Электрический ток текущий в контуре вызывает магнитное поле которое пропорционально силе тока. Это магнитное поле вызывает магнитный поток, который пропорционален . Следовательно в контуре с током создаётся магнитный поток
L – коэффициент пропорциональности – и называется индуктивность.
т.к. L= Ф/I, то размерность [L]= 1Вт/1A = Гн («Генри»)
При изменении силы тока магнитный поток будет изменятся. А изменение магнитного потока вызывает появление индукционного тока. Это явление называется самоиндукцией. По закону электромагнитной индукции равно:
По правилу Ленца ток самоиндукции направлен так, что он препятствует изменению основного тока. Это приводит к тому, что при замыкании и размыкании цепи ток устанавливается не мгновенно. При замыкании цепи лампочка загорается, а при размыкании гаснет постепенно. R >> Rпостепен.
Рассмотрим размыкание цепи:
При размыкании в ней действует ЭДС самоиндукции:
По закону Ома ; Разделим переменные:
Проинтегрируем:
- размыкание цепи.
Аналогично при замыкании цепи:
Взаимная индукция.
Энергия магнитного поля.
Энергия магнитного поля.
При размыкании цепи в них действует ЭДС самоиндукции.
Работа ЭДС: dA=Ec*I*dt, но
Полная работа:
Эта работа совершается за счет энергии магнитного поля =>
Взаимная индукция
Рассмотрим два неподвижных контура.
Если в контуре 1 течёт ток I1, то он создаёт в контуре 2 магнитный поток Ф2,1=L2,1*I1
L2,1 – коэффициент взаимной индуктивности.
Если ток I1 переменный, то он вызовет в контуре 2 ЭДС:
Аналогично рассуждая можно сказать что ток I2 текущий в контуре 2 вызовет в первом контуре ЭДС:
Это явление называется взаимной индукцией, причём L1,2 = L2,1
Виды магнетиков.
Магнитный гистерезис.
Каждый атом это система кольцевых токов своеобразным движением по орбите. При движении электрона сила электрического тока равна: i=q/t=e/T=e v (T – период, v – частота вращения электрона)
Магнитный момент кольцевого тока электрона равен: Pm= i*S = e*D*S (S – площадь орбиты). Следовательно каждый атом подобен витку с током и обладает магнитным моментом.
При отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты атомов ориентированы хаотически. При внесении вещества в магнитное поле магнитные моменты атомов ориентируются. Вещество приобретённое магнитный момент – намагничивается. Магнитный момент единицы объёма вещества называется намагниченным
Возможны два случая:
1) Магнитные моменты атомов направлены против внешнего поля. Такие вещества ослабляют внешнее поле и называются диамагнетиками.
2) Магнитные моменты атомов ориентированы по направлению поля. Такие вещества усиливают магнитное поле и называются парамагнетиками.
Таким образом магнитное поле в веществе складывается из внешнего поля и поля вещества :
Величина называется магнитной проницаемостью вещества.
Для диамагнетиков μ<1, для парамагнетиков μ>1. Магнитное поле в веществе удобно описывать с помощью вспомогательной величины напряжённости магнитного поля Н.
Среди парамагнетиков есть вещество у которых μ достигает значений 103 – 104. Эти вещества называются ферромагнетиками.
Ферромагнетизм объясняется тем, что у этих веществ даже без внешнего поля существуют области спантаной намагниченности – домены. Домены легко ориентируются в магнитном поле. Кривая намагниченности ферромагнетиков имеет вид: