МОДУЛЬ № 3. ЭЛЕКТРМАГНЕТИЗМ.

3.1. Магнитное поле –это одна из форм проявления электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на электрически заряженную частицу с силой (F), пропорциональной заряду частицы (Q = It) и ее скорости (v = l/t).

S N Магнитное поле изображается магнитными

силовыми линиями, касательные к которым

N S совпадают с ориентацией магнитных стрелок,

внесённых в поле.

За положительное направление магнитного поля условно принимают направление северного полюса магнитной стрелки.

Магнитное поле и электрическое поле взаимосвязаны и образуют единое электромагнитное поле, т.е. вокруг любого проводника с током существует магнитное поле и, наоборот, при движении замкнутого проводника в магнитном поле в нем будет возникать ток.

N I – ток в проводнике;

В V – скорость перемещения

I v проводника в магнитном поле;

I B v В – магнитная индукция.

BI B

проводник с током рамка в магнитном поле

Если магнитное поле создается электрическим током, то направление магнитных силовых линий определяется по правилу буравчика: острие буравчика закручиваем по направлению тока,

тогда врщающаяся рукоятка покажет направление магнитных силовых линий. Кроме этого правило можно применить и к определению направления тока: если острие направить по направлению внешнего поля, то рукоятка покажет направление тока в контуре. Магнитное поле характеризуется:

магнитной индукцией (B) –величина, которая определяется силой, действующей на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля, т.е.

B=F/Il,(Тл-Тесла), где l-длина проводника, м.

Внесистемная единица 1 Гс (Гаусс)= 10^-4 Тл;

магнитный поток (Ф)-этопоток вектора магнитной индукции(В) через

площадь (S). Ф = BS-при перпендикулярном расположении площади

Ф = ВScosβ– при расположении площади под

углом β к вектору магнитной индукции.

В системе СИ магнитный поток измеряется: [Ф]= Вб (Вебер)

внесистемная единица 1 Мкс (Максвелл) = 10^-8Вб;

абсолютная магнитная проницаемость среды μ_а-величина, характеризующая магнитные свойства среды. Определяется

μ_а= μ₀μ (Гн/м),

μ_{0 –}магнитная проницаемость вакуума, Гн/м (4π10^{-7 Гн}/_м);

μ –относительная магнитная проницаемость, показывающая во сколько раз индукция поля в данной среде больше или меньше, чем в вакууме. Величина безразмерная;

напряженность магнитного поля (Н) – векторная величина, которая не зависит от свойств среды и определяется только токами в проводниках, которые создают магнитное поле. Определяется как отношение магнитной индукции к абсолютной магнитной проницаемости среды:

Н = В/ μ_а(A/м)

Внесистемная единица: 1 Э(Эрстед)= 80 А/см = 0,8А/м.

Направление вектора напряженности магнитного поля

I Н совпадает с направлением вектора магнитной индукции

H и определяется касательной, проведенной к данной

точке поля.

3.2. Электромагнитная сила (F) –это механическая сила взаимодействия двух проводов с токами, двух магнитов и т.д.

Установлено, что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует магнитная сила определяемая произведением магнитной индукции В, током I и длиной проводника L:

B F = B I l (Н)(Ньютон)

Правило левой руки: располагаем руку так, чтобы магнитные силовые линии (В) входили в ладонь, четыре пальца направлены по току (I), тогда пятый палец покажет направление перемещения проводника (действие силы F).

Если проводник перемещается под углом к вектору магнитной индукции (В), то

F = B I l sinα

На практике часто приходится встречаться с взаимодействием параллельных проводников по которым проходят токи. Они создают вокруг проводников магнитное поле, характеризуемыми магнитными силовыми линиями, магнитной индукцией и, следовательно, они будут взаимодействовать друг с другом. Установлено, что сила взаимодействия двух проводников с токами определяется:

F = μ_аI₁I₂ l/2πа, где а – расстояние между проводниками.

I₁