Тепловая мощность тока-количество теплоты,выделяемое в проводнике в ед.времени

ПРАВИЛА КИРХГОФА.

Узлом электрич.цепи называется точка, в которой сходятся 3 и более проводника.

1 правило(правило узлов): алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле равна нулю!(токи с разными знаками)

Контуром называется любая замкнутая часть эл.цепи.

2 правило(правило контуров): алгебраическая сумма падения напряжений в контуре равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в том же контуре

 

Закон Био–Савара-Лапласа. Применение закона Б. С. Л. к расчету поля прямого проводника. Магнитное поле движущегося заряда.

Закон Био–Савара-Лапласа определяет индукцию магнитного поля создаваемое проводником бесконечно малой длины.

Применение закона Б. С. Л. к расчету поля прямого проводника.

Магнитное поле движущегося заряда.

Магнитный момент контура. Поле на оси кругового контура с током.

 

Теоремы Гаусса и Стокса (поток и циркуляция) для вектора B. Расчет поля бесконечного соленоида и тороида.

Циркуляция магнитного поля (закон полного тока) в вакууме. Теорема Гаусса для магнитного поля

 

1) Теорема о циркуляции для магнитного поля в вакууме

Циркуляция вектора магнитной индукции поля в вакууме равна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром (т. е. результирующему току через поверхность, опирающуюся на контур L), умноженной на магнитную постоянную:

.

Силовые поля, для которых циркуляция силового вектора отлична от нуля, называются вихревыми или соленоидальными. Магнитное поле является вихревым, а его силовые линии (линии вектора ) - замкнуты.

2) Расчет магнитного поля токов. Используя теорему о циркуляции, можно рассчитывать магнитные поля токов, обладающие определенной симметрией, например, индукции магнитных полей внутри тороида и бесконечно длинного соленоида.

Для соленоида: В = m₀·nI;

для тороида: ; R₂< r <R₁,

где n - число витков на единицу длины соленоида; N - полное число витков тороида; r - радиус окружности, лежащей внутри тороида; R₁ и R₂ - внутренний и наружный радиусы тороида.

 

3) Теорема Гаусса для магнитной индукции

Рис. 2.11

dS

S

Элементарным потоком магнитной индукции(магнитнымпотоком)сквозь малую поверхность площадью dS называется физическая величина, равная

.

Магнитный поток сквозь произвольную поверхность S (рис. 2.11)

 

.

Если магнитное поле однородное, а поверхность S плоская, то

 

Ф _m=В_n×S = B×S cos( ^ ).

 

Единица измерения магнитного потока в СИ - 1 Вб (вебер).

Теорема Гаусса для магнитного поля (силовые линии поля замкнуты)

 

4) Теорема Стокса

§Bdl=µ∑I

Циркуляция вектора магнитной индукции прямо пропорционально алгебраической сумме токов охватывающих контур интегрирования.

§Bdl=µ()

Положительными считаются токи связанные с обходом правилом правого винта

 

Эффект Холла.

1) Эффе́кт Хо́лла — явление возникновения поперечной разности потенциалов (называемой также холловским напряжением) при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле.

В простейшем рассмотрении эффект Холла выглядит следующим образом. Пусть через металлический брус в слабом магнитном поле течёт электрический ток под действием напряжённости . Магнитное поле будет отклонять носители заряда (для определённости электроны) от их движения вдоль или против электрического поля к одной из граней бруса. При этом критерием малости^[1] будет служить условие, что при этом электрон не начнёт двигаться по циклоиде.

Таким образом, сила Лоренца приведёт к накоплению отрицательного заряда возле одной грани бруска, и положительного — возле противоположной. Накопление заряда будет продолжаться до тех пор, пока возникшее электрическое поле зарядов не скомпенсирует магнитную составляющую силы Лоренца:

Скорость электронов можно выразить через плотность тока:

где — концентрация носителей заряда. Тогда

Коэффициент пропорциональности между и называется коэффициентом (или константой) Холла. В таком приближении знак постоянной Холла зависит от знака носителей заряда, что позволяет определять их тип для большого числа металлов. Для некоторых металлов (например, таких, как свинец, цинк, железо, кобальт, вольфрам), в сильных полях наблюдается положительный знак , что объясняется в полуклассической и квантовой теориях твёрдого тела.

2)Напряжённость электрического поля (поля Холла)

появление в проводнике с током плотностью j, помещенном в магнитное поле Н, электрического поля E_x, перпендикулярного Н и I. Напряжённость электрического поля (поля Холла) равна:

E_x = Rhjsin a, (1)

где a угол между векторами Н и f (a < 180°). Если H ^ j, то величина поля Холла E _x максимальна: E _x = RHj. Величина R, называется коэффициентом Холла, является основной характеристикой