Магнитное поле. Опыты Эрстеда. Силовое действие магнитного поля. Взаимодействие токов. Магнитный момент контура с током. Индукция магнитного поля

Магнитное поле, силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения. Магнитное поле оказывает ориентирующее действие на контур с током, т.е. на него действует вращательный момент.

M = P_m B sina.

Если а = 90⁰, то М_max = P_m B. B = M_max/P_m. (Тесло)

Опыт Эрстера:

Ганс Христиан Эрстед помещал над магнитной стрелкой прямолинейный металлический проводник, направленный параллельно стрелке. При пропускании через проводник электрического тока стрелка поворачивалась почти перпендикулярно проводнику. При изменении направления тока стрелка разворачивалась на 180°. Аналогичный разворот наблюдался, если провод переносился на другую сторону, располагаясь не над, а под стрелкой.

Силовое действие магнитного поля:

F = I·L·B·sin(a), (1)

где I - сила тока в проводнике;

B - модуль вектора индукции магнитного поля;

L - длина проводника, находящегося в магнитном поле;

a - угол между вектором магнитного поля и проводником.

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, называют силой Ампера.

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки (см. рис.1): четыре пальца по току;

перпендикулярная проводнику составляющая вектора индукции В входит в ладонь;

отогнутый большой палец дает направление F.

Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца.

Из закона Ампера (1) следует, что сила Лоренца определяется соотношением:

Fл = q·V·B·sin(a). (2)

Направление вектора Fл определяется по правилу левой руки:

четыре пальца по направлению скорости движения положительного заряда V;

перпендикулярная скорости составляющая вектора индукции входит в ладонь;

отогнутый большой палец дает направление силы Лоренца Fл

Взаимодействие токов:

Возьмём два гибких проводника, укрепим их вертикально, а затем присоединим нижними концами к полюсам источника тока. Притяжения или отталкивания проводников при этом не обнаружится, что соответствует рисунку 1.

Если другие концы проводников замкнуть проволокой так, чтобы в проводниках возникли токи противоположного направления, то проводники начнут отталкиваться друг от друга, что видно на рисунке 2 (наведи стрелку мыши на рисунок).

В случае токов одного направления проводники взаимно притягиваются (см рисунок 3). Взаимодействия между проводниками с током, т.е. взаимодействия между движущимися электрическими зарядами, называют магнитными. Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.

Магнитный момент контура с током:

Магни́тный моме́нт, магни́тный дипо́льный моме́нт — основная величина, характеризующая магнитные свойства вещества. Источником магнетизма, согласно классической теории электромагнитных явлений, являются электрические макро- и микротоки. Элементарным источником магнетизма считают замкнутый ток. Магнитным моментом обладают элементарные частицы, атомные ядра, электронные оболочки атомов и молекул. Магнитный момент элементарных частиц (электронов, протонов, нейтронов и других), как показала квантовая механика, обусловлен существованием у них собственного механического момента — спина.

Магнитный момент измеряется в А⋅м2 или Дж/Тл (СИ).

Индукция магнитного поля:

Индукция магнитного поля – это векторная физическая величина, численно равная максимальному вращаещему моменту, действующему на контур с током, магнитный момент которого равен одному. Создается бесконечно длинным прямолинейным проводником с током: B = M₀M/2П * I/b;

Поиск по сайту: