54.Закон Кулона
Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.( Чем больший заряд имеют тела и чем ближе они находятся друг к другу, тем больше сила.
И наоборот: Если увеличить расстояние межу зарядами — сила станет меньше.)
В аналитическом виде закон Кулона имеет вид:
.
где |q1| и |q2| — модули зарядов; r — расстояние между ними; k — коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц. Сила взаимодействия направлена по прямой, соединяющей заряды, причем одноименные заряды отталкиваются, а разноименные — притягиваются.
Сила взаимодействия между зарядами зависит также от среды между заряженными телами.
В воздухе сила взаимодействия почти не отличается от таковой в вакууме. Закон Кулона выражает взаимодействие зарядов в вакууме.
Кулон — единица электрического заряда. Кулон (Кл) — единица СИ количества электричества (электрического заряда). Она является производной единицей и определяется через единицу силы тока — 1 ампер (А), которая входит в число основных единиц СИ.
За единицу электрического заряда принимают заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за 1 с.
То есть 1 Кл = 1 А·с.
55.Магнитное поле в ферромагнитиках
Зависимость между B и H у ферромагнитных материалов обычно выражается графически в виде так называемой кривой намагничивания. Для построения кривой от горизонтальной оси откладывают напряженность магнитного поля H в А/м, А/см или эрстедах, а по вертикальной оси откладывают величину магнитной индукции B в Вб/м², Вб/см² или гауссах. На рисунке 1 приведены кривые намагничивания электротехнической стали, литой стали и чугуна. Величины напряженности магнитного поля для литой стали даны на нижней горизонтали, для электротехнической стали и чугуна – на верхней горизонтали.
Из рассмотрения кривой намагничивания видно, что с увеличением напряженности H магнитная индукция B сначала быстро возрастает, затем в месте изгиба кривой скорость роста B уменьшается и, наконец, за изгибом кривая незначительно поднимается вверх, переходя в прямую линию. Последний участок кривой характеризует состояние магнитного насыщения материала. Из кривой намагничивания видно, что отношение не является постоянной величиной, а все время меняется с изменением B и H.
Рисунок 1. Кривые намагничивания электротехнической стали, литой стали и чугуна
Магнитная проницаемость ферромагнетиков зависит от величины магнитной индукции, химического состава металла, его предварительной термической и механической обработки, температуры металла. Кроме того, магнитная проницаемость этих тел зависит от их формы и геометрических размеров.
Кривые намагничивания ферромагнетиков снимаются опытным путем отдельно для каждого материала и каждого сорта этого материала.
Будем уменьшать ток в витках катушки. Напряженность поля, а вместе с ней и магнитная индукция будут уменьшаться. Когда ток в обмотке катушки будет равен нулю, напряженность поля также будет равна нулю. Однако стальной сердечник будет сохранять некоторую магнитную индукцию.
Индукция, которая остается в ферромагнитном теле при напряженности поля, равной нулю, называется остаточной индукцией или остаточной намагниченностью.
Небольшим остаточной намагниченностью обладает чистое железо, мягкая сталь, сплавы железа с кремнием (электротехническая сталь), сплавы железа с никелем (пермаллой). Эти металлы и сплавы легко намагничиваются и также легко размагничиваются. Ферромагнетики нашли себе применение при изготовлении сердечников электромагнитов, трансформаторов, полюсных наконечников, якорей генераторов и тому подобного.
Наибольшим остаточным магнетизмом обладают специальные сорта твердых сталей: вольфрамовой, хромистой, кобальтовой, никельалюминиевой. Эти стали применяются для изготовления постоянных магнитов.