Магнитное поле электрического тока
3.Магнитное действие тока впервые было обнаружено датским физиком Х. Эрстедом в 1820 г.
При пропускании по прямолинейному горизонтальному проводнику постоянного тока силой I находящаяся под ним магнитная стрелка поворачивается вокруг своей вертикальной оси, стремясь расположиться перпендикулярно проводнику с током (рис. 4).
[pic]
Рис 4
4.Основная характеристика магнитного поля – вектор магнитной индукции, задающий
направление и численное значение магнитного поля.
[pic] рис.5
Направление вектора магнитной индукции задается направлением магнитной стрелки, помещенной в данную точку поля. Оно совпадает с направлением, которое указывает северный полюс стрелки (рис. 5)
Линии вектора магнитной индукции ( силовые линии магнитного поля) вводятся для наглядности картины изменения вектора магнитной индукции при переходе от одной точки пространства к другой.
5.Силовой линией магнитного поля называется непрерывная линия, касательная к которой в любой ее точке задает направление вектора магнитной индукции [pic] , Густота силовых линий прямо пропорциональна модулю вектора магнитной индукции.
[pic] [pic]
Рис.6 Рис 7.
Силовые линии магнитного поля тока представляют собой концентрические окружности, причем направление силовых линий зависит от направления тока в проводнике(рис 6). Внутри длинного соленоида с током (катушки) магнитное поле является однородным и линии магнитной индукции параллельны друг другу(рис7),
Для определения направления силовых линий магнитного поля , созданного вокруг проводника с током, существует правило буравчика ( правого винта, штопора)
6.Правило буравчика: «Если направление поступательного движения [link] »(рис 8).На рис. 9 показано , что за направление тока в проводнике принято направление положительных зарядов, т.е. направление от «+» источника к «-»источника тока.
[pic] [pic]
Рис.8. Рис.9.
Сила Ампера. На проводник с током, находящийся в магнитном поле
7. Сила Ампера .На проводник,помещенный в магнитное поле действует сила, равная
F = I·L·B·sinα , которая называется силой Ампера
где I - сила тока в проводнике;B - модуль вектора индукции магнитного поля; L - длина проводника, находящегося в магнитном поле;α- угол между вектором магнитного поля и проводником
Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки (см. рис.10):
[pic] [pic]
Рис 10 Рис 11.
Если расположить левую руку так, чтобы
Сила Ампера приводит в движение двигатели постоянного и переменного тока, находит широкое применение в холодильных установках, в автомобиле. 8.Сила Лоренца. Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение зарядов, то действие магнитного поля на проводник с током есть результат его действия на отдельные движущиеся заряды.
Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущуюся в нем заряженную частицу, называют силой Лоренца. Например, сила Лоренца действует на электрон, движущийся в проводнике с током. [pic]
Fл = q·V·B·sinα где q - величина движущегося зарядаV - модуль его скорости;B - модуль вектора индукции магнитного поля;α - угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.
[pic]
Рис12.
Направление вектора Fл определяется по правилу левой руки:
Если заряд движется параллельно силовым линиям магнитного поля , то Fл = 0 и ускорение частицы равно нулю, следовательно заряд в магнитном поле движется равномерно и прямолинейно. В случае , когда заряд q движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля (рис12).
α = π/2, то Fл = q·v·B Сила Лоренца создает центростремительное ускорение, равное a = V2/R . Заряд движется по окружности. По второму закону Ньютона можно найти радиус окружности и период обращения заряда в магнитном поле:
F =ma. Тогда F = m·v2/R
m·v2/R = q·v·B R
