Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера. Магнитный поток.
1. Одним из проявлений магнитного поля является его силовое воздействие на движущиеся электрические заряды и проводники с током. В 1820 г. А.Ампер установил закон, определяющий силу, действующую на проводник с током, помещенный в магнитное поле:
FА= I B ℓ sin α,
где I – сила тока 
В – магнитная индукция
ℓ - длина проводника 
α – угол между направлениями линий магнитной индукции и тока
Отсюда: В= 
Магнитная индукция – величина, равная силе с которой магнитное поле действует на проводник длиной 1м при силе тока 1А.
В= 
, в честь югославского ученого – электротехника Н.Тесла.
Направление силы Ампера определяется правилом левой руки:
если левую руку расположить так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, 4 вытянутых пальца совпадали с направлением тока, тогда отогнутый на 900 большой палец укажет направление силы.
2. Т.к на проводник с током в магнитном поле действуют силы, то при перемещении этого проводника будет совершаться работа. Выясним, чему она равна. На проводник длиной ℓ с током I будет действовать сила Ампера и проводник будет перемещаться на расстояние b, тогда
A= FА· b, FA=B I ℓ
|
|
|
A= B I ℓ · b, b · ℓ = S
A= BIS, B·S= Ф – магнитный поток, т.е.
А= I Ф
поток магнитной индукции В через поверхность площадью S, перпендикулярную вектору магнитной индукции
Ф= [Тл · м2 =Вб]
Индукция магнитного поля, создаваемая проводниками с током различной формы.
Магнитная индукция прямолинейного тока:
В= 
Магнитная индукция кругового тока:
В= 
,
где r – радиус кругового тока
Магнитная индукция поля внутри соленоида
В= 
,
где 
- число витков катушки
ℓ– длина катушки
Напряженность магнитного поля – это физическая величина, которая характеризует магнитное поле в данной точке
Н= 
[А/м]
Напряженность прямолинейного тока:
Н= 
Напряженность кругового тока:
Н= 
Напряженность соленоида:
Н= 
По своим магнитным свойствам вещества делятся на:
Парамагнетики ( 
)
|
|
|
Диамагнетики ( 
)
Ферромагнетики ( 
) – это железо, сталь, никель…,они хорошо намагничиваются магнитным полем.
Тема 8
Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
Мы говорили, что на проводник с током в магнитном поле, действует сила Ампера. Но почему она возникает?
Голландский ученый Лоренц объяснил существование силы Ампера тем, что магнитное поле действует на движущиеся заряды в проводнике, а общая сила, приложенная к проводнику и равна иле Ампера. Тогда на отдельно взятую заряженную частицу действует сила, которую называют силой Лоренца:
Fл = 
,
где N- общее число свободных зарядов в проводнике с током
FА = I B ℓ sin 
I= |q|·n0 υ S,
где n0 – концентрация зарядов
υ – их скорость
S – площадь поперечного сечения проводника
Fл = 
, S·ℓ=V n0· V=N
Fл = 
Fл = B υ 
,
где В- индукция магнитного поля [Тл]
υ - cкорость зарядов [м/с]
q- величина заряда [Кл]
- угол между В и υ
Направление силы Лоренца определяют по правилу левой руки: если левую руку расположить так, что линии магнитной индукции входили в ладонь, 4 вытянутых пальца должны совпадать с вектором скорости если движется положительный заряд, а если движется отрицательный заряд, то против вектора скорости, тогда достигнутый на 900 большой палец укажет направление силы Лоренца.
|
|
|
Сила Лоренца всегда перпендикулярна В и υ, следовательно, она не совершает работы, но она может изменить направление движения свободных зарядов, т.е. является центростремительной силой. Следовательно, частица равномерно движется по окружности
по 2 закону Ньютона F=ma, a= 
R= 
R= 
Тема 9
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 158; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!