Источника ЭДС в электрической цепи

Электрический ток текущий в контуре вызывает магнитное поле которое пропорционально силе тока. Это магнитное поле вызывает магнитный поток, который пропорционален . Следовательно в контуре с током создаётся магнитный поток

L – коэффициент пропорциональности – и называется индуктивность.

т.к. L= Ф/I, то размерность [L]= 1Вт/1A = Гн («Генри»)

При изменении силы тока магнитный поток будет изменятся. А изменение магнитного потока вызывает появление индукционного тока. Это явление называется самоиндукцией. По закону электромагнитной индукции равно:

По правилу Ленца ток самоиндукции направлен так, что он препятствует изменению основного тока. Это приводит к тому, что при замыкании и размыкании цепи ток устанавливается не мгновенно. При замыкании цепи лампочка загорается, а при размыкании гаснет постепенно. R >> R_{постепен.}

Рассмотрим размыкание цепи:

При размыкании в ней действует ЭДС самоиндукции:

По закону Ома ; Разделим переменные:

Проинтегрируем:

- размыкание цепи.

Аналогично при замыкании цепи:

Взаимная индукция.

Энергия магнитного поля.

Энергия магнитного поля.

При размыкании цепи в них действует ЭДС самоиндукции.

Работа ЭДС: dA=E_c*I*dt, но

Полная работа:

Эта работа совершается за счет энергии магнитного поля =>

Взаимная индукция

Рассмотрим два неподвижных контура.

Если в контуре 1 течёт ток I₁, то он создаёт в контуре 2 магнитный поток Ф_2,1=L_2,1*I₁

L_2,1 – коэффициент взаимной индуктивности.

Если ток I₁ переменный, то он вызовет в контуре 2 ЭДС:

Аналогично рассуждая можно сказать что ток I₂ текущий в контуре 2 вызовет в первом контуре ЭДС:

Это явление называется взаимной индукцией, причём L_1,2 = L_2,1

Виды магнетиков.

Магнитный гистерезис.

Каждый атом это система кольцевых токов своеобразным движением по орбите. При движении электрона сила электрического тока равна: i=q/t=e/T=ev (T – период, v – частота вращения электрона)

Магнитный момент кольцевого тока электрона равен: P_m= i*S = e*D*S (S – площадь орбиты ). Следовательно каждый атом подобен витку с током и обладает магнитным моментом.

При отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты атомов ориентированы хаотически. При внесении вещества в магнитное поле магнитные моменты атомов ориентируются. Вещество приобретённое магнитный момент – намагничивается. Магнитный момент единицы объёма вещества называется намагниченным

Возможны два случая:

1) Магнитные моменты атомов направлены против внешнего поля. Такие вещества ослабляют внешнее поле и называются диамагнетиками.

2) Магнитные моменты атомов ориентированы по направлению поля. Такие вещества усиливают магнитное поле и называются парамагнетиками.

Таким образом магнитное поле в веществе складывается из внешнего поля и поля вещества :

Величина называется магнитной проницаемостью вещества.

Для диамагнетиков μ<1, для парамагнетиков μ>1. Магнитное поле в веществе удобно описывать с помощью вспомогательной величины напряжённости магнитного поля Н.

Среди парамагнетиков есть вещество у которых μ достигает значений 10³ – 10⁴. Эти вещества называются ферромагнетиками.

Ферромагнетизм объясняется тем, что у этих веществ даже без внешнего поля существуют области спантаной намагниченности – домены. Домены легко ориентируются в магнитном поле. Кривая намагниченности ферромагнетиков имеет вид: