Магнитное поле. Постоянные магниты и магнитное поле тока

 

Магнитное поле

Материя может существовать в двух видах – вещество и поле.

Свойства вещества – масса, цвет, вес, объем, форма, агрегатное состояние

Свойства поля – полевые характеристики

Мы изучили свойства некоторых полей:

Электростатическое поле создается неподвижными зарядами, действует на любые заряды

Характеристики – (полевые характеристики) напряженность E и потенциал φ

Гравитационное поле создается гравитационной (тяготеющей) массой

Характеристика - ускорение свободного падения

 

Кроме этих двух полей, существует поле другой природы – магнитное.

Наблюдения: существуют тела, которые могут притягивать к себе металлические предметы. Эти тела называются постоянными магнитами (ПМ).

Полюс постоянного магнита – его область, где магнитные силы максимальны

Название полюсов – северный N и южный S

Нейтральная область – часть ПМ, вблизи которой магнитные силы равны нулю

 

Разноименные полюса ПМ притягиваются друг к другу,

одноименные полюса - отталкиваются

Постоянные магниты

 

 

полосовой магнит

нейтральная зона в середине магнита

Магнитная стрелка- легкий полосовой магнит,

который может свободно вращаться вокруг одной или нескольких осей. Примеры - железные опилки, иголка

.

Подковообразный магнит

 

Земля

Северный магнитный полюс Земли расположен

вблизи ее географического Юга. Поэтому северный полюс

магнитной стрелки показывает на географический Север

 

Опыт Эрстеда доказывает, что постоянные магниты и движущиеся заряды создают поле одной природы.

Описание опыта Эрстеда:

магнитная стрелка, расположенная вблизи

проводника, поворачивается, если по

проводнику пропускают электрический ток

 

 

Силовые линии магнитного поля, или линии магнитной индукции – это линии, касательные к которым в каждой точке совпадают по направлению с индукцией магнитного поля в этой точке

Свободная магнитная стрелка устанавливается по касательной к силовой линии магнитного поля

Свойства силовых линий магнитного поля

1. силовые линии магнитного поля замкнуты

2. для постоянных магнитов силовые линии выходят из северного полюса и входят в южный

3. для определения направления индукции магнитного поля прямого провода с током используется правило буравчика

Картины силовых линий

 

 

Некоторые обозначения:

Вектор, перпендикулярный чертежу

за чертеж из чертежа

 

однородное поле –

поле, для которого силовая характеристика

во всех точках имеет одинаковое значение

 

Для магнитного поля справедлив

принцип суперпозиции полей

Модуль индукции магнитного поля прямого тока вычисляется по формуле

 

где d –

 

Взаимодействие токов. Сила Ампера. Сила Лоренца.

Опыт Ампера

 

Параллельные токи притягиваются Антипараллельные токи_ отталкиваются

 

Действие магнитного поля на проводник с током

Если поместить проводник с током в магнитное поле, то на него будет действовать сила, которая называется силой Ампера.

 

Сила Ампера - сила, с которой

магнитное поле действует на проводник с током

 

Сила Ампера вычисляется

 

 

 

 

 

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки.

Из опыта известно, что магнитное поле действует на проводник с током и на ток без проводника (пучки заряженных частиц). Следовательно,причина появления силы Ампера в том, что магнитное поле действует на движущиеся заряды.

 

Сила Ампера Сила Лоренца

Сила Лоренца – сила, с которой магнитное поле действует на движущийся заряд

Модуль силы Лоренца вычисляется по формуле

 

 

Сила Лоренца направлена перпендикулярно скорости движения заряда и вектору магнитной индукции

Направление силы Лоренца вычисляется по правилу левой руки

 

 

для положительного заряда

 

для отрицательного заряда

Индукция магнитного поля. Магнитный поток. Явление электромагнитной

Индукции и закон электромагнитной индукции Фарадея.

 

Индукция магнитного поля

Индукция магнитного поля – это силовая (векторная) характеристика магнитного поля.

Индукция В поля (магнитная индукция) – векторная характеристика магнитного поля.

Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимальной силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, к силе этого тока и длине проводника

 

Равносильное определение

Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимального момента сил, действующего на контур с током в магнитном поле, к силе этого тока и площади контура

 

Единица измерения магнитной индукции:

[B] = 1 Тл (Тесла)