Большая База Рефератов - Общая Физика (лекции по физике за II семестр СПбГЭТУ "ЛЭТИ") - бесплатно рефераты, скачать рефераты, рефераты на тему

Рефераты. Общая Физика (лекции по физике за II семестр СПбГЭТУ "ЛЭТИ")

e1 e2

I1R1 + I3R3 = -e1

I1R1 + I2R2 = -e1 +e2

35. Магнитное поле в вакууме:

Взаимодействие токов осуществляется через поле, называемое магнитным. Из опытов следует, что оно имеет направленный характер и должно характеризоваться векторной величиной, называемой магнитной индукцией (В), аналогичной величине Е в магнитном поле. Вспомогательную величину называют напряженностью магнитного поля (Н), аналогичной D электрического поля.

Магнитное поле, в отличие от электрического, не оказывает воздействия на покоящийся заряд. Сила возникает только когда заряд начинает двигаться.

Проводник с током представляет собой электрически нейтральную систему зарядов, значит магнитное поле пораждается толко движущимися зарядами.

Движущиеся заряды изменяют св-ва окружающего пространства, создавая в нем магнитное поле, проявляющегося в воздействии сил на движущиеся заряды.

Для магнитного поля так же справедлив и принцип суперпозиции:

Поле В, пораждаемое несколькими движущимися зарядами, равно векторной сумме полей Bi, пораждаемых каждым зарядом в отдельности; В = å Bi.

Для двух бесконечных ôô проводников сила их взаимодействия для единицы длины каждого из проводников равна:

f = k(2I1I2)/l, где l – расстояние между проводниками.

1А – такая сила неизменяющегося тока, проходящего по двум ôô проводникам, находящимся в вакууме на рассоянии в 1м, которая вызывает между проводниками силу, равную 2*10¾7Н/м.

1Кл – заряд, проходящий через сечение проводника за 1с и силе тока 1А.

f = [m0/(4p)]*(2I1I2)/l

2*10¾7 = [m0/(4p)]*2(1*1)/1 ® ® m0 = 4p*10¾7 (Гн/м).

Взаимодействие между токами осуществляется по средствам магнитного поля.

В качестве пробного элемента выбирается замкнутый контур.

® ®

I n

Ориентация контура может быть задана направлением нормали, определяемой методом «винта». За направление магнитного поля (В) так же принимается направление нормали.

a = 90о ® m - мах;

a = 0 ® m = 0;

mМАХ ~ I ü

ý mМАХ ~ I*S

mМАХ ~ S þ ® ®

Устан.момент магн. диполя: PM=I*S*n

mMAX/PM ~ B.

36. Закон Био – Савара:

Величина напряженности должна зависеть от силы тока в проводнике, от расстояния от наблюдаемой точки до проводника и от угла наклона.

Можно определить Н в некой точке:

® ®

dH = k(I[dl x dr])/r3 – закон Био – Савара – Лапласса, позволяющий вычислить напряженность для любых условий.

[H] = А/м; [B] = Тл.

(X)

dH = k(I*dL*sina)/r2

dL = dr/sina = rdr/sina = bda/sin2a

r2 = b2/sin2a

dH = I/(4p)*(bda)/sin2a*(sin2a/b2)*sina = = I/(4p)*(sina da)/b;

H = I/(4pb) 0ò sina da = I/(2pb);

H = I/(2pb) – частный случай.

H = [I/(4pb)]*(cosa1-cosa2)

37. Поле прямого и кругового тока:

(X)

dH = k(I*dL*sina)/r2

dL = dr/sina = rdr/sina = bda/sin2a

r2 = b2/sin2a

dH = I/(4p)*(bda)/sin2a*(sin2a/b2)*sina = = I/(4p)*(sina da)/b;

H = I/(4pb) 0ò sina da = I/(2pb);

H = I/(2pb) – частный случай.

H = [I/(4pb)]*(cosa1-cosa2)

Линии магнитной индукции магнитного поля прямого тока представляют собой систему охватывающих провод концентрических окружностей.

Поле кругового тока:

® dH

dl R r

dH = 1/(4p)*(Idl)/R2

2pR

H = I/(4pR)*0ò dl = I/(2R)

dH ôô = dH sina = dH(R/r)

dH ôô = 1/(4p)*(Idl)/r2*R/r

Hôô = 1/(4p)*(2pR2I)/r3 = = 1/(4p)*(2pm)/r 3, x >> R ®

® Hôô = 1/(4p)*(2pm)/x3

Hôô = 1/2*(2pR3I)/(R2 + x2)3/2, если (x >> R).

Hå

H H2

® ®

I I

1 2

Напряженность магнитного поля, создаваемая круговыми токами на точке плоскости, относительно которой витки симметричны, будет ориентирована ôô оси витков.

38. Поле соленоида:

Соленоид – цилиндрический каркас бесконечной длины с намотанным на него проводом.

1 2

1’ 2’

® ® 4 3

oòH dl = 1ò2Hdl + 2ò3Hdl + 3ò4Hdl + + 4ò1Hdl;

H1ò2dl = H*l = Inl;

H = I*n, где n – плотность обмотки.

Поле внутри соленоида однородно.

Поле снаружи соленоида равно 0.

H1’ 2’ = 0.

39. Сила Лоренца. Закон Ампера:

На заряд, движущийся в магнитном поле, действует сила, называемая магнитной и определяемая зарядом q, скоростью движения v и магнитной индукцией В. Направление вектора F определяется направлением v и В.

® ® ®

F = q*[v x B];

Это выражение было получено Лоренцем путем обобщения экспериментальных данных и получило название силы Лоренца.

F¶

® ®

B1 q1 v1

(*) ( )

B2 ®

(x) ( ) v2

F¶

® ® ®

FЛ = q*[v x B];

® ® ® ®

FЛ = q*[v x B] + q*E

F = 1/(4pe)*(q1q2)/r2

FЛ = qvB = qv*(m0/4p)*(v/r2)*q2 (?)

B2 = m0/(4p)*(I2dl)/r2 = = m0/(4p)*(q2/dt)*(dl/r2) = m0/(4p)*(q2v)/r2

FЛ/F¶ = m0e0v2 = v2/C2.

Закон Ампера:

® ® ® ®

F = e [(u + u), B];

u - тепловая скорость;

u – скорость направленного движения;

® ® ®

<F> = e [<u>, B];

dV = S*dl;

® ® ® ®

F = <F>*nS*dl = en [<u>, B] S*dl;

® ®

en <u> = j;

® ® ®

F = [j, B] dV;

® ® ® ®

FЕД. ОБ. = F/dV = [j x B];

® ®

j*S*dl = I*dl;

® ® ®

dF = I [dl x B] – сила Ампера.

40. Контур с током в магнитном поле, вращательный момент:

b ® ® ®

FA FA B

(x) (*)

FA = IaB

M = IabB = ISB = PMB, где РМ – магнитный момент. (?) ®

b ®

® ®

(X) n (X) B

® ® ®

F = I [l x B];

® ® ®

M = [PM B];

Контур произвольной формы:

dl1 dl2 ®

I a

® a1 ®

dl1(X)FЛ dl2(*) FЛ ®

® a2 B

dF1 = I dl1B sina1 = IB dh

dF2 = I dl2B sina2 = IB dh

dM = dF*a = Iba dh = IB dS

M = ISB = PMB

® ® ®

M = [PM B]

dA = M da = PMB sina da

dA = dWp

A = Wp = 0òaM da = -PMB cosa + const – потенциальная энергия контура с током в магнитном поле.

a = p/2 ® Wp = const = 0

Wp = -PMB cosa = -(PM B)

41. Работа по перемещению контура с током в магнитном поле:

+ I

¾ ® FA

(X) B

I dx

dA = FA dx = IB (l dx) = IB dS = I dФ;

dФ – поток магнитной индукции, пересекаемый проводником.

Если В (вектор) не ^ контуру, то

dA = Ibl cosa dx = IBn dS = I dФ, т.к.

dФ = B dS = B cosa dS = Bn dS

На совершение работы идет ресурс источника тока, его ЭДС.

Индукционный поток направлен противоположно току I.

1 2

® ®

I I

ФН ® Ф0 ФК

(X) B

2 2

A1 = I (ФН – Ф0)

А2 = I (Ф0 – ФK) (?)

A = A1 + A2 = I (ФК – ФН) = I DФ.

(X) B

A = -IBS – IBS = -2IBS.

42. Магнитное поле в веществе:

Первоначально поле в вещ-ве рассматривалось как поле от микротоков.

Движение зарядов обуславливает магнитный момент и они рассматриваются как некая система.

® ® ®

B = B0 + B’.

Введем вектор, характеризующий магнитные св-ва и связанный с (i=1åNPMi)/DV:

J = (i=1åNPMi)/DV

[ J ] = A/м;

J = c H, где c - магнитная восприимчивость.

cУД = c/r = [м 3/кг], где r - плотность вещ – ва.

cМОЛ = c*nКмоль [м3/Кмоль].

44. Описание магнитного поля в магнетике:

Существует 3 класса магнетиков:

1) Диамагнетики (cМОЛ < 0, 10¾7¸10¾8 (м3/Кмоль));

2) Парамагнетики (cМОЛ > 0, 10¾6¸10¾7 (м3/Кмоль));

3) Ферромагнетики (cМОЛ < 0, 103¸104 (м3/Кмоль)).

Электрическое поле в веществе может только ослабляться. В магнитном поле оно либо усиливается, либо ослабляется.

® ® ® ® ®

H = B/m0 – J = B/m0 - cH

® ®

H(1 + c) = B/m0

® ®

H = B/(m0m); m = 1 + c.

Внесем в магнитное моле магнетик:

(X)(X)

(X)(X) B’

dl микротоки

® ® ®

B = B0 + B’

B’ = m0*Il

dPM = Il*S*dl

dPM/dV = J = Il

® ® ®

B = B0 + m0J

® ® ® ® ®

H = B/m0 – J = B0/m0 = H0 (теоретически)

® ® ®

H = H0 – H0, где Н0 – размагничивающее поле;

® ®

H0 = N*J (фактор размагничивания)

N = 1 для тонкого диска;

N = 1/3 для шарика.

Если однородный магнетик помещается во внешнее однородное поле, то внутреннее поле магнетика так – же будет однородным.

45. Поведение векторов В и Н на границе двух магнетиков:

n ®

oò BdS = -Bn1S + Bn2 + <Bn>SБОК = 0, где (<Bn>SБОК) = 0;

B1n = B2n

Компонента вектора индукции магнитного поля неприрывна.

m0m1H1n = m0m2H2n

H1n/H2n = m2/m1

m1 I a

m2 I

m1 > m2

® ®

oòH dl = H1t*a - H2t*a + <H>*2b = 0

H1t = H2t

B1t/(m0m1) = B2t/(m0m2) Û B1t/B2t = = m1/m2

tg a1/tg a2 = m1/m2.

46. Магнитные механические явления:

Представления Бора:

® ®

M r PM

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5