Дія магнітного поля на рухомі заряди та закон повного струму і його використання
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
?жина соленоїда більше ніж у 10 разів перевищує діаметр витків, то такий соленоїд називають нормальним.
Особливістю нормального соленоїда є те, що всередині його вздовж осі магнітне поле має однаковий напрям і однакову у всіх точках величину, тобто є однорідним (рис.6). Магнітне поле зоседержено всередині соленоїда, а зовні соленоїда Н=0.
Рис. 6
Для обчислення напруженності магнітного поля за допомогою закону повного струму оберемо замкнений контур 1, 2, 3, 4. Отже
;
Другий та четвертий інтеграми дорівнюють нулю, так як вектор перпендикулярний ділянкам контура. Вважаючи, що ділянка 3-4 розміщена далеко від соленоїда, де Н=О тому третій інтеграл також дорівнює нулю. Враховуючи це маємо:
.
де l - довжина ділянки 1-2. На цій ділянці контур охоплює nl струмів, тобто .
Згідно закону повного струму або
і ( 9 )
а ( 10 )
2.Розглянемо магнітне поле тороїда (рис.7) - соленоїд, зігнутий у кільце.
3.
Рис. 7
Характерним для тороїда є те, що магнітне поле зосереджено тільки всередині тороїда і силові лінії мають вигляд замкнених концентричних кіл з центром в точці 0. Виберем контур у вигляді кола вздовж осі тороїда - радіуса R. Такий контур охоплює сумарний струм NI, де N - число витків тороїда. Отже:; , або .
Звідки , ( 11 )
а так як - число витків на одиницю довжини намотки, то
( 12 )
Розглянуті нами соленоїд і тороїд мають практичне використання, наприклад в техніці звязку: різного типу електромагнітні реле, в установках для одержання потужних магнітних полів.
ВИСНОВКИ
1. За допомогою закону Біо-Савара-Лапласа можна розрахувати напруженість магнітного поля, створеного будь-яким провідником з струмом.
2. З закону повного струму випливає, що робота по переміщенню провідника з струмом в магнітному полі на замкненому контуру не дорівнює нулю, отже магнітне поле не потенціальне, а вуихрове; аналогії електричному заряду і потенціалу в магнітному полі немає.
3. Робота по переміщенню провідника з струмом в магнітному полі прямо пропорційна силі струму, магнітному потоку, який перетинається провідником, або зміні магнітного потоку через поверхню замкненого провідника. А магнітний потік через будь-яку замкнену поверхню завжди дорівнює нулю.
ЛІТЕРАТУРА
1. Гусева Г.Б. Курс физики, 55-56
2. Савельев И.В. т.2, Курс общей физики, 38-41
3. Трофимова Т.И. Курс физики, 110-1