Вопрос№25.Явление самоиндукции. Индуктивность. Индуктивность длинного соленоида.

Самоиндукцией называется возникновение ЭДС электромагнитной индукции в электрической цепи вследствие изменения в ней электрического тока. Эта ЭДС называется электродвижущей силой самоиндукции. Самоиндукция – частный случай электромагнитной индукции. Электрический ток, текущий в замкнутом контуре, создает вокруг себя магнитное поле, индукция которого, по закону Био— Савара—Лапласа, пропорциональна току. Сцепленный с контуром магнитный поток Ф поэтому пропорционален току в контуре: ,гдекоэффициент пропорциональности

L= называется индуктивностью контура - коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре и магнитным потоком, создаваемым этим током через поверхность, краем которой является этот контур. Определяется единица индуктивности генри (Гн): 1 Гн — индуктивность такого контура, магнитный поток самоиндукции которого при токе в 1 А равен 1 Вб.

Наиболее эффективный способ получения большой индуктивности – это использование проводников специальной конфигурации – СОЛЕНОИД. Если d катушки значительно << l, то магнитное поле внутри катушки практически однородно.

N- число витков.

,

Вопрос№26. Магнитное поле в веществе. Молекулярные токи. Намагниченность. Магнитная проницаемость.

Если магнитное поле создается не в вакууме, а в какой-то другой среде, то магнитное поле изменяется. Это объясняется тем, что различные вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются и сами становятся источниками магнитного поля. Вещества, способные намагничиваться в магнитном поле, называются магнетиками. Намагниченное вещество создает магнитное поле с индукцией , которое накладывается на магнитное поле с индукцией , обусловленное токами. Оба поля в сумме дают результирующее поле, магнитная индукция которого равна

.

В 19в. Ампер выдвинул гипотезу, о том что магнитные свойства веществ определяются внутренними токами вещества, которые он назвал молекулярными токами. После выяснения структуры строения атомов гипотеза Ампера нашла подтверждение. ; ;Магнитный момент создаваемый электромагнитным движением по орбите – орбитальный магнитный момент.( орб.).Имеется ряд атомов, у которых суммарный орбитальный момент =0.Такие атомы не поворачиваются магнитным моментом по внешнему полю.

Развитие квантовой теории атома показало, что у электронов имеется спиновый???? магнитный момент. Ещё магнитным моментом обладает ядро атома яд.

Суммарный магнитный момент инерции равен: ост.= орб.+ + яд

Намагниченность

Для характеристики степени намагничивания того или иного вещества используется понятие намагниченности J, которая равна магнитному моменту единицы объема магнетика:

Другими словами, намагниченность J – это количественная мера намагничивания вещества.

Магнитная проницаемость

Магнитная проницаемость является количественной характеристикой, определяющей изменение поля в веществе. Это безразмерная величина, которая, как правило, находится экспериментально:

Она показывает, во сколько раз магнитная индукция B в вытянутом (длинном) образце, помещенном в длинный соленоид (соленоид мы приводим в качестве примера) отличается от магнитной индукции в пустом соленоиде (т.е. в вакууме). Значения магнитной проницаемости сильно зависят от состава и строения вещества, т.е. от рода (типа) магнетика.

Вопрос№27. Пара-диамагнетики и их свойства. Элементарная теория диамагнетизма.

Пара - и диамагнетики

Все вещества при рассмотрении их магнитных свойств принято называть магненитками.Три основные группы магнетиков:

Диамагнетики; Парамагнетики; Ферромагнетики;

Диамагнетиками называют вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении, противоположном направлению вектора магнитной индукции поля. К диамагнетикам относятся вещества, магнитные моменты атомов, молекул или ионов которых в отсутствие внешнего магнитного поля равна нулю. Диамагнетиками являются инертные газы, молекулярные водород и азот, висмут, цинк, медь, нафталин и т.д.

Намагниченность диамагнетиков: J=n ,где – магнитный момент, n0-концентрация атомов.

Парамагнетиками называются вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направление вектора B. К парамагнетикам относятся многие металлы, некоторые переходные металлы, а также сплавы этих металлов., кислород, оксид азота, оксид марганца. В отсутствии внешнего магнитного поля парамагнетик не намагничен, так как из-за теплового движения собственные магнитные моменты атомов ориентированы совершенно беспорядочно(J=0).при внесении парамагнетического вещества в магнитное поле парамагнетик намагничивается «по полю», т.е. в направлении B.

Намагниченность парамагнетиков зависит от параметра a=PmB/(kT), где k-постоянная Больцмана, T-термодинамическая температура. J=n0PmL(a), где n0-концентрация атомов парамагнетика.