Модуль вектора магнитной индукции

Для определения силовой характеристики магнитного поля недостаточно только знания направления магнитного поля в каждой его точке, нам надо знать и абсолютную величину этой силы (=модуль силы), с которой, например, поле поворачивает рамку с током. Для упрощения задачи рассмотрим установку для измерения силы, действующей на проводник с током, находящийся в поле подковообразного магнита. Максимальное поле сосредоточено вблизи полюсов такого магнита, в эту область мы и поместим проводник с током. Он способен свободно двигаться в горизонтальной плоскости, так как подвешен на двух вертикальных нитях.

Силу, действующую на проводник, измеряют с помощью специального динамометра. Для этих целей можно к середине испытуемого проводника прикрепить маленькое зеркальце, которое будет отбрасывать световой зайчик от луча света, посылаемого от неподвижного источника света (фонарика, например) на шкалу, закрепляемого на стойке вблизи основной установки (на рисунке не показано). По перемещению зайчика можно будет судить об отклонении проводника от положения равновесия при пропускании тока через проводник, и косвенно о механической силе, действующей на проводник с током со стороны магнитного поля подковообразного магнита.

Задаваемыми нами параметрами будут сила тока и длина проводника, затем дополнительно скажем и об угле наклона между проводником и линиями магнитной индукции.

Итак, было замечено, что чем больше сила тока в цепи проводника, тем больше сила, с которой магнитное поле подковы толкало проводник с током. И чем больше выбиралась длина проводника, помещаемого в поле магнита, тем больше становилась эта же по природе сила. То есть СИЛА прямо пропорциональна СИЛЕ ТОКА и ДЛИНЕ ПРОВОДНИКА с током. И в нашем случае, когда направление силы тока в проводнике перпендикулярно магнитным линиям индукции подковообразного магнита, эта сила максимальна и формулу можно записать так: F~I*l.

И далее важный момент! Частное от деления F на I*l будет величиной постоянной для данной ситуации, поэтому его и удобно принять за силовую характеристику магнитной индукции поля. Величину В и назвали модулем магнитной индукции. Индукция измеряется в теслах (Тл) по имени югославского учёного-электротехника (1856-1943).

МОДУЛЬ СИЛЫ АМПЕРА. Пусть вектор магнитной индукции B составляет угол a с направлением отрезка проводника с током (элементом тока). (За направление элемента тока принимают направление, в котором по проводнику течёт ток, то есть, от плюса источника тока к минусу источника тока, если наблюдать движение тока во внешней по отношению к источнику тока цепи). Опыт показывает, что магнитное поле, вектор индукции которого направлен вдоль проводника с током, не оказывает никакого действия на ток. Поэтому модуль силы зависит лишь от модуля составляющей вектора В, перпендикулярной проводнику, т.е. от Вsin a, и не зависит от составляющей В, направленной вдоль проводника.


Макимальная сила Ампера равна: F=IBL. Ей соответствует a = 90 градусов. При произвольном значении угла a сила пропорциональна не В, а её перпендикулярной составляющей, то есть Вsin a. Поэтому выражение для модуля силы Ампера, действующей на малый отрезок проводника L, по которому течёт ток I, со стороны магнитного поля с индукцией В, составляющей с элементом тока угол a, имеет вид: F = IBLsin a.

F = IBLsin a - Это выражение называют законом Ампера.

Сила Ампера равна произведению вектора магнитной индукции на силу тока, длину участка проводника и на синус угла между магнитной индукцией и участком проводника.

Гипотеза Ампера о природе магнетизма веществ.


Известно, что постоянные магниты могут быть изготовлены лишь из немногих веществ, но все вещества, помещённые в магнитное поле, намагничиваются в той или иной мере, то есть сами поддерживают (парамагнетики), ослабляют (диамагнетики) или даже усиливают (ферромагнетики) внешнее магнитное поле. Именно по этой причине вектор магнитной индукции в веществе отличается от вектора магнитной индукции в вакууме.

ДИАМАГНЕТИКИ
ПАРАМАГНЕТИКИ
ФЕРРОМАГНЕТИКИ

Ослабляют магнитное поле катушки с током
Почти не изменяют магнитное поле катушки с током
Усиливают магнитное поле катушки с током

вода (0,999991)
воздух (1,00000038)
кобальт (175 раз)

медь (0,9999897)
платина (1,000250)
никель (1 120 раз)

стекло (0,9999897)
титан (1,000180)
сталь трансформаторная (8000 раз)


Причина, вследствие которой тела обладают магнитными свойствами, была найдена французским учёным Ампером. Наблюдая поведение магнитной стрелки вблизи проводника с током в опыте Эрстеда, Ампер предположил, что магнетизм Земли вызван токами, текущими внутри земного шара. То есть, магнитные свойства вещества можно объяснить токами, циркулирующими внутри него. Далее Ампер выдвинул более общее заключение - магнитные свойства любого тела определяются замкнутыми электрическими токами внутри него.

Согласно гипотезе Ампера, внутри молекул и атомов циркулируют элементарные электрические токи. Сейчас мы уже знаем, что эти токи представляют собой движение электронов по орбитам в атоме. Если плоскости, в которых циркулируют эти токи, расположены беспорядочно по отношению друг к другу вследствие теплового движения молекул, составляющих тело, то их взаимодействия взаимно компенсируются и никаких магнитных свойств тело не обнаруживает. И наоборот: если плоскости, в которых вращаются электроны, параллельны друг другу и направления нормалей к этим плоскостям совпадают, то такие вещества усиливают внешнее магнитное поле.

Сила Лоренца.
Рассмотрим отрезок тонкого прямого проводника с током. Пусть длина отрезка dl проводника и площадь поперечного сечения S проводника настолько малы, что вектор магнитной индукции поля В можно считать неизменным в пределах этого отрезка проводника.

Сила тока I в проводнике связана с зарядом частицы q, концентрацией заряженных частиц n (число частиц в единице объёма) и скоростью их упорядоченного движения v следующей формулой: I=qnvS. Модуль силы, действующей со стороны магнитного поля на выбранный элемент тока, равен: F=dIlBsina. Подставляя сюда это выражение, для силы тока, получим: F=qnvSlBsina= =v|q|NBsina, где N=nSl - число заряженных частиц в рассматриваемом объёме. Следовательно, на каждый движущийся заряд со стороны магнитного поля действует сила Лоренца, равная: F=|q|vBsina, где a - угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции.

Сила Лоренца перпендикулярна векторам В и v , и её направление определяется с помощью того же правила левой руки, что и направление силы Ампера: если левую руку расположить так, чтобы составляющая магнитной индукции В, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре пальца были направлены по движению положительного заряда (против движения отрицательного), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на заряд силы Лоренца F л. На рисунке направление силы Лоренца - на читателя из-за плоскости чертежа.

Примеры решения задач "Сила Лоренца"
а вообще тебе это надо???может задачи и не нужны...или нужны?а то я накалякую тут,а тебе и не понадобится все это!как ты?:)

что там еще???:)))).....так,так,так....

а если говорить серьезно.......как я себе эту чушь представляю....
Ампер...ммм...ну это два понятия....ток и напряжение....устанавливается направление тока в замкнутой цепи.значит, если есть параллельные проводники с токами,текущеми в одном напрвлении,то они претягиваются.а если наоборот,то отталкиваются...вот...так....дальше про вектор магнитной индукции.....это когда напряжение задается в каждой точке вектора E....Магнитное поле создается толькодвижущимися зарядами.
Сила Лоренца пропорциональна зпряду частицы q,ее скорости V(с вектором) и зависит от направления движения(заряда).Угол альфа это угол между вектором скорости и вектором иедукции B(с вектором)....альфа из формулы....там...что-то вроде....(магнитная сила)=q|V|*|B|*sin альфа....(*это умножить).......Окончательное направление силы...ну вверх,вниз можноопределить правилом левой руки(ну...это когда для отрицательного заряда направление силы меняется на противоположное)....работа силы Лоренца всегда равна нулю.вот......;)

даже не знаю чем тебе еще помоч...если это вообще тебе помогло....;)

кстати еще....про правило левой руки....
поле входит в ладонь,ток направлен вдоль вытянутых вместе четырех пальцев,а сила действует по направлению отставленного большого пальца.вот так.....;)

ненавижу физику.....всем телом и душой!!!!:)

а про САМОИНДУКЦИЮ рассказать или в другой раз....ну ладно...что-то я как-то уже не могу остановится.....все мне в голову лезут эти вещи из физики...фу...пративно!!!;) :)

а вообще......прости что так много:)

Девушка_карамель, Оль,иди спать.....и не думай о физике;)

Девушка_карамель, эко тебя прорвало!!!!!..

Joe, ага......бывает!!!а хорошо получилось!правда?

слишком много информации за короткий промежуток времени... это настораживает!!

Joe, ничего,ничего....пусть почитает!!!:)

Девушка_карамель, думаешь поможет???

ну....может что-нить и запомнит!

надежда - наш компас земной....

ТОЧНО!

Девушка_карамель, эээ... откуда? и где ты раньше была? я сегодня этот тест завалил!!! (не потому что я тупой, а потому что я не готовился)

Девушка_карамель, о чем я там говорила????))

романов, А Я вчера так завелась с этой чертовой физикой...ужас....все что-точитала.....выводила....формулы выискивала....ужас.....и так ждала вопросов.......:)а..вопросов не поступило....

Joe, о надежде!

ну да, ну да... надейся дальше)))

Joe, :)

Девушка_карамель, что ето значит?? что значат ети смайлики без комментариев??? типа "нет слов - одни эмоции"?

Joe, можно и так сказать,а вообще,просто улыбнулась.....:)

Девушка_карамель, ты мне лучше скажи, откуда ты это всё скопировала!!! ))