Магнитное поле



Скачать 73.61 Kb.
Дата25.07.2014
Размер73.61 Kb.
ТипДокументы
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

- это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.


СВОЙСТВА ( стационарного) МАГНИТНОГО ПОЛЯ



Постоянное (или стационарное) магнитное поле - это магнитное поле, неизменяющееся во времени .

1. Магнитное поле создается движущимися заряженными частицами и телами, проводниками с током, постоянными магнитами.

2. Магнитное поле действует на движущиеся заряженные частицы и тела, на проводники с током, на постоянные магниты, на рамку с током.

3. Магнитное поле вихревое, т.е. не имеет источника.


МАГНИТНЫЕ СИЛЫ

- это силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга.

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/221.jpg.................. http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/222.jpg

МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

- это силовая характеристика магнитного поля.

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/1.jpg

Вектор магнитной индукции направлен всегда так, как сориентирована свободно вращающаяся магнитная стрелка в магнитном поле.

Единица измерения магнитной индукции в системе СИ:

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/6.jpg

ЛИНИИ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

- это линии, касательными к которой в любой её точке является вектор магнитной индукции.

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/2.jpg

Однородное магнитное поле - это магнитное поле, у которого в любой его точке вектор магнитной индукции неизменен по величине и направлению; наблюдается между пластинами плоского конденсатора, внутри соленоида (если его диаметр много меньше его длины) или внутри полосового магнита.

Магнитное поле прямого проводника с током:



http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/1bur.jpg

или



http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/2bur.jpg

где http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/13.<div id=jpg" align=bottom width=30 height=32 border=0>- направление тока в проводнике на нас перпендикулярно плоскости листа,


http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/14.jpg- направление тока в проводнике от нас перпендикулярно плоскости листа.

Магнитное поле соленоида:



http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/31.jpg

Магнитное поле полосового магнита:

- аналогично магнитному полю соленоида.

СВОЙСТВА ЛИНИЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ



  • имеют направление;

  • непрерывны;

  • замкнуты (т.е. магнитное поле является вихревым);

  • не пересекаются;

  • по их густоте судят о величине магнитной индукции.

НАПРАВЛЕНИЕ ЛИНИЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

- определяется по правилу буравчика или по правилу правой руки.

Правило буравчика ( в основном для прямого проводника с током):

Если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока.

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/3.jpg

Правило правой руки ( в основном для определения направления магнитных линий


внутри соленоида):

Если обхватить соленоид ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены вдоль тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.



http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/4.jpg

Существуют другие возможные варианты применения правил буравчика и правой руки.


СИЛА АМПЕРА

- это сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/10.jpg

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/11.jpg

Модуль силы Ампера равен произведению силы тока в проводнике на модуль вектора магнитной индуции, длину проводника и синус угла между вектором магнитной индукции и направлением тока в проводнике.

Сила Ампера максимальна, если вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику.

Если вектор магнитной индукции параллелен проводнику, то магнитное поле не оказывает никакого действия на проводник с током, т.е. сила Ампера равна нулю.

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки:

Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная проводнику составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а 4 вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы, действующий на проводник с током.

Примеры:

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/12.jpgили http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/15.jpg

ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА РАМКУ С ТОКОМ

Однородное магнитное поле ориентирует рамку (т.е. создается вращающий момент и рамка поворачивается в положение, когда вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости рамки).

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/5.jpg

Неоднородное магнитное поле ориентирует + притягивает или отталкивает рамку с током.

Так, в магнитном поле прямого проводника с током (оно неоднородно) рамка с током ориентируется вдоль радиуса магнитной линии и притягивается или отталкивается от прямого проводника с током в зависимости от направления токов.

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_elstat/2ram.jpg

ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ДВИЖУЩИЙСЯ ЗАРЯД

Сила Лоренца

- сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся электрически заряженную частицу.

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/16.jpg

где q - заряд частицы;


V - скорость заряда;
B - индукции магнитного поля;
a - угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.


http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/17.jpg

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки:



http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/32.jpg

Если поставить левую руку так, чтобы перпендикулярная скорости составляющая вектора индукции входила в ладонь, а четыре пальца были бы расположены по направлению скорости движения положительного заряда (или против направления скорости отрицательного заряда), то отогнутый большой палец укажет направление силы Лоренца


. http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/18.jpg

Так как сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости заряда, то она не совершает работы (т.е. не изменяет величину скорости заряда и его кинетическую энергию).

Если заряженная частица движется параллельно силовым линиям магнитного поля, то Fл = 0 , и заряд в магнитном поле движется равномерно и прямолинейно.

Если заряженная частица движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, то сила Лоренца является центростремительной

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/20.jpg

и создает центростремительное ускорение равное



http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/22-1.jpg

В этом случае частица движется по окружности.




.
http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/19.jpg

Согласно второму закону Ньютона: сила Лоренца равнв произведению массы частицы на центростремительное ускорение



http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/22.jpg

тогда радиус окружности



http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/21.jpg

а период обращения заряда в магнитном поле



http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/23.jpg

Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение зарядов, то действие магнитного поля на проводник с током есть результат его действия на отдельные движущиеся заряды.

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Магнитные свойства вещества объясняются согласно гипотезе Ампера циркулирующими внутри любого вещества замкнутыми токами:




http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/25.jpg

внутри атомов, вследствие движения электронов по орбитам, существуют элементарные электрические токи, которые создают элементарные магнитные поля.


Поэтому:
1. если вещество не обладает магнитными свойствами - элементарные магнитные поля несориентированы ( из-за теплового движения);

2. если вещество обладает магнитными свойствами - элементарные магнитные поля одинаково направлены (сориентированы) и образуется собственное внутреннее магнитное поле вещества.

Намагничевание вещества

- появление собственного внутреннего магнитного поля.

Все вещества, помещенные во внешнее магнитное поле, создают собственное внутреннее магнитное поле.

По своим магнитным свойствам все вещества подразделяются на:



парамагнетики

диамагнетики

ферромагнетики

----------------------------------

-----------------------------------

-----------------------------

слабомагнитные
вещества

слабомагнитные
вещества

сильномагнитные вещества

O2, Al, Pb и др.

гелий, аргон, Au , Zn, Cu,
вода, стекло и др.

неболшая группа кристаллич. тел: Fe, Ni, Co и сплавы

внутреннее магнитное поле направлено также, как и внешнее магнитное поле

внутреннее магнитное поле направлено противоположно внешнему магнитному полю, но слабовыражено

внутреннее магнитное поле в 100-1000 раз больше внешнего магнитного поля

Ферромагнетики сохраняют сильную намагниченность и после удаления внешнего магнитного поля и называются постоянными магнитами. Сильное внутреннее магнитное поле ферромагнетиков объясняется не только обращением электронов по орбитам, но, в основном, вращением их вокруг собственной оси. Чтобы полностью размагнитить ферромагнетик, надо поместить его во внешнее магнитное поле противоположно направленное. Существуют ферромагнетики, не проводящие электрический ток - ферриты.

Точка Кюри

Для каждого ферромагнетика существует определенная температура - точка Кюри.

1. Если t вещества < t Кюри, то вещество обладает ферромагнитными свойствами.
2. Если t вещества > t Кюри, то ферромагнитные свойства (намагниченность) исчезают, и вещество становится парамагнетиком.

Поэтому постоянные магниты при нагревании теряют свои магнитные свойства.

Магнитная проницаемость вещества

Если проводник с током создает в вакууме магнитное поле с магнитной индукцией Во, то в другой среде магнитное поле, созданное этим же проводником с током будет иметь индукцию В. Т.е. значение магнитной индукции зависит от среды, в которой существует магнитное поле. Отношение магнитной индукции В поля в данной среде к магнитной индукции Во в вакууме, характеризует магнитные свойства данной среды и называется относительной магнитной проницаемостью вещества - µ.



http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/24.jpg

для диамагнетиков

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/28.jpg

для парамагнетиков

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/29.jpg

для ферромагнетиков

http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/30.jpg

Применение ферромагнитов



- постоянные магниты, изготовление магнитной ленты и пленки;
- сердечники трансформаторов, генераторов, электродвигателей.

Похожие:

Магнитное поле iconВопросы к зачету по темам: «Магнитное поле»
Понятие магнитного поля. Причины, порождающие магнитное поле. Объекты, на которых воздействует магнитное поле
Магнитное поле iconТесты: магнитное поле, электромагнетизм Магнитное поле
Опыт Эрстеда. Магнитная стрелка, расположенная вблизи проводника с током поворачивается. Опыт доказывает, что электрический ток (движущиеся...
Магнитное поле iconУроку №1 «Магнитное поле и его изображение. Неоднородное и однородное магнитное поле». I. Постоянный магнит притягивает…
Тесты к уроку №1 «Магнитное поле и его изображение. Неоднородное и однородное магнитное поле»
Магнитное поле iconМагнитное поле. Электромагнитная индукция. Электромагнитное поле и электромагнитная волна
...
Магнитное поле icon«Магнитное поле» Какие взаимодействия называют магнитными?
Как движутся замкнутый контур с током и магнитная стрелка в однородном магнитное поле
Магнитное поле iconМагнитное поле. Электромагниты. Постоянные магниты. Магнитное поле земли
Какие металлы сильно притягиваются магнитом? Чугун. Никель. Кобальт. Сталь
Магнитное поле iconЛекция № Магнитное поле Магнитная индукция и напряженность магнитного поля
Расчет магнитных полей. Сила Ампера. Сила Лоренца. Контур с током в магнитном поле. Работа по перемещению проводника и контура с...
Магнитное поле iconЭлектромагнетизм. Магнитное поле
Магнитное поле – это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными...
Магнитное поле iconПриложение Урок №1 Тема урока: Магнитное поле. Магнитное поле прямого тока
Формирование системного мышления при изучении нового материала и обобщающего урока
Магнитное поле iconУрок №7 Тема: «Магнитное поле, электромагнитная индукция, электромагнитные колебания». Задача 1
Проволочная квадратная рамка массой m=50г и стороной L=10см расположена на горизонтальной поверхности. Параллельно двум сторонам...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org