Магнитное поле
Силу действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля называют Силой Лоренца
Download 322.38 Kb.
|
magnitnoe pole i ego harakteristiki
- Bu sahifa navigatsiya:
- Сила взаимодействия параллельных токов.
- 6. Индукция магнитного поля, создаваемая в веществе проводниками с током различной формы.
- 7.Напряженность магнитного поля и ее связь с индукцией и магнитной проницаемостью среды.
- Работа при перемещении проводника с током в магнитном поле. Магнитный поток.
- Магнитным потоком Ф через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь и косинус угла
- Индуктивность контура- физическая величина, равная коэффициенту пропорциональности между магнитным потоком через площадь, ограниченную контуром проводника, и силой тока в контуре.
Силу действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля называют Силой Лоренца.
В ыражение для силы Лоренца можно получить с помощью формул (1) и (2), а также учитывая связь силы тока с зарядом частицы и скоростью ее направленного движения . где α- угол между скоростью заряженной частицы и вектором индукции. направление силы Лоренца определяет правило левой руки: если кисть левой руки расположить так, чтобы четыре вытянутых пальца указывали направление скорости положительной частицы, вектор магнитной индукции входит в ладонь, то отогнутый большой палец на 90 покажет направление силы, действующей на данный заряд. Траектория движения заряженной частицы в однородном магнитном поле зависит от угла между скоростью и вектором магнитной индукции. 1.Заряженная частица влетает в магнитное поле параллельно линиям магнитной индукции со скоростью V, α = 0, то sin α = 0 и FЛ = 0. В отсутствии силы Лоренца частица по инерции будет продолжать двигаться равномерно и прямолинейно с начальной скоростью вдоль линии магнитной индукции. 2. Заряженная частица влетает в магнитное поле со скоростью перпендикулярно линиям магнитной индукции, α = 90, то sin α = 1 и FЛ = gVB. сила Лоренца не совершает работы. Cила Лоренца перпендикулярная скорости, заставляет частицу массой m двигаться по окружности радиусом R, сообщая ей центростремительное ускорение. из второго закона Ньютона получим следовательно Направление вращения зависит от знака заряда Период обращения частицы по окружности Приборы, с помощью которых можно разделять заряженные частицы по их удельным зарядам, называют масс-спектрографами. Ускорители заряженных частиц. В циклотроне заряженная частица движется между полюсами электромагнита, многократно проходя через электрическое поле. При этом каждый раз ее энергия возрастает на 102-103 эВ. Управление движением частицы производится с помощью поперечного магнитного поля. 5.Сила взаимодействия параллельных токов. Магнитное поле тока может обладать различной интенсивностью в данной его точке. Если взять два параллельных проводника, по которым идут токи I1 и I2, то производя измерения сил взаимодействия их магнитных полей , можно убедиться, что эти силы зависят: во – первых, от силы токов, во – вторых, от расстояния между проводами и, в – третьих, от магнитных свойств среды, в которой находятся провода с током. Опытным путем установлено, что магнитные силы взаимодействия проводов с током могут быть определены в системе СИ по формуле 1 Здесь μс – магнитная проницаемость среды; α – расстояние между проводами; l – длина участка, на котором провода расположены параллельно. Для силы взаимодействия токов в вакууме формулу можно записать как . Здесь μ0 – магнитная постоянная, ее величина определяется выбором единиц измерения. Если под F и F0 подразумевать силы взаимодействия одних и тех же токов в какой – либо среде и вакууме, то разделив почленно получим Где μ – относительная магнитная проницаемость среды – отвлеченное число. т.о Формула 1 примет вид 6. Индукция магнитного поля, создаваемая в веществе проводниками с током различной формы. Французские ученые Ж. Био и Ф. Савар в 1820 г. показали, что индукция магнитного поля прямолинейного тока в какой-либо точке прямо пропорциональна силе тока и обратно пропорциональна расстоянию от проводника до этой точки. Магнитная индукция прямолинейного тока: Индукция магнитного поля в центре кругового тока , где r – радиус кругового тока. Магнитная индукция внутри соленоида с током , числом витков w и длиной lго длина намного больше его диаметра. Магнитный поток в соленоиде Произведение Iw – обычно называют числом ампер- витков соленоида или его намагничивающей силой. 7.Напряженность магнитного поля и ее связь с индукцией и магнитной проницаемостью среды. При расчете магнитного поля пользуются индукцией, зависящей от геометрической формы проводника, его расположения, силы тока в нем, а также от магнитных свойств среды. Однако пользуются и вспомогательной величиной, которая не зависит от магнитных свойств среды, но учитывает влияние силы тока и формы проводника. Она называется напряженностью магнитного поля в данной точке и обозначается через Н. Откуда Единица измерения с СИ [ А/м] 8. Работа при перемещении проводника с током в магнитном поле. Магнитный поток. Так как на проводник с током в магнитном поле действуют силы, то, очевидно, при перемещении этого проводника будет совершаться работа. Выясним, чем определяется работа. Присоединим два медных стержня к источнику электрической энергии (рис. 22.19) и замкнем их подвижным проводником l. Тогда в цепи пойдет ток I. Создадим в окружающем пространстве перпендикулярное к плоскости контура однородное магнитное с индукцией В (на рис. 22.19 линии индукции направлены на нас и изображены точками. На проводник l будет действовать сила Ампера FA, и он начнет перемещаться вправо. Подсчитаем работу при перемещении проводника l на расстояние b. Поскольку в рассматриваемом случае направления силы и перемещения совпадают и так как FA=BIl, то имеем Если площадь, охваченную замкнутой цепью (см. рис. 22.19), при начальном положении проводника l обозначить через S1, а при его конечном положении — через S2, то ΔS=S2—S1 есть изменение площади, охваченной током, при перемещении проводника l. На рис. 22.19 видно, что ΔS=lb, поэтому A=IB ΔS. Обозначив произведение BS через Ф (греч. «фи»), получим В ΔS=B(S2—S1)=BS2—ВS1=Ф2—Ф1=ΔФ. Итак, работа при перемещении проводника с током в магнитном поле выражается формулой (22.10) Ф- магнитный поток. Магнитным потоком Ф через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь и косинус угла Заметим, что магнитный поток Ф является скалярной величиной. Единицей магнитного потока-вебер (Вб): Через магнитный поток выражается энергия магнитного поля тока. Наличие энергии магнитного поля у витка с током подтверждается тем, что под действием сил отталкивания противоположно направленных токов гибкий проводник самопроизвольно распрямляется. оценим энергию магнитного поля отрезка длиной ∆l (сила тока в котором I), смещающего в право в плоскости чертежа на расстоянии х в магнитном поле с индукцией В, перпендикулярной плоскости чертежа. мы уже знаем, что работа совершаемая силой Ампера при таком перемещении равна Магнитный поток пронизывающий виток с током I, пропорционален собственной индукции В: но где L-индуктивность витка. Индуктивность контура- физическая величина, равная коэффициенту пропорциональности между магнитным потоком через площадь, ограниченную контуром проводника, и силой тока в контуре. Единица индуктивности - Гн. Download 322.38 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling