Учебное пособие: Физика. Электромагнитные явления (электродинамика)
п/п
2. Литература
1. Т.И. Трофимова. Курс физики. М.: ВШ,1990.
2. И.В. Савельев. Курс физики. Наука, т.1,2,3.1989.
3. А.Г. Чертов. Задачник по физике. ВШ,1981.
4. А.А. Детлав, Б.М. Яворский Б.М. Курс физики.,1989.
5. П.П. Чолпан. Основы физики. К.: Вища шк.1995.
6.Я.И. Федишин. Лабораторный практикум по физике. Львов.2001.
7. Г.Д. Бурдун . Справочник по международной системе единиц. М.: 1977
8.Грабовский Р.И. Курс физики для сельскохозяйственных институтов. М., 1966
3. Учебный материал по разделу «Электромагнетизм»
Основные законы и формулы
Наименование величины или физический закон | Формула |
Связь между индукцией и напряженностью магнитного поля | |
Индукция магнитного поля в центре кругового тока с числом витков N | |
Индукция поля вблизи бесконечно длинного проводника с током | |
Индукция поля внутри соленоида с током | |
Закон Ампера | |
Сила взаимодействия двух прямых токов | |
Механический момент, действующий на рамку с током в магнитном поле | |
Магнитный момент контура с током | |
Магнитный момент рамки с током (короткой катушки) | |
Сила Лоренца | |
Магнитный поток | |
Потокосцепление в контуре с током | |
Закон Фарадея - Максвелла | |
Э. д. с. переменного тока при вращении рамки в магнитном поле | |
Э. д. с. самоиндукции | |
Индуктивность соленоида (тороида) |
4. Примеры решения задач
Пример 1. По длинному прямому тонкому проводу течет ток силой I=20 А. Определить магнитную индукцию Bполя, создаваемого проводником в точке, удаленной от него на расстояние =4 см.
Решение. Магнитное поле, создаваемое прямым бесконечно длинным проводником ничтожно малого сечения обладает осевой симметрией. Это значит, что абсолютная величина В магнитной индукции в данной точке будет зависеть только от ее расстояния до проводника. Поэтому все точки на окружности радиуса (рис. 1), лежащей в плоскости, перпендикулярной проводнику, будут иметь одинаковое значение магнитной индукции:
, (1)
где - магнитная постоянная.
Направление вектора зависит от положения точки на окружности и от направления силы тока в проводнике.
рис. 1 рис. 2
Вектор направлен по касательной к проведенной нами окружности (это следует из закона Био - Савара - Лапласа, записанного в векторной форме). Линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением вектора магнитной индукции, называется магнитной силовой линией. Окружность на рис. 1 удовлетворяет этому условию, а, следовательно, является магнитной силовой линией. Направление магнитной силовой линии, а значит, и вектора определено по правилу правого винта.
В формулу (1) подставим числовые значения величин и произведем вычисления:
Пример 2. Два параллельных бесконечно длинных провода Dи С, по которым текут в одном направлении токи силой I=60 А, расположены на расстоянии d=10 см друг от друга. Определить магнитную индукцию В поля, создаваемого проводниками с током в точке A, отстоящей от одного проводника на расстоянии r1=5 см, от другого на расстоянии r2=12 см.
Решение. Для нахождения магнитной индукции в указанной точке А (рис. 2) воспользуемся принципом суперпозиции магнитных полей. Для этого определим направления векторов магнитной индукции и полей, создаваемых каждым проводником в отдельности, и сложим их геометрически: .
Абсолютное значение магнитной индукции В может быть найдено по теореме косинусов:
(1)
где - угол между векторами и .
Значения магнитных индукций (имеется ввиду, что проводник находится в вакууме, и, следовательно, ) и выражаются соответственно через силу тока I и расстояния и от проводов до точки А: