Закон Био-Савара-Лапласа. Закон Ампера. Сила Лоренца
1.Закон Био-Савара-Лапласа определяет величину и направление индукции магнитного поля в некоторой точке пространства, находящегося около проводника стоком.
2.
mо – магнитная проницаемость вакуума (mо =4p·10-7 Гн/м) m – магнитная проницаемость среды (безразмерна, от 1 до 10000) – вектор, указывающий направление тока в проводнике ( элемент тока).
- радиус-вектор, соединяющий элемент тока с точкой в пространстве, где измеряется магнитное поле.
Пример вычисления магнитного поля прямолинейного проводника с током бесконечной длины.
r, dl - ?
;
а) для бесконечно длинного проводника с током. a1 = 0, a2 = p
Если точка А находится по середине провода, то
3.Закон Ампера
- элементарная сила (бесконечная сила) - элемент тока - магнитная индукция
dF = I·dl·B·sinβ F = B·I·l·sinβ по правилу буравчика (или левой руки):
- направлен от нас - направлен к нам Закон Ампера определяет силу взаимодействия между двумя проводниками с током.
4.
Сила Лоренца–определяет силу взаимодействия между зарядами и магнитным полем.
F = q·V·B·sina
Свойства силы Лоренца: 10. Сила Лоренца не совершает работы по перемещению заряда. А только искривляет траекторию, т.е. заставляет заряды крутиться по векторной линии. 20. Сила Лоренца разделяет заряды (сортирует) по знакам.
Пример по 2: Рассмотрим МГД-генератор.
Магнетики: Диамагнетики. Парамагнетики. Ферромагнетики.
Делятся на три класса: диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики. Диамагнетики – магнитные вещества, у которых восприимчивость отрицательна (m<1).
Парамагнетики – магнитные вещества, у которых восприимчивость положительна (m>1).
Ферромагнетики – восприимчивость во много раз положительна (m>>1). m связана с восприимчивостью: m = 1 + 4pc (c - восприимчивость)
m = 1 + c
Ферромагнетики – железо(Fe), никель(Ni), кобальт(Co) и т.д.
а) Восприимчивость диамагнетиков: - вектор магнитного момента
- плотность тока
; (sin900 = 1)
j = zneU z – зарядовое число (z = -1)
n = 1 (один электрон)
U = w·r
H – напряженность магнитного поля, w – частота вращающегося магнитного поля, m – масса электрона.
а – радиус атом (электрона)
; d –диамагнетик, N – число Авогадро так как M= cН, то
б) Восприимчивость парамагнетиков: Если магнитные моменты всех атомов: J называют намагниченностью.
F – свободная Энергия F = -NkT· lnz k – коэффициент Больцмана; z – число состояний магнитных моментов электронов в парамагнетике.
mH·cosq = -u(энергия взаимодействия магнитного момента с полем Н). Q - угол нутаций J - угол прецессий
cosq = x
; (sha– гиперболический синус а)
- Для любого случая.
Рассмотрим случай:
( слабые магнитные поля, высокие температуры Т )
, (cр - восприимчивость) Как видно восприимчивость зависит от температуры.
в) Восприимчивость ферромагнетиков:
Это доказывается кривой намагничивания. Когда уменьшается магнитное поле (МП), то индукция МП не уменьшается по тому же закону. ОА – остаточная намагниченность (индукция). ОАС – коэрцитивная сила. В точке С исчезают магнитные свойства (В=0) при каких-то значениях Н. Дальнейшее уменьшение МП приводит к симметричной петле гистерезиса.
B = mH Для ферромагнетиков существует температура Кюри (Тк). При данной температуре ферромагнетик превращается в парамагнетик. Ферромагнетики делятся на домены. Домены – области спонтанной намагниченностью. В каждом домене магнитные моменты m строго параллельны.
Отмечено, что есть монокристаллы, где соседние домены образуют угол 1800. Магнитные моменты в одном домене строго параллельны, за это отвечают обменные силы или обменные взаимодействия. Обменные взаимодействия могут объясняться только через квантовую механику.
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1515)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |