73710

Постоянное магнитное поле. Сила Лоренца

Лекция

Физика

Постоянное магнитное поле. Можно полагать что в процессе движения заряд создает некоторое поле которое называется магнитное поле. Если один заряд или система зарядов создали поле с вектором то на другой заряд движущийся в этом поле действует сила. Поместим проводник в магнитное поле.

Русский

2014-12-19

227.5 KB

0 чел.

  1.  Зарядка конденсатора.

Считаем, что процессы квазистационарны, то есть настолько медленны, что в данный момент времени в любой точке цепи токи одинаковы. Полный заряд в единицу времени через площадку  – ток.

Сколько прошло заряда через поверхность, столько же заряда получил конденсатор.

.

Запишем закон Кирхгофа:

.

 можно записать, зная емкость конденсатора и его заряд в данный момент времени.

Постоянное магнитное поле.

Сила Лоренца.

Существует вид электрического взаимодействия, которое характерно лишь для движущихся зарядов. Это означает, что если два заряда движутся относительно друг друга с некоторой скоростью, то они взаимодействуют друг с другом не только посредством силы Кулона но и с помощью специфической силы, которая называется магнитной силой. Магнетизм- это следствие движения.

Можно полагать, что в процессе движения заряд создает некоторое поле, которое называется магнитное поле. будем обозначать силовую характеристику этого поля вектором . Эта характеристика называется индукцией магнитного поля.

Если один заряд или система зарядов создали поле с вектором , то на другой заряд, движущийся в этом поле, действует сила:

.

Эта сила называется силой Лоренца. Отметим особенность этой силы: она зависит от скорости, а скорость, как известно, в разных системах отсчета разная. Данное выражение для силы записано в Гауссовой системе. Эта система хороша тем, что в ней вектор индукции магнитного поля  имеет такую же размерность, что и вектор напряженности электрического поля . В системе СИ размерности этих характеристик различаются.

Сила Ампера.

Представим себе, что у нас движутся много зарядов(то есть, имеет место быть электрический ток). У нас есть проводник, в котором текут токи, двигаются заряды. В каждой точке нашего проводника определена плотность тока. Поместим проводник в магнитное поле. Найдем силы, которые действуют в проводнике.

Выделим в проводнике объемчик , настолько малый, чтобы в нем плотность тока и индукция магнитного тока были постоянными.  – плотность зарядов (количество зарядов, движущихся в единице объема). Пусть эти заряды движутся со скоростью . Рассматривая,  как один заряд, движущийся с известной скоростью в однородном магнитном поле, можем записать силу, действующую на .

.

Закон Ампера для проводника:

.

Рассмотрим частный случай.

Вместо большого проводника у нас будет проволока, по которой течет ток.. выберем участок проволоки , который можно считать прямолинейным. Тогда , зная что площадь поперечного сечения , запишем  и подставим его в закон Ампера для проводника.

Предположим, что в сечении проводника плотность тока одинакова, тогда . Введем единичный вектор в направлении :

Тогда выражение для силы перепишем в следующем виде:

.

Получили закон Ампера для проволоки:

.

Для магнитного поля аналогично, как и для электростатического, можно ввести силовые линии. Касательные в каждой точке к силовым линиям – вектор .

Закон Био-Савара.

Найдем какое магнитное поле создает движущийся заряд. Индукция магнитного поля, созданного движущимся зарядом, будет зависеть от заряда, от расстояния и о скорости.

Запишем закон Био-Савара для одного заряда:

.

Таким способом мы можем найти магнитное поле, созданное движущимся зарядом , в данный момент времени.

Допустим, что у нас есть тело, в котором текут токи. Эти токи можно описать , где  – радиус-вектор точек внутри тела.

Выберем внутри тела объемчик, настолько маленький, что внутри этого объемчика плотность тока можно считать постоянной. Запишем магнитное поле, созданное зарядами, находящимися внутри этого объемчика.

Закон Био-Савара для образца:

.

Поле, которое создается током, почти такое же, как и поле, которое создается точечным зарядом.

Рассмотри частный случай закона Био-Савара для образца, когда образцом является проволока.

.

Предположим, что в сечении проводника плотность тока одинакова, тогда:

.

Введем единичный вектор в направлении , тогда:

.

Закон Био-Савара для проволоки:

.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

75872. Роль контексту у лінгвістичному забезпеченні інформаційних систем 27.29 KB
  К сфере лингвистического обеспечения мы относим три основные задачи которые должны решаться при создании любой автоматизированной библиотечной системы структуризация библиографической записи индексация библиографической записи средствами...
75873. Класифікація видів перекладу за характером діяльності, швидкістю та напрямком 43.5 KB
  Существуют две основных классификации видов перевода: по характеру переводимых текстов по характеру речевых действий переводчика в процессе перевода. Рассмотрим классификацию по характеру действий переводчика а конкретно различия между письменным и устным переводом: В письменном переводе переводчик не ограничен жесткими временными рамками он может в любой момент прервать перевод вернуться к уже переведенному отрезку речи потратить дополнительное время на...
75875. Структура гіпертексту. Поняття про гіперлінки, вузли, маршрут 30.22 KB
  Феномен гипертекста можно обсуждать с нескольких точек зрения. Гипертекст автора в традиционном понимании не имеет у него множество авторов причем для постоянно изменяющегося гипертекста авторский коллектив также постоянно меняется. Различия текста и гипертекста: конечность законченность традиционного текста vs. бесконечность незаконченность открытость гипертекста; линейность текста vs.
75876. Лингвистические фреймы 26.66 KB
  Лингвистические фреймы. Термин фрейм получил распространение в лингвистике в 70е годы XX века и с тех пор обрел довольно широкое и устойчивое применение. Несмотря на то что термин фрейм используется в различных областях научной деятельности значение его практически не меняется в зависимости от контекста. Первоначально термин фрейм от англ.
75877. Методи викладання іноземної мови. Комунікативно-спрямований підхід 36.5 KB
  В період післявоєнних десятиліть формується характерна тенденція до і посилення комунікативної спрямованості навчального процесу — його наближення до реального процесу спілкування. Розробкою комунікативного методу в тій чи іншій мірі займалось багато наукових колективів та методистів у різних країнах
75878. Методи викладання іноземної мови. Комунікативно спрямований підхід 32.22 KB
  Перекладні методи: Граматикоперекладний навчання граматики у ході читання тексту та його дослівного перекладу. Мета навчання спілкування. Переважає усне мовлення на основі комунікативних ситуацій навчання фонетики лексики. Переваги:розробка методики навчання усного мовлення системи фонетичних вправ використання різних безперекладних способів семантизації лексики.
75879. Проблеми перекладу в аспекті семантики. Види відношень одиниць вихідної мови та мови перекладу (повна та часткова відповідальність, пересічення, включення) 54.5 KB
  В первую очередь, понятие уровня перевода связано с распространенным в теории перевода понятиями “эквивалентного” (иначе - “адекватного”), “буквального” и вольного перевода. Вообще говоря, понятие переводческой эквивалентности, также как и буквализма и переводческой вольности, не сводиться видимо
75880. Структурні та мовні особливості словникових статей словників-тезаурусів, двомовних, асоціативних, частотних словників 48 KB
  Идеографические словари. Словари-тезаурусы сделанные по конкретным проблемным областям например по электронике геологии торговле политике широко используются в системах автоматического поиска. Переводные словари. Франкорусские словари представлены в частности словарем К.