(6.6)

где R – радиус кругового витка.



Рис. 6.3 Магнитная индукция в центре кругового витка с током

Магнитная индукция на оси кругового тока (Рис. 6.4):

????????²????

, (6.7)

где ℎ - расстояние от центра витка до точки, в которой определяется магнитная индукция.



Рис. 6.4 Магнитная индукция на оси кругового тока

Магнитная индукция для бесконечно длинного прямого тока (Рис. 6.5)

), (6.8)

где ???? - расстояние от оси провода до точки, в которой определяется магнитная индукция.



Рис. 6.5 Магнитная индукция для бесконечно длинного прямого тока

Магнитная индукция, создаваемого отрезком провода с током (Рис.6.6),

???? = (cosα₁ − cosα₂). (6.9)



Рис. 6.6 Магнитная индукция, создаваемого отрезком провода с током

где α₁ – угол между проводником и радиусом-вектором, проведённым в точку определения ; α₂ - угол между продолжением проводника и радиусом вектором, проведённым в точку определения . Направление вектора магнитной индукции обозначено кружочком с крестиком – это значит, что направлен перпендикулярно плоскости чертежа от нас в соответствии с правилом буравчика.

---

Сила Лоренца

Сила Лоренца возникает в магнитном поле c индукцией ????⃗ и действует только на движущийся электрический заряд q:

_Л = ???? [ ], (6.10) или

????_Л = ????????????sin????, (6.11)

где ???? – скорость заряженной частицы, α – угол между векторами и . Формула (6.10) определяет векторную форму, а (6.11) скалярную форму силы Лоренца.

Направление силы Лоренца определяется с помощью правила левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор , а четыре вытянутых пальца направить вдоль вектора ????, то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующей на положительный заряд. На отрицательный заряд сила действует в противоположном направлении. Сила Ампера

Сила Ампера действует на прямолинейный проводник с током I, помещённый в магнитное поле c индукцией ????⃗ и определяется по формуле: = ????[ ], (6.12)

или

= ????????????sin????, (6.13)

где l – длина проводника, α – угол между векторами ???? и . Формула (6.12) определяет векторную форму, а (6.13) скалярную форму для силы Ампера.

Направление силы Ампера определяется с помощью правила левой руки:

если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор , а четыре вытянутых пальца направить вдоль направления тока, то отогнутый большой палец покажет направление силы Ампера.



Рис. 6.7 Сила Ампера

---

действует на проводник с током I помещённом в магнитное поле c индукцией

Электромагнитная индукция

Электромагнитной индукцией называется возникновение ЭДС ???????? в произвольном проводящем контуре, помещённом в переменное магнитное поле. ЭДС ???????? определяется по закону Фарадея:

????_???? = (6.14)

где – производная от магнитный потока. Считается, что > 0 если магнитный поток возрастает, < 0 если магнитный поток уменьшается.

Если контур замкнут, то в цепи протекает индукционный ток. Направление индукционного тока (а значит, и знака ЭДС индукции) определяется правилом Ленца: индукционный ток направлен так, чтобы противодействовать изменению магнитного потока. Если магнитный поток через контур увеличивается, то индукционный ток стремится уменьшить этот поток (знак минус в (6.14)), если магнитный поток через контур уменьшается, то индукционный ток стремится увеличить этот поток (знак минус в (6.14) меняется на плюс из-за отрицательного знака производной).

Сила индукционного тока, возникающего в контуре, определяется по закону Ома и закону электромагнитной индукции:

???? = - (6.15)

где R – сопротивление контура.

Полный заряд q, протекающий в цепи в результате изменения магнитного потока ????.

Исходя из определения силы тока как скорости изменения заряда, количество электричества, прошедшего через поперечное сечение проводника при возникновении в нем индукционного тока равно: 1

???????? = ????Φ, (6.16)

Тогда суммарный заряд ????, протекающий в цепи в результате изменения магнитного потока , можно определить проинтегрировав (6.16):

q = = -

---

= - ( ) = - (6.17)

где – изменение магнитного потока в контуре.

Таким образом, полный заряд q, протекающий в цепи, в результате изменения магнитного потока Φ, равен отношению изменения магнитного потока в контуре ∆Φ к полному сопротивлению контура R.

Движение проводника в магнитном поле

Если проводник длиной l равномерно движется со скоростью ???? в магнитном поле с индукцией (Рис. 6.8), то на концах проводника возникает ЭДС индукции ????????:

????_???? = ????????????sin????, (6.18)

где ????−угол между и .



Рис. 6.8 Проводник длиной l равномерно движется со скоростью ???? в магнитном поле с индукцией
ЭДС индукции в контуре, который вращается в магнитном поле с постоянной угловой скоростью

ЭДС индукции, возникающая в контуре, имеющем число витков N, который вращается в магнитном поле с постоянной угловой скоростью ????, равна:

????_???? = −???? = ????????????sin????????, (6.19)

где В – величина магнитной индукции, S – площадь контура, ???? – угловая скорость вращения контура.

Индуктивность проводника

Индуктивность проводника – это характеристика проводника, описывающая его способность препятствовать любому изменению силы тока в проводнике. Чем больше индуктивность, тем труднее изменить силу тока в проводнике.

Индуктивность произвольного проводника зависит от его формы и размеров, а также от свойств среды. Распространённым типом проводника в технической практике является соленоид – катушка с током. Это всевозможные контура, трансформаторы и т.п.

---

Индуктивность соленоида длиной l поперечным сечением S и числом витков N, равна:

???? = ????????₀????² ????⁄???? = ????????₀????²????, (6.20)

где N - число витков в соленоиде; S – площадь поперечного сечения соленоида; ???? – длина соленоида; V – объём соленоида; ???? = ????⁄???? – плотность намотки (число витков на единицу длины). Индуктивность L измеряется в Генри (Гн).

Индуктивность в цепи постоянного тока

При включении индуктивности L в цепь постоянного тока с ЭДС ℰ (Рис. 6.9), обладающей сопротивлением R, мгновенное значение силы тока в цепи ????(????) будет меняться по закону:

????(????) = (1−????^{−????????⁄????}) (при замыкании цепи), (6.21)

где t – время, прошедшее после замыкания цепи;

????(????) = ????₀????^{−????????⁄????} (при размыкании цепи), (6.22)

где ????₀ - сила тока в цепи при t = 0; t – время, прошедшее с момента размыкания цепи.



Рис. 6.9 Индуктивность L в цепи постоянного тока с ЭДС

Энергия магнитного поля для замкнутого контура с индуктивностью L при протекании в цепи тока ???? определяется формулой:

???? = (6.23)

Объемная плотность энергии магнитного поля (отношение энергии магнитного поля соленоида к его объему) определяется формулами:

???? = ????????⁄2, или ???? = ????²⁄2µµ_0, или ???? = µµ₀????²⁄2, (6.24)

где ???? - магнитная индукция; ???? - напряжённость магнитного поля.
7. КОЛЕБАНИЯ

ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ

При изучении механических, световых, электромагнитных явлений мы наталкиваемcя на поразительную общность многих закономерностей. И появляется целесообразность изучения этих явлений с точки зрения выявления общих законов.

Когда мы говорим: качание маятника, звук «ЛЯ», желтый свет газовой горелки, электромагнитное поле лампового генератора, мы пользуемся языком акустики, оптики, радиофизики, на языке же общей для них физической теории – все это гармонические колебания, при которых значения физических величин меняются по закону синуса или косинуса.

---

Смотрите также файлы

• Задание 1 Определять сущность экономической безопасности как научной категории.docx

• Список педагогов мбоу сош 2 с. Самашки, прошедших кпк в 20202022 уч гг.docx

• Определите преимущества и недостатки использования стратегической ориентации на проектную форму организации и оплаты труда производственного персонала, заполнив для этого соответствующие графы таблицы.docx

• Халмуратов Азизбек Халмуратович москва 2023 Практическое занятие.docx

• Отчёт по статьям Статья 2.pdf