Магнитное поле

1. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Магнитное поле. Магнитные линии
Ещё в Древней Греции было известно, что некоторые
руды обладают способностью притягиваться друг к
другу и притягивать железные предметы. Куски таких
руд были найдены возле города Магнесии в Малой
Азии, поэтому они получили название магнитов.

2.

Подобно тому, что около электрического заряда образуется
особая форма материи - электрическое поле.
Вокруг магнита существует подобная форма материи –
магнитное
поле,
которое
имеет
другую
природу
происхождения (ведь руда электрически нейтральна).
Силовое поле, создаваемое магнитами, называется
магнитным полем.
!!!!Магнитное поле – материально.
Для изучения магнитного поля используют прямой или
подковообразный магниты. Определенные места магнита
обладают наибольшим притягивающим действием, их
называют полюсами (северный и южный).
Разноименные
магнитные
полюса
притягиваются,
а
одноименные - отталкиваются.

3.

Источниками магнитного поля являются:
постоянные магниты;
подвижные заряды;
проводник с электрическим током;
изменяющееся во времени электрическое поле.

4.

Основные свойства магнитного поля
Магнитное поле порождается электрическим током
(движущимися зарядами).
Магнитное поле обнаруживается по действию на ток
(движущиеся заряды).
Магнитное поле действует только на подвижные
заряды с определённой силой.

5.

Гипотеза Ампера
Тела обладают магнитными свойствами вследствие
того, что внутри молекул и атомов циркулируют
элементарные и электрические токи.
Таким образом, электрон создаёт магнитное поле за счёт
орбитального движения вокруг атомного ядра, а также
вследствие собственного «вращения». Т.е. возникают
кольцевые токи.

6.

Магнитное поле можно сделать "видимым" с помощью
железных опилок.

7.

Аналогично
электрическому
полю
магнитное
поле
изображается графически с помощью силовых линий силовые магнитные линии.
!!! Магнитные линии
указывают не только
направление,
но
и
величину
магнитного поля.
Магнитные
линии
замкнутые !!!!!

8.

Неоднородное и однородное магнитное поле
Линии магнитного поля искривлены, это означает, что в различных
точках пространства вблизи магнита, его поле будет действовать
на магнитную стрелку с различной силой и по-разному её
поворачивать.
Магнитное поле называется неоднородным, если сила, с
которой поле полосового магнита действует на магнитную
стрелку, в разных точках поля может быть различна как по
модулю, так и по направлению.
Линии неоднородного магнитного поля искривлены, и их густота
меняется от точки к точке.
Примером неоднородного магнитного поля является поле
проводника с током.

9.

Неоднородное и однородное магнитное поле
В некоторой ограниченной области пространства можно создать
однородное магнитное поле - поле, в любой точке которого
сила действия на магнитную стрелку одинакова по модулю и
направлению.
Магнитные линии однородного магнитного поля параллельны друг
другу и расположены с одинаковой густотой.

10.

Действие магнитного поля на проводник с током
На всякий проводник с током, помещенный в магнитное
поле и не совпадающий с его магнитными линиями,
магнитное поле действует с некоторой силой.
Пример: металлическая палочка подвешена на
проводах в поле дугообразного магнита так, что она
может пропускать электрический ток через себя и
свободно двигаться вправо-влево на проводах.

11.

Действие магнитного поля на проводник с током
Правило буравчика (правило правого винта): если
направление
поступательного
движения
буравчика
совпадает с направлением тока в проводнике, то
направление вращения ручки буравчика совпадает с
направлением линий магнитного поля тока.

12.

Действие магнитного поля на проводник с током
Правило правой руки: если обхватить соленоид ладонью
правой руки, направив четыре пальца по направлению тока
в витках, то отставленный большой палец покажет
направление линий магнитного поля внутри соленоида.

13.

Действие магнитного поля на проводник с током
Для быстрого определения направления движения проводника с
током в магнитном поле существует правило левой руки.
Правило левой руки: если поместить левую руку между
полюсами магнита так, чтобы магнитные силовые линии
входили в ладонь, а четыре пальца руки совпадали с
направлением тока в проводнике, то большой палец покажет
направление движения проводника.

14.

Действие магнитного поля на проводник с током
С помощью правила левой руки можно определить направление
силы, с которой магнитное поле действует на отдельно взятую
движущуюся в нём частицу, как положительно, так и отрицательно
заряженную.
!!!!! Сила действия магнитного поля на проводник с током или
движущуюся заряженную частицу равна нулю, если направление
тока в проводнике или скорость движения частицы совпадают с
линией магнитной индукции или параллельны ей.
С помощью правила левой руки
можно определить направление
2-х сил: силы Лоренца и силы
Ампера.

15.

Магнитное поле в быту и технике
Действие магнитного поля на ток широко используется в науке и
технике. На использовании этого действия основано:
устройство электродвигателей, превращающих электрическую
энергию в механическую,
устройство магнитоэлектрических приборов для измерения
напряжения и силы тока,
электродинамических
громкоговорителей,
превращающих
электрические колебания в звук,
специальных радиоламп — магнетронов, катодно-лучевых трубок
и т. д.
Действием магнитного поля на ток пользуются для измерения
массы и заряда электрона и даже для изучения строения
вещества.

16.

17.

18.

19.

20.

Вектор магнитной индукции
Основной характеристикой магнитного поля является вектор
магнитной индукции В (Тл).
Вектор магнитной индукция – векторная, силовая
характеристика магнитного поля.
1. Чем больше сила тока в цепи проводника, тем больше сила, с которой
магнитное поле подковы толкало проводник с током.
2. Чем больше выбиралась длина проводника, помещаемого в поле магнита,
тем больше становилась эта же по природе сила.

21.

Таким образом, СИЛА прямо пропорциональна СИЛЕ ТОКА
и ДЛИНЕ ПРОВОДНИКА с током.
Когда
направление
силы
тока
в
проводнике
перпендикулярно
магнитным
линиям
индукции
подковообразного магнита, эта сила максимальна и
формулу можно записать так:
Для данного магнитного поля отношение измеряемых величин есть
величина постоянная и не зависит ни от длины проводника, ни от
силы тока в нём.

22.

Модуль вектора магнитной индукции В
равен отношению максимальной силы,
действующей со стороны магнитного
поля на участок проводника с током к
произведению силы тока на длину
участка:
Fmax
B
I
Никола Тесла (1856-1943)
Единица
измерения
вектора
магнитной индукции – Тл (Тесла).
Магнитная индукция поля равна
одному тесле, если в этом поле на
проводник длиной в 1 метр с током в
1 ампер действует сила в 1 ньютон.
Н
1Тл 1
А м

23.

Сила Ампера
Если проводник с током поместить во внешнее магнитное поле, то оно
будет воздействовать на проводник с силой Ампера.
FA B I l sin
Сила Ампера – сила, действующая на проводник тока, находящийся в
магнитном поле и равная произведению силы тока в проводнике, модуля
вектора индукции магнитного поля, длины проводника и синуса угла между
вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике.

24.

Направление силы Ампера определяется по правилу левой
руки:
1) Вектор индукции "входит" в ладонь;
2) четыре пальца сонаправлены с током;
3) большой палец указывает направление силы Ампера.

25.

За направление вектора индукции магнитного
поля принимается направление от южного полюса S к
северному полюсу N магнитной стрелки, свободно
ориентирующийся в магнитном поле.
Магнитное поле изображается графически с помощью
магнитных силовых линий или линий магнитной индукции.
Магнитными силовыми линиями называются линии,
вдоль которых в магнитном поле располагаются
железные опилки или оси маленьких магнитных
стрелок. В каждой точке такой линии вектор
индукции магнитного поля направлен по касательной.

26.

Направление линий магнитной индукции зависит от
направления тока в проводнике.

27.

28.

29.

30.

31.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !!!
Д/з – §§ 1-5, задачи для с/р –стр.18