Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
отвт.билеты.doc
Скачиваний:
43
Добавлен:
16.11.2019
Размер:
1.2 Mб
Скачать

[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.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]