Учебное пособие: Физика
Магнитное
поле тороида:
 .
Вне тора поле  = 0 (докажите!)
При r/R ≈ 1, B = μ0nI,
(сравните с 5.5).
Закон Ампера
Сила Лоренца - это сила, действующая
со стороны магнитного поля на движущийся в нем заряд
См. (2), (2.1)
n-концентрация носителей.
Сила Ампера (6) есть
сумма сил Лоренца.
Сила Лоренца
 .
Направление силы Лоренца
для положительного заряда совпадает с направлением векторного произведения  , для
отрицательного - противоположно ему.
Движение
заряженной частицы в однородном магнитном поле
7.1.1 
Линии индукции направлены
за чертеж, В = const.
Ускорение, по (6)
 ,
 нормальное ускорение.
Из (10.1)
 .
Частица движется по
окружности такого радиуса:  .
Время одного оборота:
 .
Т не зависит от v!
Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток)
Повторить (4.1)
Для
однородного 
Поток
вектора  через
бесконечно малую поверхность в неоднородном поле
Поток
вектора  через
произвольную поверхность в неоднородном поле
Явление
электромагнитной индукции состоит в том, что любое изменение магнитного потока Ф, пронизывающего
замкнутый контур, вызывает появление индукционного тока в контуре.
Закон Фарадея - Ленца
Закон
Фарадея-Ленца утверждает, что
ЭДС
индукции равна скорости изменения магнитного потока, взятой с обратным знаком.
Знак минус напоминает о правиле
Ленца:
индукционный ток
имеет такое направление, чтобы создаваемое им магнитное поле препятствовало
изменению магнитного потока.
Электронный
механизм ЭДС индукции
На рисунке изображена
рамка с подвижной стороной. Магнитное поле  направлено от нас.
Тянем подвижную сторону
со скоростью  . На заряд +q действует сила
Лоренца
 ,
перемещающая заряд на
расстояние l и совершающая работу (5.3.1):
 .
ЭДС ε (3):
 .
Найдем e по закону
Фарадея (10.1):
 .
Подвижная сторона рамки
"заметает" за время dt площадь dS = lvdt, тогда
 .
Результат тот же, значит:
Электронный
механизм возникновения ЭДС индукции - это работа компоненты силы Лоренца.
Самоиндукция
Контур с
током I по (4) создает В ~ I, по (9.3) - магнитный поток Ф через контур
пропорционален току I.
Можно записать связь
между потоком и током:
 ,
здесь L - индуктивность
контура, [L] = Гн (генри).
Если I ≠ const, I =
I(t), то Ф = Ф(t), и возникает ЭДС индукции, по (10.1)
 ,
если L = const, то
 .
Магнитное поле в веществе
Магнитная
проницаемость - это
отношение магнитной индукции B в веществе к магнитной индукции в вакууме B0.
 .
Классификация магнетиков
|
μ < 1,
не зависит от температуры
|
- |
диамагнетики (вода, медь, графит,
кварц)
 ,
|
|
μ > 1,
зависит от температуры
|
- |
парамагнетики (алюминий, платина,
натрий)
 при T ≈
300 K,
|
|
μ >> 1,
зависит от температуры и нелинейно от поля B0
|
- |
ферромагнетики (железо, никель,
кобальт)
для Fe, при T ≈ 300 K,
при
|
Диамагнетики
- по закону
Фарадея-Ленца при внесении в магнитное поле  любого вещества в
атомах вещества возникают внутренние токи, создающие магнитное поле  , направленное
навстречу внешнему полю  . В результате поле в веществе
ослабляется. Если в веществе кроме этого отсутствуют другие магнитные эффекты,
то оно будет диамагнетиком. Диамагнетизм проявляется у вещества, атомы которых
не имеют собственного магнитного момента (8.1.1.),
Парамагнетизм
проявляется у
веществ, атомы которых имеют собственный магнитный момент. Магнитные моменты  атомов
выстраиваются по полю  .
|
|
|
Тепловые колебания атомов нарушают
ориентацию магнитных моментов. |
Ферромагнетизм
- объясняется
самопроизвольным упорядочением спиновых магнитных моментов электронов в
пределах областей спонтанного намагничивания (доменов).
В пределах
одного домена магнитные моменты электронов ориентированы в одном направлении.
Магнитные моменты разных доменов в отсутствии внешнего поля ориентированы по
разному, так, чтобы энергия созданного ими поля была минимальная:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 |
проводника с
током I, помещенного в магнитное поле, действует сила 
, которая определяется
следующим образом. 
в соответствии с правилом
правого винта: винт установить 
и 
, вращать от 
к 
, поступательное
движение винта укажет направление 
.