- •Лекция № 14
- •Магнетизм
- •Магнитное поле
- •14.1. Магнитная постоянная
- •14.2. Единицы магнитной индукции и напряженности
- •14.3. Магнитное поле свободно движущегося заряда
- •14.4. Действие магнитного поля на движущийся заряд
- •1 4.5. Закон полного тока (теорема о циркуляции вектора )
- •Применение закона полного тока для расчета полей
- •14.6. Магнитное поле соленоида
- •14.6. Магнитное поле тороида
- •14.7. Поток вектора магнитной индукции
- •14.8. Теорема Гаусса для магнитного поля в вакууме
- •14.9. Потокосцепление
- •14.10. Работа по перемещению проводника с током
- •14.11. Работа по перемещению контура с током в магнитном поле
- •14. 12. Эффект Холла
Л14. Магнитное
поле стр.
____________________________________________________________________________________________
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Липецкий государственный технический университет
Кафедра
физики и биомедицинской техники
|
«Утверждаю» Заведующий кафедрой _________________ С.И. Шарапов «____»___________ 2010 г. |
Лекция № 14
раздел «Электричество и магнетизм»
учебного курса «Общая физика»
для специальностей ЛП, СП, ЧМ, ХТ
(2 семестр изучения)
Магнетизм
Магнитная постоянная
Единицы магнитной индукции и напряженности
магнитного поля
Магнитное поле свободно движущегося заряда
Сила Лоренца
Закон полного тока
Магнитное поле соленоида
Магнитное поле тороида
Поток вектора магнитной индукции
Теорема Гаусса для магнитного поля в вакууме
Потокосцепление
Работа по перемещению проводника с током
в магнитном поле
Эффект Холла
Составитель: _____________ Еремеев Б.Н.
Липецк – 2010
Магнитное поле
14.1. Магнитная постоянная
В системе СИ единица измерения силы тока – ампер – вместе с килограммом, метром и секундой является основной единицей.
По определению "ампер есть сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 метра один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками силу, равную 2∙10-7 ньютона на каждый метр длины".
В вакууме (μ = 1) сила взаимодействия на единицу длины проводника
,
где R – расстояние между проводниками.
При μ = 1, I1 = I2 = 1А и R = 1 м: Н/м, отсюда
Где генри (Гн) – единица индуктивности – будет определена позднее.
Генри – единица измерения индуктивности L
где - ЭДС самоиндукции, В
(Генри)
14.2. Единицы магнитной индукции и напряженности
магнитного поля
Единица магнитной индукции:
Формула: |
Если элемент проводника dl с током I перпендикулярен В, то закон Ампера запишется в виде dF = IBdl. |
Единица [B]:
|
1 Тл (тесла) – магнитная индукция такого однородного магнитного поля, которое действует с силой 1 Н на каждый метр проводника, расположенного перпендикулярно направлению индукции магнитного поля В, если по этому проводнику течет ток 1 А. |
Единица напряженности магнитного поля:
Формула: |
Получается из формулы |
Единица [Н]:
|
1 А/м (ампер на метр) – напряженность такого поля, магнитная индукция которого в вакууме равна
|
14.3. Магнитное поле свободно движущегося заряда
Проводник с током создает вокруг себя магнитное поле.
Электрический ток — это упорядоченное движение электрических зарядов.
Магнитное поле точечного заряда , свободно движущегося с постоянной нерелятивистской скоростью в точке наблюдения:
, ,
где: - радиус-вектор, проведенный из заряда к точке наблюдения;
- угол между и .
14.4. Действие магнитного поля на движущийся заряд
(Сила Лоренца)
Так же как и на проводник с током, магнитное поле действует и на отдельный заряд, движущийся в магнитном поле.
Сила, действующая на электрический заряд q, движущийся в магнитном
поле В со скоростью v , называется силой Лоренца:
, или
где — угол между и .
Н аправление силы Лоренца, так же как и силы Ампера, определяется по правилу левой руки:
Если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор В, а четыре вытянутых пальца направить вдоль вектора скорости v движения заряда, то отогнутый большой палец покажет направление силы (для q > 0).