- •3.Электромагнетизм
- •3.1 Магнитное поле магнитная индукция закон Ампера
- •3.2 Контур с током в магнитном поле.
- •3.3 Напряжённость магнитного поля.Закон Био-Савара-Лапласа.
- •3.4 Магнитное поле прямолинейного проводника с током
- •3.5 Магнитное поле кругового проводника с током.
- •3.6 Магнитное поле соленоида.
- •3.7 Магнитное взаимодействие токов единица измерения силы тока.
- •3.8 Сила Лоренца движение заряженных частиц в магнитном поле.
- •3.9 Циркуляция вектора напряжённости магнитного поля.
- •3.10 Поток вектора магнитной индукции .Теорема Гаусса для поля .
- •3.11 Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.
- •3.12 Явление электромагнитной индукции закон Фарадея Максвелла.
- •3.13 Вращение рамки в магнитном поле.
- •3.14 Индуктивность контура, самоиндукция.
- •3.15 Взаимная индукция. Трансформаторы.
- •3.16 Энергия магнитного поля
- •3.17 Магнитные моменты электронов и атомов.
- •3.19 Ферромагнетизм.
- •3.20 Колебательный контур.
- •3.21 Вынужденные электромагнитные колебания. Резонанс в колебательном контуре
3.Электромагнетизм
3.1 Магнитное поле магнитная индукция закон Ампера
Вокруг движущихся заряженных частиц проводников с током а так же постоянных магнитов образующих магнитное поле посредством магнитных полей они взаимодействуют друг с другом . У постоянных магнитов имеются два полюса северный N и южный S . Одноимённые полюса отталкиваются разноимённые притягиваются. Магнитное поле постоянного полюсового магнита. Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор индукции B, за направление вектора B принято направление силы действующей на северный полюс бесконечно малой магнитной стрелки помещённой в рассматриваемую точку поля, числовое значение магнитной индукции определяется через силу действующую на проводник с током в магнитном поле.
Пусть между полюсами постоянного магнита находится проводник с током длинной l как показывает опыт со стороны магнитного поля на проводник действует сила: (1) ; F
A┴J, FA┴B. Направление FA определяется правилом левой руки. Из (1) . Таким образом магнитная индукция численно равна силе ампера действующая на проводник с током расположенный перпендикулярно к силовым линиям магнитной индукции единичной длинны и по которому течёт ток 1А . Графически магнитное поле изображается с помощью силовых линий магнитной индукции(аналогично силовым линиям напряжённости). Для постоянного магнита силовые линии выходят из северного полюса входят в южный замыкаются внутри магнита.
3.2 Контур с током в магнитном поле.
Пусть в однородном магнитном поле находится рамка с током. a,b- длины сторон рамки.
n-нормаль. На каждую сторону рамки действует сила ампера FA=BJasin(J,B)=JBa; M= Fn=BJabsinα ; n=bsinα ; S=ab-площадь рамки. M=BJSsinα ; Pn=JS; Pm=JSn. Магнитный момент векторная величина направленная по нормали к рамке. Направление нормали определяется по правилу буравчика, если буравчик вращается по направлению тока то он показывает направление магнитного момента . Рассмотрим пример поясняя например принцип работы электродвигателя при B=const рамка повёрнётся на некоторый угол и остановится при α=π/2 sinα=1 M=Mmax при α=0 M=0 . Чтобы рамка постоянно вращалась необходимо создать вращающееся магнитное поле.
3.3 Напряжённость магнитного поля.Закон Био-Савара-Лапласа.
Магнитная индукция является суммарной характеристикой магнитного поля как токов создающих так и микро токов возникающих в веществе. Когда вещество находится в магнитном поле происходит его намагничивание под действием магнитного поля происходит переориентация орбит электронов что приводит к возникновению внутри молекул круговых микро токов микро токи создают собственное магнитное поле , внутреннее магнитное поле микро токов накладывается на внешнее поле макро токов так как разные вещества намагничиваются по разному магнитная индукция при переходе из одной среды в другую скачкообразно изменяется. Магнитные свойства среды характеризуются магнитной проницаемостью μ=B/B0. это отношение магнитной индукции в среде к магнитной индукции в вакууме одного и того же макро тока если μ>1-паромагнитная среда, μ<1-диамагнитная среда. Чтобы характеризовать магнитное поле только макро токов ввели дополнительную силовую характеристику напряжённость магнитного поля ,μ0= 4π10-2Гн/м-магнитная постоянная. Французкие физики Био, Савар экспериментально исследовали магнитные поля различных проводов, во всех случаях направление оказывается пропорционально силе тока но зависит от формы и размера провода. Эти результаты обобщил Лаплас или . Напряжённость магнитного поля dH от элемента проводника dl с током в произвольной точке А пропорционально силе тока, длине элемента dl синусу угла α между направлением и касательной к dl и обратно пропорционально квадрату расстояния от dl до точки А. Вектор dH к плосксти содержащей dl и r . Чтобы провести силовую линию через точку А пропустим перпендикуляр точки её пересечения О будет центром силовых линий с центром этой точки О проведём окружность проходящую точку А направление силовых линий определяется по правилу буравчика направление магнитного поля от всего проводника определяется суммой напряжённостей от всех элементарных проводников -принцип супер позиции.