Действие магнитного поля на движущиеся заряды, сила Лоренца

Магнитное поле действует и на отдельные заряды.

Vy – скорость упорядоченного движения электрона.

N – число частиц в проводнике длиной dl.

F – сила, действующая на 1 заряд.

Важно отметить, что сила Лоренца всегда направлена перпендикулярно скорости зарядов. Из-за этого она является центростремительной и, следовательно, не совершает работу, а лишь изменяет направление скорости движения заряда, искривляя траекторию движения.

Графическая иллюстрация движения заряда под действием магнитного поля.

Графическая иллюстрация движения заряда под действием электрического и магнитного поля.

Эффект Холла.

Наблюдается при пропускании электрического тока через пластинку.

Если магнитное поле направить перпендикулярно току, то возникает разность потенциалов.

- постоянная Холла.

R – константа Холла.

b – ширина пластины.

Сила Лоренца направлена вверх и верхняя пластина заряжается отрицательно. Отсюда и возникает напряженность электрического поля. Процесс продолжается до тех пор, пока

для каждого металла различна.

Закон Био-Савара-Лапласа.

Магнитная индукция зависит от тока, формы, линейных размеров. Выражение, по которому вычисляется вектор м.и. впервые получил Лаплас.

Величина м.и. должна представлять собой сумму векторных индукций участков dl, на которые можно разбить проводник, по которому течет ток.

- магнитная проницаемость.

- магнитная постоянная

Математич. запись закона:

Магнитное поле прямолинейного проводника с током.

Графическая иллюстрация.

Графическая иллюстрация (квадратная рамка).

Магнитное поле кругового тока.

Графическая иллюстрация. Окружность, по которой течет ток. Отмечен радиус и отрезок dl.

Графическая иллюстрация. Окружность, по которой течет ток. Отмечен радиус, точка в пространстве («на оси»), расстояние от центра окружности до нее – h.

Магнитный момент витка с током -

Отметим, что это векторная величина и вектор направлен вдоль оси витка с током в ту же сторону, что и вектор магнитной индукции.

Магнитное поле соленоида.

Соленоид - катушка провода, намотанного на цилиндрическую поверхность.

Графическая иллюстрация.

Выбирается произвольная точка на оси соленоида и рассчитывается значение магнитной индукции в ней.

Точка в центре соленоида.

Точка на торце соленоида.

Закон полного тока.

Графическая иллюстрация.

Циркуляция вектора напряженности вдоль замкнутого контура равна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром.

Графическая иллюстрация разнонаправленных токов.

Магнитный поток.

Поток вектора магнитной индукции через площадку dS –физическая величина, равная произведению величины этой площадки и проекции вектора м.и. на направление положительной нормали этой площадки.

Если поле однородное, а поверхность плоская (расположена перпендикулярно к В), то магнитный поток:

Единица измерения – Вебер [Вб].

Теорема Гаусса.

Магнитный поток через произвольную замкнутую поверхность равен нулю.

Таким образом, теорема показывает, что в природе не существует магнитных зарядов.

1 Вебер – такой магнитный поток, который равномерно изменяясь за единицу времени наводит в контуре, который он пронизывает, ЭДС равную 1 В.