MS PowerPoint, 3,36 Мб

Л.9 Магнитное поле. ЭлектроМагнитная Индукция (ЭМИ)
Нижний предел измерений (1986)
10-12 мкТл
Мозг человека (поле биотоков)
10-7 мкТл
Сердце (поле биотоков)
10-4 мкТл
Земля
Солнечные пятна
От 20 (Бразилия) до 70
(Антарктида) мкТл
0,1 Тл
Лабораторный рекорд
1 кТл (импульсное поле)
Импульсное поле (Капица, 1923)
10 Тл
Внутри атома водорода
105 Тл
Пульсары
109 Тл
1
2
Уже было
FЛ  q  v B  (5.20)
Сила Лоренца –
определение
магнитной индукции
km  107 Гн / м
I  dl  r 
Закон Био-Савара-Лапласа dB  km
(8.9)
3
магнитное поле элемента тока
r
dFA  I  dl B  (5.21)
BT  km
qv r 
r
3
(5.22)
Сила Ампера
Магнитное поле
точечного заряда
Движение заряженных частиц в магнитном поле
 AЛ  FЛ dr  0
B
3
mv 
R
(9.1)
|q|B
2 m

(9.2)
|q|B
FЛ  q  v B  (5.20)
Если начальная скорость перпендикулярна МИ, частица
движется по дуге окружности
Сверхсильные магнитные поля
(1920-1930) Кембридж, Кавендишская

лаборатория, работа у
Резерфорда
Капица и Чедвик
4
5
Движение заряженных частиц в магнитном поле:
произвольный угол влёта, винтовая линия
h
2 v m
|q|B
(9.3)
Движение заряженных частиц в магнитном поле:
неоднородное поле, радиационные пояса Земли
 AЛ  FЛ dr  0
Константы: КЭ и момент импульса – убывание
V_I_ до нуля у полюсов: магнитная ловушка
6
Движение заряженных частиц в магнитном поле:
радиационные пояса и магнитосфера Земли
7
Постоянное электрическое поле создают электрические
заряды и электрические диполи. Магнитное поле –
магнитные диполи (магнитных зарядов нет).
q

l

q
S
pe  ql (9.4)
pm  IS (9.5)
 pe   Кл  м
 pm   А  м
Многие молекулы
(СО, вода)
Электроны, протоны,
нейтроны
2
I
 pm
8
9
Поле магнитного диполя аналогично полю
электрического диполя
Магнитный диполь, его
дипольный момент и поле. Линии
В всегда замкнуты (внутри!)
E
pe
Электрический
диполь, его поле и
дипольный момент
B
pm
Магнитное поле может порождать электрическое:
явление электромагнитной индукции
ЭМИ – явление,
которое состоит в
том, что в замкнутом
контуре без
источника
появляется
электрический ток,
если изменять
магнитный поток
через поверхность,
ограниченную этим
контуром
10
FЛ  q  v B  (5.20)
Закон ЭМИ (закон Фарадея)
 B   BdS (9.7)
S
 B   Вб  Тл  м
2
dB
Эi  
(9.6)
dt
Определение магнитного
потока через поверхность S
Алгебраическая величина
Основные причины изменения магнитного потока
( B, dS )(t )   B (t )
B (t )   B (t )
Вращение контура в
постоянном поле
Переменное магнитное поле
пронизывает неподвижный контур
11
dB
Эi  
(9.6)
dt
«Минус» в законе ЭМИ –
правило Ленца
Bi
Ii
v
B
N
S
FЛ 
Индукционный ток направлен так, чтобы своим
магнитным полем воспрепятствовать тому
изменению магнитного потока, которое его вызвало
12
Применения ЭМИ: Электромеханический
индукционный генератор
13
Трансформатор
Первичная
обмотка
(вход)
14
Сердечник
(железо)
N
N1
Вторичная
обмотка
2 (выход)
U 2 (t )  I 2 (t ) RН
RН
B(t )
Источник
(переменная
ЭДС)
v
U1 (t )
Магнитная индукция в железе одна и та же, а
магнитный поток пропорционален числу витков
I 2 (t )
U 2  U1 N 2 / N1
Трансформатор
15
16
Считывающая магнитная головка – несколько витков
провода, мимо которых движется носитель, участки
которого имеют разную намагниченность
v

Ii

Ii
Ii
pm и B
Cвязь этой лекции с вопросами ННЗ – буклет
3.6. Электромагнитная индукция (явление, закон, применения).
4.16. Движение частицы в магнитном поле.
5.07. Магнитный диполь, его взаимодействие с полем.
5.13 Всевозможные сравнительные характеристики (НЭП и МИ,
и
ЭДМ
и МДМ)
.