Работа перемещения проводника и рамки с током в магнитном поле

Итак, работа, совершаемая магнитным полем

В частности, работа при вращении контура с током в однородном мэгнитном поле, (см.рис.6). из положения 1, в котором векторы и направлены в противоположные стороны, в положение 2, в котором векторы и направлены одинаково, равна

A = I(Ф₂- Ф₁),

Ф = Ф

т.о. A=I[BS-(-BS)] = 2IBS = 2p_m B. (8)

Заметим, что работа совершалась за счет энергии

источника тока, а не за счет магнит­ного поля.

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца

На элемент тока Id в магнитном поле с индукцией действует сила Ампера

d = Id . (9)

Появление этой силы связано с действием силы со стороны магнитного поля на носите­ли тока в проводнике. Покажем это. Пусть заряд носителя тока q, скорость его направленного движения v, концентрация n, тогда

I = , (10)

где dQ = qdN - заряд в объеме проводника dV = Sdl; ndV=dN - число носителей тока в провод­нике длиной dl; d - направлено по току и совпадает со скоростью положительных зарядов. Подсталяя (10) в (9), найдем

d

qdN .

При наличии электрического поля сила . (12)

Это выражение называют формулой Лоренца.

Модуль магнитной составляющей силы Лоренца (11) равен :

F_Л=qvВsina, (13)

здесь - угол между направлениями векторов и .

Направление силы Лоренца для положительного заряда, движущегося со скоростью , перпендикулярно линиям , показано на рис. 8а , а направление силы Лоренца для отрица­тельного заряда изображено на рис. 8б; на рис.9 скорость , индукция коллинеарны, поэтому

Лекция 10. Магнитное поле в веществе

В предыдущих лекциях по магнетизму предполагалось, что провода, по которым текут токи, создающие магнитное поле, находятся в вакууме. Если несущие ток провода находятся в какой - либо среде, то магнитное поле изменяется. Объясним это явление.

Магнитные моменты атомов

, (1)

который по модулю равен , (2)

где T - период вращения, v = 1 / T - частота вращения электрона на орбите.

Кроме того, электрон обладает собственным или спиновым магнитным моментом

(spin - верчение; о нем подробнее будем говорить в следующем семестре).

Общий магнитный момент атома равен сумме орбитальных и спиновых магнитных мо­ментов, входящих в атом электронов: . (3)

Магнитные моменты ядер в тысячи раз меньше и ими обычно пренебрегают.