Момент сил, действующих на контур с током в магнитном поле.
Поместим в однородное магнитное поле с индукцией плоский прямоугольный контур (рамку) с током (рис.9.2).
| I |
Рис.9.2. Рамка с током в магнитном поле.
Согласно закону Ампера, на каждый элемент тока рамки действует сила
.
Результирующая всех этих сил, как нетрудно убедиться, создает пару сил и , стремящихся развернуть плоскость рамки перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Если a – короткая сторона рамки, то величина действующей на нее силы будет . Момент пары сил по величине равен:
,
где b – длинная сторона рамки ( - плечо силы F, α – угол между нормалью к плоскости рамки и силовой линией магнитного поля).
Следовательно, можем написать:
,
где S = ab – площадь рамки.
Учитывая, что магнитный момент рамки , последнюю формулу можно переписать в векторном виде:
Сила Лоренца
— сила, с которой, в рамках классической физики, электромагнитное поле действует на точечную заряженную частицу. Силой Лоренца называют иногда силу, действующую на движущийся со скоростью заряд лишь со стороны магнитного поля, нередко же полную силу — со стороны электромагнитного поля вообще, иначе говоря, со стороны электрического и магнитного полей в системе СИ:
Названа в честь голландского физика Хендрика Лоренца, который вывел выражение для этой силы в 1892 году. За три года до Лоренца правильное выражение было найдено Хевисайдом.
Если заряженная частица движется в магнитном поле так, что вектор скорости u составляет с вектором магнитной индукции B угол α, то траекторией движения частицы является винтовая линия с радиусом и шагом винта :
, .
9..классификация магнетиков
Диамагнетиками называются вещества, магнитная восприимчивость которых отрицательна и незначительная по модулю, а магнитная проницаемость незначительно меньше единицы: c < 0, m < 1. Диамагнетиками являются инертные газы, многие органические соединения, некоторые металлы (цинк, медь), смолы, молекулярный водород, стекло, мрамор и др.
Парамагнетики - это вещества, для которых c, как и у диамагнетиков, невелика, но положительна, а m несколько больше единицы: c > 0, m > 1. Парамагнетиками являются натрий, калий, магний, алюминий, платина, растворы солей железа и др.
Ферромагнетики: железо, кобальт, никель, их сплавы и др.
Свойства ферромагнетиков:
1. Зависимость намагниченности и индукции результирующего поля от намагничивающего внешнего поляв ферромагнетиках нелинейная. Намагниченность ферромагнетика определяется не только существующим внешним магнитным полем, но и предысторией намагничивания.
2. Зависимость намагниченности ферромагнетика при данной напряженности намагничивающего поля от предшествующих состояний называется магнитным гистерезисом.
3. При некоторой температуре, называемой точкой Кюри, ферромагнетик утрачивает свои особые свойства. Точка Кюри для чистого железа составляет 1043 К (770°С). При температуре выше точки Кюри ферромагнетик превращается в обычный парамагнетик.
12.. Напряженность магнитного полянеобходима для определения магнитной индукции поля, создаваемого токами различной конфигурации в различных средах. Напряженность магнитного поля характеризует магнитное поле в вакууме.
Напряженность магнитного поля (формула)векторная физическая величина, равная: