72. Напряженность магнитного поля
Напряж-ть
магнитного поля зависит от св-в среды
и является характеристикой, создающейся
внешними источниками поля по отнош к
рассматриваемому объекту. Направление
вектора напряж-ти совпадает с направлением
вектора индукции и связано с ним соотнош:
В=
0Н,
где
–
магнитная прониц-ть среды, показ во
сколько раз индукция в этой среде больше
или меньше, чем в вакууме;
0
– абсолютная магнитная прониц-ть
вакуума,
0=
4
[Гн/м];
Н – напряженность.
Если
магнитное поле создается электрич
током, его напряжение определяется
з-ном
Био-Савара-Лапласа:
элемент проводника с током в некоторой
точке магнитного поля, напряженность
кот пропорциональна длине проводника,
силе тока и квадрату расстояния до него:
dH
=
,
где
–угол между током и радиус векторов
точки. Т.о., чтобы определить напряженность
поля, созданного некоторым проводником,
надо его разбить на множество отрезков
dL,
определить Н, созданное каждым отрезком
и сложить. Напряж-ть изм-ся в [А/м].
73. Поток вектора магнитной индукции
Поток вектора индукции через некоторую площадку, перпендикулярную магнитному поля, численно равен числу силовых линий, пронизывающих ее: Ф = BScos , Ф – магнитный поток, который для некоторой поверхности определен интегрированием; S – площадь площадки; - угол между площадкой и вектором В.
Если поверхность замкнута, то полный поток вектора магнитной индукции через нее равен 0, т.к. линии индукции всегда замкнуты. Единица измерения – [Вб].
74. Движение z в магнитном поле и сила Лоренца
Движ-ся Z созд вокруг себя магн поле и если они движутся во внешнем поле, то между ними и этим полем возник некот взаимод.
Сила, действ на движущиеся в магнитном поле Z – сила Лоренца:
,
где q
– заряд движущейся частицы;
– угол между векторами и индукцией; В
– индукция внешнего поля. Направление
силы Лоренца определяется по правилу
левой руки:
если указат, средний, большой пальцы
расположены под большими
,
указат направлен по полю, средний по
направлению движения, то большой покажет
направление силы (это справедливо для
«+» Z;
для отрицат – наоборот).Т.к. сила Лоренца
,
то она изменяет направление движения,
но не совершает работу. Возможны 3
варианта расположения частиц в магн
поле:
1)Частица движется вдоль линии магнитной индукции. между величинами и индукции равен 0 или 180°. Сила Лоренца на частицу не действует и она движется прямолинейно.
2)Частица
движется
линиям
магнитной индукции.
= 90°.
.
Она нормальна в траектории частицы и
постоянна. Частица движется по окруж-ти
с
,
с
=
и с
.
3) Частица движется под произвольным к линии индукции. Здесь движение определяется 2-мя составляющими: равномерным по прямой и равномерным по окружности. Частица движется по спирали, ось кот совпадает с направлением индукции.
75. Эффект Холла
Этот
эффект относится к гальваномагнитным
явлениям, кот наблюдаются в проводящих
материалах, помещенные в скрещенные
электрическое и магнитное поля. Если
через образец, имеющий форму прямоугольного
параллелепипеда вдоль первой оси
пропускать ток, а вдоль другой приложить
магнитное поле, то движущиеся в нем
носители Z
будут отклоняться вдоль 3-й оси под
действием силы Лоренца. Носители будут
отклоняться вдоль оси Z
и т.о. появится поперечный
ток,
но т.к. образующиеся в направлении Z
имеют конечные р-ры, то носители Z
будут накапливаться на верхней грани
и возникает их недостаток на нижней.
Противоположные грани заряжаются и
возникает поперечное
электрическое поле,
кот наз Холловским.
Это поле растет до тех пор, пока не
скомпенсируется действие силы Лоренца
и поперечный ток не станет равным 0.
Результирующее поле в образце будет
повернуто в плоскости на некоторый
угол. Холл установил, что поперечное
поле будет определяться соотнош:
,
где
- постоянная Холла, зав от св-в материала
и t°,
j
– плотность тока вдоль оси X.
,
где n
– концентрация свободных носителей Z
в материале.
Т. о. по измерению эффекта Холла определяют знак носителя Z и их концентрацию.