Энергия магнитного поля тока - презентация

1

2 Вокруг проводника с током существует магнитное поле, которое обладает энергией. Источник тока, включенный в электрическую цепь, обладает запасом энергии. В момент замыкания электрической цепи источник тока расходует часть своей энергии на преодоление действия возникающей ЭДС самоиндукции. Эта часть энергии, называемая собственной энергией тока, и идет на образование магнитного поля.

3 Энергия магнитного поля равна собственной энергии тока. Собственная энергия тока численно равна работе, которую должен совершить источник тока для преодоления ЭДС самоиндукции, чтобы создать ток в цепи. Энергия магнитного поля, созданного током, прямо пропорциональна квадрату силы тока. Куда пропадает энергия магнитного поля после прекращения тока? - выделяется (при размыкании цепи с достаточно большой силой тока возможно возникновение искры или дуги).

4

5 В 1813 году вышел в свет знаменитый «Трактат по электричеству и магнетизму» плод восьмилетней работы Дж.К.Максвелла ( ). В трактате изложена новая теория электромагнитного поля. Выведенные Максвеллом уравнения легли в основу современной электротехники и радиотехники. Восхищенный внешней и внутренней красотой примененного Максвеллом математического аппарата, немецкий физик Людвиг Больцман ( ) выразил свой восторг стихами, начинавшимися фразой: «Не бог ли эти знаки начертал?»

6 Максвелл составил четыре уравнения, два из которых имеют непосредственное отношение к физике средней школы. Для электромагнитного поля (в отсутствие проводников) они могут быть представлены так: Где Е - напряженность электрического поля на участке dl, Н – напряженность магнитного поля на участке dl, N – поток электрической индукции, Ф- поток магнитной индукции, t - время

7 Физическую сущность этих уравнений можно выразить следующими двумя положениями:

8 Вспомните известные опыты: изменяя магнитное поле, вдвигая (и выдвигая) магнит в катушку (или замыкая и размыкая ток во внутренней катушке), в последней всегда получаем электрический ток. Впрочем, приведенные рисунки имеют существенный недостаток замкнутыми показаны только линии напряженности электрического поля или линии напряженности магнитного поля в отдельности. Более наглядное представление уравнений Максвелла дал английский физик Брэгг в виде воображаемой модели, известной под названием «цепочка Брэгга». Она представляется нам в виде цепочки из чередующихся медных и железных колец.

9 Замыкая на мгновение ключ К, мы посылаем ток от батареи в первое медное кольцо. Следующее кольцо, сделанное из железа, намагничивается. Возникновение в нем магнитного поля вызывая индукционный ток в третьем кольце. Этот ток вызовет магнитное поле в четвертом и т.д.

10 Замкнутость магнитных и электрических силовых линий электромагнитного поля весьма важное положение теории Максвелла. Чтобы иметь возможность во всех случаях говорить о замкну том вихревом характере поля, Максвелл ввел понятие «ток смещения», который как бы замыкав) через диэлектрик электрический контур (при наличии в цепи конденсатора). Магнитные силовые линии окружают ток смещения, так же как и ток проводимости.

11 Электромагнитное поле материально. Физика знает две формы материи вещество (твердое, жидкое, газообразное) и поле (электромагнитное, гравитационное, внутриядерное). Скорость распространения электромагнитного поля, как теоретически установил Максвелл, равна скорости распространения света. Отсюда у Максвелла возникла идея, что и свет представляет собой электромагнитное поле. Электромагнитная теория света сме­нила предшествующую ей теорию Гюйгенса, которая рассматривала свет как колебание эфира.

12 Материальность электромагнитного поля под­тверждается тем, что в нем наблюдается действие сил, что оно является носителем и передатчиком энергии. Эта материя всегда налицо, так как если откачать насосом обычную, вещественную материю, которую Максвелл называл «грубой» (или «сгущенной») материей, то останется «тончайшая» материя, способная передавать электрические и световые действия.

13