ЕЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ.Зв'язок магнітної індукції В с напруженістю Н магнітного поля , деm — магнітна проникність ізотропного середовища; m0 — магнітна постійна. У вакуумі m=1, і тоді магнітна індукція у вакуумі . Закон Біо - Савара – Лапласа чи , де d В — магнітна індукція поля, створюваного елементом дроту довжиною dl зі струмом І; вектор r - радіус-вектор, спрямований від елемента провідника до точки, в якій визначається магнітна індукція;a — кут між радіусом-вектором і напрямком струму в елементі дроту. Магнітна індукція в центрі колового струму , де R — радіус колового витка. Магнітна індукція на вісі колового струму , де h — відстань від центра витка до точки, в якій визначається магнітна індукція. Магнітна індукція поля прямого струму , де r 0— відстань від вісі дроту до точки, в якій визначається магнітна індукція. Магнітна індукція поля, створюваного відрізком дроту зі струмом (див. рис. 1, а і приклад 1), . Позначення зрозумілі з рисунка. Напрямок вектора магнітної індукції В позначено точкою — це значить, що В спрямований перпендикулярно площині креслення до нас. При симетричному розташуванні кінців дроту щодо точки, в якій визначається магнітна індукція (рис. 1, б), -cos a2=cos a1=cos a, тоді . Магнітна індукція поля соленоїда , де n — відношення числа витків соленоїда до його довжини. Сила, що діє на дріт зі струмом у магнітному полі (закон Ампера), , чи , де l — довжина дроту; a — кут між напрямком струму в дроті і вектором магнітної індукції В. Це вираз справедливий для однорідного магнітного поля і прямого відрізка дроту. Якщо поле неоднорідне і провід не є прямим, то закон Ампера можна застосовувати до кожного елемента дроту окремо: Магнітний момент плоского контуру зі струмом , де n — одиничний вектор нормалі (позитивної) до площини контуру; I — сила струму, що протікає по контурі; S — площа контуру. Механічний (обертальний) момент, що діє на контур зі струмом, розмыщенний в однорідному магнітному полі, чи , де a— кут між векторами рm і В. Потенційна енергія (механічна) контуру зі струмом у магнітному полі , чи Відношення магнітного моменту рm до механічного L (моменту імпульсу) зарядженої частинки, що рухається по круговіій орбіті, , де Q — заряд частинки; m — маса частинки. Сила Лоренца , чи . де — швидкість зарядженої частинки; a- кут між векторами і В. Магнітний потік: а) у випадку однорідного магнітного поля і плоскої поверхні чи , де S — площа контуру; a — кут між нормаллю до площини контуру і вектором магнітної індукції: б) у випадку неоднорідного поля і довільної поверхні: (інтегрування ведеться по всій поверхні). Ця формула вірна для соленоїда і тороїда з рівномірним намотуванням щільно прилягаючих один до одного N витків. Робота по переміщенню замкнутого контуру в магнітному полі . ЕРС індукції . Різниця потенціалів на кінцях дроту, що рухається із швидкістю u у магнітному полі, , де l — довжина дроту; a — кут між векторами u і В. Заряд, що протікає по замкнутому контурі при зміні магнітного потоку, що пронизує цей контур, , чи , де R — опір контуру. Індуктивність контуру . ЕРС самоіндукції , Індуктивність соленоїда , де n — відношення числа витків соленоїда до його довжини; V — об’єм соленоїда. Миттєве значення сили струму в ланцюзі, що має опір R і індуктивність L: а) (при замиканні ланцюга), де e — ЕРС джерела струму; t — час, що пройшов після замикання ланцюга; б) (при розмиканні ланцюга), де І 0 — сила струму в ланцюзі при t =0; t — час, що пройшов з моменту розмикання ланцюга. Енергія магнітного поля. Об'ємна густина енергії магнітного поля (відношення енергії магнітного поля соленоїда до його об’єму) , чи , де В — магнітна індукція; Н — напруженість магнітного поля.
|