Источники магнитного поля
Магнитное поле создаётся (порождается) током заряженных частиц, или изменяющимся во времени электрическим полем, или собственными магнитными моментами частиц (последние для единообразия картины могут быть формальным образом сведены к электрическим токам).
Проявление магнитного поля
Магнитное поле проявляется в воздействии на магнитные моменты частиц и тел, на движущиеся заряженные частицы (или проводники с током). Сила, действующая на движущуюся в магнитном поле электрически заряженную частицу, называется силой Лоренца, которая всегда направлена перпендикулярно к векторам v и B.
26) ЗАКОН И СИЛА АМПЕРА Закон Ампера устанавливает, что на проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле, индукция которого В, действует сила, пропорциональная силе тока и индукции магнитного поля:
F = B I l sinα,
где α — угол между векторами магнитной индукции и тока, B — индукция магнитного поля, I — сила тока в проводнике, l — длина проводника.
Эта формула закона Ампера оказывается справедливой для прямолинейного проводника и однородного поля. Если проводник имеет произвольную формулу и поле неоднородно, то Закон Ампера принимает вид:
dF = I B dl sinα,
где dF — сила, с которой магнитное поле действует на бесконечно малый проводник с током I, dl — элемент длины проводника.
Размерность: [dF] = Н [I] = A, [B] = Н / (А · м), [l] = м.
Направление силы dF определяется по правилу вычисления векторного произведения, которое удобно запомнить при помощи правила правой руки. Сила dF максимальна, когда элемент проводника с током расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции (α = 90, sinα = 1):
dFmax = I B dl
Для определения направления силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле, применяется правило левой руки.
Сила
Ампера —
это сила, с которой магнитное поле
действует на помещенный в него проводник
с током.
27) Действие магнитного поля на движущийся заряд
Сила Лоренца
- сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся электрически заряженную частицу.
где q - заряд частицы; V - скорость заряда; B - индукции магнитного поля; a - угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.
Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки:
Если
поставить левую руку так, чтобы
перпендикулярная скорости составляющая
вектора индукции входила в ладонь, а
четыре пальца были бы расположены по
направлению скорости движения
положительного заряда (или против
направления скорости отрицательного
заряда), то отогнутый большой палец
укажет направление силы Лоренца
. 
Так как сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости заряда, то она не совершает работы (т.е. не изменяет величину скорости заряда и его кинетическую энергию). Если заряженная частица движется параллельно силовым линиям магнитного поля, то Fл = 0 , и заряд в магнитном поле движется равномерно и прямолинейно. Если заряженная частица движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, то сила Лоренца является центростремительной
и
создает центростремительное ускорение
равное
В этом случае частица движется по окружности.
.
Согласно
второму закону Ньютона: сила Лоренца
равнв произведению массы частицы на
центростремительное ускорение
тогда радиус
окружности
а период
обращения заряда в
магнитном поле
Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение зарядов, то действие магнитного поля на проводник с током есть результат его действия на отдельные движущиеся заряды.
28) Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.
Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потокачерез поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.
|
|