Индукция поля, созданного прямолинейным проводником с током

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

индукция в каждой точке магнитного поля бесконечно длинного прямолинейного проводника с током обратно пропорциональна кратчайшему расстоянию от этой точки до проводника.
Индукция в центре кругового витка

Индукция на оси кругового тока

Индукция поля, образованного движущимся электрическим зарядом

Поток индукции магнитного поля

Магнитный поток (поток линий магнитной индукции) через контур численно равен произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь, ограниченную контуром, и на косинус угла между направлением вектора магнитной индукции и нормалью к поверхности, ограниченной этим контуром

Циркуляция вектора напряженности магнитного поля

-циркуляция вектора напряженности магнитного поля по замкнутому контуру равна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром. Эта теорема о циркуляции называется законом полного тока. Каждый ток считается столько раз, сколько он охватывается этим контуром.

36.Теорема О.-Г. для магнитного поля

Теория показывает, что поток вектора индукции магнитного поля через произвольно выбранную, но замкнутую поверхность равен 0.
Сравнение свойств электрического и магнитного полей
Электрическое поле                                                                Магнитное поле
                                          Силовая характеристика
Е                                                                                                       В
                                          Вид силовой линии
Разомкнутая
                                            Теорема О.-Г.

                                               Циркуляция

37.Магнитное поле в веществе
1.Напряженность магнитного поля
а)Вектор намагничивания

Намагниченность- магнитный момент всех молекул единицы объема
б) Напряженность магнитного поля
-векторная физическая величина, равная разности вектора магнитной индукции B и вектора намагниченности M

2.Магнитные цепи
-область где лакиризовано магнитное поле
-формула Гокинсона
Гипотеза Ампера
–о происхождении магнитных свойств: каждый атом имеет свое собственное магнитное поле, т.е. движение электронов по орбитам направленное и его и его можно применить за круговой ток.

Магнитная восприимчивость, магнитная проницаемость
Магнитная восприимчивость — физическая величина, характеризующая связь между магнитным моментом (намагниченностью) вещества и магнитным полем в этом веществе. Она определяется отношением намагниченностиединицы объёма вещества кнапряжённости намагничивающего магнитного поля. По своему смыслу восприимчивость являетсявеличиной безразмерной.

где — намагниченность вещества под действием магнитного поля, — напряженность магнитного поля.
Магнитная проницаемость — физическая величина, коэффициент (зависящий от свойств среды), характеризующий связь междумагнитной индукцией инапряжённостью магнитного поля в веществе.

Связь индукции и напряженности.

38. Физический смысл индукции , напряженности магнитного поля, магнитной проницаемости
Напряжённость магнитного поля, векторная физическая величина (Н), являющаяся количественной характеристикой магнитного поля. Н. м. п. не зависит от магнитных свойств среды. В вакууме Н. м. п. совпадает с магнитной индукцией В;
Магнитная проницаемость — физическая величина, характеризующая связь между магнитной индукцией B и напряжённостью магнитного поля H в веществе. В общем случае зависит как от свойств вещества, так и от величины и направления магнитного поля

Размагничивающее поле

39.Правило Кирхгофа для магнитных цепей
1 правило: алгебраическая сумма магнитных токов в точке разветвления равна 0.
2 правило: основано на законе полного тока .

Аналоги электрических и магнитных цепей
Ф   - I(сила тока_
NI(магнитодвиж.сила)     -   Е(ЭДС)
R      -      l/ 0S
1/ 0 - (ро)
0 -    (сигма)
Формула Гокинсона аналог закона Кирхгофа

Защита от магнитных полей
Основная мера защиты – предупредительная:
• необходимо исключить продолжительное пребывание (регулярно по несколько часов в день) в местах повышенного уровня магнитного поля промышленной частоты;
• кровать для ночного отдыха максимально удалять от источников продолжительного облучения, расстояние до распределительных шкафов, силовых электрокабелей должно быть 2,5 – 3 метра;
• если в помещении или в смежном есть какие-то неизвестные кабели, распределительные шкафы, трансформаторные подстанции – удаление должно быть максимально возможным, оптимально – промерить уровень электромагнитных излучений до того, как жить в таком помещении;
• при установке полов с электроподогревом выбирать системы с пониженным уровнем магнитного поля.

40.Диамагнетики
В обычных условиях диамагнетизм проявляется у тех атомов, у которых в отсутствии магнитного поля результирующим магнитный момент всех орбитальных и спиновых моментов равен 0.
Диамагнетики выталкиваются из магнитного поля.
Диамагнетики: цинк, серебро, золото, медь, ртуть, стекло, вода, смола и т.д.

Парамагнетики
если в отсутствии поля магнитный момент отличается от нуля , то вещество называют парамагнитным
У парамагнитных веществ при отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты электронов не компенсируют друг друга, и атомы (молекулы) парамагнетиков всегда обладают магнитным моментом. Однако вследствие теплового движения молекул их магнитные моменты ориентированы беспорядочно, поэтому парамагнитные вещества магнитными свойствами не обладают. При внесении парамагнетиков во внешнее магнитное поле устанавливается преимущественная ориентация магнитных моментов атомов по полю (полной ориентации препятствует тепловое движение атомов).
Таким образом, парамагнетик намагничивается, создавая собственное магнитное поле, совпадающее по направлению с внешним полем и усиливающее его.
При ослаблении внешнего магнитного поля до нуля ориентация магнитных моментов вследствие теплового движения нарушается и парамагнетик размагничивается.
Парамагнитные вещества: Алюминий µ=1,000023; Воздух µ=1,00000038., платина

Ферромагнетики
Ферромагнетиками называются твердые вещества, обладающие при не слишком высоких температурах самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью, которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий – магнитного поля, деформации, изменения температуры.
Ферромагнетики в отличие от слабомагнитных диа- и парамагнетиков являются сильномагнитными средами: внутреннее магнитное поле в них может в сотни и тысячи раз превосходить внешнее поле.
Магнитные свойства ферромагнитных материалов сохраняются до тех пор, пока их температура не достигнет значения, называемого точкой Кюри. При температурах выше точки Кюри ферромагнетик ведет себя во внешнем магнитном поле как парамагнитное вещество. Он не только теряет свои ферромагнитные свойства, но у него изменяется теплоемкость, электропроводимость и некоторые другие физические характеристики.

Орбитальное гиромагнитное отношение
Для одиночного точечного заряда, движущегося со скоростью v,

где M— масса, а р — импульс частицы, несущей этот заряд. Таким
образом, классическая физика приводит к соотношению Где Г= . Для электрона в этом случае отношение Г магнитного момента электрона к механическому называется гиромагнитным отношением для орбитального движения электрона.

Прецессия электронной орбиты

Ферриты
Ферриты представляют собой химические соединения, в общем случае имеющие формулу МFe₂ O₄
Ферриты имеют высокое удельное электрическое сопротивление порядка 10-10⁹ Ом*см и благодаря этому низкие потери на вихревые токи. Индукция насыщения составляет приблизительно 20-25% от индукции насыщения железа.
Ферриты делятся на три подгруппы:
а) ферриты с гарантированными потерями и проницаемостью;
б) ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса;
в) ферриты со специальными свойствами.

41.Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле
равна произведению силы тока на магнитный поток, пересеченный движущимся проводником:
Работа по перемещению проводника замкнутого контура с током в магнитном поле

42.Потокосцепление
— физическая величина, представляющая собой суммарный магнитный поток, сцепляющийся со всеми витками катушки индуктивности.

Явление электромагнитной индукции
заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.
Особенности явления:
1.чем быстрее изменится число линий магнитной индукции, тем больше возникающий ток;
2.независимость явления возникновения индукционного тока от причины изменения числа линий магнитной индукции.

Правило Ленца
Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению магнитного потока, которым он вызван.

Знак ЭДС индукции

ЭДС индукция равна скорости изменения магнитного потока с обратным знаком

Закон Фарадея

Выражение ЭДС индукции по Гелмгольцу

43.Явление самоиндукции
это явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении протекающего через контур тока

. (4)

Знак минус показывает, что ЭДС самоиндукции (а, следовательно, и ток самоиндукции) всегда препятствует изменению силы тока, который вызвал самоиндукцию.
Наглядным примером явления самоиндукции служат экстратоки замыкания и размыкания, возникающие при включении и выключении электрических цепей, обладающей значительной индуктивностью.

Индуктивность соленоида
Соленоид — длинная, тонкая катушка, то есть катушка, длина которой намного больше, чем её диаметр.
Если ток возрастает, то ЭДС уменьшается, т.е. ток самоиндукции направлен на встречу тока обусловленного внешним источником;
Если ток уменьшается, то ЭДС увеличивается, т.е. ток самоиндукции направлен по тому же направлению, что и ток источника

Взаимная индукция
— возникновение электродвижущей силы (ЭДС индукции) в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников.
Направление тока, возникшего при взаимоиндукции, определяется по правилу Ленца. Правило указывает на то, что изменение тока в одной цепи (катушке) встречает противодействие со стороны другой цепи (катушки).

Токи Фуко
Токи Фуко – это индукционные токи, возникающие в массивных проводниках. Для таких проводников сопротивление будет мало, и по этому индукционные токи (I_i = ε_i/R) достигают большой величины. Их можно использовать для нагревания и плавления металлических заготовок, демпфирования подвижных частей электроприборов.
Токи Фуко могут приводить и к нежелательным явлениям – нагреву сердечников трансформаторов, электродвигателей и т. д. Поэтому сопротивление массивного проводника увеличивают, набирая его в виде отдельных пластин, и тем самым уменьшают нагрев проводников.
Нужно также отметить, что возникновение индукционного тока при пропускании по проводнику переменного тока приводит к перераспределению суммарного тока по сечению проводника, а именно он вытесняется на поверхность проводника (скин-эффект).

44.Токи замыкания и размыкания
-размыкание
-замыкание

45.Энергия магнитного поля
энергия, заключенная в электромагнитном поле.
(ДЛЯ КАТУШКИ)
(контур)
(соленоид)

Плотность энергии
вычисляют как ω = dW/dV или для однородного поля ω = W/V.

(3.5.2)

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 519; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!