ЭлектродинамикаЭлектродинамикаСодержание Магнитное поле Самоиндукция Вектор магнитной индукции Сила Ампера Сила Лоренца Электромагнитная индукция Правило. - презентация

1 Электродинамика

2 Содержание Магнитное поле Самоиндукция Вектор магнитной индукции Сила Ампера Сила Лоренца Электромагнитная индукция Правило Ленца Закон электромагнитной индукции Индуктивность

3 Магнитное поле тока Вид материи посредством которого осуществляется магнитное взаимодействие называют 1820 г. X. Эрстед датский физик, открыл магнитное действие тока. 1. Магнитное поле порождается током, т. е. движущимися электрическими зарядами. 2. Магнитное поле обнаруживается по действию на магнитную стрелку и на движущиеся электрические заряды (токи). 3. Магнитное поле вихревое г. А. Ампер французский ученый, открыл механическое взаимодействие токов и установил закон этого взаимодействия. магнитным полем

4 Вектор магнитной индукции Вектор магнитной индукции определяет силы, действующие на токи или движущиеся заряды в магнитном поле. Основной характеристикой магнитного поля является в вв вектор магнитной индукции. Направление вектора Направление этого вектора для поля прямого проводника с током и соленоида можно определить по пра­вилу буравчика: если направление поступательного движения буравчика (винта с правой нарезкой) совпадает с направлением тока, то направление вращения ручки буравчика покажет направление линий магнитной индукции. Вектор магнитной индукции направлен по касательной к линиям Направление совпадает с направлением свободной магнитной стрелки от южного полюса S к северному N. На практике удобно пользоваться следующим правилом: если большой палец правой руки направить по току, то направление обхвата тока остальными пальцами совпадет с направлением линий магнитной индукции. Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимального значения силы Ампера, действующей на прямой проводник с током, к силе тока I в проводнике и его длине Δl:

5 Сила Ампера Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера Сила действия однородного магнитного поля на проводник с током прямо пропорциональна силе тока, длине проводника, модулю вектора индукции магнитного поля, синусу угла между вектором индукции магнитного поля и проводником: F = IBΔl sin α. Сила Ампера направлена перпендикулярно вектору магнитной индукции и направлению тока, текущего по проводнику. Направление вектора силы Ампера определяется правилом левой руки, в соответствии с которым необходимо расположить левую руку так, чтобы четыре пальца указывали направление тока в проводнике, а вектор магнитной индукции входил бы в ладонь перпендикулярно. Тогда большой палец, отогнутый под прямым углом в плоскости ладони, будет указывать направление вектора силы Ампера. Сила Ампера достигает максимального по модулю значения F max, когда проводник с током ориентирован перпендикулярно линиям магнитной индукции.

6 Сила Лоренса Сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу, называется силой Лоренса F л = qυB sin α. Направление силы Лоренца, действующей на положительно заряженную частицу, так же, как и направление силы Ампера, может быть найдено по правилу левой руки или по правилу буравчика Сила Лоренца направлена перпендикулярно векторам B и V При движении заряженной частицы в магнитном поле сила Лоренца работы не совершает. Поэтому модуль вектора скорости при движении частицы не изменяется. Если заряженная частица движется в однородном магнитном поле под действием силы Лоренца, а ее скорость лежит в плоскости, перпендикулярной вектору то частица будет двигаться по окружности радиуса

7 Электромагнитная индукция 1831 г. Фарадей обнаружил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля возникает индукционный ток. Индукционный ток в катушке возникает при замыкании и размыкании цепи.Фарадей Индукционный ток в катушке возникает при введении магнита в полость катушки и его выведении из нее. Явление возникновения ЭДС в замкнутом проводящем контуре при изменениях магнитного поля, пронизывающего контур, называется электромагнитной индукцией. Появление электромагнитной индукции, свидетельствует о действии в контуре сторонних сил неэлектрической природы или о возникновении ЭДС индукции (Ei).

8 Правило Ленца Правило Ленца -возникающий в замкнутом контуре индукционный ток имеет такое направление, что созданный им поток магнитной индукции через площадь, ограниченную контуром, стремится компенсировать то изменение потока магнитной индукции, которое вызывает данный ток Определении направления индукционного тока; 1. Определить направление внешнего магнитного потока BМ. 2. Выяснить как он изменяется. Растет или убывает. 3. Используя правило Ленца определить направление вектора магнитной индукции индукционного тока Bi. Если магнитный поток растет, то Bi препятствует росту BМ, т.е. Bi. направлен противоположно BМ. Если магнитный поток убывает, то Bi препятствует убыванию BМ, т.е. B направлена в ту же сторону, что и BМ. 4. Зная направление Bi, используя правило буравчика с правой нарезкой определить направление индукционного тока.

9 Закон электромагнитной индукции При всяком изменении магнитного потока через проводящий контур в этом контуре возникает электрический ток. E не зависит от свойств контура I зависит от свойств контура; ЭДС индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока через площадь, ограниченную этим контуром Если магнитный поток убывает (рис. 6), то ЭДС>0. рис. 6 Если магнитный поток растет (рис. 7), то ЭДС

10 Индуктивность Если через катушку пропускать ток, то Ф ~ I. Следовательно, Ф=LI, где L индуктивность катушки, характеризующая ее магнитные свойства. Согласно закону электромагнитной индукции, Но Ф= L I,. Индуктивность зависит от: Ф= E t. Следовательно магнитной проницаемости среды размеров и формы катушки количества витков

11 Самоиндукция Самоиндукция является важным частным случаем электромагнитной индукции, когда изменяющийся магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции, создается током в самом контуре 1. Изменяющееся магнитное поле индуцирует ЭДС E в том самом проводнике, по которому течет ток, создающий это поле 2. При замыкании цепи нарастающий магнитный поток порождает вихревое электрическое поле, которое создает ЭДС самоиндукции, препятствующую нарастанию тока. 3. В момент уменьшения тока вихревое поле поддерживает его. 4.Цепь разомкнули. В момент размыкания через гальванометр течет ток против начального тока: Ei Следовательно, ток после размыкания увеличивается.