ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Связь плотности тока и скорости упорядоченного движения зарядов



  За время dt через площадку dS пройдут заряды, отстоящие от нее не дальше чем на vdt. Заряд dq, прошедший за dt через dS: , где q0 - заряд одного носителя; n - число зарядов в единице объема; dS·v·dt - объем.

 

Сила тока:

.


Плотность тока (10.2):

.

Вектор направлен как и вектор .

10.3. ЭДС источника
Для поддержания постоянного замкнутоготока при наличии сил, тормозящих движение носителей, необходимо компенсировать носителям заряда потери энергии, т.е. совершать над ними работу.
Работа электростатического поля (9.6.2) по замкнутой траектории:

.

φ1 = φ2, если траектория замкнута.
Следовательно, эту работу должны совершать силы неэлектрического происхождения, сторонние силы.
ЭДС - это

.

где q - заряд, над которым сторонние силы совершили работу Aст.сил.

.

Единица ЭДС - такая же, как и единица потенциала - вольт.

Закон Ома для участка цепи

    ,

 

R - сопротивление проводника.

.


Единица сопротивления - Ом.
Для однородного проводника длиной l и сечением S:

,

ρ - удельное сопротивление (из таблиц).

.

Закон Ома в дифференциальной форме

Закон Ома (10.4) для элементарного объема проводника.

См. (9.7)

Используя (10.2) получим:

  , где .
  Закон Ома в дифференциальной форме   Удельная проводимость

Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме

Количество тепла, выделяемое в элементарном объеме с сопротивлением R при прохождении тока I в течении времени dt:

Найдем - закон Джоуля-Ленца.
- плотность мощности.

  - закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.

См. (10.2), (10.4), (10.5).

Закон Ома для неоднородного участка цепи

Неоднородный участок - участок, содержащий ЭДС.

  Работа при перемещении заряда dq из точки 1 в точку 2: , где dq(φ12) - работа сил поля (9.6.2), dq ε12 - работа сторонних сил (10.3).

dA12 переходит в джоулево тепло I2Rdt (10.6):

,
(10.1),
.

Закон Ома для неоднородного участка цепи:

.

 


Магнетизм. Уравнения Максвелла

Магнитное поле в вакууме

Магнитное поле в веществе

Уравнения Максвелла

Магнитное поле в вакууме

Движущийся заряд - источник магнитного поля, индикатор магнитного поля - другой движущийся заряд

  Заряд q1- создает в точке, удаленной на расстояние r, электрическое поле напряженностью (9.3.7): , и магнитное поле с индукцией . На заряд q2 действуют две силы: - электрическая, см. (9.3.5), - магнитная сила, или сила Лоренца, см. (11.7). Если q2 неподвижен, на него действует ТОЛЬКО .

Проводник с током создает только магнитное поле, другой проводник с током реагирует только на магнитное поле

  Проводник с током I1 электрически нейтрален (Σqi=0) и не создает вокруг себя электрическое поле, только магнитное. Проводник с током I2 не реагирует на электрическое поле, т.к. он не заряжен (Σqi=0), на проводник с током действует сила только со стороны магнитного поля.

Рамка с током как регистратор магнитного поля. Вектор магнитной индукции

  В этом положении на рамку действует максимальный вращающий момент. Модуль вектора магнитной индукции пропорционален максимальному вращающему моменту: .

Вращающий момент (7.1) .
Направление вектора совпадает с направлением положительной нормали к рамке.
Вектор связан с направлением тока I правилом правого винта.

  В этом положении рамка в равновесии. [B] - Тл, единица магнитной индукции - тесла .

11.3.1. Линии магнитной индукции:

а) замкнуты, т.к. в природе нет магнитных зарядов;
б) вектор В направлен по касательной к линии магнитной индукции;
в) густота линий магнитной индукции пропорциональна модулю вектора (сравните с 9.3.8).

Закон Био-Савара-Лапласа


Направление плоскости , в которой лежит и и определяется правилом правого винта:
винт установить плоскости и и вращать от к , поступательное движение винта покажет направление - магнитного поля, созданного элементом проводника с током I.

Модуль вектора :

.

Применение закона Био-Савара-Лапласа для нахождения магнитного поля прямого тока

Независимо от положения на проводнике все направлены в одну сторону - от нас. Значит, - без векторов!
Из 11.4:

Для бесконечного проводника α1 = 0, α2 = π, Сos α1 - Сos α2 = 2

.

Теорема о циркуляции вектора В

Циркуляция вектора В по произвольному контуру равна алгебраической сумме токов, охватываемых контуром, помноженной на μ0.

11.5.1. Циркуляция вектора - это интеграл вида:





Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.238.184.78 (0.008 с.)