Магнитное поле

1. Магнитное поле

2. Магнитное поле

Опыт Эрстеда
Взаимодействие токов
Магнитная индукция
Сила Ампера
Сила Лоренца
Магнитные свойства вещества

3. Опыт Эрстеда

1820 г.
Опыт Эрстеда
С
Ю
С
Ю
При прохождении
электрического
тока по
проводнику
магнитная
стрелка
располагается
перпендикулярно
проводнику.

4. Взаимодействие токов

I1
I2
l
r
0 I1 I 2l
F
2 r
0 4 10
7
H
A2

5. Взаимодействие токов

1 ампер – это сила тока протекающего по двум
бесконечно длинным параллельным
проводникам, находящимся в вакууме на
расстоянии 1 м друг от друга, при которой их
участки длиной 1 м взаимодействуют с силой
2* 10 - 7 Н.
2 r F
0
I1 I 2l
вак 1

6. Магнитная индукция

Определение.
Модуль вектора магнитной индукции.
Некоторые значения магнитной индукции.
Магнитная индукция прямого проводника.
Линии магнитной индукции.
Соленоид.
Магнитное поле Земли.

7. Магнитная индукция

•Магнитное поле проявляет себя действием на
проводники с током.
•Магнитная индукция – силовая характеристика
магнитного поля. (Магнитная индукция определяет
силу, с которой магнитное поле действует на
внесенный в него проводник с током).
B Тл
(тесла)
•Магнитная индукция – векторная величина.
•За направление вектора магнитной индукции
принимается направление от южного полюса
магнитной стрелки, помещенной в данное
магнитное поле к северному.
B

8. Магнитная индукция

Модуль вектора магнитной индукции равен
отношению максимальной силы,
действующей со стороны магнитного поля на
участок проводника с током к произведению
силы тока на длину участка.
Fmax
B
Il
Некоторые значения
магнитной индукции
1Н
1Тл
1А 1м

9. Некоторые значения магнитной индукции

-5
Магнитное поле Земли в Европе – 2*10 Тл
Магнитное поле Земли максимальное – 7*10 -5 Тл
Магнитное поле стрелок компаса – 0,01 Тл
Магнитное поле подковообразного магнита – до 0,2 Тл
Магнитное поле солнечных пятен – 0,4 Тл
Магнитное поле ферромагнитного сердечника – до 1 Тл
Магнитное поле в ускорителе – до 10 Тл
Магнитное поле нейтронных звезд – 10 Тл

10. Магнитная индукция

r
I
0 I1 I 2l
F
2 r
Fmax
B
F IBl
Il
0 I
B
2 r
Магнитная индукция
магнитного поля
прямого проводника с
током на расстоянии r
от него.

11. Линии магнитной индукции

Линии магнитной индукции – это линии,
касательные к которым направлены так
же, как и вектор магнитной индукции в
данной точке поля.
B
B
B
B
S
N

12. Линии магнитной индукции

B
B
B
I
I
I
Линии магнитной индукции всегда замкнуты.
Магнитное поле – вихревое поле.
Магнитных зарядов, подобных электрическим в
природе нет.

13.

Магнитное поле
однородное
2
1
B1=B2
неоднородное
1
2
B1>B2

14. Линии магнитной индукции

постоянный магнит
соленоид
B
S
B
N
N
B 0 I
l

15. Магнитное поле Земли

С
S
N
Ю

16. Сила Ампера

Сила Ампера – сила, с которой магнитное
поле действует на помещенный в него
проводник с током.
Значение силы Ампера
Примеры силы Ампера
Применение силы Ампера
Вращающий момент

17. Сила Ампера

n
B
I
FA FA max IBl
FA 0
если
если
900
00
0
90
0
0
FA IBl sin
FA IBl cos
B
FA
I
x
A IBlx

18. Сила Ампера

B
B
N
I
B I
S
I
I
B
B
I

19. Вращающий момент

а
FA
a
M 2 FA
2
FA IBl
M IBla IBS
FA
l
S la

20. Применение силы Ампера

•Электроизмерительные приборы.
•Громкоговоритель.

21. Электроизмерительные приборы

22. Громкоговоритель

23. Сила Лоренца

Сила Лоренца – сила, с которой магнитное поле
действует на движущуюся заряженную
частицу.
• Формула для расчета.
• Движение заряженной частицы в магнитном
поле.
• Примеры.
• Масс-спектрограф.

24. Сила Лоренца

+
n
FЛ q B sin
B
FЛ q Bс s
FЛ 0
если
0
0
FЛ FЛ max q B
90
если
0
900 00

25. Сила Лоренца

FЛ q B
FЛ
FЛ maц
+
-
FЛ
B
aц
m
R
2
R
2
R
q B
m
R
qB

26. Сила Лоренца

B
B
B
-
+
-
B
B
+

27.

Сила Лоренца

28. Масс-спектрограф

Масс-спектрограф – прибор, позволяющий
разделять заряженные частицы по их
удельным зарядам.
2
q
m
удельный заряд
qU
m RB
2
B
V
источник
частиц
R
фотопластинка
к насосу
2qU
m
q
2U
2 2
m R B

29. Магнитные свойства вещества

Гипотеза Ампера - магнитные свойства тела
можно объяснить циркулирующими внутри
него токами.
вещества
ферромагнетики
1
парамагнетики
1
диамагнетики
1

30. Магнитные свойства вещества

вид
вещества
ферро-магнетики
пара-магнетики
диа-магнетики
свойства
Большое усиление магнитного
поля
Малое усиление
магнитного поля
Малое ослабление
магнитного поля
маг.
прониц.
>>1
темпера
турная
зависимость
М уменьшается с повышением
температуры. (При
достижении температуры
Кюри маг. свойства не
проявляются).
примеры
железо, кобальт, никель
>1
<1
М уменьшается с
повышением
температуры
М не зависит от
температуры
алюминий,
платина, кислород
вода, висмут,
поваренная соль