- •1.Электрические заряды и их свойства.
- •2. Сила и плотность постоянного электрического тока.
- •3.Циркуляция вектора намагниченности.
- •1.Закон Кулона.
- •2.Уравнение непрерывности.
- •3.Напряженность магнитного поля. Циркуляция вектора н.
- •1.Электрическое поле. Напряженность поля.
- •2.Закон Ома для однородного проводника в интегральной и локальной форме. Следствия.
- •3.Связь между вектором намагниченности и н, а также между в и н.
- •1.Потенциал.
- •3.Условия на границе двух магнетиков.
- •1.Связь между напряженностью и потенциалом поля.
- •2.Закон Ома в интегральной форме для неоднородного участка цепи.
- •3.Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
- •1.Поток вектора е. Теорема Гаусса в интегральной форме.
- •2.Правила Кирхгофа.
- •3.Природа эл.Магн. Индукции (контур движется в магнитном поле).
- •1.Дифференциальная форма теоремы Гаусса для вектора е.
- •2.Мощность постоянного тока.
- •3.Природа эл.Магн. Индукции (контур покоится в переменном магнитном поле).
- •1.Электрический диполь.
- •2.Закон Джоуля – Ленца.
- •3.Самоиндукция.
- •1.Сила, действующая на диполь во внешнем электрическом поле.
- •2.Взаимодействие проводников с током.
- •3.Взаимная индукция.
- •1.Момент сил, действующих на диполь, энергия диполя в поле.
- •1) Под действием результирующей силы он перемещается в область более сильного поля,
- •2) Момент сил стремится установить диполь так, чтобы .
- •3.Классификация магнетиков.
- •1.Поляризация диэлектриков.
- •2.Магнитное поле движущегося заряда.
- •3.Энергия магнитного поля.
- •1.Объемные и связанные заряды диэлектрика.
- •2.Закон Био – Савара.
- •3.Магнитные свойства атомов. Магнитомеханическое отношение.
- •1.Электрическое поле в диэлектрике.
- •2.Сила Лоренца.
- •3.Опыт Эйнштейна и де – Хааса.
- •1.Поляризованность. Связь между р и е.
- •2.Закон Ампера.
- •3.Собственный механический и магнитный моменты электрона. Магнетон Бора.
- •1.Теорема Гаусса для вектора р.
- •2.Сила и момент сил, действующие на контур с током в однородном магнитном поле.
- •3.Диамагнетизм.
- •1.Вектор электрического смещения. Теорема Гаусса для вектора d. Линии вектора d.
- •2.Сила и момент сил, действующие на контур с током в неоднородном магнитном поле.
- •3.Магнитные моменты атомов.
- •1.Теорема о циркуляции вектора е. Потенциальное поле.
- •2.Теорема Гаусса для вектора в.
- •3.Парамагнетизм.
- •1.Условия для электростатического поля на границе двух диэлектриков.
- •2.Теорема о циркуляции вектора в.
- •1.Проводник во внешнем электрическом поле.
- •2.Импульс и плотность импульса эл.Магн. Поля.
- •3.Вихревое электрическое поле.
- •1.Поле у поверхности проводника.
- •2.Циркуляция и ротор электростатического поля.
- •3.Ток смещения. Теорема о циркуляции вектора н.
- •2. (Дивергенция и ротор электростатического поля). Давление эл.Магн. Волны
- •3.Система уравнений Максвелла в интегральной форме.
- •1.Энергия заряженного проводника.
- •2.Намагничение вещества. Вектор намагниченности.
- •3.Система уравнений Максвелла в дифференциальной форме.
- •1.Энергия заряженного конденсатора.
- •3.Электромагнитная волна.
- •Циркуляция вектора намагниченности.
- •1.Энергия и плотность энергии электростатического поля.
- •2.Циркуляция вектора намагниченности.
- •3.Энергия эл.Магн. Волны. Вектор Пойнтинга.
- •1.Энергия взаимодействия электрических зарядов.
- •2.Напряженность магнитного поля. Циркуляция вектора н.
- •3.Система уравнений Максвелла.
2.Закон Джоуля – Ленца.
Если проводник неподвижен и в нем не происходят химические превращения, работа тока затрачивается на его нагревание: . Это интегральная форма закона, установленная Джоулем (1841) и Ленцем (1842) независимо. Если ток изменяется во времени, то количество теплоты вычисляют по формуле:
.
По аналогии с удельной мощностью тока можно ввести удельную тепловую мощность тока:
, т.е. количество тепла, выделяющееся в единице объема в единицу времени.
Выделим мысленно в пространстве однородного проводника элементарный объем в виде цилиндра сечением и длиной . Ось цилиндра направлена вдоль направления векторов и . В этом объеме за время выделится теплота . Тогда удельная тепловая мощность:
- дифференциальная форма закона Джоуля –Ленца.
Формула справедлива и для неоднородных участков, если сторонние силы имеют нехимическое происхождение.
3.Самоиндукция.
Если в контуре течет переменный ток, то переменным будет и магнитное поле этого тока и магнитный поток через контур. Это приводит к появлению э.д.с. индукции в этом же самом контуре, которая называется э.д.с. самоиндукции.
Если в пространстве, где находится контур нет ферромагнетиков, то поле , а , значит и поток Ф через контур будут согласно закону Био- Савара пропорциональны току контура:
, где - индуктивность, зависящая от формы, размеров контура и свойств окружающей среды. . Если среда неферромагнитна и контур жесткий, то = const и не зависит от тока.
Единицей индуктивности является Гн – контур, магнитный поток через который при токе 1 А равен 1 Вб. Т.е. 1 Гн = 1Вб/1А.
При изменении силы тока в контуре возникает э.д.с. самоиндукции:
, если = const.
Минус указывает на то, что э.д.с. самоиндукции всегда направлена так, чтобы препятствовать изменению силы тока в контуре в соответствии с правилом Ленца. Эта э.д.с. стремится сохранить ток неизменным: она ослабляет ток, когда он растет и, поддерживает его, когда он уменьшается. В явлении самоиндукции ток обладает “инерцией”, потому что эффекты индукции стремятся сохранить магнитный поток постоянным подобно тому, как механическая инерция стремится сохранить постоянной скорость тела.
Явления самоиндукции проявляются при размыкании и замыкании цепи постоянного тока с элементами индуктивности.
Б-9
Сила, действующая на диполь во внешнем электрическом поле.
Взаимодействие проводников с током.
Взаимная индукция.
1.Сила, действующая на диполь во внешнем электрическом поле.
Н а заряды диполя в электрическом поле действуют силы, результирующая которых равна:
, где скобка приращение вектора на отрезке, равной длине диполя, в направлении вектора .Т.к., l мало, можно записать:
тогда сила, действующая на диполь , здесь производная вектора по направлению.
Из формулы следует, что в однородном поле (где Е =const) результирующая сила, действующая на диполь, равна нулю, значит сила действует на диполь только в неоднородном поле.
Направление силы, в общем случае, не совпадает ни с , ни с вектором , а лишь с элементарным приращением вектора , взятым в направлении вектора или , рис. 1.9
Для проекции силы на некоторое направление x достаточно записать равенство в проекциях:
, где производная соответствующей проекции опять же по направлению или .
Пример: Диполь в неоднородном поле расположен вдоль оси симметрии, рис. 1.10. В направлении оси x приращение будет отрицательным, приращение проекции также меньше нуля, значит 0, сила направлена влево, туда, где напряженность поля больше. Если диполь повернуть на 90, то в таком положении Еx =0 и Fx =0, но , сила действует вдоль оси y вверх.