Электромагнитное поле. (Лекция 6)

Содержание

Слайд 2

Электромагнитное поле

Электромагнитное поле

Слайд 3

Электромагнитное поле есть вид материи, определяющийся во всех точках двумя векторными

Электромагнитное поле есть вид материи, определяющийся во всех точках двумя векторными

величинами, которые характеризуют две его стороны «электрическое поле» и «магнитное поле».
Электромагнитное поле оказывает силовое воздействие на заряженные частицы, зависящее от скорости и значения их заряда.
Слайд 4

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ Электрическое поле – это силовое поле, существующее вокруг частиц

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Электрическое поле – это силовое поле, существующее вокруг частиц (тел),

обладающих особенным свойством, называемым «электрический заряд».
Действие сил в этом поле направлено на частицы и тела, обладающие этим же свойством.
Значение действующей силы F зависит от количества заряда q1, q2 во взаимодействующих частицах (телах) и расстояния между заряженными частицами (телами) r. Это значение определяется законом Кулона:

Первичной характеристикой электрического поля является поток электрического смещения Q, измеряемый в кулонах (Кл) и равный заряду частицы или тела, создающих поле.

Слайд 5

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ Поток электрического смещения Поток электрического смещения через замкнутую поверхность

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Поток электрического смещения

Поток электрического смещения через замкнутую поверхность равен электрическому

заряду, находящемуся в объёме, ограниченном этой поверхностью. (Закон Гаусса)

Q=Σq

(I)

Главные характеристики электрического поля:

D – плотность потока электрического смещения, Кл/м2

U – электрическое напряжение, В=Дж/Кл

Е – напряжённость электрического поля, Н/Кл или В/м

Слайд 6

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Магнитное поле – это силовое поле, существующее вокруг движущихся

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Магнитное поле – это силовое поле, существующее вокруг движущихся частиц

(тел), обладающих особенным свойством, называемым «электрический заряд».
Действие сил в этом поле направлено на движущиеся частицы и тела, обладающие этим же свойством.
Значение действующей силы F зависит от количества заряда q1, q2 во взаимодействующих частицах (телах), скорости движения этих частиц (тел) и расстояния между заряженными частицами (телами) r. Это значение определяется законом Ампера:

Первичной характеристикой магнитного поля является напряжённость магнитного поля Н, измеряемая в амперах, поделённых на метр (А/м) и определяемая законом Био-Савара-Лапласа.

Слайд 7

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Закон Био-Савара-Лапласа: Напряжённостью магнитного поля Н называется векторная величина*,

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Закон Био-Савара-Лапласа:
Напряжённостью магнитного поля Н называется векторная величина*, пропорциональная силе

тока I , протекающего по элементарному отрезку проводника длиной Δl, длине этого отрезка и обратно пропорциональная квадрату расстояния r до рассматриваемой точки поля.

I

Δl

Н

Сила, действующая на единичный заряд (q=1Кл), двигающийся с единичной скоростью (Δl/τ= 1 м/с):

называется индукцией магнитного поля В.

В=μ0Н

______________________________________
*Направление вектора определяется по правилу «буравчика»

Слайд 8

Магнитной индукцией называется векторная величина*, определяющая силу f, действующую на единичный

Магнитной индукцией называется векторная величина*, определяющая силу f, действующую на единичный

заряд q, и направленную перпендикулярно направлению движения заряда, движущегося с единичной скоростью v:

В1

I1

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

______________________________________
*Направление вектора магнитной индукции определяется по правилу «буравчика»

1 – источник магнитного поля,
2- пробный заряд

Направление силы определяется правилом «левой руки»

Слайд 9

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ B S Магнитный поток Тл∙м2⇒вебер (Вб) (II) Поток магнитной

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

B

S

Магнитный поток

Тл∙м2⇒вебер (Вб)

(II)

Поток магнитной индукции В через замкнутую поверхность S

равен нулю.
= Магнитные заряды не существуют.
(Закон Гаусса для магнитного поля)
Слайд 10

В1 ______________________________________ *Направление вектора определяется по правилу буравчика Uав=v⋅B⋅lав Закон электромагнитной индукции Uав=Е⋅lав Е=v⋅B

В1

______________________________________
*Направление вектора определяется по правилу буравчика

Uав=v⋅B⋅lав

Закон электромагнитной индукции

Uав=Е⋅lав

Е=v⋅B

Слайд 11

Закон электромагнитной индукции В Uав=v⋅B⋅lав

Закон электромагнитной индукции

В

Uав=v⋅B⋅lав

Слайд 12

Закон электромагнитной индукции В Uав=v⋅B⋅lав

Закон электромагнитной индукции

В

Uав=v⋅B⋅lав

Слайд 13

Закон электромагнитной индукции В Uав=v⋅B⋅lав

Закон электромагнитной индукции

В

Uав=v⋅B⋅lав

Слайд 14

Закон электромагнитной индукции Ф1= ζ⋅40 Uав=v⋅B⋅lав Ф2= ζ⋅24

Закон электромагнитной индукции

Ф1= ζ⋅40

Uав=v⋅B⋅lав

Ф2= ζ⋅24

Слайд 15

Закон электромагнитной индукции Электрическая работа в замкнутом контуре: С учётом получаем:

Закон электромагнитной индукции



Электрическая работа в замкнутом контуре:

С учётом

получаем:

(III)

При изменении

во времени магнитного поля в том же пространстве появляется связанное с ним электрическое поле.
Слайд 16

Расширение понятия «Электрический ток» Ток проводимости Плотность тока проводимости Ток смещения

Расширение понятия «Электрический ток»

Ток проводимости
Плотность тока проводимости
Ток смещения
Плотность тока смещения

Общие свойства

электрического тока:
- Электрический ток возникает под действием электродвижущей силы.
- Для появления электрического тока необходим замкнутый путь.
Слайд 17

Ток проводимости Электрическим током проводимости называется направленное движение заряженных частиц в

Ток проводимости

Электрическим током проводимости называется направленное движение заряженных частиц в соответствии

со знаком их заряда и направлением электрического поля.

Единица измерения тока – ампер (А). Ток в 1 А, протекающий по проводнику, означает, что через поперечное (току) сечение проводника за одну секунду проходят частицы с суммарным зарядом одного знака, равным 1 Кл.

Электрический ток является скалярной величиной.

Слайд 18

Плотность тока проводимости Плотностью тока проводимости называется вектор, направленный перпендикулярно площадке

Плотность тока проводимости

Плотностью тока проводимости называется вектор, направленный перпендикулярно площадке поперечного

сечения, через которое проходит электрический ток, и равный значению тока, поделённому на площадь, через которую он проходит

При равномерной плотности тока

При неравномерной плотности тока

Размерность

Постоянный ток – электрический ток, вектор плотности которого не меняет направления со временем.

Переменный ток – электрический ток, вектор плотности которого постоянно меняет направление со временем.

Плотность тока проводимости является точечной характеристикой электрического поля в проводящей среде

Слайд 19

Ток смещения Электрическим током смещения называется изменение потока электрического смещения во

Ток смещения

Электрическим током смещения называется изменение потока электрического смещения во времени

q

2q

3q

Скорость

изменения потока электрического смещения
Слайд 20

Плотность тока смещения Каждая точка поля характеризуется векторной величиной - D,

Плотность тока смещения

Каждая точка поля характеризуется векторной величиной - D, называемой

«плотность потока электрического смещения».

При изменении электрического поля изменяется и плотность потока электрического смещения в каждой его точке со скоростью:

А

Плотность тока смещения – векторная величина, отражающая скорость изменения плотности потока электрического смещения.

Постоянный ток смещения – изменение плотности потока электрического смещения в одном направлении (увеличение или уменьшение).

Переменный ток смещения – чередующиеся изменения направления и модуля вектора плотности потока электрического смещения.

м2

Слайд 21

ЧЕТВЁРТОЕ УРАВНЕНИЕ МАКСВЕЛЛА I dQ/dτ H Ток проводимости Ток смещения Плотность

ЧЕТВЁРТОЕ УРАВНЕНИЕ МАКСВЕЛЛА

I

dQ/dτ

H

Ток проводимости

Ток смещения

Плотность тока смещения D=dQ/dS

Сумма тока проводимости I

и тока смещения dQ/dτ через незамкнутую поверхность S равна циркуляции напряжённости магнитного поля на замкнутом контуре длиной l , который является границей поверхности S. (теорема о циркуляции магнитного поля).

(IV)

Слайд 22

Система уравнений электромагнитного поля (уравнения Максвелла)

Система уравнений электромагнитного поля
(уравнения Максвелла)

Слайд 23

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ