Магнитное поле и его характеристики

Похожие презентации:

Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов

Газовая хроматография

Геофизические исследования скважин

Искусственные алмазы

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Воздушные и кабельные линии электропередач

Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Магнитные аномалии

Нанотехнологии

1. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Лекция «Магнитное поле и его
характеристики»

2. Источники магнитного поля

Постоянные магниты;
Электрические токи;
Движущиеся заряды.
Важнейшей особенностью магнитного
поля является то, что оно действует
только на движущиеся в этом поле
электрические заряды

3. Магнитная индукция

Количественная
характеристика
магнитного поля – это вектор магнитной
индукции В. Его используют также в
качестве
силовой
характеристикой,
численно приравнивая максимальному
вращающему моменту, действующему на
рамку с магнитным моментом, равным
единице. В качестве единицы измерения
магнитной индукции в системе СИ
принимают тесла (Тл).

4. Линии магнитной индукции

По аналогии с электрическими магнитные поля можно изображать с
помощью линий магнитной индукции – линий, касательные к
которым в каждой точке совпадают с направлением вектора В. Их
направление задается правилом правого винта: головка винта,
ввинчиваемого по направлению тока, вращается в направлении
линий магнитной индукции. Линии магнитной индукции всегда
замкнуты и охватывают проводники с током.

5. Напряженность магнитного поля

В любом теле существуют микроскопические токи, обусловленные
движением электронов в атомах и молекулах. Эти микротоки
создают свое магнитное поле и могут поворачиваться в магнитных
полях макротоков. Вектор магнитной индукции В характеризует
результирующее магнитное поле, создаваемое всеми макро- и
микротоками. Магнитное поле макротоков описывается вектором
напряженности Н. Для однородной изотропной среды вектор
магнитной индукции связан с вектором напряженности следующим
соотношением:
B 0 H ,
где 0 – магнитная постоянная ( 0 = 4π×10-7 Гн/м),
– безразмерная величина – магнитная проницаемость среды,
показывающая, во сколько раз магнитное поле макротоков Н
усиливается за счет поля микротоков среды.
В СИ напряженность магнитного поля измеряют в ампер на метр
(А/м).

6. Закон Био-Савара-Лапласа

Закон
Био–Савара–Лапласа,
с
помощью
которого
рассчитываются магнитные поля, в векторной и скалярной формах
имеет вид соответственно:
0 I dl r
dB
4
r3
где dB – магнитная индукция,
создаваемая
элементарным
проводником dl, по которому
течет ток I, в точке А; – угол
между направлением тока в
проводнике и радиус-вектором
r. Выбор направления (от нас)
вектора индукции объясняется
выше.
0 Idl sin
dB
2
4
r
A dB
r rd R
rd
C
dl
l
I
dl D

7. Расчет индукции МП в вакууме ( = 1) на расстоянии R от конечного (длиной l) или бесконечного прямого проводника с током I

Расчет индукции МП в вакууме ( = 1) на
расстоянии R от конечного (длиной l)
или бесконечного прямого проводника
с током I (рис. выше)
2
2
2
2
1
1
1
1
0 I sin dl
0 I sin rd
0 I
B dB
d
2
2
4 r
4 r sin
4 r
2
2 0 I
0 I
0 I
sin d
( cos )
(cos 1 cos 2 ).
1 4 R
4 R
4 R
1
Для бесконечного провода 1 0, 2 .
В
результате
для
бесконечного
прямого провода с током I имеем
0 I
B
.
2 R

8. Расчет индукции МП в вакууме ( = 1) в центре кругового витка радиусом R с током I

Расчет индукции МП в вакууме ( = 1)
в центре кругового витка радиусом R
с током I
Каждый элемент проводника
в соответствии с законом БиоСавара-Лапласа создает в центре
витка магнитную индукцию
0 I
dB
dl
2
4 R
B
2 R
2 R
0
0
dB
0 I
0 I
dl
2
2
4 R
4 R
, где sin = 1, т. к. = /2
2 R
0 I
0 I
0 dl 4 R 2 2 R 2R .

9. Расчет индукции МП в вакууме ( = 1) на перпендикуляре, восстановленном из центра проводящего кольца радиусом R с током I, на

Расчет индукции МП в вакууме ( = 1) на
перпендикуляре, восстановленном из центра
проводящего кольца радиусом R с током I, на
расстоянии а от плоскости кольца
В силу симметрии вдоль
направления х интеграл
dBx 0.
Согласно построению АЕ равен
половине dBp, откуда
0 IR
dB p 2dB sin 2
dl ,
3
4 r
тогда
R
R
0 IR
0 IR R
0 IR
0 IR 2
B p dB p
dl
dl
R
.
3
3
3
2
2
3
2 r
2 r 0
2 r
2 (R a )
0
0

10. Благодарю за внимание

English     Русский Правила

Страница не найдена » МАОУ «Моряковская СОШ» Томского района

Мар 27

Новости Комментарии к записи Профилактика гриппа и ОРВИ отключены

автор: olga10021975

Мар 24

   “Жизнь в театре – всего лишь один сезон, а сезон – это целая жизнь. ” Джордж Бернард Шоу.  Несмотря на каникулы, в школе активно проходят репетиции театральной студии “Маша и медведь”.

Читать полностью »

автор: olga10021975

Мар 24

Новости Комментарии к записи Безопасное дорожное движение: повторяем правила с детьми отключены

   Весенние каникулы. Это отличное время, чтобы в спокойной обстановке проверить знания ребёнка о безопасном движении на дороге, напомнить о дорожных ловушках, восполнить пробелы и узнать что-то новое.  

Читать полностью »

автор: olga10021975

Мар 22

Новости Комментарии к записи Семинар для школ Томского района отключены

   22 марта в нашей школе состоялся семинар для школ Томского района “Создание школьной антибуллинговой команды”.

Читать полностью »

автор: olga10021975

Мар 22

   21 марта воспитанники дошкольной группы приняли участие в муниципальном конкурсе “Лыжня для дошколят”.

Читать полностью »

автор: olga10021975

Мар 21

Новости Комментарии к записи Фестиваль вожатских идей отключены

   19-20 марта на базе ТГПУ состоялся Фестиваль вожатских идей, который прошёл под тематикой “Время сказок”.

Читать полностью »

автор: olga10021975

Мар 21

Новости Комментарии к записи Профилактика гриппа и ОРВИ отключены

автор: olga10021975

Мар 21

Новости Комментарии к записи Беседы о сквернословии отключены

   Ко Дню защиты родного языка школьный педагог-библиотекарь Шестакова Г.С. провела беседы в старших классах о сквернословии. 

Читать полностью »

автор: olga10021975

Мар 21

Новости Комментарии к записи Наш сайт – снова победитель! отключены

   20 марта 2023 года Российский новый университет и группа компаний «Просвещение» подвели итоги юбилейного XV Общероссийского рейтинга образовательных сайтов.

Читать полностью »

автор: olga10021975

Мар 19

Новости Комментарии к записи Серебряный призёр отключены

   19 марта на лыжной базе “Метелица ” состоялись региональные соревнования по лыжным гонкам. Денисова Арина стала серебряным призёром этих соревнований. Тренер спортсменки – учитель физической культуры нашей школы Гридин Александр Борисович. 

автор: olga10021975

Назад

Закон Био-Савара | Закон Лапласа.

В 1820 году Эрстед обнаружил, что когда ток проходит через проводник, вокруг него создается магнитное поле. Как раз в то же время Лаплас дал правило для расчета величины создаваемого магнитного поля. Он известен как закон Лапласа или закон Био-Савара.

Рассмотрим проводник XY , по которому течет ток I. За счет этого вокруг него создается магнитное поле. Чтобы найти магнитное поле, создаваемое в точке P , рассмотрим элемент AB длиной dl , который образует угол θ с линией, соединяющей r , как показано на рисунке 1. Пусть расстояние P с дл на р .

 

В соответствии с законом Био-Савара напряженность магнитного поля, создаваемая элементом в этой точке P , равна

1. Прямо пропорциональна величине протекающего тока, т.е.
2. Прямо пропорциональна длине элемента, т.е. Прямо пропорциональна синусу угла между проводником и линией, соединяющей r, т. е.
3. Обратно пропорциональна квадрату линии, соединяющей центр элемента и точку P, т. е.

Объединяя эти коэффициенты, мы получаем

Где k — константа пропорциональности, и ее значение зависит от системы единиц, выбранной для измерения различных величин.

в единицах Si и в системе CGS K = 1.

, где абсолютно магнитная проницаемость свободного пространства

и

(1T = 1WB M ^-2 )

в SI Unit , ——– (i)

В системе сгс,

В векторной форме мы можем написать

Или,

——– (ii)

Направление .

Из уравнения (ii) направлением будет направление вектора векторного произведения, . Он представлен правилом правого винта или правилом правой руки . Здесь перпендикулярно плоскости, содержащей и направленной внутрь. Если точка P находится слева от текущего элемента, она будет перпендикулярна плоскости, содержащей направленный наружу.

Индукция магнитного поля в точке P из-за прохождения тока через весь провод составляет

Закон Био-Савара относительно плотности тока Дж , утверждает, что

где Дж = плотность тока в любой точке элемента тока, dV = объем элемента.

Закон Био-Савара относительно заряда (q) и его скорости (v) равен

Закон Био-Савара относительно силы намагничивания или намагничивания (H) магнитного поля s:

В системе СИ или МКС

и

В сгс э.м. ед.

А

Некоторые важные особенности закона Био-Савара

1. Закон Био-Савара справедлив для симметричного распределения тока.
2. Био Закон Савара применим только к проводнику очень малой длины, по которому течет ток.
3. Этот закон нельзя легко проверить экспериментально, так как невозможно получить проводник с током очень малой длины.
4. Этот закон аналогичен закону Кулона в электростатике.
5. Направление перпендикулярно обоим и .
6. Если т.е. точка P лежит на оси линейного проводника (или на проводе с током), то . Это означает, что ни в одной точке тонкого линейного проводника с током нет индукции магнитного поля.
7. Если точка P лежит перпендикулярно текущему элементу, то
   , что равно максимум.
8. Если , то дБ = 0, т.е. минимум .

Сходства и различия между законом Био-Саварта для магнитного поля и законом кулонов для электростатического поля

сходства

1. Оба закона для полей имеют длительное расстояние. в точке изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния от источника до точки наблюдения.
2. Оба поля подчиняются принципу суперпозиции.
3. Магнитное поле линейно в источнике I, так же как электрическое поле линейно в своем источнике, электрическом заряде q.

Различия

1. Электростатическое поле создается скалярным источником, а именно электрическим зарядом q , а магнитное поле создается векторным источником, элементом тока I.
2. Электростатическое поле действующей вдоль вектора смещения, т. е. линии, соединяющей источник и точку поля. Магнитное поле действует перпендикулярно плоскости, содержащей элемент тока и вектор смещения , т. е. вдоль направления.
3. Электростатическое поле в точке из-за заряда не зависит от угла , тогда как магнитное поле в точке из-за элемента тока зависит от угла. Это означает, что закон Кулона не зависит от угла, тогда как закон Био-Савара зависит от угла.

Магнетизм и электромагнетизм

Краткое содержание курса: Физика 225, 227

Краткое содержание курса: Физика 225, 227 МАГНИТИЗМ I

Уровень

Электромагнитные поля Wangsness
Электромагнитные поля и волны Lorrain and Корсон

Обязательное условие

Физика 132 или 142; Математика 221 или 205

Syllabus

1. Обзор вводной электростатики
   
   1. Обзор векторного расчета
      
   2. Законодательство Coulomb’s, Electrostatic Field и потенциальный
      
   3. . 0154
   4. Multipoles
      
   5. Capacitance, potential energy of charge distribution, forces on conductors
      
2. Dielectrics
   
   1. Polarization vector, displacement vector, electric susceptibility
      
   2. Calculation of electrostatic fields inside and outside a dielectric
      
   3. Уравнение Клаузиуса-Мосотти, полярные молекулы
      
   4. Потенциальная энергия распределения заряда и силы на диэлектриках
      
3. Boundary Value Problems
   
   1. Boundary conditions, the uniqueness theorem
      
   2. Image charges
      
   3. Solutions to Laplace’s equations
      
4. Magnetostatics
   
   1. Biot-Savart law, magnetic induction, the Lorentz force
      
   2. В B=0, векторный потенциал
      
   3. Рот B, закон Ампера
      
   4. Магнитный диполь, магнитная сила и момент
      
5. Magnetic Materials
   
   1. M, H, and B
      
   2. Paramagnetism, diamagnetism
      
   3. Ferromagnetism and hysteresis
      
   4. Boundary conditions for magnetic materials
      

---

PHYSICS 227 — INTERMEDIATE ELECTRICITY И МАГНИТИЗМ II

Уровень

Электромагнитные поля Wangsness
Электромагнитные поля и волны Лоррейн и Corson
Классическое электромагнитное излучение Марион

Предпосылка

Physics 225 или эквивалент

Syllabus

1. Закон Фарадея в области индукции
   
   1. Закон Фарадея в движении и стационарных СМИ
      
   2. Инкрустирующий.