Установление тока при замыкании и размыкании цепи с индуктивностью

Графическая иллюстрация.

Цепь замкнута => течет ток Io. Пренебрегая внутренним сопротивлением источника, получаем

Цепь незамкнута => ток убывает (переменный во времени) => возбуждается ЭДСси.

Проинтегрирорав, получаем:

Подставляя получаем: - диссип. система.

При включении.

Ток будет переменным, пока не остановится на определенном постоянном уровне. => возбуждается ЭДСси.

Графическая иллюстрация. Зависимости силы тока от времени.

Вывод. Наличие индуктивности (в обоих случаях) порождает возникновение ЭДСси. Для того, чтобы установился ток в цепи, необходимо преодолеть ЭДСси.

- энергия магнитного поля.

Энергия и плотность энергии магнитного поля.

Аналогично электрическому полю =>

Магнитные свойства вещества.

Когда магнитное поле действует на проводник с током, влияние среды учтывается с коэффициентом «ню».

Задача – выяснить микроскопическую природу магнитной проницаемости: почему и как среда влияет на взаимодействие поля с проводником?

Подобно тому, как диэлектрик в электрическом поле поляризуется и создает внутреннее поле, так и среда, помещенная в магнитное поле, создает свое магнитное поле, которое может совпадать с внешним магнитным полем, а может – напраавлено противоположно.

В результате этого результирующая индукция

Для объяснения намагничивания сред (тел) Ампер предположил, что в молекулах любого вещества циркулируют круговые токи, которые получили название молекулярных.

Каждый такой ток обладает магнитным моментом и создает в окружающем пространстве свое магнитное поле.

Если исходное поле отсутствует (Во), то ввиду беспорядочной ориентации молекулярных токов

Если магнитное поле имеется, то под его действием магнитные моменты молекулярных токов приобретают ориентацию либо по полю, либо против него. В результате тела намагничиваются по причине того, что магнитные поля не компенсируют друг друга, а образуют поле

Намагниченность (тела/среды) принято характеризовать магнитным моментом единицы объема – вектором намагничивания.

Связь между вектором намагничивания и напряженностью устанавливается через коэффициент.

«хи» - магнитная восприимчивость.

(аналогия «каппа»).

Магнитные и механические моменты электрона. Гиромагнитное отношение.

Рассмотрим наиболее простой атом – водород (ядро и электрон).

Графическая иллюстрация. Ядро, центр, орбита электрона, направление движения.

Электрон в любой момент времени будет характеризоваться:

1. как механический объект – масса, импульс, момент импульса.

2. как заряженная частица – магнитный момент орбитального движения. (циклическая частота)

Гиромагнитное отношение – отношение дипольного магнитного момента к ее механическому моменту.

Если в атоме не один электрон, общий магнитный момент

Атом в магнитном поле.

Графическая иллюстрация. Круговая орбита электрона. Обозначены радиус, направление движения.

Электрон двигается по окружности, потому что сила Кулона уравновешивается центробежной силой.

При отсутствии магнитного поля электрон двигается по окружности. Wo – частота обращения электрона в отсутствии поля.