Билеты на экзамен (552425), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

При переходе границ двух диэлектриков:

Внутри жидкого или газообразного диэлектрика вдали от его границ результирующая сила взаимодействия 2-х точечных зарядов в раз меньше чем в вакууме

Напряжённость поля в произвольном диэлектрике также в раз меньше чем в вакууме, если граница диэлектрика совпадает с эквипотенциальными поверхностями.

8. Постоянный электрический ток. Вектор плотности тока. Законы Ома и Джоуля ленцза в дифференциальной форме.

Электрическим током называют упорядоченное движение заряженных частиц или заряженных макроскопических тел. Различают два вида электрических токов – токи проводимости и конвекционные токи.

Током проводимости называют упорядоченное движение в веществе или вакууме свободных заряженных частиц – электронов проводимости (в металлах), положительных и отрицательных ионов (в электролитах), электронов и положительных ионов (в газах), электронов проводимости и дырок (в полупроводниках), пучков электронов (в вакууме). Этот ток обусловлен тем, что в проводнике под действием приложенного электрического поля напряженностью происходит перемещение свободных электрических зарядов (рис. 2.1, а).
Плотностью тока называют векторную физическую величину, совпадающую с направлением тока в рассматриваемой точке и численно равную отношению силы тока dI, проходящего через элементарную поверхность, перпендикулярной направлению тока, к площади этой поверхности:

(2.2)

Единица плотности тока – ампер на квадратный метр (А/м2).
Плотность постоянного электрического тока одинакова по всему поперечному сечению однородного проводника. Поэтому для постоянного тока в однородном проводнике с площадью поперечного сечения S сила тока равна

Закон Ома в дифференциальной форме

Если то – закон Ома в дифференциальной форме.

-закон Ома в обычной форме.

Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.

Расчитаем работу по перемещению заряда из точки В в точку С :

Удельная мощность тока.

показывает какое кол – во теплоты выделяется за единицу времени – закон в дифф. Форме.

– закон в обычной форме.

9. Магнитное поле в вакууме. Магнитное взаимодействие токов. Сила Ампера. Магнитная индукция.

Магнитное поле в вакууме.

Магнитное поле называется компонентой электромагнитного поля, которая создаётся движущимися зарядами и действует на движущиеся заряды.

Магнитное поле – это физический объект – переносчик магнитного взаимодействия.

Со стороны магнитного поля на проводники с током действует сила Ампера.

– сила Ампера действующая на проводник с током.

Если l=r=1m , , то F=2*10^-7 H. На этом основано определение единицы силы тока.

10. Закон Био-Савара-Лапласса в дифференциальной форме. Расчёт магнитного поля в центре кругового тока и на оси кругового тока.

Магнитная индукция создаётся элементом Idl и определяется законом Био-Савара-Лапласа.

- Закон б-с-л.

Магнитное поле, силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения. М. п. характеризуется вектором магнитной индукции В, который определяет: силу, действующую в данной точке поля на движущийся электрический заряд

Расчет магнитного поля в центре кругового тока и на оси кругового тока:

расчет магнитного поля в центре кругового витка с током. Этот расчет приводит к формуле

где R – радиус кругового проводника. Для определения направления вектора также можно использовать правило буравчика, только теперь его рукоятку нужно вращать в направлении кругового тока, а поступательное перемещение буравчика укажет направление вектора магнитной индукции.

Расчет магнитного поля на оси кругового тока:

11.Расчёт магнитного поля, созданным бесконечно длинным проводником с током и конечным отрезком прямого проводника с током.

П усть вдоль оси OZ расположен бесконечно длинный проводник, по которому течёт ток с силой . А сила тока это что такое? , - заряд, который пересекает поверхность S за время . Система обладает осевой симметрией. Если мы введём цилиндрические координаты r,, z, то цилиндрическая симметрия означает, что и, кроме того, , при смещении вдоль оси OZ, мы видим то же самое. Таков источник. Магнитное поле должно быть таким, чтобы удовлетворялись эти условия и . Это означает вот что: силовые линии магнитного поля – окружности, лежащие в плоскости ортогональной проводнику. Это немедленно позволяет найти магнитное поле.

П усть у нас это проводник.

Вот ортогональная плоскость,

вот окружность радиуса r,

я возьму тут касательный вектор, вектор, направленный вдоль , касательный вектор к окружности.

Тогда, , где .

В качестве замкнутого контура выбираем окружность радиуса r=const. Пишем тогда , сумма длин по всей окружности (а интеграл это ни что иное, как сумма) – это длина окружности. , где  – сила тока в проводнике. Справа стоит заряд, который пересекает поверхность за единицу времени. Отсюда мораль: . Значит, прямой проводник создаёт магнитное поле с силовыми линиями в виде окружностей, охватывающих проводник, и эта величина В убывает как при удалении от проводника, ну, и стремится к бесконечности, если мы приближаемся к проводнику, когда контур уходит внутрь проводника.

Э тот результат только для случая, когда контур охватывает ток. Понятно, что бесконечный проводник нереализуем. Длина проводника, – наблюдаемая величина, и никакие наблюдаемые величины не могут принимать бесконечных значений, не такой линейки, которая позволила бы измерить бесконечную длину. Это нереализуемая вещь, тогда какой толк в этой формуле? Толк простой. Для любого проводника, будет справедливо следующее: достаточно близко к проводнику силовые линии магнитного поля – вот такие замкнутые окружности, охватывающие проводник, и на расстоянии (R – радиус кривизны проводника), будет справедлива эта формула.

12. Теорема о циркуляции вектора напряжённости и индукции магнитного поля. Вихревой характер магнитного поля. Магнитное поле соленоида.

Теорема о циркуляции.

Циркуляция равна алгебраической сумме токов охваченных контуром умноженной на .

, знак тока определяется по правилу буравчика

Ротор

Проекции rot на оси:

Теорема Стокса: Циркуляция по произвольному замкнотуму контуру равна потоку через поверхность ограниченную контуром.

, так как поверхность произвольная то

С оленоид – катушка с большим количеством витков.

Для контура

Вдали от соленоида В=0, следовательно снаружи В=0.

Для контура

Вихревой характер магнитного поля

Линии магнитной индукции непрерывны: они не имеют ни начала, ни конца. Это имеет место для любого магнитного поля, вызванного какими угодно контурами с током. Векторные поля, обладающие непрерывными линиями, получили название вихревых полей. Мы видим, что магнитное поле есть вихревое поле. В этом заключается существенное отличие магнитного поля от электростатического.

Пусть произвольная замкнутая линия l пронизывает проводник с током (фиг. 89), т. е. они сцепляются друг с другом как два звена цепи. Вокруг проводника возникает магнитное поле.

Построим вектор напряженности Н, создаваемой током в точке A, расположенной на линии l. Если линия охватывает несколько проводников с током, то для каждого тока строятся векторы напряженности в данной точке линии. Складывая геометрически отдельные векторы напряженности, находим вектор результирующей напряженности магнитного поля.

Вектор результирующей напряженности Н в общем случае образует с элементом длины угол а. Поэтому продольная или тангенциальная составляющая Н_t, результирующей напряженности Н будет:

H_t, = Hcos а.

Если разбить замкнутую линию на п элементов длины и сложить произведения длин всех элементов на тангенциальные составляющие результирующей напряженности в этих элементах, получим следующую сумму:

В теоретической электротехнике доказывается, что указанная сумма равна алгебраической сумме токов, сцепляющихся с контуром суммирования подобно тому, как сцепляются между собой два смежных звена цепи.

Следовательно, можно написать:

Это выражение называется законом полного тока. Для случая, когда контур многократно пронизывает один и тот же ток, как, например, при наличии обмотки с числом витков w, полный ток будет:

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)