- •1 Билет.
- •4 Билет
- •Магнитное поле в веществе
- •5 Билет
- •Вывод основного уравнения мкт
- •Закон Био́—Савара—Лапла́са Для тока текущего по контуру (тонкому проводнику)
- •Для распределенных токов
- •Следствия
- •6 Билет Распределение по вектору скорости
- •Распределение по проекции скорости
- •Распределение по модулю скоростей
- •[Править]в магнитостатике
- •[Править]в общем случае
- •Формула момента рычага
- •[Править]Сила под углом
- •[Править]Статическое равновесие
- •[Править]Момент силы как функция от времени
- •Движение заряженных частиц в магнитном поле
- •Законы — начала термодинамики
[Править]в магнитостатике
В магнитостатическом пределе[4] наиболее важными являются:
Закон Био-Савара — занимающий в магнитостатике место, занимаемое в электростатике законом Кулона:
Теорема Ампера о циркуляции магнитного поля[5]:
[Править]в общем случае
Основные уравнения (классической) электродинамики общего случая (то есть независимо от ограничений магнитостатики), в которых участвует вектор магнитной индукции :
Три из четырех уравнений Максвелла (основных уравнений электродинамики)
а именно:
Закон Гаусса для магнитного поля,
Закон электромагнитной индукции:
Закон Ампера - Максвелла.
Формула силы Лоренца
Следствия из нее, такие как
Выражение для силы Ампера, действующей со стороны магнитного поля на ток (участок провода с током)
выражение для вращающего момента, действующего со стороны магнитного поля на магнитный диполь (виток с током, катушку или постоянный магнит):
выражение для потенциальной энергии магнитного диполя в магнитном поле:
а также следующих из них выражения для силы, действующей на магнитный диполь в неоднородном магнитном поле и т.д..
Выражение для силы, действующей со стороны магнитного поля на точечный магнитный заряд:
(это выражение, точно соответствующее обычному закону Кулона, широко используется для формальных вычислений, для которых ценна его простота, несмотря на то, что реальных магнитных зарядов в природе не обнаружено; также может прямо применяться к вычислению силы, действующей со стороны магнитного поля на полюс длинного тонкого магнита или соленоида).
Выражение для плотности энергии магнитного поля
Оно в свою очередь входит (вместе с энергией электрического поля) и в выражение для энергии электромагнитного поля и в лагранжиан электромагнитного поля и в егодействие. Последнее же с современной точки зрения является фундаментальной основой электродинамики (как классической, так в принципе и квантовой).
Закон Ампера
Зако́н Ампе́ра — закон взаимодействия электрических токов. Впервые был установлен Андре Мари Ампером в 1820 для постоянного тока. Из закона Ампера следует, что параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются. Законом Ампера называется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током. Сила , с которой магнитное поле действует на элемент объёма проводника с током плотности , находящегося в магнитном поле с индукцией :
.
Если ток течёт по тонкому проводнику, то , где — «элемент длины» проводника — вектор, по модулю равный и совпадающий по направлению с током. Тогда предыдущее равенство можно переписать следующим образом:
-
Сила , с которой магнитное поле действует на элемент проводника с током, находящегося в магнитном поле, прямо пропорциональна силе тока в проводнике и векторному произведению элемента длины проводника на магнитную индукцию :
.
Направление силы определяется по правилу вычисления векторного произведения, которое удобно запомнить при помощи правила левой руки.
Модуль силы Ампера можно найти по формуле:
,
где — угол между векторами магнитной индукции и тока.
Сила максимальна когда элемент проводника с током расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции ( ):
.
В физике момент силы можно понимать как «вращающая сила». В системе СИ единицами измерения для момента силы является Ньютон-метр. Момент силы иногда называют моментом пары сил, это понятие возникло в трудах Архимеда над рычагами. В простейшем случае, если сила приложена к рычагу перпендикулярно ему, момент силы определяется как произведение величины этой силы на расстояние до оси вращения рычага. Например, сила в 3 ньютона, приложенная к рычагу на расстоянии 2 метров от его оси вращения, создаёт такой же момент, что и сила в 1 ньютон, приложенная к рычагу на расстоянии 6 метров до оси вращения. Более точно, момент силы частицы определяется как векторное произведение:
где — сила, действующая на частицу, а — радиус-вектор частицы.