Электромагнитное поле. (Лекция 5)

1.

2.

Электромагнитное поле

3.

Электромагнитное поле есть вид материи,
определяющийся во всех точках двумя
векторными
величинами,
которые
характеризуют
две
его
стороны
«электрическое поле» и «магнитное поле».
Электромагнитное поле оказывает силовое
воздействие на заряженные частицы,
зависящее от скорости и значения их заряда.

4.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
Электрическое поле – это силовое поле, существующее вокруг частиц
(тел), обладающих особенным свойством, называемым «электрический
заряд».
Действие сил в этом поле направлено на частицы и тела, обладающие
этим же свойством.
Значение действующей силы F зависит от количества заряда q1, q2 во
взаимодействующих частицах (телах) и расстояния между заряженными
частицами (телами) r. Это значение определяется законом Кулона:
F
1
4 0
q1q2
2
r
Первичной характеристикой электрического поля является
поток электрического смещения Q, измеряемый в кулонах
(Кл) и равный заряду частицы или тела, создающих поле.

5.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
Поток электрического смещения
S
Q, кулон
Плотность потока электрического смещения
Для неоднородного поля:

6.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
Поток электрического смещения
Q=Σq
q
q
q
q
q
Поток электрического смещения через
замкнутую поверхность равен
электрическому заряду, находящемуся в
объёме, ограниченном этой поверхностью.
(Закон Гаусса)
q
(I)
Главные характеристики электрического поля:
D – плотность потока электрического смещения, Кл/м2
Е – напряжённость электрического поля, Н/Кл или В/м
U – электрическое напряжение, В=Дж/Кл

7.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Магнитное поле – это силовое поле, существующее вокруг движущихся
частиц (тел), обладающих особенным свойством, называемым
«электрический заряд».
Действие сил в этом поле направлено на движущиеся частицы и тела,
обладающие этим же свойством.
Значение действующей силы F зависит от количества заряда q1, q2 во
взаимодействующих частицах (телах), скорости движения этих частиц (тел) и
расстояния между заряженными частицами (телами) r. Это значение
определяется законом Ампера:
0 I1 I 2 2
F
l
2
4 r
Первичной характеристикой магнитного поля является
напряжённость магнитного поля Н, измеряемая в амперах,
поделённых на метр (А/м) и определяемая законом БиоСавара-Лапласа.

8.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Закон Био-Савара-Лапласа:
Напряжённостью магнитного поля Н называется векторная величина*,
пропорциональная силе тока I , протекающего по элементарному отрезку
проводника длиной Δl, длине этого отрезка и обратно пропорциональная
квадрату расстояния r до рассматриваемой точки поля.
0 I1 I 2 2
F
l
2
4 r
I
Δl
r
Сила, действующая на единичный заряд (q=1Кл),
двигающийся с единичной скоростью (Δl/τ= 1 м/с):
Н
называется индукцией магнитного поля В.
______________________________________
*Направление вектора определяется по правилу «буравчика»
В=μ0Н

9.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Магнитной индукцией называется векторная величина*,
определяющая силу f, действующую на единичный заряд q, и
направленную перпендикулярно направлению движения заряда,
движущегося с единичной скоростью v:
В1
f1
v2
f1
q 2 v2
I1
1 – источник магнитного поля,
2- пробный заряд
q2
В1
Направление силы
определяется
правилом «левой руки»
______________________________________
*Направление вектора магнитной индукции определяется по правилу «буравчика»

10.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Магнитной индукцией называется векторная величина*,
определяющая силу f, действующую на единичный заряд q, и
направленную перпендикулярно направлению движения заряда,
движущегося с единичной скоростью v:
v2
f1
Uав=v B lав
U
В1
F
______________________________________
*Направление вектора определяется по правилу буравчика

11.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Магнитный поток
B
Тл∙м ⇒вебер (Вб)
2
(II)
Поток магнитной индукции В через
замкнутую поверхность S равен нулю.
= Магнитные заряды не существуют.
(Закон Гаусса для магнитного поля)
S

12.

Закон электромагнитной индукции
U=ЭДС
ΔФ=Q×R=I×Δτ×R
ΔФ
ΔФ
= I R;
= U ЭДС
Δτ
Δτ
dФ
ЭДС=−
dτ

13.

Закон электромагнитной индукции
В электропроводящем контуре эта
ЭДС создаёт ток, магнитный
dФ
поток которого препятствует
ЭДС=−
изменению
возбуждающего
dτ
магнитного потока. (правило
Ленца)
Ф
I
Магнитный поток
самоиндукции

14.

Закон электромагнитной индукции
dФ
ЭДС=−
dτ
Электрическая работа в замкнутом контуре:
С учётом
получаем:
(III)

15.

Закон электромагнитной индукции
dФ
ЭДС=−
dτ
Электродвижущая сила, возникающая в контуре прямо
пропорциональна скорости изменения магнитного потока,
проходящего перпендикулярно поверхности, охваченной
этим контуром
При изменении во времени магнитного поля
в том же пространстве появляется связанное
с ним электрическое поле.
При этом электрическое напряжение вдоль любого замкнутого
контура равно ЭДС, индуцируемой в этом контуре.

16.

Ф
dФ
ЭДС=−
dτ
В=Ф/S
(dФ/dS)
Ф
dN
ЭДС =
dτ
пропорциональна скорости
Электродвижущая сила, индуцируемая в контуре, равна
пересечения контура единичных линий магнитной индукции (с обратным
знаком)

17.

Лекция окончена.
Фундаментальные законы электричества
Закон
электромагнитной
индукции
Закон Кулона
dФ
ЭДС=−
dτ
1 q1 q2
F=
4 πε 0 r 2
Закон Ампера
ΔF=
μ0 I 1 I 2
4π
Прошу задавать вопросы.
Можно в письменном виде.
r
2
Δl
2