ИНДУКЦИЯ МП ПОЛЯ КРУГОВОГО ВИТКА НА ЕГО ОСИ
ЛЕКЦИЯ 12. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
СВОЙСТВА МАГНИТОВ
| / / / / / |
| / / / / / |
2)Одноименные полюса отталкиваются, разноименные - притягиваются.
3)Предметы из веществ, называемых ферромагнетиками (железо), притягиваются к магнитам и могут приобретать магнитные свойства под их действием.
ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА
Природа магнетизма установлена в опытах Эрстеда и Ампера
(1820 г).
| Опыты Эрстеда | Опыты Ампера |
Отклонение магнитной стрелки, помещенной вблизи провода с током:
| Взаимодействие
проводов с током:
|
Следствие опытов Эрстеда и Ампера: магнитные взаимодействия порождаются движущимися зарядами.
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. МАГНИТНЫЕ ЛИНИИ
Магнитные взаимодействия осуществляются через магнитное поле (МП), порождаемое движущимися зарядами.
Вектор магнитной индукции 
- силовая характеристика МП, [B] = Тл (Тесла). Если на перпендикулярный вектору прямой провод длиной 1 м с током 1 А со стороны МП действует сила 1 Н, то B = 1 Тл.
Магнитные линии (МЛ) используются для наглядного представления МП и обладают следующими свойствами:
1)МЛ замкнуты, и снаружи магнита направлены от северного полюса к южному;
|
|
|
2)Небольшая магнитная стрелка ориентируется так, что ее северный полюс направлен по МЛ, проходящей через точку, в которую помещена стрелка;
3)Вектор индукции направлен по касательной к МЛ, а его величина пропорциональна густоте МЛ.
4)МЛ не пересекаются;
МП ПРОВОДНИКА С ТОКОМ (ОБЩИЙ СЛУЧАЙ)
Закон Био-Савара-Лапласа (1820 г):
,
где 
- вектор индукции, создаваемой в некоторой точке элементом 
проводника с током I, 
- радиус-вектор, проведенный от элемента к точке, знак « 
» означает векторное произведение, µ0 – магнитная постоянная, µ0/(4π) = 10-7 Н/А2. Чтобы найти индукцию МП в точке от всего проводника, надо вычислить вклады от каждого элемента проводника и просуммировать их (принцип суперпозиции индукции МП):
МЛ ПРЯМОГО БЕСКОНЕЧНОГО ПРОВОДА
Обозначения направления: 
- от нас 
плоскости листа, 
- к нам 
плоскости листа.
Правило правой руки определения направления МЛ:
1)Обхватить ток правой рукой (большой палец – по току).
2)Четыре пальца показывают направление МЛ.
МЛ ПРЯМОГО СОЛЕНОИДА И КРУГОВОГО ВИТКА
Соленоид - проволочная катушки с железным сердечником. Направление МЛ:
|
|
|
1)Обхватить соленоид правой рукой (четыре пальца – по току).
2)Большой палец показывает направление силовых линий на оси соленоида.
МП внутри катушки можно считать однородным, если ее диаметр много меньше длины.
Для определения направления индукции поля кругового витка его можно рассматривать как соленоид с одним витком.
ИНДУКЦИЯ МП ПОЛЯ КРУГОВОГО ВИТКА НА ЕГО ОСИ
Найдем зависимость индукции МП B(x) на оси кругового витка от расстояния x от центра кольца. Радиус витка R, по витку течет ток силой I.
1) Разобьем виток на N малых одинаковых элементов, длина каждого элемента ΔL << R, x; ΔL = 2πR/N.
2) По закону Био-Савара-Лапласа индукция МП, создаваемого противоположными элементами 1 и 2 направлены так, как показано на рисунке. Горизонтальные проекции 
и 
компенсируются. Вертикальные проекции равны: ΔB1x = ΔB2x = (µ0I/(4π))·ΔLr sinα/r3 = (µ0I/(4π))·ΔLsinα/r2
3) Суммируя по всем элементам, получаем искомую индукцию:
B (x) =ΔB1x + ΔB2x +…+ ΔBNx = N∙(µ0I/(4π))·(2πR/N)·R/(R2 + x2)3/2 = = ( µ 0 I /2)·( R 2 /(R2 + x2)3/2). Индукция поля на оси витка в центре витка равна B (0) = µ0 I/(2 R ).
|
|
|
МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА
При помещении в МП:
1)Ферромагнетики (железо) - существенно усиливают индукцию МП;
2)Парамагнетики (алюминий, платина)– незначительно увеличивают индукцию МП
3)Диамагнетики (большинство газов, серебро, висмут) - незначительно ослабляют индукцию МП
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 71; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!