Силовое действие магнитного поля

Содержание

Слайд 2

Действие магнитного поля на проводник с током

Сила, действующая со стороны магнитного

Действие магнитного поля на проводник с током Сила, действующая со стороны магнитного

поля на проводник с током, называется
силой Ампера.

Направление силы Ампера опреде-ляется либо с помощью правила левой руки, либо с помощью пра-вила буравчика (правого винта).

Закон Ампера:

Закон Ампера в скалярной форме:

Если проводник с током прямолинейный и магнитное поле
однородно ( ), то .

Слайд 3

Взаимодействие параллельных проводников с током

По закону Био-Савара-Лапласа:

По закону Ампера:

При

Взаимодействие параллельных проводников с током По закону Био-Савара-Лапласа: По закону Ампера: При
и :


Параллельные проводники с током
взаимодействуют с силами, пропор-
циональными произведению токов и обратно пропорциональными рас-
стоянию между ними.

>> d

Слайд 4

Параллельные проводники с токами одинакового направ-ления притягиваются, а с токами противоположного на-правления

Параллельные проводники с токами одинакового направ-ления притягиваются, а с токами противоположного на-правления
– отталкиваются.

Магнитное взаимодействие параллельных
и антипараллельных токов

Слайд 5

Действие магнитного поля на движущийся заряд

Сила, действующая со стороны магнитного поля

Действие магнитного поля на движущийся заряд Сила, действующая со стороны магнитного поля
на движущийся заряд, называется силой Лоренца.

Направление силы Лоренца, действующей на положительно заряженную частицу, определяется с помощью правила левой руки.

Сила Лоренца:
не действует на незаряженную или покоящую-
ся частицу;
не действует на частицу, движущуюся вдоль
линий магнитной индукции (α = 0 или π);
не совершает работы, следовательно, не изме-
няет модуль скорости (кинетическую энергию).

Хендрик Лоренц
(1853 – 1928)

Слайд 6

(α = 0 или π; FЛ = 0). Движение прямолинейное
и равномерное.

1.

(α = 0 или π; FЛ = 0). Движение прямолинейное и равномерное.
Частица движется вдоль линий магнитной индукции

2. Частица движется перпендикулярно линиям индукции (α = π/2 и ).

Движение равномерное, по окружности.

3. Частица движется под углом α к линиям
магнитной индукции. Движение по вин-
товой линии.

Движение заряженной частицы
в однородном магнитном поле

Слайд 7

Если на движущуюся заряженную частицу одновременно
действуют электрическое поле напряженностью и маг-
нитное поле

Если на движущуюся заряженную частицу одновременно действуют электрическое поле напряженностью и маг-
с индукцией , то результирующая сила
равна:

– обобщенная сила Лоренца.

Электрическая составляющая обобщенной силы Лоренца изменяет модуль скорости (кинетическую энергию) дви-
жущейся заряженной частицы, а магнитная составляю-щая – только направление ее движения.

Действие силы Лоренца лежит в основе работы масс-спек-
трографов и управления движением заряженных частиц
в современных ускорителях (циклотронах, синхрофазотро-
нах и т.д.)

Слайд 8

Эффект Холла (обнаружен в 1879 г.)

Эффект Холла – это
возникновение попе-
речной разности по-
тенциалов

Эффект Холла (обнаружен в 1879 г.) Эффект Холла – это возникновение попе-
в провод-
нике с током, поме-
щенном в магнитное
поле.

Под действием силы Лоренца возникает разделение зарядов
на противоположных гранях проводника и образуется попе-
речное электрическое поле.

– холловская разность
потенциалов.

Слайд 9

Постоянная Холла

Эдвин Герберт Холл
(1855 – 1938)

где

– постоянная
Холла.

Измерив постоянную Холла, можно найти

Постоянная Холла Эдвин Герберт Холл (1855 – 1938) где – постоянная Холла.
концентрацию
носителей тока в данном металле.

Применение эффекта Холла:
МГД-генераторы;
датчики магнитного поля;
исследование свойств полупроводни-
ков.

Слайд 10

L

– циркуляция вектора
магнитной индукции.

Циркуляция вектора магнитной индукции

Если для электростатического поля всегда:

то

L – циркуляция вектора магнитной индукции. Циркуляция вектора магнитной индукции Если для
для магнитного поля
в общем случае:

L – произвольный
замкнутый контур.

(вихревое поле)

Слайд 11

Пример: вычислим циркуляцию вектора для прямо-линейного проводника с током в вакууме вдоль

Пример: вычислим циркуляцию вектора для прямо-линейного проводника с током в вакууме вдоль
контура,
совпадающего с одной из магнитно-силовых линий.

Этот результат справедлив не только для кругового контура,
но и для замкнутого контура любой геометрической формы.

Слайд 12

Если контур охватывает несколько токов, то справедлив принцип суперпозиции:

Закон полного тока в

Если контур охватывает несколько токов, то справедлив принцип суперпозиции: Закон полного тока
вакууме

Закон полного тока в вакууме:
циркуляция вектора магнитной ин-
дукции в вакууме равна произведению
магнитной постоянной на алгебраи-
ческую сумму токов, охватываемых
этим контуром.

Например, для схемы,
показанной на рисунке:

Слайд 13

Магнитный поток

Магнитным потоком через площадку dS называется скалярная физическая величина

– магнитный

Магнитный поток Магнитным потоком через площадку dS называется скалярная физическая величина –

поток через

Для однородного поля и плоской площадки

конечную площадку.

– теорема Гаусса
для магнитного поля.