26. Электрический ток и его законы

Электрический ток - непрерывное упорядоченное движение свободных носителей электрического заряда (электронов) в проводниках. Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется постоянным. Количественной мерой электрического тока служит сила тока I – скалярная физическая величина, равная отношению заряда Δq, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени Δt, к этому интервалу времени:

 

сила тока измеряется в амперах (А).

Закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике (I) прямо пропорциональна приложенному напряжению (U) и обратно пропорциональна сопротивлению проводника (R):

R*l=U

Вольтметр предназначен для измерения напряжения, он подключается параллельно участку цепи, на котором производится измерение

Амперметр предназначен для измерения силы тока в цепи. Амперметр включается последовательно в разрыв электрической цепи.

27. Взаимодействие движущихся электрических зарядов (Сила Лоренса). Магнитное поле проводника с электрическим током: его силовые линии и характеристика (силовая и энергетическая)

Сила Лоренца

- сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся электрически заряженную частицу.

где q - заряд частицы; V - скорость заряда;  B - индукции магнитного поля; a - угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки: Если поставить левую руку так, чтобы перпендикулярная скорости составляющая вектора индукции входила в ладонь, а четыре пальца были бы расположены по направлению скорости движения положительного заряда, то отогнутый большой палец укажет направление силы Лоренца.

Так как сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости заряда, то она не совершает работы 

• Если заряженная частица движется параллельно силовым линиям магнитного поля, то Fл = 0 , и заряд в магнитном поле движется равномерно и прямолинейно.

• Если заряженная частица движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля,  то сила Лоренца является центростремительной

Сила действия однородного магнитного поля на проводник с током прямо пропорциональна силе тока, длине проводника, модулю вектора индукции магнитного поля, синусу угла между вектором индукции магнитного поля и проводником:

F=IBlsin

F-сила Ампера

L-длина проводника

I-сила тока

B- магнитная индукция.

Эту силу называют силой Ампера.

28. Движение рамки с током в магнитном поле (сила Ампера). Постоянные магниты и их поля. Магнитосфера Земли и её значение.

Поведение в магнитном поле прямоугольной рамки с током, имеющей неподвижную ось. Силы Ампера, действуют на стороны рамки, ориентированные перпендикулярно к силовым линиям. Эти силы создадут пару сил, момент которых будет поворачивать рамку вокруг оси: сначала момент будет увеличивать угловую скорость рамки, пока она не встанет перпендикулярно к силовым линиям поля, затем по инерции рамка будет продолжать движение, но момент пары сил будет ее тормозить до тех пор, пока не остановит в положении, симметричном начальному. Затем рамка начнет двигаться в обратном направлении. Возникнут крутильные колебания рамки.         Если в тот момент, когда рамка встанет перпендикулярно к силовым линиям поля, изменить направление тока на прямо противоположное, то рамка будет вращаться в одном направлении. По такому принципу работает двигатель постоянного тока.

Постоянный магнит — изделие различной формы из жёсткого материала с высокой остаточной магнитной индукцией, сохраняющие состояние намагниченности в течение длительного времени. Постоянные магниты применяются в качестве автономных источников магнитного поля.

Магнитосфера Земли - область околоземного пространства, физические свойства которой определяются магнитным полем Земли и его взаимодействием с потоками заряженных частиц солнечного происхождения.