Введение в магнитостатику

Содержание

Слайд 2

Введение в магнитостатику. Сила Лоренца Электромагнитные силы - одни из наиболее

Введение в магнитостатику. Сила Лоренца

Электромагнитные силы - одни из наиболее

важных в природе, поскольку они определяют существование атомов.

Магнитостатика - раздел физики, изучающий свойства постоянных магнитных полей.

Из экспериментов: на заряд q действует сила:

Слайд 3

Рассмотрим пространство, в котором находятся заряды. На заряд q в этом

Рассмотрим пространство, в котором находятся заряды. На заряд q в этом

пространстве действует сила со стороны остальных зарядов. Эта сила зависит от величин зарядов, от их взаимного расположения и от того, движутся или покоятся заряды.

Из экспериментов: на выделенный заряд действует сила:

Введение в магнитостатику. Сила Лоренца

Слайд 4

В формуле Лоренца два слагаемых. Введение в магнитостатику. Сила Лоренца

В формуле Лоренца два слагаемых.

Введение в магнитостатику. Сила Лоренца

Слайд 5

Итак, движущиеся заряды создают в окружающем их пространстве магнитное поле. Пример

Итак, движущиеся заряды создают в окружающем их пространстве магнитное поле. Пример

движущихся зарядов – протекание тока в проводниках. Стационарные электрические токи являются источниками постоянного магнитного поля. Такое магнитное поле можно рассматривать отдельно от электрического поля. Раздел физики - магнитостатика.

Введение в магнитостатику. Сила Лоренца

Слайд 6

Взаимодействие токов. Физический смысл индукции магнитного поля Два тонких проводника, по

Взаимодействие токов. Физический смысл индукции магнитного поля

Два тонких проводника, по

которым текут токи, притягивают друг друга, если токи в них имеют одинаковое направление, и отталкивают, если токи противоположны. Электрические токи создают в пространстве вокруг себя магнитное поле.

Как обнаружить магнитное поле ?

а) по воздействию на стрелку компаса (постоянный магнит);

б) по поведению в магнитном поле плоского замкнутого контура очень малых размеров с циркулирующим в нем пробным током.

Слайд 7

Рассмотрим поведение в магнитном поле плоского замкнутого контура с током. I

Рассмотрим поведение в магнитном поле плоского замкнутого контура с током.

I

n

Магнитное поле

устанавливает контур положительной нормалью по направлению поля.

При повороте контура возникает вращающий момент, стремящийся вернуть контур в равновесное положение.

Взаимодействие токов. Физический смысл индукции магнитного поля

Слайд 8

Дипольный магнитный момент – это вектор, направление которого совпадает с направлением

Дипольный магнитный момент – это вектор, направление которого совпадает с направлением

положительной нормали контура.

Взаимодействие токов. Физический смысл индукции магнитного поля

Слайд 9

Поэтому в качестве модуля магнитной индукции принимается величина, равная отношению :

Поэтому в качестве модуля магнитной индукции принимается величина, равная отношению :

1

тесла равна магнитной индукции однородного поля, в котором на плоский контур с током, имеющим магнитный момент 1 А.м2, действует максимальный вращающий момент, равный 1 Н.м.

Единица измерения магнитной индукции - тесла (Т).

Взаимодействие токов. Физический смысл индукции магнитного поля

Слайд 10

Для магнитного поля, как и для электрического, справедлив принцип суперпозиции: Взаимодействие

Для магнитного поля, как и для электрического, справедлив принцип суперпозиции:

Взаимодействие

токов. Физический смысл индукции магнитного поля
Слайд 11

Как и электрическое поле, магнитное поле изображается с помощью силовых линий

Как и электрическое поле, магнитное поле изображается с помощью силовых линий

(линий магнитной индукции).

Силовые линии магнитного поля это такие линии, касательные к которым в каждой точке совпадают по направлению с векторами магнитной индукции.

Силовые линии постоянного магнитного поля замкнуты, либо начинаются и оканчиваются в бесконечности. Магнитные поля изображаются так, чтобы картина поля давала направление и представление о величине магнитной индукции. Для этого в местах увеличения магнитной индукции силовые линии сгущаются, а в местах ослабления изображаются более редкими.

Графическое изображение магнитного поля

Слайд 12

Токи, текущие по проводникам, создают в окружающем пространстве магнитное поле. Как

Токи, текущие по проводникам, создают в окружающем пространстве магнитное поле. Как

вычислить магнитное поле произвольного тока? В электростатике: взаимодействие точечных зарядов, затем - принцип суперпозиции. В магнитостатике - тот же прием. Аналог точечных зарядов - малые прямолинейные участки проводников с током - элементы тока. Важно знать закон, по которому вычисляется магнитное поле, созданное элементом тока.

Это закон Био – Савара – Лапласа

Для магнитной индукции поля, создаваемого элементом тока I длиной dl, справедлива формула

Закон Био – Савара – Лапласа

Слайд 13

Закон Био – Савара – Лапласа

Закон Био – Савара – Лапласа

Слайд 14

Магнитная индукция является силовой характеристикой магнитного поля. Закон Био – Савара – Лапласа

Магнитная индукция является силовой характеристикой магнитного поля.

Закон Био – Савара

– Лапласа
Слайд 15

Поле прямого тока А Закон Био – Савара – Лапласа. Примеры расчета магнитных полей

Поле прямого тока

А

Закон Био – Савара – Лапласа. Примеры расчета

магнитных полей