Электричество и магнетизм (Лекция 10)

Содержание

Слайд 2

Правило буравчика (иллюстрация) Для прямого тока: линии индукции = окружности. Направление

Правило буравчика (иллюстрация)

Для прямого тока: линии индукции = окружности. Направление

линий – условно (правило «буравчика» или «правого винта»)
Слайд 3

Магнитное поле (1) Магнитное поле создаётся движущимися электрическими зарядами: Закон Био – Савара –Лапласа

Магнитное поле

(1) Магнитное поле создаётся движущимися электрическими зарядами:
Закон Био –

Савара –Лапласа
Слайд 4

Закон Био – Савара - Лапласа Магнитное поле равномерно движущегося заряда Гн = Н·м/А2

Закон Био – Савара - Лапласа

Магнитное поле равномерно движущегося заряда

Гн =

Н·м/А2
Слайд 5

Магнитное поле элемента тока

Магнитное поле элемента тока

Слайд 6

Закон Био – Савара - Лапласа Био – Савар (1820, эксперимент)

Закон Био – Савара - Лапласа

Био – Савар (1820, эксперимент)
Лаплас (1826,

теория)

Магнитное поле объемного тока

Слайд 7

Магнитное поле линейного проводника с током Закон Био – Савара - Лапласа

Магнитное поле линейного проводника с током

Закон Био – Савара - Лапласа

Слайд 8

Магнитное поле прямого тока =>

Магнитное поле прямого тока

=>

Слайд 9

Магнитное поле кругового тока

Магнитное поле кругового тока

Слайд 10

Магнитное поле соленоида (катушки с током) Каждый виток катушки создает в

Магнитное поле соленоида (катушки с током)

Каждый виток катушки создает в

центре соленоида магнитное поле с индукцией:

Направление вектора магнитной индукции определяется по правилу буравчика.
Вся катушка c числом витков N создаст в сердечнике соленоида однородное магнитное поле с индукцией, вычисляемой методом сложения (интегрирования) полей, создаваемых отдельными витками. Если катушка достаточно длинна (L >> R) то результат интегрирования не зависит от R:

B = (μ0/2)I/R

B = μ0IN/L

L

R

B

Слайд 11

Магнитное поле (2) Магнитное поле действует на движущиеся заряды Сила Лоренца Закон Ампера

Магнитное поле

(2) Магнитное поле действует на движущиеся заряды
Сила Лоренца
Закон Ампера

Слайд 12

Сила Лоренца Магнитная сила Сила Лоренца Магнитная сила НЕ совершает работы

Сила Лоренца

Магнитная сила

Сила Лоренца

Магнитная сила НЕ совершает работы
Величина и направление векторов

напряженности электрического поля и магнитной индукции зависят от выбора системы отсчета.
Слайд 13

V B Fмаг Fмаг = q[V,B] Величина силы действия магнитного поля,

V

B

Fмаг

Fмаг = q[V,B]

Величина силы действия магнитного поля, соответственно, равна
Fмаг =

qVBsin(α), где α - угол между векторами скорости и магнитной
индукции.

Немного математики:
Векторное произведение с = [ a, b ] направлено перпендикулярно обоим векторам a и b и равно по величине
с = a b sin(α), где α - угол между векторами а и b. Направление вектора с определяется правилом левой руки.

b

a

c

Векторное произведение

Слайд 14

Если частица имела начальную скорость V не перпендикулярную направлению вектора магнитной

Если частица имела начальную скорость V не перпендикулярную направлению вектора магнитной

индукции В:

Под действием магнитной силы заряд будет двигаться по дуге окружности радиуса

Где Vперп - компонента вектора скорости, перпендикулярная направлению вектора магнитной индукции.
Кроме этого, частица будет смещаться вдоль направления вектора магнитной индукции с постоянной скоростью Vпарал. В результате частица будет двигаться по спирали.

R = mVперп/qB

Примеры задач

ПРИМЕР. Заряд q влетает в область однородного магнитного поля В. Определить его траекторию движения.

Слайд 15

Примеры решения задач

Примеры решения задач

Слайд 16

Примеры решения задач ВНИМАНИЕ. μ0ε0 = 1/с2; c = 3*108 м/с

Примеры решения задач

ВНИМАНИЕ. μ0ε0 = 1/с2; c = 3*108 м/с –

скорость света в вакууме (!)
Слайд 17

Закон Ампера Магнитная сила, действующая на элемент тока

Закон Ампера

Магнитная сила, действующая на элемент тока

Слайд 18

Андре́-Мари́ Ампе́р 1775-1836 Закон Ампера Закон Ампера для элемента линейного проводника

Андре́-Мари́ Ампе́р 1775-1836

Закон Ампера

Закон Ампера для элемента линейного проводника

Слайд 19

Закон Ампера Сила взаимодействия двух параллельных линейных бесконечных токов в вакууме

Закон Ампера

Сила взаимодействия двух параллельных линейных бесконечных токов в вакууме

Слайд 20

Закон Ампера Единица силы тока в системе СИ Прохождение тока силой

Закон Ампера

Единица силы тока в системе СИ

Прохождение тока силой в 1

Ампер по двум очень длинным тонким параллельным проводникам, находящимся в вакууме на расстоянии 1 метр друг от друга, вызывает силу взаимодействия F = 2 •10-7 Н на каждом участке проводника, длиной в 1 метр.

1 Кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника, по которому течёт постоянный ток силой I = 1 А.

Слайд 21

Спасибо за внимание! Курс общей физики НИЯУ МИФИ

Спасибо за внимание!

Курс общей физики НИЯУ МИФИ

Слайд 22

Вспоминаем: теорема Гаусса. Поток вектора напряженности электрического поля через замкнутую поверхность

Вспоминаем: теорема Гаусса.

Поток вектора напряженности электрического поля через замкнутую поверхность

равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности зарядов, деленной на электрическую постоянную ɛ0 = 4πk

Дивергенция вектора напряженности электрического поля в точке равна плотности электрического заряда в данной точке, деленной на электрическую постоянную ɛ0.

divE = dФ/dV =
= (Σ qi / ɛ0 )dV =
= ρ / ɛ0

Слайд 23

Га́усс И. К. Ф. (1777-1855) Острогра́дский М. В. (1801-1861) Теорема Остроградского-Гаусса

Га́усс И. К. Ф.
(1777-1855)

Острогра́дский М. В. (1801-1861)

Теорема Остроградского-Гаусса

Факт: поток

через внешнюю поверхность группы микро-кубиков = сумме потоков через поверхности всех микро-кубиков
Слайд 24

Циркуляция и ротор векторного поля Циркуляция векторного поля

Циркуляция и ротор векторного поля

Циркуляция векторного поля

Слайд 25

Циркуляция и ротор векторного поля Ротор векторного поля

Циркуляция и ротор векторного поля

Ротор векторного поля

Слайд 26

Циркуляция и ротор векторного поля Компоненты ротора в декартовых координатах

Циркуляция и ротор векторного поля

Компоненты ротора в декартовых координатах

Слайд 27

Циркуляция и ротор векторного поля

Циркуляция и ротор векторного поля

Слайд 28

Циркуляция и ротор векторного поля

Циркуляция и ротор векторного поля

Слайд 29

Циркуляция и ротор векторного поля Векторное поле называется вихревым, если ротор

Циркуляция и ротор векторного поля

Векторное поле называется вихревым, если ротор этого

поля НЕ равен нулю тождественно.
Слайд 30

Циркуляция и ротор векторного поля Теорема Стокса

Циркуляция и ротор векторного поля

Теорема Стокса

Слайд 31

Пример вихревого поля Является ли это поле вихревым?

Пример вихревого поля

Является ли это поле вихревым?

Слайд 32

Пример. Является ли это поле вихревым? Пример не вихревого поля 0

Пример. Является ли это поле вихревым?

Пример не вихревого поля

0

rot E =

0 => Электростатическое поле НЕ является вихревым
Слайд 33

Основные законы магнитостатики Опыт показывает, что в природе нет магнитных зарядов,

Основные законы магнитостатики

Опыт показывает, что в природе нет магнитных зарядов, которые

могли бы послужить источниками магнитного поля.

Замечание. Опыт показывает, что данные уравнения справедливы не только для постоянных, но и для переменных магнитных полей.

Теорема Гаусса для вектора магнитной индукции

Слайд 34

Основные законы магнитостатики Циркуляция по контуру вокруг прямого проводника с током:

Основные законы магнитостатики

Циркуляция по контуру вокруг прямого проводника с током: dl

= rda => rda/r = da =>.

rot B = μ0I/πr2 = j.

Циркуляция и ротор вектора магнитной индукции

Знак плюс, если ток направлен вверх (как и нормаль к контуру интегрирования)

Слайд 35

Основные законы магнитостатики Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции

Основные законы магнитостатики

Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции

Слайд 36

Основные законы магнитостатики Ротор магнитного поля Непрерывное распределение токов

Основные законы магнитостатики

Ротор магнитного поля

Непрерывное распределение токов

Слайд 37

Замечание 1. Магнитное поле является вихревым, поскольку его ротор НЕ равен

Замечание 1. Магнитное поле является вихревым, поскольку его ротор НЕ равен

нулю тождественно.
Замечание 2. Любое векторное вихревое поле (в частности – магнитное В) можно представить в виде ротора другой векторной функции:

Основные законы магнитостатики

Где вектор А называют векторным потенциалом магнитного поля.
Для магнитного поля, создаваемого точечным равномерно движущимся зарядом В = (μ0/4π)q[v,r]/r3
A = (μ0/4π)qv/r = μ0ε0φv = φv/с2
ДЗ: проверить формулу!

Слайд 38

Магнитная постоянная и скорость света. μ0 = 4π •10-7 Н/А2 =

Магнитная постоянная и скорость света.

μ0 = 4π •10-7 Н/А2 =

12,56 •10-7 Н/А2 - магнитная постоянная
ε0 = 8,85 •10-12 Кл2/Hм2 - электрическая постоянная (из закона Кулона)
μ0 ε0 = 1,256 •10-6 • 0,885 •10-11 [Н/А2 • Кл2/Нм2] = 1,1 • 10-17[с2/м2]
(μ0 ε0) -1/2= (0,11 • 10-16) -1/2[м/с] = 3•108 м/с = с (скорость света)
Слайд 39

Основные законы магнитостатики Основные законы электростатики и магнитостатики

Основные законы магнитостатики

Основные законы электростатики и магнитостатики

- Предыдущая
Петушок и солнышко
Следующая -
Кванториум. Проект

Похожие презентации

Столкновения Абсолютно упругий удар
Базовая электрика. Основы
Тема 3: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 3.1. ЭНЕРГИЯ И ЭНТРОПИЯ Второй закон устанавливает, что самопроизвольные процессы возможн
Спектроскопия органических соединений
Соединение проводников
Динамика судна. Общие понятия гидромеханики
Прямолинейное и криволинейное движение. Движение тела по окружности
Управління потоками реактивної енергії (вибір потужності компенсуючих установок та їх розміщення у системі електропостачання)
« МОУ Липковская Средняя Школа №3» Презентация на тему: « Диффузия» ПОДГОТОВИЛИ: НИКИТИНА НАДЕЖДА И ХАЛИМОВА ЕКАТЕРИНА
Электр тізбектеріндегі өтпелі үрдістер
Законы постоянного тока
Плавление тел
Сила трения
Лазер. Области применения лазеров
Arduino. Электрическая схема
Задачи по физике
харчування під час радіоактивної небезпеки Підготувала учениця 302 групи Авіакосмічного ліцею ім.І.Сікорського НАУ Гріднєва А
Методы травления материалов электронной техники
Электрические цепи постоянного тока
Энергетические ресурсы Мирового океана
Макс Планк Презентация по физике ученицы 12а класса Рижской Гризинькалнской средней шк. им. И. Г. Гердера Максимовой Татьяны
Уравнение адиабатического процесса для идеального газа
Закон Архимеда
Турбины ТЭС и АЭС. Теория теплового процесса. Основные уравнения теории
Вес тела
Парообразование. Конденсация
Презентация по физике "Физика-наука о природе" - скачать
Презентация по физике на тему «Производство электроэнергии. Передача электроэнергии на расстоянии.» Ученицы 9 класса «В» Зениной
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть