Получите выражение для ЭДС индукции, возникающей в проводнике, движущемся в магнитном поле.
Пусть во внешнем магнитном поле В, перемещается проводник. На в проводнике действует сила Лоренца .
E =
Тема 11. Вопрос 3.
Явление самоиндукции. ЭДС самоиндукции. Индуктивность проводника.
Электрический ток, текущий в любом контуре, создаёт пронизывающий этот контур магнитный поток . При изменении изменяется также и магнитный поток , вследствие чего в контуре индуцируется ЭДС. Это явление называется самоиндукцией.
В соответствии с законом Био-Савара магнитная индукция В пропорциональна силе тока, вызвавшего поле. Отсюда следует что ток и создаваемый им полный магнитный поток через контур пропорциональны друг другу.
=LI
Коэффициент, связывающий и I называется индуктивностью проводника.
L зависит от размеров проводника, магнитных свойств среды, если контур жесткий и поблизости нет ферромагнетиков, индуктивность является постоянной величиной.
При изменениях силы тока в контуре возникает ЭДС самоиндукции , равная
= ;
Если L величина постоянная то =
Тема 11. Вопрос 4.
Получите выражение для индуктивности длинного соленоида.
Возьмем соленоид такой длинны, что его можно было считать бесконечным.
При протекании по нему тока I внутри соленоида возбуждается однородное поле, индукция которого равна . Поток через каждый виток равен ,
а полный магнитный поток равен
Тема 12. Вопрос 1.
Магнитная энергия.
Энергия магнитного поля тока (собственная энергия тока I), выраженная через характеристику проводника – индуктивность L |
При замкнутом ключе в соленоиде устанавливается ток I который обуславливает магнитное поле В. Если разомкнуть ключ то через сопротивление R некоторое время будет течь убывающий ток, поддерживаемый возникшей в соленоиде ЭДС самоиндукции.
Работа совершаемая этим током будет равна:
Эта работа идет на нагревание сопротивления, соединительных проводов, соленоида. Поскольку никаких других изменений в окружающих цепь телах не происходит, то можно заключить, что магнитное поле является носителем энергии, за счет которой совершается работа.
Таким образом, проводник с индуктивностью L, по которому идет ток I обладает энергией:
Выразим объемную плотность энергии на примере длинного соленоида.
Если разделить W соленоида на V то получим ;
-объемная плотность энергии.
Зная плотность энергии поля в каждой точке, можно найти энергию поля заключенную в любом объеме:
Тема 13. Вопрос 1.
Характеристики магнитного поля: индукция, напряженность, намагниченность, связь между ними. Магнитная проницаемость и магнитная восприимчивость вещества.
Магнитные свойства веществ характеризуются вектором намагниченности.
; -сумма магнитных моментов отдельных молекул .
-магнитная проницаемость.
; -диамагнетики
-парамагнетики
-ферромагнетики
показывает во сколько раз изменяется индукция поля внутри вещества по сравнению с воздухом.
Если мала, то вместо неё для характеристики магнитных свойств используют магнитная восприимчивость .
-вектор напряженности.
;
Индукция магнитного поля внутри вещества складывается из индукции внешнего поля и индукции поля создаваемого молекулами вещества.
Каждую молекулу можно рассматривать как круговой ток с магнитным моментом.
Тема 13. Вопрос 2.