1.3. Действие магнитного поля на проводник с током.

Подставим выражение в закон Ампера в дифференциальной форме, получим:

Получили формулу Ампера, которая определяет силу, с которой внешнее магнитное поле действует на проводник с током.

- формула Ампера

- угол между направлением силы тока в проводнике и вектором магнитной индукции.

Сила, с которой внешнее магнитное поле действует на проводник с током называется силой Ампера.

Направления действия силы Ампера определяется по правилу левой руки.

1.4 Виды магнетиков. Гистерезис.

Все вещества по своим магнитным свойствам делятся на три класса:

1. диамагнетики (<1, ослабляют внешнее магнитное поле,F, S, C, сурьма)

2. парамагнетики (>1, усиливают внешнее магнитное поле,Al, W, Pt, щелочно-земельные металлы)

3. ферромагнетики (незначителен, >>1(значительно больше 1), значительно усиливают внешнее магнитное поле,Ni,Co).

Значимость от напряженности внешнего магнитного поляdH не линейная (имеет экстремум), в связи с этим у ферромагнетиков наблюдается явление гистерезиса.

Явление гистерезиса заключается в отставании изменения вектора от изменения напряженности магнитного поля.

Если площадь петли гистерезиса для материала большая, то говорят о магнитожестких материалах, которые применяются для изготовления постоянных магнитов, а если маленькая – то о магнитомягких, применяемых, например, при изготовлении трансформаторов, статоров и роторов электрических машин.

Вопросы для самоконтроля.

1. Как образуется магнитное поле?

2. Какими параметрами характеризуется магнитное поле?

3. Что называется силой Ампера?

4. В чем заключается закон Ампера?

5. Что называется гистерезисом?

6. Какие виды магнетиков вы знаете?

7. В чем заключается явление гистерезиса?

Список литературы Основная

1. Грабовский Р.И. Курс физики. 6-е изд. – СПБ. : Издательство «Лань», 2002.- 608 с - / Учебники для вузов. Специальная литература. Формирование научных понятий в условиях глобализации образования (монография). Монография. Саратов: Изд-во ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2004. 232 с.

2. Пронин В.П. – краткий курс физики. Саратов. СГАУ. 2007 г., 200с.

Дополнительная

1. Рогачев Н.М. Курс физики. Учебное пособие// С.-Петербург: Издательство «Лань», 2010г.- 448с. 1000 экз.

2. Пронин В.П. Практикум по физике : уч. пособия / В.П. Пронин.- 2-е изд. Пронин В.П. – краткий курс физики. Саратов. СГАУ. 2007 г., 200с.

Лекция 13

ЭЛЕКТРО-МАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

1.1 Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея.

Явление возникновения ЭДС в замкнутом контуре под действием переменного магнитного потока, пронизывающего этот контур называется электромагнитной индукцией. Это явление было открыто английским физиком Фарадеем.

Закон Фарадея.

ЭДС индукции, возникающая в замкнутом контуре, под действием внешнего магнитного поля, пропорциональна скорости изменения магнитного потока, пронизывающий это контур.

Правило Ленца.

Возникающая ЭДС в замкнутом контуре, создает в нем электрический ток такого направления, что его собственное магнитное поле препятствует изменению внешнего магнитного поля.

Согласно правилу Ленца, в законе Фарадея необходимо ставить знак “–“.

Ток, который возникает в замкнутом контуре, под действием изменения внешнего магнитного поля называется индукционным.

Закон Фарадея лежит в основе работы генератора переменного тока.

1.2.Получение переменного тока

Если относительно магнитного поля перемещать проводник, то вследствие электромагнитной индукции в нем возникает ЭДС.

Пусть проводник выполнен в виде рамки, которая имеет площадьSи может вращаться вокруг оси перпендикулярной однородному магнитному полю (В=Const). Контур пронизывается магнитным потоком

,

где α =ωtугол между направлением вектора магнитной индукции и нормалью к плоскости расположения рамки.

При вращении рамки поток вектора магнитной индукции, пронизывающий контур, периодически изменяется и согласно закону Фарадея возникает ЭДС индукции

. То есть в контуре проводника возникает переменная электродвижущая сила, изменяющаяся по закону синуса.

В замкнутой цепи возникает переменный ток

,

Сила тока и напряжение переменного тока изменяются синусоидальному и конусоидальному законам, а направление переменного тока в следствии правила Ленца изменяется на противоположное.