Индукция магнитного поля (магнитная индукция).

Магнитная индукция- вектор, величина его равна отношению силы F , приходящейся на единичный элемент тока (силовая характеристика поля в данной его точке). Она не зависит от вносимого в данную точку поля элемента тока. B=F/I2Dl. 1 Тесла- такая магнитная индукция, которая возникает при действии на единичный элемент тока силой в 1 Ньютон. Направление магнитной индукции совпадает по направлению с силой, действующий на проводник.

Линии магнитной индукции.

Линия магнитной индукции- такая линия, касательная в каждой точке к которой совпадает по направлению с вектором магнитной индукции в данной точке. Линии магнитной индукции не имеют начала и конца. 1 Тесла- индукция магнитного поля, которая действует на отрезок проводника длиной 1 м при силе тока в 1 А силой, равной 1 Н.

Картины магнитного поля прямого тока и соленоида.

Магнитное поле прямого тока существует в каждой точке пространства, оно уменьшается по мере удаления от проводника. Соленоид- катушка с большим количеством витков. Магнитное поле соленоида существует только внутри его.

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле.

На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует магнитная сила F. Направление этой силы можно определить по правилу левой руки. F- большой палец, I- другие пальцы, B- входит в ладонь. Сила Ампера- сила, действующая на прямолинейный проводник с током в магнитном поле. Эта сила прямо пропорциональна длине проводника, величине тока в нем и зависит от синуса угла между направлениями тока и магнитных силовых линий. F=IBlsina- закон Ампера. При этом происходит превращение электрической энергии в механическую.

Закон Ампера.

F=IBlsina- закон Ампера. Сила, действующая на прямолинейный проводник, равна произведению силы тока на проводнике, длине проводника, магнитной индукции и синуса угла между направлениями отрезка проводника и вектора магнитной индукции.

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.

Магнитная сила действует не на сам проводник, а на движущиеся в нем заряды. Так как они не могут выйти из проводника, то сила оказывается приложенной к проводнику. Сила Лоренца всегда перпендикулярна плоскости, проходящей через векторы индукции поля и скорости заряда. Ее направление для положительного заряда определяется правилом левой руки. На отрицательный заряд, движущийся в том же направлении, эта сила действует в обратную сторону. Сила Лоренца всегда центростремительна.

Магнитные свойства вещества.

Вещества бывают парамагнитными, ферромагнитные и диамагнитные. Парамагнитные- вещества, магнитная проницаемость которых немного больше, чем у вакуума. Попадая в магнитное поле, они немного усиливают его у конца стержня за счет своего магнетизма, и ослабляют его рядом со стержнем. Ферромагнитные- вещества, магнитная проницаемость которых во много раз больше, чем у вакуума. Попадая в магнитное поле, они намагничиваются и значительно усиливают его за счет своего магнетизма у полюсов. Диамагнитные- вещества, магнитная проницаемость которых меньше, чем у вакуума. Они ослабляют у концов магнитное поле, в которое попали. Магнитное поле внутри диамагнитного вещества меньше, чем снаружи.

Гипотеза Ампера.

Элементарный магнит- круговой ток, циркулирующий внутри небольшой частицы вещества: атома, молекулы или их группы.

Ферромагнетики.

Ферромагнетики- вещества, магнитная проницаемость которых во много раз больше, чем у вакуума. Их применяют для получения сильного магнитного поля. Попадая в магнитное поле, они намагничиваются и значительно усиливают его за счет своего магнетизма у полюсов. В их атомах есть электроны, которые, двигаясь по орбитам вокруг ядер, совершают вращение вокруг своей оси. Магнитные поля таких электронов очень сильные и так расположены в пространстве, что при наложении усиливают друг друга. Внешнее магнитное поле у полюсов ферромагнетиков велико, так как велико и внутреннее.

3.4.Электромагнитная индукция.

Магнитный поток.

Магнитный поток- величина, характеризующая число силовых линий, проходящих через некоторую площадь. Ф=BScosa, где a- угол между направлениями вектора магнитной индукции и нормалью к площадке. Он измеряется в Веберах. 1 Вебер (вб)- поток, пронизывающий площадку в 1 м2, расположенную перпендикулярно однородному полю с индукцией в 1 Тесла.

Опыты Фарадея.

Электромагнитная индукция- явление возникновения в замкнутом проводнике электрического тока, обусловленного изменением магнитного поля. Явление электромагнитной индукции состоит в появлении ЭДС в контуре при изменении:1)магнитного потока через площадку, ограниченную контуром; 2)площади замкнутого контура, находящимся в магнитном поле; 3)угла наклона плоскости контура к нормали.

Явление электромагнитной индукции.

Электромагнитная индукция- явление возникновения в замкнутом проводнике электрического тока, обусловленного изменением магнитного поля. Создаваемый при этом источник тока стали называть ЭДС индукции, а возникающий ток- индукционным. Направление тока можно определить по правилу правой руки: В- входит в ладонь, u (направление движения проводника)- большой палец, I- другие пальцы.

Вихревое электрическое поле.

Любое изменение магнитного поля вызывает появление индукционного электрического поля в окружающем пространстве. Это поле вихревое, то есть линии этого поля замкнуты. Направление вихревых токов таково, что создаваемое ими магнитное поле противодействует движению проводника.

Закон электромагнитной индукции.

Индукционный ток создает собственное магнитное поле. Поле, вызвавшее появление тока, и поле, появившееся, взаимодействуют между собой.

Правило Ленца.

Правило Ленца: ЭДС индукции вызывает в замкнутом проводнике такой индукционный ток, который своим магнитным полем противодействует причине, возбуждающей ЭДС. Величина ЭДС индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока, проходящего внутри рамки. eин=-DФ/Dt.

Самоиндукция.

При замыкании цепи: самоиндукция- явление, при котором переменное магнитное поле, созданное током в какой-либо цепи, возбуждает ЭДС индукции в той же самой цепи. Ток направлен противоположно первичному току. При размыкании цепи: запасенная в магнитном поле этой цепи энергия превращается в энергию самоиндукции. Ток направлен одинаково с первичным током.

Индуктивность.

L- коэффициент, зависящий только от свойств контура. Ф=LI. Индуктивность контура численно равна потоку напряженности магнитного поля, пронизывающему этот контур и созданному током силой в 1 А, протекающим по этому контуру. Единица индуктивности- Генри. [Гн]=[Вб А]. 1 Генри- такая индуктивность контура, при которой при силе тока в нем в 1 Ампер возникает магнитный поток в 1 Вебер.

ЭДС самоиндукции.

ЭДС самоиндукции- возникающая электродвижущая сила. Она приводит к соответствующему перераспределению заряженных частиц в проводнике (при размыкании цепи) или к возникновению тока самоиндукции, направление которого определяется по правилу Ленца. Ec=LDI/Dt.