Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Электротехника МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
просмотров - 58

Ознакомьтесь с конспектом лекций и учебником (Савельев, т.2, §39-47). Запустите программу. Выберите «Электричество и магнетизм» и «Магнитное поле прямого тока». (В случае если вы забыли, как работать с системой компьютерного моделирования, прочитайте ВВЕДЕНИЕ стр.5 еще раз).

Нажмите вверху внутреннего окна кнопку с изображением страницы. Прочитайте краткие теоретические сведения. Необходимое запишите в свой конспект. Закройте внутреннее окно, нажав кнопку с крестом справа вверху этого окна, и вызовите сначала эксперимент «Магнитное поле витка с током», а затем «Магнитное поле соленоида». Прочитайте и запишите в свой конспект необходимые краткие теоретические сведения.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

* Знакомство с моделированием магнитного поля от различных источников.

* Экспериментальное подтверждение закономерностей для магнитного поля прямого провода и кругового витка (контура) с током.

* Экспериментальное определœение величины магнитной постоянной.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Магнитным полем (МП) принято называть то, что существует в области пространства, в которой на электрически нейтральный проводник с током действует сила, называемая магнитной. Источником МП является движущаяся электрически заряженная частица (заряд), которая создает также и электрическое поле.

В случае если вблизи одной движущейся заряженной частицы (заряда №1) будет находиться вторая движущаяся с такой же скоростью V заряженная частица (заряд №2), то на второй заряд будут действовать 2 силы: электрическая (кулоновская) и магнитная сила , которая будет меньше электрической в раз, где с – скорость света.

Для практически любых проводов с током выполняется принцип квазинœейтральности: несмотря на наличие и движение заряженных частиц внутри проводника, любой (не слишком малый) его отрезок имеет нулевой суммарный электрический заряд. По этой причине между обычными проводами с током наблюдается только магнитное взаимодействие.

магнитная индукция - характеристика силового действия МП на проводник с током, векторная величина, обозначаемая символом .

линии магнитной индукции - линии, в любой точке которых вектор индукции МП направлен по касательной.

Анализ взаимодействия движущихся зарядов с учетом эффектов теории относительности (релятивизма) дает выражение для индукции МП, создаваемого элементарным отрезком c током I , расположенным в начале координат (закон Био-Савара-Лапласа или Б-С-Л):

,

где - радиус-вектор точки наблюдения, - единичный радиус-вектор, направленный в точку наблюдения, m0 - магнитная постоянная.

МП подчиняется принципу суперпозиции: индукция МП нескольких источников является суммой индукций полей, создаваемых независимо каждым источником .

Циркуляцией МП принято называть интеграл по замкнутому контуру от скалярного произведения индукции МП на элемент контура: .

Закон циркуляции МП: циркуляция МП по замкнутому контуру L0 пропорциональна суммарному току, пронизывающему поверхность S(L0), ограниченную этим контуром L0 . .

Закон Б-С-Л и принцип суперпозиции МП позволяют получить многие другие закономерности, в частности, индукцию магнитного поля прямого бесконечно длинного проводника с током: .

Линии магнитной индукции поля прямого проводника с током представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскостях, перпендикулярных проводнику, с центрами, расположенными на его оси.

Индукция МП на оси кругового контура (витка) радиуса R с током I на расстоянии r от центра: ,

где - магнитный момент витка площадью S, - единичный вектор нормали к поверхности витка.

Соленоидом принято называть длинная прямая катушка с током. Величина индукции МП вблизи центра соленоида меняется очень мало. Такое поле можно считать практически однородным.

Из закона циркуляции МП можно получить формулу для индукции МП в центре соленоида B = m0In , где n – число витков, приходящихся на единицу длины соленоида.

МЕТОДИКА и ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ

Закройте окно теории. Рассмотрите внимательно рисунок, изображающий компьютерную модель. Найдите на нем всœе основные регуляторы и поле эксперимента. Зарисуйте крайне важное в конспект.

ТАБЛИЦА 1. результаты измерений ТАБЛИЦА 2. Значения величины тока (не перерисовывать)
  r (см) = ...   Бригады I1 I2 I3 I4  
  1/r, м-1           1 и 5  
  B1, Тл           2 и 6 -5 -10 -15 -20  
  B2, Тл           3 и 7 -15 -10  
  B3, Тл         4 и 8 -20 -15 -10  
  B4, Тл            
                           

Подготовьте таблицу 1, используя образец. Подготовьте также таблицы 3 и 4, аналогичные табл.1, за исключением второй строчки, содержание которой см. в следующем разделœе.


Читайте также


  • - Нормальное и аномальное магнитное поле

    В 1600 году Гильберт предположил, что геомагнитное поле – следствие общей намагниченности земного шара (ранее считалось, что магнитная стрелка притягивается Полярной звездой). В 1835 году профессором Казанского университета Симоновым была предпринята первая попытка... [читать подробенее]


  • - Магнитное поле Земли и его элементы

    МАГНИТНЫЙ МЕТОД Магнитный метод геофизики (магнитология, магнитометрия, магниторазведка) основан на изучении особенностей магнитного поля Земли (геомагнитного поля, ГМП), обусловленных различиями в магнитных свойствах горных пород. Его применение началось... [читать подробенее]


  • - Геомагнитное поле

    Температура Земли Упругость и вязкость Земли Рассматривая быстрые деформации, вызываемые землетрясениями, мы используем только одну сторону механических свойств Земли – упругость. Но в деформации Земли под действием вековых центробежных ускорений от... [читать подробенее]


  • - Лекция 16 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. ЧАСТЬ IV

    16.1 МАГНИТОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ 16.1.1 Парамагнетизм 16.1.2 Прецессия электронных орбит в атоме. Диамагнетизм 16.1.3 Ферромагнетизм. Петля гистерезиса Некоторые примеры Вопросы для повторения 16.1 МАГНИТОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ 16.1.1 Парамагнетизм Итак, все вещества по их... [читать подробенее]


  • - Магнитное поле, создаваемое проводом с током. Закон Био – Савара – Лапласа.

    Рамка с током в магнитном поле   На практике часто встречается такое использо­вание силы Ампера: между полюсами магнита по­мещают прямоугольную рамку из провода, по которому течет ток Используя правило левой руки, находим, что на левый участок провода... [читать подробенее]


  • - Магнитное поле, создаваемое проводом с током. Закон Био – Савара – Лапласа.

    Если пропустить прямой провод с током I через лист фанеры, на котором насыпаны железные опилки, то окажется, что сило­вые линии около провода с током, вдоль которых располагаются маленькие магнитики-опилки, направлены всюду перпендикулярно этому току и представляют собой... [читать подробенее]


  • - Магнитное поле, создаваемое проводом с током. Закон Био – Савара – Лапласа.

    Если пропустить прямой провод с током I через лист фанеры, на котором насыпаны железные опилки, то окажется, что сило­вые линии около провода с током, вдоль которых располагаются маленькие магнитики-опилки, направлены всюду перпендикулярно этому току и представляют собой... [читать подробенее]


  • - Магнитное поле в веществе. Магнетизм

    Заключение. Учебный вопрос: Понятие юридической техники. Учебный вопрос. Признаки, структура, требования к законам, их классификация и пределы действия Введение. В ходе сегодняшней лекции мы попытаемся рассмотреть такие... [читать подробенее]


  • - Магнитное поле

    Все живые организмы находятся в области магнитного поля Земли. Характер влияния магнитных полей на развитие бактерий еще мало исследован. Воздействие дополнительными более мощными полями иногда приводит к стимуляции их роста. Так воздействие магнитным полем... [читать подробенее]


  • - МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ

    Лирика Философская Гражданская (политическая, социальная) Интимная (любовная, эротическая) Пейзажная Определять жанры лирики учителю старших классов поможет схема, которая содержится в учебнике «Теория литературы» (под редакцией А.Галича). Эта схема может быть... [читать подробенее]