32. Дія магнітного поля на рухомий заряд. Сила Лоренца.
Силу, що діє на рухому заряджену частинку з боку магнітного поля, називаю силою Лоренца.
Сила Лоренца. Оскільки струм являє собою впорядкований рух електричних зарядів, то природно припустити, що сила Ампера є рівнодіюча сил, що діють на окремі заряди, що рухаються в провіднику. Дослідним шляхом встановлено, що на заряд, що рухається в магнітному полі, дійсно діє сила. Цю силу називають силою Лоренца. Модуль FL сили перебувають розслідування щодо формулі
де В - модуль індукції магнітного поля, в якому рухається заряд, q і v - абсолютна величина заряду і його швидкість, a - кут між векторами v і В. Ця сила перпендикулярна до векторів v і В, її напрямок знаходиться за правилом лівої руки: якщо руку розташувати так, щоб чотири витягнутих пальці збігалися з напрямом руху позитивного заряду, лінії індукції магнітного поля входили в долоню, то відставлений на 900 великий палець показує напрям сили. У разі негативної частки напрямок сили протилежне.
Так як сила Лоренца перпендикулярна швидкості частинки, то. вона не робить роботу.
Силу Лоренца застосовують в телевізорах, мас-спектограф.
Принцип роботи: Вакуумна камера приладу поміщена в магнітне поле. Прискорені електричним полем заряджені частинки (електрони або іони), описавши дугу, потрапляють на фотопластинку, де залишають слід, що дозволяє з великою точністю виміряти радіус траєкторії. З цього радіусу визначається питома заряд іона. Знаючи ж заряд іона, легко визначити його масу.
33. Магнітні властивості речовини. Магнітна проникність. Феромагнетизм.
Магнітна проникність. Постійні магніти можуть бути виготовлені лише з небагатьох речовин, але все речовини, поміщені в магнітне поле, намагнічуються, т. Е. Самі створюють магнітне поле. Завдяки цьому вектор магнітної індукції В в однорідному середовищі відрізняється від вектора По в тій же точці простору у вакуумі.
Ставлення характеризує магнітні властивості середовища, отримало назву магнітної проникності середовища.
В однорідному середовищі магнітна індукція дорівнює: де m - магнітна проникність даного середовища безрозмірна величина, що показує у скільки разів μ в даному середовищі, більше μ в вакуумі.
Магнітні властивості будь-якого тіла визначаються замкнутими електричними струмами всередині нього.
Парамагнетиками називаються речовини, які створюють слабке магнітне поле, у напрямку збігається з зовнішнім полем. Магнітна проникність найбільш сильних парамагнетиков мало відрізняється від одиниці: 1,00036- у платини і 1,00034- у рідкого кисню. Діамагнетиками називаються речовини, які створюють поле, що ослаблює зовнішнє магнітне поле. Діамагнітними властивостями володіють срібло, свинець, кварц. Магнітна проникність діамагнетіков відрізняється від одиниці не більше ніж на десятитисячні частки.
Ферромагнетики і їх застосування. Вставляючи залізний або сталевий сердечник в котушку, можна у багато разів підсилити створюване нею магнітне поле, не збільшуючи силу струму в котушці. Це економить електроенергію. Сердечники трансформаторів, генераторів, електродвигунів і т. Д. Виготовляють з феромагнетиків.
При виключенні зовнішнього магнітного поля феромагнетик залишається намагніченим, т. Е. Створює магнітне поле в навколишньому просторі. Упорядкована орієнтація елементарних струмів жевріє при виключенні зовнішнього магнітного поля. Завдяки цьому існують постійні магніти.
Постійні магніти знаходять широке застосування в приладах, гучномовцях і телефонах, звукозаписних апаратах, магнітних компасах і т. Д.
Велике застосування одержали ферити - феромагнітні матеріали, не проводять електричного струму. Вони являють собою хімічні сполуки оксидів заліза з оксидами інших речовин. Перший з відомих людям феромагнітних матеріалів-магнітний залізняк - є ферритом.
Температура Кюрі. При температурі більшій деякої певної для даного феромагнетика, феромагнітні властивості його зникають. Цю температуру називають температурою Кюрі. Якщо сильно нагріти намагнічений цвях, то він втратить здатність притягувати до себе залізні предмети. Температура Кюрі для заліза 753 ° С, для нікелю 365 ° С, а для кобальту 1000 ° С. Існують феромагнітні сплави, у яких температура Кюрі менше 100 ° С.
34. Електромагнітна індукція. Магнітний потік.
Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції. Правило Ленца Ми знаємо, що електричний струм створює магнітне поле. Природно виникає питання: «Чи можлива поява електричного струму за допомогою магнітного поля?». Цю проблему вирішив Фарадей, який відкрив явище електромагнітної індукції, яке полягає в наступному: при кожній зміні магнітного потоку, що пронизує площу, що охоплюються проводять контуром, в ньому виникає електрорушійна сила, яка називається е.р.с. індукції. Якщо контур замкнутий, то під дією цієї е.р.с. з'являється електричний струм, названий індукціонньм. Фарадей встановив, що е.р.с. індукції не залежить від способу зміни магнітного потоку і визначається тільки швидкістю його зміни, тобто
, ЕРС може виникати при зміні магнітної індукції В, при повороті площини контуру, щодо магнітного поля. Знак мінус у формулі пояснюється за Правилом Ленца: Індуктивний струм спрямований так, що своїм магнітним полем перешкоджає зміні зовнішнього магнітного потоку, що породжує індукційний струм. Співвідношення називається законом електромагнітної індукції: ЕРС індукції в провіднику дорівнює швидкості зміни магнітного потоку, що пронизує площу, що охоплюються провідником.
Магнітний потік. Магнітним потоком через деяку поверхню називають число ліній магнітної індукції, що пронизують її. Нехай в однорідному магнітному полі знаходиться плоска майданчик площею S, перпендикулярна до ліній магнітної індукції. (Однорідним магнітним полем називається таке поле, в кожній точці якого індукція магнітного поля однакова по модулю і напрямку). В цьому випадку нормаль n до майданчика збігається з напрямком поля. Оскільки через одиницю площі майданчика проходить число ліній магнітної індукції, що дорівнює модулю В індукції поля, то число ліній, які пронизують цей майданчик буде в S разів більше. Тому магнітний потік дорівнює: 
Розглянемо тепер випадок, коли в однорідному магнітному полі знаходиться плоска майданчик, що має форму прямокутного паралелепіпеда зі сторонами а і b, площа якої S = аb. Нормаль n до майданчика становить кут a з напрямком поля, тобто з вектором індукції В. Число ліній індукції, що проходять через площадку S і її проекцію S пр на площину, перпендикулярну до цих ліній, однаково. Отже, потік Ф індукції магнітного поля через них однаковий. Використовуючи вираз, знаходимо Ф = ВSпр З рис. видно, що S пр = ab * cos a = Scosa. Тому ф = BScos a.
В системі одиниць СІ магнітний потік вимірюється в Вебера (Вб). З формули випливає 
тобто 1 Вб - це магнітний потік через площу в 1 м2, розташовану перпендикулярно до ліній магнітнойіндукціі в однорідному магнітному полі з індукцією 1 Тл. Знайдемо розмірність Вебера: 
Відомо, що магнітний потік є алгебраїчною величиною. Приймемо магнітний потік, що пронизує площу контуру, позитивним. При збільшенні цього потоку 
виникає з.д.с. індукції 
, Під дією якої з'являється індукційний струм, що створює власне магнітне поле, спрямоване назустріч зовнішньому полю, тобто магнітний потік індукційного струму негативний.
Якщо ж потік, що пронизує площу контуру, зменшується ( 
), То 
, Тобто напрямок магнітного поля індукційного струму збігається з напрямком зовнішнього поля.
розділ: фізика
Кількість знаків з пробілами: 96981
Кількість таблиць: 0
Кількість зображень: 0
