14. Закон Ампера. Взаимодействие паралл-ых токов

Ампер на опытах вывел и доказал, что сила dF действ на dl проводн в магн поле зависит от силы тока ,силы м.п. и дл. Проводника:

dF=I[dlB] dF_A=Ibdlsin(dl^B)

Правило левой руки

Если ладонь расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а пальцы расположить по направлению тока, то сила Ампера будет направлена туда, куда направлен большой палец.

Опред силы направл Ампера опред по правилу лев. Рука:

B₁=2k’=I₁/R

dF₁=I₂B₁dl=2k’I₁I₂dl/r

dF_A=dF₂=dF₁=2k’I₂I₁dl/R

Магнитное поле движущегося заряда.Сила Лоренца.

Свободнодвижущийся заряд- заряд, движ с постоянной скоростью

Априорно был выведен закон опред поля вектора В для точечного заряда q свободно движ с постоянной скоростью много меньшей скорости света.

B= k’(q[Vr])/r³ где r- радиус –вектор , провед от заряда в точку , где находится наблюдатель.

B= k’qV/r²sin(V^r)

Сила Лоренца

-сила, действующая на электрический заряд, движ. в магнитном поле со скоростью V.

F_л=q[VB]

Направление силы Лоренца опред. по правилу левой руки.

F_л=qVBsin(V^B)

Эффект Холла

Возникновение в металле или в проводнике с током плотности j помещенном в магнитное поле с вектором магнитной индукции В электрического поля в направлении перпендик В и j.

Когда Ев будет уравновешивать силу Лоренца установится стационарное распределение зарядов в поперечном направлении этой пластины.

eE_B=e∆φ/a=eVB

∆φ=Vba-поперечная или холловская разность потенциалов

I=jS=enVS ∆φ=IBa/nead

∆φ=IB/ned=RIB/d

15. Теорема циркуляции вектора магнитной индукции и ее применение к расчету магнитных полей.

∫_(круг.)Bdl=∫B_ldl

dl-вектор элементарной длины контура вдоль вектора обхода контура.

B_l=Bcosα

B_l-составляющая вектора В в направлении касат.

α-угол между В и вектором длины контура

В_l=Bcos(B^dl)

Магнитное поле тороида и соленоида

1. Р-м соленоид длина кот l с кол-вом витков N течет ток I, d-намного меньше его длины.

(∫)B_ldl= μ₀NI

интеграл по контуру ABCD можно представить в виде 4 интегралов по отрезкам AB,CD,BC,DC.

На AB,CD контур┴ линиям магн индукции

На ВС магнитного поля нет

Интеграл по DA замкнут

∫B_ldl=Bl= μ₀NI B= μ₀NI\l

Т.О поле внутри соленоида однородное

Магнитное поле тороида

Тороид - кольцевая катушка, витки которой намотаны на сердечник, имеющий форму тора. Эмпирически доказано, что м.п. сосред внутри тора и вне

B= μ₀NI/2pir

17. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.

Р-м проводник с током в м.п. На него действует сила Ампера. F_A=Ibl

Работа, котор совершается на этом проводнике:

dA=Fdx=Ibldx=IBdS= IdФ

Работа по перемещ проводника зависит от силы тока и потока. Разобьем контур М на 2 проводника

dA=A₁+A₂ dA₂=I(dФ₀+dФ₂)

dA₁=-I(dФ₀+dФ₁) dA=I(dФ₂-dФ₁)=I∆Ф

∆Ф=dФ₂-dФ₁=dФ’

Правило Ленца. Вращение рамки в магнитном поле.

Инд. ток в контуре имеет всегда такое напр-ие, что создаваемое им магн. поле препятствует создаваемому им магн. потоку. ЭДС инд. и правило Ленца выявляют инерц-ть магн. потока, сходную с понятием инерции в механике. Мгновенно измерить знач-ие магн. поля нельзя.

Эл. поле действует как на неподвижные, так и на движущ. в нем электрич. заряды. Особенность магн. поля состоит в том, что онон действует только на движущ-ся в этом поле эл. заряды. Рассмотрим замкнутый плоский контур с током, линейные разм. которого малы по сравнению с расстоян. до токов, образ-их магн. поле. Магнитное поле оказывает на рамку с током ориент-ие действие, поворачивая ее определенным образом. За напр. магн. поля в данной точке принимается направл-ие, вдоль кот. распол. положит. нормаль к рамке. Рамкой с током можно воспольз-ся также и для кол-ого описания магн. поля. Т.к. рамка с током испыт-ет ориент-ее действие поля, то на нее в магн. поле действ. пара сил. Вращ-ий момент сил зависит как от св-в поля в данной точке, так и от св-в рамки. P_m=ISn, где S- площ. рамки, n- ед. вект норм. к пов. рамки, P_m- вектор магн. мом. рамки.