- •26. Магнитное поле. Опыт Эйхенвальда и Иоффе. Магнитная индукция.
- •38. Электромагнитная индукция. Явление самоиндукции. Практическое применение электромагнитной индукции.
- •39. Индуктивность соленоида.
- •40. Экстратоки замыкания и размыкания.
- •41. Энергия магнитного поля соленоида. Плотность энергии в магнитном поле.
- •42. Магнитное поле вещества. Вектор намагничивания. Магнитная восприимчивость вещества.
- •43. Диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики. Ферриты и их применение.
- •44. Собственные колебания контура. Затухающие колебания. Контур Томпсона.
- •45. Вынужденные колебания. Понятие о переменном токе.
- •46. Реактивное сопротивление в цепи переменного тока. Полное сопротивление цепи переменного тока.
- •47. Токи смещения. Опыт Эйндховена.
- •48. Уравнения Максвелла в интегральной форме.
- •50. Опыт Герца. Открытие радио Поповым.
40. Экстратоки замыкания и размыкания.
П ри всяком изменении силы тока в контуре возникает ЭДС индукции, которая вызывает дополнительный ток в контуре. Это явление называется самоиндукцией, а токи, вызываемые ЭДС самоиндукции, - экстратоки самоиндукции. Экстратоки можно наблюдать с помощью опыта на данной схеме. Катушка L включена в цепь, которая содержит батарею Б, реостат R и ключ К. Параллельно катушке подключён гальванометр. При замкнутом ключе ток в цепи делится на I1 (через гальванометр) и ток I (через катушку). Если разомкнуть ключ, то магнитный поток в катушке будет исчезать и в ней возникнет экстраток самоиндукции (экстраток размыкания). По закону Ленца он будет препятствовать убыванию магнитного потока, то есть будет направлен в катушке так же, как и убывающий ток. Этот экстраток пройдёт через гальванометр, где его направление будет противоположно первоначальному току.
При замыкании ключа (установлении тока) в катушке тоже возникает экстраток (экстра ток размыкания). Его направление противоположно нарастающему току батареи и совпадает с током I1. Поэтому экстраток замыкания заметен гораздо хуже.
Если в катушку поместить железный сердечник, то экстратоки значительно усиливаются. В этом случае гальванометр можно заменить лампой накалывания, которая при размыкании ключа будет давать яркую вспышку.
Экстратоки можно найти зная ЭДС самоиндукции и сопротивление контура:
41. Энергия магнитного поля соленоида. Плотность энергии в магнитном поле.
Соленоид – цилиндрическая катушка, состоящая из большого числа витков проволоки образующих винтовую линию. Индуктивность соленоида равна . Зная, что найдём энергию магнитного поля соленоида: , а так как N∙i/l=H и V=S∙l, то получим . Учитывая, что объёмная плотность магнитного поля равна , получим формулу для соленоида . Если магнитное поле неоднородно, то его можно разбить на бесконечно малые элементы объёмом dV, в каждом из которых поле можно считать однородным. Энергия, заключённая в элементе объёма, есть w∙dV. Поэтому полная энергия магнитного поля равна: , где w- объёмная плотность энергии магнитного поля.
Объёмная плотность энергии электромагнитного поля – есть сумма объёмных плотностей магнитного и электрического полей:
42. Магнитное поле вещества. Вектор намагничивания. Магнитная восприимчивость вещества.
Магнитное поле - форма проявления электромагнитного поля. Это поле действует на движущиеся частицы, обладающие электрическим зарядом, а так же на намагниченные тела независимо от их движения.
Магнитное поле, которое создаётся атомами вещества называется собственным или внутренним полем. Это поле обусловлено существованием у атомов магнитных моментов и характеризуется вектором магнитной индукции. Магнитная индукция внутреннего поля пропорциональна вектору интенсивности намагничивания . Где I –вектор суммы магнитных моментов атомов, находящихся в единице объёма: . Где N- число частиц, содержащихся в объёме V. Pmi- магнитный момент i-ой молекулы.
Единица намагничивания – ампер на метр (А/м). Это такая намагниченность, при которой вещество объёмом 1м3 имеет магнитный момент 1 А∙м2
Для магнетиков, находящихся в не сильных магнитных полях I=xm∙H, где xm –магнитная восприимчивость вещества- величина аналогичная μ, зависящая от рода магнетика, его состояния (температура и др.). , где С – постоянная Кюри, а Т – температура. Для диамагнетиков xm - меньше нуля, для парамагнетиков - больше нуля.