Учебное пособие: Дія магнітного поля на рухомі заряди та закон повного струму і його використання

Закон Біо-Савара-Лапласа є одним із основних експериментальних явищ і він, подібно до закону Кулона, лежить в основі класичної електродинаміки; він справедливий лише для лінійних струмів (струмів поперечні розміри яких досить малі порівняно з відстанню до розглядуваних точок поля).

ВИСНОВКИ

1. Магнітне поле, подібно електричному, є однією із форм існування матерії, основною його характеристикою є вектор магнітної індукції і графічно поле зображається за допомогою силових ліній поля.

2. На провідник із струмом в магнітному полі діє сила Ампера: , напрям якої визначається за правилом лівої руки. Якщо провідник замкнений (рамка із струмом) то на нього в магнітному полі діє обертальний момент прямопропорційний магнітному моменту рамки і індукції поля.

3. Магнітні властивості речовини характеризуються магнітною проникністю, яка дорівнює відношенню індукції магнітного поля в речовині до індукції магнітного поля в вакуумі.

4. Закон Біо-Савара-Лапласа дає змогу розрахувати індукцію магнітного поля в довільній точці, створюваного лінійними струмами.

ТЕМА 7. МАГНІТНЕ ПОЛЕ

ЗАНЯТТЯ 7.3 ЗАКОН ПОВНОГО СТРУМУ ТА ЙОГО ВИКОРИСТАННЯ

1. ЗМІСТ

Вступ

1. Використання закону Біо-Савара-Лапласа до розрахунку магнітних полів.

2. Закон повного струму та його використання для розрахунку магнітних полів. Вихровий характер магнітного поля.

Висновки

НАОЧНІ ПОСІБНИКИ І ПРИЛАДИ

1. Соленоїд.

2. Прилад для демонстрації сили Ампера.

3. Лектор-2000.

4. Діафільми “Электромагнетизм”, “Магнитное действие токов”.

ОРГАНІЗАЦІЙНО-МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ПРОВЕДЕННЯ ЛЕКЦІЇ

При вивченні матеріалу лекції необхідно враховувати, що на занятті широко використовують математичні обрахунки, тому слід нагадати деякі формули із геометрії та тригонометрії за середню шклу, та правила інтегрування. Велике значення має принцип суперпозиції магнітних полів. На це звернути особливу увагу. Для глибшого засвоювання матеріалу проводити аналогію – властивості електричного і магнітного полів. Причому якщо електричне поле - потенціальне, то магнітне поле вихрове, розкрити фізичний зміст цієї відмінності. При розгляді третього питання особливу увагу звернути на те, коли виконується робота по переміщенню провідника з струмом в магнітному полі, а також на те, що завжди магнітний потік через замкнену поверхню дорівнює нулю.

ВСТУП

В електростатиці для розрахунку напруженості електричного поля використовується закон Кулона або теорема Остроградського-Гаусса. А для розрахунку напруженості магнітного поля використовується закон Біо-Савара-Лапласа і приклади розрахунків будуть приведені на занятті. Крім цього розглянемо більш загальний закон- закон повного струму та його використання. Важливим є те, що з закону повного струму випливає важливий висновок – магнітне поле має вихровий характер, силові лінії його завжди замкнені.

На практиці широко використовуються різного типу електродвигуни, здатні виконувати певну роботу. Тому на занятті розглядається питання чому дорівнює робота сил магнітного поля по переміщенню провідника з струмом і від чого і як вона залежить.

1. ЗАСТОСУВАННЯ ЗАКОНУ БІО-САВАРА-ЛАПЛАСА ДЛЯ ОБЧИСЛЕННЯ ІНДУКЦІЇ МАГНІТНОГО ПОЛЯ ПРОВІДНИКІВ З СТРУМОМ

1. Поле прямого лінійного провідника з струмом.

Обчислимо індукцію магнітного поля в точці А , розміщеній а відстані від нескінчено довгого лінійного провідника з струмом І (рис. 1).

Рис. 1

Для цього поділимо провідник на нескінченно малі елементи dl і запишемо закон Біо-Савара-Лапласа: