Контур с током в однородном и неоднородном магнитном поле

При помещении контура с током во внешнее однородное магнитное поле на каждый элемент контура будет действовать сила Ампера. Если контур симметричный и плоский (кольцо, прямоугольник и т.д.), то силы Ампера, действующие на диаметрально противоположные участки контура, представляются "парой сил" и поворачивают контур так, что его плоскость устанавливается перпендикулярно вектору . Другими словами, на плоский симметричный контур со стороны однородного магнитного поля действует вращающий момент:

.
Контур будет поворачиваться до тех пор, пока момент М не станет равен нулю, а это возможно только при т.е. плоскость контура перпендикулярна вектору . Если внешнее поле неоднородное, то на виток с током действует не только вращающий момент, но и дополнительная сила, которая втягивает виток в область более сильного поля. Так, если градиент поля направлен вдоль оси х: , то .
Опыт показывает, что магнитный поток Ф, связанный с контуром, прямо пропорционален силе тока в этом контуре: Ф = L*I

Индуктивность контура L - коэффициент пропорциональности между проходящим по контуру током и созданным им магнитным потоком. Индуктивность проводника зависит от его формы, размеров и свойств окружающей среды.

Самоиндукция - явление возникновения ЭДС индукции в контуре при изменении магнитного потока, вызванном изменением тока, проходящего через сам контур. Самоиндукция - частный случай электромагнитной индукции.

 

Явление самоиндукции аналогично явлению инерции. Индуктивность при изменении тока играет ту же роль, что и масса при изменении скорости тела. Аналогом скорости является сила тока.Значит энергию магнитного поля тока можно считать величиной, подобной кинетической энергии тела :

 

Взаимосвязь силы Лоренца и силы Ампера. Циклотрон

 

Циклотрон — резонансный циклический ускоритель нерелятивистских тяжёлых заряженных частиц (протонов, ионов), в котором частицы двигаются в постоянном и однородном магнитном поле, а для их ускорения используется высокочастотноеэлектрическое поле неизменной частоты.

 

 

 

Эффект Холла.

Эффект Холла - это возникновение поперечной разности потенциалов при пропускании тока через металлическую или полупроводниковую пластинку, помещенную в магнитное поле, таким образом, чтобы вектор индукции магнитного поля () былонаправлено перпендикулярно вектору плотности тока ().C помощью эффекта Холла (1879 г.) можно измерить зависимость плотности тока от концентрации свободных электронов.

42. Закон Био-Савара-Лапласа и примеры его применения.

Формулировка закона Био Савара Лапласа имеет вид: При прохождении постоянного тока по замкнутому контуру, находящемуся в вакууме, для точки, отстоящей на расстоянии r0, от контура магнитная индукция будет иметь вид.

43. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме и примеры его применения. Вихревой характер магнитных полей.