Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Закон полного тока для магнитного поля в веществе
Ранее было показано, что для поля в вакууме , (14-36) В случае поля в веществе, закон полного тока для магнитного поля в веществе (теорема о циркуляции В ) запишется так (14-37) где I и I’ соответственно алгебраические суммы макротоков и микротоков, охватываемых контуром L. Можно показать, что . (14-38) С учетом этого (14-37) перепишется в виде , (14-39) или, принимая во внимание (14-33), найдем и , где I= - алгебраическая сумма макротоков. В итоге имеем . (14-40) Выражение (14-40) представляет собой теорему о циркуляции вектора или закон полного тока и гласит: Циркуляция вектора напряженности магнитного поля по любому замкнутому контуру L равна алгебраической сумме макротоков, охватываемых контуром. Векторанапряженности магнитного поля являясь аналогом электрического смещения , определяется только макротоками. Из (14-40) следует, что Н измеряется в А/ м. Виды магнетиков В зависимости от знака и величины магнитной восприимчивости все магнетики подразделяются на три группы: 1) диамагнетики , у которых c отрицательна и мала (10 10 ); для них несколько меньше единицы; диамагнетиками являются Zn, Au, Hg, Si, P, С (графит), Bi (висмут)... 2) парамагнетики, у которых c положительна и мала (10 10 ); и с ростом температуры уменьшается по закону Кюри: c~ 1/T, для них несколько больше единицы; диамагнстиками являются щелочные металлы, кислород.... 3) ферромагнетики, у которых c положительна и очень велика: может достигать, например у супермалоя 800000; для Fe магнитная проницаемость = 5000. Магнитная проницаемость для них зависит от H, (рис.14.15) и для каждого ферромагнетика имеется определенная температура, называемая точкой Кюри, при которой он теряет магнитные свойства, т. к. области спонтанного намагничивания (домены) распадаются и ферромагнетик становится парамагнетиком - это фазовый переход II рода. Для железа или .
Лекция 15 Электромагнитная индукция и переменный ток. Явление электромагнитной индукции. Явление самоиндукции. Энергия магнитного поля. Электромагнитная теория Максвелла. Переменный ток. Явление электромагнитной индукции. Электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. Существует и обратное явление: изменяющееся во времени магнитное поле вызывает (индуктирует) электрический ток. Это явление было открыто Фарадеем в 1831 г. и получило название электромагнитной индукции, а возникающий ток называют индукционным током. Закон электромагнитной индукции гласит: «При изменении магнитного потока в контуре возникает ЭДС индукции, пропорциональная взятой с обратным знаком скорости изменения магнитного потока», т. е. . (15-1) Знак " -" в (15-1) объясняет закон Ленца: Индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать причине, его вызвавшей. Если контур, в котором индуктируется ЭДС, состоит из N витков, то ЭДС будет равна сумме ЭДС. индуктируемых в каждом из витков в отдельности, т.е. (15-2) Величину называют потокосцеплением или полным магнитным потоком, так что . (15-3) Явление самоиндукции Явление электромагнитной индукции наблюдается во всех случаях, когда изменяется магнитный поток, пронизывающий контур. В частности, этот магнитный поток может создаваться током, текущим в самом рассматриваемом контуре. При изменениях тока I в этом контуре изменяется также и полный магнитный поток , вследствие чего в контуре индуктируется ЭДС самоиндукции . Такое явление называется самоиндукцией. Поскольку , а Ф ~ B, B ~ I то, следовательно, ~ I , т.е (15-4) здесь L - называется индуктивностью контура, L = . За единицу индуктивности в СИ принимается 1 Гн - генри: это индуктивность такого контура, у которого при силе тока в нем в 1А, возникает сцепленный с ним полный магнитный поток , равный 1 Вб; Можно найти, что в общем случае . (15-5) Если при изменении тока индуктивность L контура не изменяется, то . (15-6) Для соленоида , (15-7) где V=IS - объем соленоида, n-число витков, приходящееся на единицу длины соленоида. 15.3. Энергия магнитного поля При возрастании тока в контуре в нем возникает ЭДС самоиндукции и закон Ома запишется I = , где , отсюда . Полная работа источника тока за время dt dA = здесь I Rdt - это работа, затрачиваемая на нагревание; LI dI - это работа дополнительная к работе источника тока, обусловленная индукционными явлениями в цепи. Вся работа, совершаемая в цепи для увеличения тока от 0 до I A= . (15-8) Эта работа и будет равна энергии магнитного поля, т.е. . (15-9) Для соленоида индуктивность L определяется по формуле (15-7), что позволяет найти . (15-10) т.к. В= . Объемная плотность энергии магнитного поля , (15-11) она измеряется в СИ в Дж /м3. |
Последнее изменение этой страницы: 2017-05-05; Просмотров: 987; Нарушение авторского права страницы