31. Индуктивность контура. Явление самоиндукции.

М П в каждой точке можно вычислить с помощью Ф_S= – собственный магнитный поток; МП существует вокруг всякого проводника с током. Индукция МП пропорциональна току, протекающему через проводник. Поток собственного магнитного поля: Ф= ; Величина L называется (статической) индуктивностью контура. В переменных полях необходимо учитывать μ=μ(ω) – дисперсия; Индуктивность зависит от формы и размеров контура. [L] = 1 Вб/А = 1 Гн (Генри); У проволочной рамки со стороной a = 30 см индуктивность L ~ 1 мкГн; L=μL; L₀ – индуктивность контура в вакууме; L – индуктивность контура в среде; μ – (относительная) магнитная проницаемость среды.

Явление самоиндукции: заключается в возникновении ЭДС индукции в контуре, вследствие изменения магнитного потока, создаваемого переменным током в этом же контуре ε_Si=- ; для L = const получаем: ε_Si=-L ; Возникающая ЭДС самоиндукции приводит к появлению дополнительных токов, которые получили название экстратоки самоиндукции. Экстратоки возникают, когда энергия магнитного поля преобразуется в электрическую (и наоборот). С точки зрения закона Ома это эквивалентно возникновению ЭДС в контуре.

32. Экстратоки. Переходные процессы.

Р ассмотрим схему; Согласно закону Ома ε=IR; Ток, установившийся в цепи: I= ; В течение времени Δt выделяется энергия: W=I²R ; (1) – теплота Джоуля–Ленца; (2) – работа источника тока; ; следовательно, для поддержания МП во всем пространстве не требуется энергия работа источника превращается в тепло;

Переходный процесс, происходящий после замыкания ключа ε+ε_Si=IR; получаем диф. уравнение для I(t): ; момент времени t = 0 соответствует моменту включения: I(0) = 0.

33. Собственная энергия тока. Энергия магнитного поля.

П ри установлении тока. ε+ε_Si=IR => IR-ε=ε_Si; ; т.е. работа источника тока больше Джоулева тепла на величину. E= – собственная энергия тока; Процесс исчезновения тока в цепи: установившийся ток I_max= , при замыкании ключа ε-L ; т.к. L 0, возникает искра (дуга);

Для безопасного отключения изменим схему: данная схема эквипотенциальна ε0 и -L ; I(t)=I_maxexp(- ). Резкому уменьшению тока препятствуют экстратоки размыкания, при этом, энергия созданного МП выделяется в контуре в виде работы этих токов. Исчезновение тока происходит постепенно и проходит большой промежуток времени, определяемый значением L, пока значение тока не уменьшится до значения, меньше измеримого.

37. Магнитная восприимчивость и проницаемость. Типы магнетиков.

Магнитная восприимчивость: Поле внутри магнетика: H=H₀+H_m; H₀ – внешнее поле (поле катушки); H_m – поле токов намагниченности; Для многих веществ намагниченность пропорциональна внешнему полю. M=χH₀; χ– магнитная восприимчивость; Магнитная индукция: B=μ₀(1+χ)H₀=μμ₀H₀; где μ – относительная магнитная проницаемость вещества;

Типы магнетиков: 1) диамагнетики B~H₀, μ<1; (χ>0); направление намагничивания противоположно направлению намагничивающего поля H₀. – поле внутри образца меньше внешнего поля. спиновые моменты скомпенсированы, а намагничивание происходит за счет изменения скорости электронов или прецессии; 2)парамагнетики B~H₀, μ>1; (χ<0); это вещества, для которых направление намагничивания совпадает с направлением поля. Поле внутри больше внешнего поля и ему пропорц.-но. спиновые моменты не скомпенсированы; ориентационный механизм намагничивания; 3) ферромагнетики.