Электрическое и магнитное поле тока.

Электрическим током называют всякое упорядоченное движение свободных зарядов в пространстве. За направление электрического тока принимается направление движения положительных зарядов.

Действия электрического тока:

1. Тепловое

2. Химическое;

3. Магнитное

Условия существования электрического тока:

1. Наличие свободного носителя заряда;

2. Наличие электрического поля;

3. Наличие замкнутой цепи

Сила тока – физическая величина, равная отношению заряда проходящего через поперечное сечение проводника за небольшой промежуток времени к длительности этого промежутка. Силу тока измеряют в Амперах (А).

Ток называется постоянным, если его сила не меняется с течением времени.

Закон Ома. Для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Единица сопротивления называется Омом (Ом).

Что бы найти напряжение (U) на данном участке цепи, надо работу тока (А) разделить на заряд (q), прошедший по этому участку: U = A / q.

Единица электрического напряжения называется Вольтом (B).

Закон Джоуля — Ленца. Электродвижущая сила ( Ɛ) источника тока – физическая величина, равная отношению работы сторонних сил по переносу заряда в замкнутой цепи к величине перенесенного заряда. ЭДС измеряется в Вольтах (В).

1. Электродвижущая сила индукции направлена так, что бы магнитное поле индукционного тока препятствовало изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток.

2. Мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании электрического тока, пропорциональна произведению плотности электрического тока на величину напряженности электрического поля.

По современным представлениям, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле.

Электрическое поле — это особый вид материи, которая существует вокруг электрически заряженных элементарных частиц (электроны и протоны). Через электрические поля передаётся воздействие одного электрического заряда (неподвижного) на иной неподвижный электрический заряд. Это поле оказывает силовое действие на другие заряженные тела.

Поскольку в промежутке этого расстояния нет плотных тел, то, следовательно, можно утверждать о существовании невидимого поля. Ну, а поскольку данное поле связанно с электрическими явлениями, то и поле стали называть электрическим. В целом же, электрическое поле (как и другие виды полей) существуют везде и вокруг всего, только из-за их скомпенсированости взаимодействия друг на друга и невидимости невооруженным глазом создаётся впечатление, будто они появляются.

К свойствам электрического поля можно отнести:

1. невидимость (их определение происходит через поведение пробного электрического заряда);

2. электрические поля взаимодействуют только лишь с электрическими полями;

3. оно имеет векторное направление;

4. может притягивать либо отталкивать;

5. существует всегда вокруг заряженных частиц (в отличие от магнитного поля);

6. обладает свойством концентрации и неоднородности (имеется в виду напряженность).

Главное свойство электрического поля – действие на электрические заряды с некоторой силой. Таким образом, взаимодействие заряженных тел осуществляется не непосредственным их воздействием друг на друга, а через электрические поля, окружающие заряженные тела.

Электрическое поле, окружающее заряженное тело, можно исследовать с помощью так называемого пробного заряда – небольшого по величине точечного заряда, который не производит заметного перераспределения исследуемых зарядов.

Для количественного определения электрического поля водится силовая характеристика – напряженность электрического поля.

Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:

Напряженность электрического поля – векторная физическая величина. Направление вектора Ē в каждой точке пространства совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд.

Электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим. Во многих случаях для краткости это поле обозначают общим термином – электрическое поле.

Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними.

Магнитное поле и его характеристики. При прохождении электрического тока по проводнику вокруг него образуется магнитное поле. Магнитное поле представляет собой один из видов материи. Оно обладает энергией, которая проявляет себя в виде электромагнитных сил, действующих на отдельные движущиеся электрические заряды (электроны и ионы) и на их потоки, т. е. электрический ток. Под влиянием электромагнитных сил движущиеся заряженные частицы отклоняются от своего первоначального пути в направлении, перпендикулярном полю. Магнитное поле образуется только вокруг движущихся электрических зарядов, и его действие распространяется тоже лишь на движущиеся заряды. Магнитное и электрические поля неразрывны и образуют совместно единое электромагнитное поле. Всякое изменение электрического поля приводит к появлению магнитного поля и, наоборот, всякое изменение магнитного поля сопровождается возникновением электрического поля.

Электромагнитное поле распространяется со скоростью света, т. е. 300 000 км/с.

 

Электромагнитная индукция.

Электрическим смещением (электрической индукцией) называется векторная величина (D), характеризующая электрическое поле, созданное данной системой зарядов, и независящая от относительной диэлектрической проницаемости среды.

Индукция, в данном случае, - появление, возникновение.

Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физикомМ. Фарадеем в 1831 г. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.

Индукционный ток в катушке возникает при:

1. перемещении постоянного магнита относительно катушки;

2. при перемещении электромагнита относительно катушки;

3. при перемещении сердечника относительно электромагнита, вставленного в катушку;

4. при регулировании тока в цепи электромагнита;

5. при замыкании и размыкании цепи.

Единица магнитной индукции получила название Тесла (Тл).

Теорема Гаусса. Поток вектора напряжённости электрического поля через любую произвольно выбранную замкнутую поверхность пропорционален заключённому внутри этой поверхности электрическому заряду.