленные вопросы
- •Электромагнитная индукция Закон Фарадея. Правило Ленца.
- •В замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, охватываемого этим контуром, возникает эдс и электрический ток.
- •Вращение рамки в магнитном поле
- •Вихревые токи (токи Фуко)
- •Понятие об электромагнитной теории Максвелла. Вихревое электрическое поле
- •Уравнения Максвелла для электромагнитного поля
- •Контрольные вопросы
- •Магнитная запись информации
- •Запись цифровой информации
- •Контрольные вопросы
- •Индуктивность. Самоиндукция.
- •Т оки при размыкании и замыкании цепи
- •Энергия магнитного поля
- •Контрольные вопросы
- •Выберите правильные ответы на поставленные вопросы
- •Превращение энергии в колебательном контуре
- •Гармонические колебания в контуре
- •Вынужденные электрические колебания. Переменный ток. Генератор переменного тока. Мгновенное, амплитудное и действующее значения э.Д.С., напряжения и силы тока
- •Резистор в цепи переменного тока
- •Катушка с индуктивностью в цепи переменного тока
- •Конденсатор с электроемкостью с в цепи переменного тока
- •Векторная диаграмма напряжений. Закон Ома для цепи переменного тока.
- •Мощность цепи переменного тока. Косинус .
- •Резонанс в электрической цепи. Добротность контура
- •Трансформатор.
- •Единая энергетическая система страны.
- •Электромагнитное поле и его распространение в пространстве в виде электромагнитных волн.
- •Свойства электромагнитных волн. Энергия электромагнитных волн. Плотность потока излучения.
- •Физические основы радиосвязи.
- •Принцип построения радиолокации Радиолокация – обнаружение и определение местоположения тел в пространстве, отражающих электромагнитные волны
Т оки при размыкании и замыкании цепи
Пусть ключ SA замкнут и в цепи (рисунок 33) течет ток .
Рисунок 33. Цепь, содержащая
индуктивность
По закону Ома . Отсюда : .
И
.
Здесь - постоянная, называемая временем релаксации, т.е. временем за которое сила тока уменьшится в "е" раз.
Ч ем больше , тем больше и тем медленнее убывает ток по экспоненциальному закону (рисунок 34).
П
Рисунок 34. Сила тока при размыкании
цепи
О бозначим: , тогда . Интегрируя это выражение по (от до ) и
п
Рисунок 35. Сила тока при замыкании цепи
Ток нарастает по экспоненциальному закону (рисунок 35). При = 0 = 0.
Взаимная индукция
Рассмотрим два неподвижных контура (1 и 2), расположенных близко друг от друга с токами и соответственно (рисунок 36). Часть потока от тока , которая пронизывает контур 2:
; – коэффициент пропорциональности.
Е
Рисунок 36. Взаимная индукция
Аналогично при протекании в контуре 2 тока - часть потока от тока , пронизывающего контур 1 и .
Явление возникновения ЭДС в одном контуре при изменении силы тока в другом контуре называется взаимной индукцией.
и - называются коэффициентами взаимной индуктивности контуров. Расчеты показывают, что = . и зависят от геометрической формы, размеров, взаимного расположения контуров и от магнитной проницаемости окружающей среды.
Взаимная индуктивность двух катушек, намотанных на общий тороидальный сердечник:
=
=
, где – число витков
первичной обмотки; – число витков вторичной обмотки;
– длина сердечника по средней линии;
– площадь поперечного сечения сердечника.
Энергия магнитного поля
Энергия магнитного поля равна работе, которая затрачивается электрическим током на создание этого поля. Пусть в контуре с индуктивностью течет ток . С контуром сцеплен магнитный поток и , тогда элементарная работа: , а полная работа, равная энергии магнитного поля:
Энергия магнитного поля длинного соленоида: , т.к. и , то , где - объем соленоида.
Объемная плотность энергии: .
Контрольные вопросы
Что такое индуктивность и чему равна индуктивность соленоида?
Расскажите о явлении самоиндукции. Чему равна ЭДС самоиндукции?
Как изменяются токи при замыкании и размыкании цепи, обладающей индуктивностью?
Расскажите о взаимной индукции двух контуров.
Как вычисляется энергия магнитного поля и объемная плотность энергии магнитного поля?