Движение заряженных частиц в магнитном поле
Эффект Холла
Если движется одиночный заряд q то он создаёт электрический ток, а следовательно и магнитное поле.
По закону БСЛ: , если скорость заряда , то
тогда: (т.к. I*dt = q)
В скалярной форме:
т.к. движущийся заряд это ток то на него со стороны магнитного поля на него будет действовать сала, аналогичная силе Ампера:
Но подставим и получим: - это силу называют силой Лоренса.
- сила Лоренца в скалярном виде.
Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки (для положительного заряда).
Под действием силы Лоренца проводники движутся по окружности.
В любой точке какой бы не взяли сила Лоренца направлена к центру.
Найдём радиус окружности F=ma, F=qvB (sinᾳ=1) a = v2/R
Эффект Холла
Поместим метал или полупроводник с током в магнитное поле. На движущиеся электроны будет действовать сила Лоренса. Она отклонит электроны к одной стороне проводника создав разность потенциалов. В условии равновесия сила Лоренца равна силе Кулоновской. Fл = Fкул.
evB = eE. Заменим
U – разность потенциалов, d – толщина проводника.
Виток с током в магнитном поле.
Момент сил, действующий на виток
С током в магнитном поле. Магнитный момент.
Контур с током в магнитном поле.
Поместим квадратный контур с током в магнитное поле. Силы Fв уравновешивают друг друга. Силы FА поворачивают контур.
Сила Fа равна: Fа = I*B*a
Момент этих сил равен:
Величина а*в = S – площадь контура.
Величина I*S = Pm – называется магнитным моментом.
Тогда:
Теорема о циркуляции вектора магнитной
Индукции для магнитного поля в вакууме.
Магнитного поля соленоида и тороида.
Аналогично циркуляции вектора , можно:
Вводят циркуляцию вектора :
Пусть магнитное поле создано проводником с током I.
Вычислим циркуляцию вектора по контуру являющемуся окружностью в центре которой находится проводник.
Циркуляция равна:
Индукция B равна:
Подставим: - эта формула верна для любого замкнутого контура и любого числа проводников.
Теорема о циркуляции или закон полного тока.
Циркуляция вектора по любому замкнутому контуру равна сумме токов внутри этого контура умноженного на μ0:
Магнитное поле соленоида.
Соленоид – цилиндрическая однослойная катушка у которой длина l значительно больше диаметра. Внутри соленоида магнитное поле однородное вне очень слабое.
Возьмём прямоугольный контур АВСД.
(АВ внутри, а СД снаружи лежат)
По закону полного тока:
Рассмотрим левую часть контура:
следовательно:Bl=μ0*N*I =>
Магнитное поле второида
Индукцию внутри тороида можно найти по той же формуле что и соленоида, если считать, что: l = 2πR.
Магнитный поток.