Учебник по физике для поступающих в ВУЗ
Вводится характеристика магнитного поля, не зависящая от свойств среды – вектор напряжённости магнитного поля 
(аналог D в электростатике).
m - относительная магнитная проницаемость среды. Для вакуума m = 1
m0 = 4π·107 Гн/м - магнитная постоянная.
Единица измерения напряженности магнитного поля - А/м.
За единицу напряженности магнитного поля принимают напряженность такого поля, у которого индукция B = 4π·107 Тл в вакууме
Для вакуума H = B/m0
Напряженность магнитного поля H определяется только макротоками и не зависит от микротоков. (См.выше «Магнитное поле»)
Поскольку - вектор, для него принято строить линии напряжённости.
Магнитный поток (поток магнитной индукции) через поверхность площадью ∆S – физическая величина, равная скалярному произведению вектора магнитной индукции на вектор площади:
Ф = (
) = В ∆S cos(a)
(Скалярное произведение двух векторов равно произведению их модулей на косинус угла между ними)
Потоком магнитной индукции Ф сквозь участок поверхности с малой площадью ∆S называется скалярная величина:
Ф = В ∆S cos(a) = Вn ∆S
где Вn = B cos(a) - проекция вектора В магнитной индукции на нормаль к площадке
Единица измерения – Вб(Вебер) = Тл*м2 = В*с
1 Вб — это магнитный поток через площадку в 1 м2, расположенную перпендикулярно к линиям магнитной индукции в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл.
Положительный (отрицательный) знак магнитного потока соответствует острому (тупому) углу a, или условию Вn> 0 (Вn< 0).
Магнитный поток Ф сквозь поверхность с площадью S находится алгебраическим суммированием потоков ∆Ф сквозь участки поверхности.
Однородным магнитным полем называется такое поле, в каждой точке которого индукция магнитного поля одинакова по модулю и направлению
Если магнитное поле однородно, то магнитный поток через плоскую поверхность площадью S равен:
Φ = BS cos(a)
СИЛА АМПЕРА
Если через проводники пропускают ток одного направления, то они притягиваются, а если равного – то отталкиваются. Следовательно, между проводниками есть некое взаимодействие, которое нельзя объяснить наличием электрического поля, т.к. в целом проводники электронейтральны.
Магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами и действует только на движущиеся заряды.
Магнитное поле является особым видом материи и непрерывно в пространстве.
Прохождение электрического ток по проводнику сопровождается порождением магнитного поля независимо от среды.
Магнитное взаимодействие проводников используется для определения величины силы тока:
1 ампер – сила тока, проходящего по двум параллельным проводникам ¥ длины, и малого поперечного сечения, расположенным на расстоянии 1 метра друг от друга, при которой магнитный поток вызывает в низ силу взаимодействия, равную 2*10-7Н на каждый метр длины.
Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера.
Закон, определяющий эту силу, был установлен Анри Ампером в 1820 году.
Закон Ампера:
Сила Ампера равна произведению вектора магнитной индукции на силу тока, длину участка проводника и на синус угла между магнитной индукцией и участком проводника.
FA = B |I| l sin(a)
Сила ампера пропорциональна вертикальной составляющей В^ = B sin(a).
Максимальная сила Ампера составляет: Fmax = B I l, ей соответствует угол a = π/2
Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки:
если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора магнитной индукции В входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90˚ большой палец покажет направление силы, действующей на отрезок проводника с током .
В отличие от кулоновских сил, которые являются центральными, сила Ампера не является центральной.
Сила Ампера направлена перпендикулярно к линиям магнитной индукции.
Взаимодействие параллельных токов
Рассмотрим два параллельных проводника с током.
Проводник 1 создаёт магнитное поле, а проводник 2 находится в поле 1-го.
Тогда индукция магнитного поля B1 в точках нахождения проводника 2:
B1=mI1/2πd.
F2 = I2 B1 l2 sin(α) = m I1I2 l2 /2πd.
Аналогично сила F1, действующая на проводник 1 со стороны поля тока I2.
F1= F2, если l1= l2 = l.
Параллельные токи притягиваются, антипараллельные - отталкиваются.
При рассмотрении параллельных проводников вводят силу, действующую на единицу длины проводника:
fед.дл. = mI1I2/2πd
Опыты Ампера показали, что магнитные поля, создаваемые токами протекающими по бесконечно длинным параллельным проводникам, находящимся на расстоянии r друг от друга, приводят к возникновению на каждом отрезке проводников длиной Dl силы взаимодействия:
F12 = F21 = km Dl
коэффициент пропорциональности km = 2*10-7 Н/А2
Определение единицы силы тока – Ампер:
1А – сила постоянного тока, который, протекая по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенными в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывает на каждом отрезке проводника длиной в 1 м силу взаимодействия равную 2*10-7Н.
Закон Ампера используют для расчета сил, действующих на проводники с током во многих технических устройствах, в частности в электродвигателях.
Применяется также в громкоговорителях, динамиках.
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле применяется во всех электроизмерительных приборах и электрических машинах.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100