Электродинамика. Магнитное поле.

№72»
г.Саратов
2009

(3-я часть)
Презентацию подготовил
учитель физики – информатики
В.С.Дубовик

магнитные свойства вещества,
домены,
гистерезис,
точка Кюри.
Закон Био-Савара.
На

В результате Вы должны научиться:

определять направление вектора магнитной индукции;
силу Ампера;
силу Лоренца.

Для этого:

Изучите материалы учебника [11, § 1-7]; 
Ответьте на вопросы для самоконтроля;
Рассмотрите методику решения задач данного типа [11, стр.24-25];

посредством которого осуществляется магнитное взаимодействие называют магнитным полем.
Вектор магнитной индукции

Направление вектора

За направление вектора магнитной индукции в том месте, где расположена рамка с током принимают направление которое укажет острие буравчика с правой нарезкой, если его рукоятку вращать по току в ней. 
Направление  совпадает с направлением свободной магнитной стрелки от южного полюса S к северному N.

в том месте где расположена рамка с током принимают отношение

Выражается магнитная индукция в теслах:

Модуль вектора магнитной индукции для поля прямого тока определяют по формуле:

где r — расстояние от данной точки поля до проводника с током, μ — магнитная проницаемость окружающей проводник среды.
μ 0 — магнитная постоянная,  μ 0 = 4π10-7Н/А2

находят:
,где r — радиус витка.
Модуль B для соленоида внутри его:
B=μμ0In

нормаль к плоскости контура.
Выражается магнитный поток в веберах.
Так как

с током прямо пропорциональна силе тока, длине проводника, модулю вектора

F=IBlsinα

Направление силы Ампера (правило левой руки)

Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная составляющая вектора входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление , действующей на проводник с током

в магнитном поле, называется силой Лоренца:
Так как I=qnvS, V=D lS,

FЛ=qvB sinα

Направление силы Лоренца (правило левой руки)

Если ладонь левой руки расположить так, чтобы перпендикулярная скорости составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а 4 вытянутых пальца были направлены по направлению скорости движения положительно заряженной частицы, то отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы Лоренца

то частица описывает траекторию в виде окружности: F=ma, F=FЛ,

Период обращения

рамка с током; 2 — постоянный магнит; 3 — спиральные

1 — неподвижная катушка; 2 — щель (магнитное поле); 3 — ось с подшипниками; 4 — сердечник; 5 — стрелка; 6 — шкала; 7 — спиральная пружина
Принцип действия: взаимодействие магнитного поля катушки со стальным сердечником, где FМАГ ~I.

движением иона, возвращая его  в ускоряющий промежуток.
Период обращения частицы в

Циклотрон

Для выделения частиц с одинаковой скоростью используют взаимно перпендикулярные магнитные B1 и электрические E поля в селекторе скорости:

FЛ =FЭ

B1qv=Eq

Масс-спектрограф

экспериментально французскими учеными Жаном Батистом Био и Феликсом  Саваром (1820 г.). Они

Если магнитное поле создается несколькими проводниками с током, то индукция результирующего поля есть векторная сумма индукций полей, создаваемых каждым проводником в отдельности.

Закон Био–Савара определяет вклад ΔВ в магнитную индукцию В результирующего магнитного поля, создаваемый малым участком Δl проводника с током I.

поле всех отдельных участков прямолинейного проводника с током, то получится

Расчеты магнитного поля токов часто упрощаются при учете

Теорема о циркуляции утверждает, что циркуляция вектора магнитного поля постоянных токов по любому контуру L всегда равна произведению магнитной постоянной μ0 на сумму всех токов, пронизывающих контур:

– ток, текущий по виткам катушки.

B = μ0In

сколько раз индукция  магнитного поля в однородной среде отличается по модулю

Магнитные свойства веществ определяются магнитными свойствами атомов или элементарных частиц (электронов, протонов и нейтронов), входящих в состав атомов. В настоящее время установлено, что магнитные свойства протонов и нейтронов почти в 1000 раз слабее магнитных свойств электронов. Поэтому магнитные свойства веществ в основном определяются электронами, входящими в состав атомов.

внешнее магнитное поле парамагнитные образцы намагничиваются так, что их собственное

У парамагнетиков μ > 1, а у диамагнетиков μ < 1.

Примеры парамагнетиков: алюминий, хлористое железо (FeCl3), платина, воздух и многие другие вещества

Примеры диамагнетиков: медь, вода, висмут.

Образцы из пара- и диамагнетика, помещенные в неоднородное магнитное поле между полюсами электромагнита, ведут себя по-разному – парамагнетики втягиваются в область сильного поля, диамагнетики – выталкиваются

намагничиваться в магнитном поле, называются ферромагнетиками.
Магнитная

Магнитная проницаемость μ ферромагнетиков не является постоянной величиной; она сильно зависит от индукции B0 внешнего поля. Типичная зависимость μ (B0)

Непостоянство магнитной проницаемости приводит к сложной нелинейной зависимости индукции B магнитного поля в ферромагнетике от индукции B0 внешнего магнитного поля, которая называется петлей гистерезиса .

определенная температура (так называемая температура или точка Кюри), выше которой

Природа ферромагнетизма может быть до конца понята только на основе квантовых представлений. Качественно ферромагнетизм объясняется наличием собственных (спиновых) магнитных полей у электронов. В кристаллах ферромагнитных материалов возникают условия, при которых, вследствие сильного взаимодействия спиновых магнитных полей соседних электронов, энергетически выгодной становится их параллельная ориентация. В результате такого взаимодействия внутри кристалла ферромагнетика возникают самопроизвольно намагниченные области размером порядка 10–2–10–4 см. Эти области называются доменами. Каждый домен представляет из себя небольшой постоянный магнит.

действия силы Ампера, силы Лоренца.
Примечание: допускаются как действующие модели так