Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле.

По закону Ампера, на элемент dl проводника с током I, находящийся в магнитном поле, действует сила dF=I[dl,B]

Если ток в проводнике обусловлен движением частиц, заряд которых равен q, то Idl= = =qdN, где dN – число частиц в объеме проводника длиной dl,V – скорость их упорядоченного движения. Поэтому dF=qdN[V,B]. Поделив обе части равенства на число частиц dN, получим силу Л, действующую на одну заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Эту силу называют силой Лоренца: Fл=q[V,B].

Направление силы Лоренца определяется с помощью правила левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор B, а четыре вытянутых пальца направить вдоль вектора V(для q > 0 направления I и V совпадают, для q < 0 — противоположны), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы, действующей на положительный заряд. Модуль силы Лоренца определяют F=qVB sinα, где α – угол между V и B. Заметим, что магнитное поле не действует на покоящийся электрический заряд (при v = 0, F = 0). В этом существенное отличие магнитного поля от электрического. Магнитное поле действует только на движущиеся в нем заряды. Сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости движения заряженнойчастицы, поэтому она не совершает работы и не изменяет кинетическойэнергии частицы. Следовательно, скорость частицы не изменяется повеличине, но изменяется по направлению.

Магнитный поток. Теорема Остроградского-Гаусса.

Фм=

Теорема: Магнитный поток через любую замкнутую поверхность равен нулю.

Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца.

Поскольку электрические токи неразрывно связаны с магнитным полем, возникающим вокруг них, можно предположить существование обратного явления возникновения электрического тока за счет магнитного поля. Это явление, называется электромагнитной индукцией.

1. Индукционный ток возникает всегда, когда происходит изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции.

2. Сила индукционного тока совершенно не зависит от способа изменения потока магнитной индукции, а определяется лишь скоростью его изменения

3. Индукционный ток в контуре имеет всегда такое направление, что создаваемое им собственное магнитное поле препятствует изменению внешнего магнитного потока, вызвавшего этот индукционный ток ( правило Ленца).

Электромагнитная индукция– явление, заключающиеся в том, что в замкнутом проводящем контуре, при изменении потока магнитной индукции, пронизывающего этот контур, возникает электрический ток, получивший название индукционного. Существование индукционного тока в контуре свидетельствует о наличии электродвижущей силы ( ЭДС индукции), которая определяется формулой, полученной Фарадеем из опытов: ε_i=-

Явление самоиндукции. Индуктивность.

Магнитная индукция В поля, создаваемого током, по закону Био – Савара –Лапласа, пропорциональна этому току I: В ~ I. Ток, протекающий по контуру, создает магнитный поток Ф, пронизывающий площадь контура. Этот поток пропорционален току в контуре: Ф ~ В ~ I. Введем коэффициент пропорциональности L, тогда можно записать: Ф=LI, где коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью контура. Индуктивность контура – это такоймагнитный поток, который пронизывет контур при протекании по нему токав 1 А. Индуктивность контура в общем случае зависит только от геометрической формы контура, его размеров и магнитной проницаемости той среды, в которой он находится. Единица измерения индуктивности – Гн (генри). 1 Гн (генри) – индуктивность такого контура, магнитный поток которого при токе в 1А равен 1Вб: 1Гн = 1Вб/А = 1В·с/А.

Если ток изменяется, то изменяется и созданный им магнитный поток Ф. В результате изменения Ф по закону электромагнитной индукции возникает ЭДС: ε_s=- =- (LI) Поскольку ЭДС индукции в контуре вызвана изменением тока в самом этом контуре, то её называют ЭДС самоиндукции ε_s. При неизменной индуктивности контура (L = const) получаем: ε_s=-

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: