Эксперимент, показывающий воздействие силы Лоренца на заряженные частицы

Пучок электронов, движущихся по круговой траектории под воздействием магнитного поля. Свечение вызвано возбуждением атомов остаточного газа в баллоне

В электроприборах

Основным применением силы Лоренца (точнее, её частного случая — силы Ампера) являются электрические машины (электродвигатели и генераторы). Сила Лоренца широко используется в электронных приборах для воздействия на заряженные частицы (электроны и иногда ионы), например, в телевизионных электронно-лучевых трубках, а также в масс-спектрометрии и МГД генераторах.

В ускорителях заряженных частиц

Сила Лоренца также используется в ускорителях заряженных частиц, задавая орбиту, по которой движутся эти частицы.

 

30. Поток вектора магнитной индукции, пронизывающий площадку S - это величина, равная:

Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток) измеряется в веберах (Вб)

 

Магнитный поток - величина скалярная.

Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток) равен числу линий магнитной индукции, проходящих сквозь данную поверхность.

Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток) сквозь произвольную замкнутую поверхность равен нулю:

Работа магнитного поля по перемещению контура с током.

На проводнике с током в магнитном поле действуют силы, определяемые законом Ампера. Если проводник не закреплен(одна из сторон контура изготовлена в виде подвижной перемычки) то под действием силы Ампера он будет в магнитном поле перемещаться. Следовательно, магнитное поле совершает работу по перемещению проводника с током. Сила, направленная которой определяется по правилу левой руки, а значение – по закону Ампера, равна F=Ibl.

Работа, совершаемая магнитным полем, равна dA=Fdx=IBldx=IBdS=IdФ, т.к ldx=dS – площадь, пересекаемая проводником при его перемещении в магнитном поле, DdS=dф- поток вектора магнитной индукции, пронизывающий эту площадь.

dA=IdФ т.е работа по перемещению проводника с током в магнитном поле равна произведению силы тока на магнитный поток, пересеченный движущимся проводником.

 

Уравнение Максвелла.

Уравнения Максвелла общие уравнения для электрических и магнитных полей в покоящихся средах. Уравнения Максвелла не симметричны относительно элект и магнит полей.

Первое уравнение Максвелла – циркуляция вектора напряженности суммарного поля равна

= Это уравнение показывает, что источниками электрического поля могут быть не только электрические заряды, но и изменяющиеся во времени магнитные поля.

Второе уравнение Максвелла – обобщенная теорема о циркуляции вектора Н

Это уравнение показывает, что магнитные поля могут возбуждаться либо движущимися зарядами(эл токами), либо переменными электрическими полями.

Еще два уравнения выражают теорему Гаусса для электрического и магнитного полей. Согласно теореме Гаусса для вектора электрической индукции D поток этого вектора через любую замкнутую поверхность S равен суммарному заряду, заключенному внутри этой замкнутой поверхности.

В общем случае, когда заряд распределен внутри замкнутой поверхности непрерывно с объемной плотностью ρ, то эта формула приобретает вид:

Это уравнение показывает, что источником электрического поля могут быть электрические заряды.

Теорема Гаусса для индукции магнитного поля утверждает, что поток вектора В через любую замкнутую поверхность равен нулю.

Это уравнение указывает на замкнутость линий магнитной индукции, то есть на отсутствие источников, на которых бы эти линии начинались или оканчивались.

Уравнения Максвелла в дифференциальной форме (характеризующих поле в каждой точке пространства)

 

Обе формы Максвелла – интегральная и дифференциальная- эквиваленты. Однако, если имеются поверхности разрыва – поверхности, на который свойства среды или полей меняются скачкообразно, то интегральная форма уравнений является более общей.