где~ ~ угол между направлением тока I на участке dl и направлением радиусвектора r; ~ ~ угол между напра
Работа добавлена на сайт samzan.net:
- Напряженность магнитного поля, Формула Ампера. Закон Био-Савара-Лапласа.
Возьмем проводник произвольной формы, по которому идет ток I.
Разобьем проводник на множество элементарных участков и рассмотрим один из них dl. Он создает в пространстве магнитное поле. В точку О этого поля, находящегося на расстоянии r от dl, поместим элемент тока I0dl0. Тогда, согласно закону Ампера, на этот элемент будет действовать сила
, (1)
где α – угол между направлением тока I на участке dl и направлением радиус-вектора r;
β – угол между направлением элемента тока I0dl0 и нормалью n к плоскости Q, содержащей dl и r.
В формуле (1) выделим часть, не зависящую от элемента тока I0dl0, и обозначим dH.
, (2)
закон Био-Савара-Лапласа
Позволяет рассчитать полную напряженность магнитного поля для проводника любой формы.
dH зависит только от элемента тока Idl и от положения точки О, называется напряженностью магнитного поля.
Это векторная величина, направленная по касательной к силовым линиям поля и по нормали к плоскости Q.
Измеряется напряженность в
Поле, напряженность которого везде одинакова, называется однородным, в противном случае – неоднородным.
Перепишем закон Ампера с учетом напряженности
, (3)
формула Ампера
где β – угол между направлениями тока I0 и магнитного поля dH.
Определяем направление силы dF по правилу левой руки. Если ладонь левой руки расположить так, чтобы вектор напряженности магнитного поля входит в ладонь, а четыре вытянутых пальца направлялись вдоль тока, то отставленный большой палец покажет направление силы, действующей на этот ток.
Так как β = 90º, (так как I0dl0 перпендикулярно магнитному полю), перепишем формулу (3), выразим из нее dH
. (4)
Физический смысл: напряженность магнитного поля направлена по касательной к силовой линии поля, а по модулю равна отношению силы, с которой поле действует на единичный элемент тока, расположенный перпендикулярно полю в вакууме, к магнитной постоянной.
Для вычисления полной напряженности Н магнитного поля надо геометрически суммировать элементарные напряженности dH.
Если проводник расположен в одной плоскости, напряженность вычислим по формуле (из формулы 2)
. (5)
- Диамагнитные, парамагнитные, ферромагнитные вещества. Магнитная проницаемость.
Все вещества, помещенные в магнитное поле, приобретают магнитные свойства, то есть намагничиваются.
При этом оказывается, что одни вещества ослабляют внешнее поле, а другие усиливают его.
Вещества, ослабляющие магнитное поле, называются диамагнитными, усиливающие – парамагнитными (диамагнетики и парамагнетики).
Среди парамагнетиков выделяется группа веществ, вызывающих очень большое усиление внешнего поля. Эти вещества называются ферромагнетиками.
Диамагнетики – фосфор, сера, сурьма, углерод, многие металлы (висмут, ртуть, золото, серебро, медь и др.), большинство химических соединений (вода и почти все органические соединения).
Парамагнетики – некоторые газы (кислород, азот) и металлы (алюминий, вольфрам, платина, щелочные и щелочноземельные металлы).
Ферромагнетики – железо, никель, кобальт, гадолиний и диспрозий, а также некоторые сплавы и окислы этих металлов, сплавы марганца и хрома.
Причины диа-, пара- и ферромагнетизма.
В атомах и молекулах любого вещества имеются круговые токи, образованные движением электронов по орбитам вокруг ядер – орбитальные токи.
Каждому орбитальному току соответствует магнитный момент.
Кроме того, электроны обладают собственным или спиновым магнитным моментом (англ. спин – вращение). Собственным магнитным моментом обладает и ядро атома.
Геометрическая сумма орбитальных и спиновых магнитных моментов электронов и собственного магнитного момента ядра образует магнитный момент атома (молекулы) вещества.
У диамагнитных веществ суммарный магнитный момент атома (молекулы) равен 0.
Так как орбитальные, спиновые и ядерные моменты взаимно компенсируются.
Однако под влиянием внешнего магнитного поля у этих атомов индуцируется магнитный момент, направленный в сторону противоположному внешнему полю. В результате диамагнитная среда намагничивается и создает собственное магнитное поле, направленное противоположно внешнему и поэтому ослабляющее его.
Магнитные моменты диамагнетиков сохраняются до тех пор, пока существует внешнее поле. При ликвидации поля диамагнетик размагничивается.
У парамагнетика орбитальные, спиновые и ядерные магнитные моменты не компенсируют друг друга. Поэтому атомы парамагнетика всегда обладают магнитным моментом. Однако они расположены беспорядочно и поэтому парамагнитная среда не обнаруживает магнитных свойств.
Внешнее поле поворачивает атомы парамагнетика так, что их магнитные моменты устанавливаются преимущественно в направлении поля.(Полной ориентации препятствует тепловое движение атомов).
В результате парамагнетик намагничивается и создает собственное магнитное поле, совпадающее по направлению с внешним и усиливающее его.
При ликвидации внешнего поля парамагнетик размагничивается.
Если в пустом пространстве существует магнитное поле с напряженностью Н, то при заполнении пространства однородной средой результирующая напряженность равна
, (6)
где ΔН – напряженность поля, создаваемая самой средой, ("+" – парамагнитная среда; "–" – диамагнитная среда) пропорциональна напряженности внешнего поля. Поэтому формулу (6) перепишем в виде
, (7)
где μ – безразмерный коэффициент пропорциональности, называемый относительной магнитной проницаемостью среды.
у вакуума μ =1,
у диамагнетиков μ < 1,
у парамагнетиков μ > 1.
2. Привод цепного конвейера
3. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсу Менеджмент молодежной сферы В условиях изменения социальной политики
4. тематическую модель заданной цепи 2Определить токи во всех ветвях цепи методом контурных токов 3 проверить
5. на тему Пожарная безопасность
6. то что вы сделали одному из братьев Моих меньших вы Мне сделали говорит Господь
7. тематической статистике на тему Статистический анализ вариационных рядов распределения на примере настри
8. Бекітемін3
9. Реферат- Учет неденежных форм расчетов по товарным операциям
10. Антонов О. Шевченко консультационная компания ldquo;ПАККrdquo; Москва Специфика кризиса состоит в том что о
11. Три способа улучшить юзабилити внешних поисковых серверов
12. Планирование текущих расходов
13. Комплексном центре социального обслуживания населения города Ломоносова социальнодосуговом отделении г
14. ТЕМА- ТЕОРИЯ МНОЖЕСТВ
15. Нравственное помешательство
16. Основные физико-механические свойства горных пород, необходимые для проектирования и строительства
17. статья известного в те годы историка Н
18. 1 ТрП ~ одна из отраслей права
19. 1 Hydrogenii peroxidum 3 per centum Гідрогену пероксиду розчин 3 HYDROGEN PEROXID.html
20. Основные тенденции и особенности идеологических процессов в современном белорусском обществе