Elektr toki qarama-qarshi yo'nalishda oqsa, ikkita parallel o'tkazgich qanday o'zaro ta'sir qiladi?

Javob B

2. Lorents kuchi quyidagi formula bilan hisoblanadi:

Javob B

3. Magnit induksiyaning 3 barobar ortishi va tok kuchining 3 barobar kamayishi bilan o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuch.

O'zgarmaydi, chunki ∆F = BI∆L = 3B*1/3 IL = BIL

4. Magnit maydonga tok kiritilgan o'tkazgichga amper kuchi ta'sir qiladi:

Amper kuchining yo'nalishi quyidagi qoida bilan aniqlanadi: agar siz chap qo'lingizning barmoqlarini oqim bo'ylab yo'naltirsangiz, vektor magnit oqim kaftga kirdi, keyin chetga qo'yilgan bosh barmog'i Amper kuchining yo'nalishini ko'rsatadi.

To'g'ri javob D

5. Bir jinsli induksiya magnit maydon, 1N kuch bilan magnit maydon chiziqlariga 30 gradus burchak ostida joylashgan 4A tok bilan uzunligi 4 m bo'lgan to'g'ri o'tkazgichga ta'sir qiladi.

Magnit maydonda tok o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuch I o'tkazgichdagi tok kuchiga, magnit induksiyasi B, o'tkazgich uzunligi L va o'tkazgichdagi oqim yo'nalishi va yo'nalishi orasidagi burchak sinusiga proportsionaldir. magnit induksiya vektori a (Amper qonuni):

F=B Lisina = 1H * 4 * 4 *sin 30° = 7,264

B \u003d F / (LIsina) \u003d 1 / (4 * 4 * 0,5) \u003d 0,1 T

6. Ip 6 ¼ marta oshirilsa, matematik mayatnikning tebranish chastotasi va davri qanday o'zgaradi?

Matematik mayatnik - mexanik tizim dan iborat moddiy nuqta vaznsiz cho'zilmaydigan ipga yoki tortishish maydonidagi vaznsiz tayoqqa osilgan. l uzunlikdagi matematik mayatnikning tezlanish bilan tortishish maydonidagi kichik tebranishlar davri. erkin tushish g

= 2,5 marta

T2 = 2p kvadrat ildiz (6,25l/g)

T2/T1 = 2,5 marta

va mayatnikning amplitudasi va massasiga bog'liq emas.

Javob: 2,5 marta

7 .Agar sig'im 2 marta oshsa, g'altakning induktivligi 4 marta kamaysa, tebranish konturidagi tebranishlar davri qanday o'zgaradi?

Javob: tebranish davri t1 = 2p * (kvadrat ildiz L1 * C1)

bu erda t1 - boshlang'ich tebranish davri;

L1 - boshlang'ich indüktans;

C1 - dastlabki quvvat;

Kapasitans va induktivlik o'zgarishidan keyin tebranish davri t2 = 2p * (kvadrat ildiz L2 * C2) ga teng.

bu erda t2 - o'zgarishlardan keyin tebranish davri;

L2 = 4L1 - o'zgarishlardan keyin indüktans;

C2 = 2C1 - o'zgarishlardan keyin quvvat;

t2 \u003d 2p * (kvadrat ildiz L2 * S2) \u003d 2p * (kvadrat ildiz 1 / 4L1 * 2C1)

Tebranish davridagi o'zgarishlarning kattaligini aniqlaymiz:

t2/t1 = 2p*(kvadrat ildiz 4L1*2S1) / 2p*(kvadrat ildiz L1*S1) =(kvadrat ildiz 4L1*2S1) / (kvadrat ildiz L1*S1)=

\u003d (kvadrat ildiz 4 * 2) \u003d 2,8 marta

8. Tebranishli sakrashda kondansatör zaryadining o'zgarishi qonunga muvofiq sodir bo'ladi.

Zaryadning tebranish chastotasi qanday?

25

9. Tebranish pallasida kondansatörning kondansatör plitalaridagi maksimal zaryad q \u003d 10 -4 S ni tashkil qiladi. Im=0,1A bo'lsa, zanjirdagi tebranish davrini aniqlang.

Im = wq = q/((L*C) ning kvadrat ildizi

bu erda Im - joriy kuch;

q - maksimal to'lov;

L - g'altakning induktivligi;

C - kondansatkichning sig'imi

Demak, w = Im/q

T = 2p/w = 2pq*10(kuch -4)/(0,1) = 0,0063

10. Nima uchun tebranish zanjiridagi tebranishlar erkin deyiladi?

Tebranish sxemasi tebranuvchi tizimdir. Bu tizim barqaror muvozanat holatiga ega, minimal energiya bilan tavsiflanadi elektr maydoni(kondensator zaryadlanmagan). Tizimning o'zi bu holatga keladi, undan chiqariladi (kondensatorning zaryadsizlanishi) va o'z-o'zidan induktsiya hodisasi tufayli u orqali o'tadi. Shuning uchun zanjirda erkin tebranishlar mavjud bo'lishi mumkin.

ELEKTR QUVVATSIDAGI ELEKTR ENERGIYANI YO'qotilishi. LC TURIDAGI SUMLASH FILTRLARNING HISOBLARI KUTISH REJIMDAGI ISHLAB CHIQARISH KUCHAYOTGAN MULTIVABRATORNI HISOBLASH.

Doimiy magnitlar kiritilganda kosmos xususiyatlarining o'zgarishi kosmosda shunga o'xshash moddiy magnit maydon mavjudligi sifatida talqin qilinishi mumkin. elektrostatik maydon harakatsiz atrofida elektr zaryadlari. Ham elektrostatik, ham magnit maydonlar inson sezgilari tomonidan sezilmaydi, ammo ularning mavjudligini eng oddiy qurilma - yorug'lik yordamida qayd etish mumkin. magnit igna, o'qga o'rnatilgan, ya'ni. kompas yordamida.

DA XIX boshi ichida. o'tkazgichdan o'tadigan elektr toki kompas ignasiga ham yo'naltiruvchi ta'sir ko'rsatishi aniqlandi (H.Oersted) (5-rasm).

Nyutonning uchinchi qonunidan kelib chiqadiki: elektr toki bo'lgan o'tkazgich o'qga qanday kuch bilan ta'sir qiladi, mutlaq qiymatda bir xil kuch va o'q tok bilan simga ta'sir qiladi. Shuning uchun, agar biz og'ir magnitni va ko'p sonli burilishlarga ega bo'lgan engil lasanni olsak, u holda oqim magnitga nisbatan harakatlana boshlaydi. Maktab ampermetrining harakati bunga asoslanadi (17-mavzuga qarang).

Ushbu kashfiyot elektr va o'rtasidagi aloqani o'rnatishga imkon berdi magnit hodisalari va

nomli birlashtirilgan rasmni yarating elektromagnit maydon nazariyasi.

Hozirgi vaqtda doimiy magnitlarning ta'siri moddadagi molekulyar oqimlarning (molekulalarda orbita bo'ylab harakatlanadigan elektronlar) to'plangan ta'siri degan g'oya nihoyat o'rnatildi.

Magnit maydon ushbu sohadagi boshqa jismoniy ob'ektlarga turli xil ta'sir ko'rsatishi mumkin. Magnit maydonning boshqa jismlarga mexanik ta'siri kuch vektori bilan, maydonning o'zi esa vektor bilan tavsiflanishi mumkin. jismoniy miqdor chaqirdi magnit induksiya, bu sizga ushbu kuchni aniqlash imkonini beradi. Magnit induktsiya harf bilan belgilanadi , Tesla (T) bilan o'lchanadi.

Vektorning moduli harakatlanuvchi erkin zaryadga yoki tok o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuch yordamida, zaryadlar o'tkazgich bo'ylab harakatlanadigan joyda, shuningdek, oqim o'tadigan ramkaga ta'sir qiluvchi kuchlar momentidan foydalanib aniqlanishi mumkin.

Kosmosning ma'lum bir nuqtasida magnit induksiya vektorining moduli 1 Tesla (1 T) ga teng deb taxmin qilamiz, agar bu nuqtada vektor yo'nalishiga perpendikulyar joylashgan oqim o'tkazgichda (boshqa yo'nalishda, kuch kamroq bo'ladi), o'tkazgichning birlik uzunligi (1 m) uchun 1 A oqim kuchi bilan 1 N ga teng kuch ishlaydi.

Superpozitsiya printsipi magnit induksiya vektorlarini va turli manbalar tomonidan yaratilgan magnit maydonlarni vektor qo'shish qoidalariga muvofiq qo'shish imkonini beradi.

Magnit maydon induksiyasi fazoning istalgan nuqtasida va istalgan vaqtda aniqlanishi mumkin: .

Magnit induksiya chiziqlari

Kosmosning bir nuqtasidan ikkinchisiga o'tish paytida magnit induksiya vektorining o'zgarishi tasvirini tasavvur qilish uchun kontseptsiya kiritilgan. magnit induksiya vektor chiziqlari (kuch chiziqlari magnit maydon). Tangensi har qanday nuqtada magnit induksiya vektorining yo'nalishini belgilaydigan uzluksiz chiziq deyiladi. magnit maydon chizig'i. Maydon chiziqlarining zichligi magnit induksiya vektorining moduliga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

Magnit ignalar bu magnit maydonida magnitlangan va kichik o'qlarga aylanadigan temir parchalari bilan almashtirilishi mumkin. (Karton ustiga talaş quyiladi, u magnitga qo'yiladi. Karton engil silkitilganda, talaş yaxshi yo'naltiriladi.)

Har bir nuqtada magnit induksiya vektori kattaligi va yo'nalishi bo'yicha doimiy bo'lgan maydon deyiladi bir hil

Magnit maydonning manbai nafaqat doimiy magnitlar, balki oqim o'tkazuvchi o'tkazgichlar hamdir. Doimiy taqa magniti tomonidan yaratilgan magnit maydon chiziqlari namunasi ( a), oqim bilan to'g'ridan-to'g'ri sim ( b) va simli halqa ( ichida), u orqali oqim o'tadi, 9-rasmda ko'rsatilgan. Magnit maydonning kuch chiziqlari yopiq chiziqlardir. Doimiy magnitlarning tashqi makonida ular shimoliy qutbdan janubga boradilar. Oqimli to'g'ri sim atrofidagi kuch chiziqlarining yo'nalishi gimlet qoidasi bilan belgilanadi (o'ngga aylanadigan vint, tirband): agar yo'nalish oldinga harakat gimlet o'tkazgichdagi oqim yo'nalishiga to'g'ri keladi, keyin gimlet tutqichining aylanish yo'nalishi magnit induksiya vektorining yo'nalishiga to'g'ri keladi.

25. Biot-Savart-Laplas qonuni — koʻrib chiqilayotgan ayrim sohada toʻgʻridan-toʻgʻri elektr toki hosil qilgan magnit maydonning istalgan nuqtasida magnit induksiya vektorining modulini aniqlash uchun fizik qonun. U 1820 yilda Biot va Savard tomonidan eksperimental tarzda tashkil etilgan. Laplas bu ifodani tahlil qilib, uning yordami bilan integrallash orqali, xususan, harakatlanuvchi jismning magnit maydonini hisoblash mumkinligini ko'rsatdi. nuqta zaryadi, agar bitta zaryadlangan zarrachaning harakatini oqim deb hisoblasak. Magnit maydon kuchi. Joriy element. Qonun-Bio-Savart-Laplas. O'z o'qida tok bo'lgan aylana bo'lakning magnit maydon kuchini hisoblash. Magnit maydon kuchi - bu nisbat mexanik kuch sinov magnitining musbat qutbiga, uning magnit massasining qiymatiga yoki maydonning ma'lum bir nuqtasida birlik massasining sinov magnitining musbat qutbiga ta'sir qiluvchi mexanik kuchga. Kuchlanish vektor bilan ifodalanadi H mexanik kuch vektorining yo'nalishiga ega f. Joriy element - bo'ylab o'tkazuvchanlik oqimining mahsulotiga teng vektor miqdori chiziqli o'tkazgich va bu o'tkazgichning cheksiz kichik segmenti. Eslatma. Joriy element ushbu segmentning yo'nalishiga to'g'ri keladigan yo'nalishga ega. Biot-Savart-Laplas qonuni toʻgʻridan-toʻgʻri elektr tokidan hosil boʻlgan magnit maydonning induksiya vektorini aniqlash uchun fizik qonundir. 26.

Ma'lumki, elektr toklari ularning atrofida magnit maydon hosil qiladi. Magnit maydonning oqim bilan bog'lanishi magnit maydon yordamida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan ko'plab urinishlarga turtki bo'ldi. Ushbu fundamental kashfiyotni 1831 yilda ingliz fizigi M. Faraday ajoyib tarzda amalga oshirgan va bu hodisani kashf etgan. elektromagnit induksiya. Unda aytilishicha, yopiq o'tkazuvchi zanjirda, bu zanjir bilan qoplangan magnit induksiya oqimi o'zgarganda, induksiya deb ataladigan elektr toki paydo bo'ladi. Faradayning klassik tajribalarini keltiramiz, ular yordamida elektromagnit induksiya hodisasi kashf etilgan. I tajriba (1a-rasm). Agar galvanometrga yopiq bo'lgan solenoidda bo'lsa, itaring yoki torting doimiy magnit, keyin uni kiritish yoki uzaytirish momentlarida biz galvanometr ignasining og'ishini ko'ramiz (induksion oqim paydo bo'ladi); bu holda magnitdan ichkariga va tashqariga harakatlanayotganda o'qning og'ishlari qarama-qarshi yo'nalishga ega. Galvanometr ignasining og'ishi qanchalik katta bo'lsa, magnitning bobinga nisbatan tezligi shunchalik katta bo'ladi. Tajribada magnit qutblarini o'zgartirganda o'qning burilish yo'nalishi ham o'zgaradi. Induksion oqimni olish uchun siz magnitni harakatsiz qoldirishingiz mumkin, keyin magnitga nisbatan solenoidni harakatlantirishingiz kerak. Tajriba II. Bir g'altakning ikkinchisiga o'rnatilgan uchlari galvanometrga ulanadi va boshqa g'altakdan tok o'tadi. Oqim yoqilgan yoki o'chirilgan momentlarda, galvanometr ko'rsatkichi, shuningdek, uning kamayishi yoki ortishi momentlarida, shuningdek, bobinlar bir-biriga nisbatan harakat qilganda og'adi (1b-rasm). Galvanometr ignasining og'ish yo'nalishlari, shuningdek, oqim yoqilganda yoki o'chirilganda, u kuchayadi yoki kamayadi, bobinlar yaqinlashganda yoki uzoqlashganda qarama-qarshi yo'nalishlarga ega. 1-rasm Faraday o'zining ko'p sonli tajribalari natijalarini o'rganib chiqib, tajribada kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit induksiya oqimining o'zgarishi har doim sodir bo'ladi, degan xulosaga keldi. Masalan, yopiq o'tkazgich halqasi bir xil magnit maydonda aylanganda, unda induksion oqim ham paydo bo'ladi - bu holda, pastadir yaqinidagi magnit maydon induksiyasi doimiy bo'lib qoladi va faqat halqa orqali magnit induksiya oqimi o'zgaradi. Tajriba natijasida induksion tokning qiymati mutlaq ekanligi ham aniqlandi magnit induksiya oqimini o'zgartirish usuliga bog'liq emas, balki faqat uning o'zgarish tezligi bilan belgilanadi.(Shuningdek, Faraday tajribalarida isbotlanganki, galvanometr ignasi (oqim kuchi) qanchalik katta bo'lsa, magnit tezligi yoki oqim kuchining o'zgarish tezligi yoki g'altaklarning tezligi qanchalik katta bo'lsa). . Elektromagnit induktsiya hodisasining kashfiyoti katta ahamiyatga ega edi, chunki unga erishish imkoniyati berildi. elektr toki magnit maydon yordamida. Ushbu kashfiyot elektr va magnit hodisalar o'rtasidagi munosabatni berdi, keyinchalik bu elektromagnit maydon nazariyasining rivojlanishiga turtki bo'ldi.

Magnit maydonda tok o'tkazuvchi o'tkazgich Amper qonuni yordamida aniqlanadigan kuchlarga bo'ysunadi. Agar o'tkazgich mahkamlanmagan bo'lsa (masalan, kontaktlarning zanglashiga olib boradigan tomonlaridan biri harakatlanuvchi o'tish moslamasi shaklida qilingan, 1-rasm), u holda Amper kuchi ta'sirida magnit maydonda harakatlanadi. Bu shuni anglatadiki, magnit maydon oqim o'tkazuvchi o'tkazgichni harakatlantirish uchun ishlaydi.

Ushbu ishni hisoblash uchun uzunlikdagi o'tkazgichni ko'rib chiqing l kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tekisligiga perpendikulyar bo'lgan yagona tashqi magnit maydoniga joylashtirilgan oqim bilan I (u erkin harakatlanishi mumkin). Yo'nalishi chap qo'l qoidasi va qiymati - Amper qonuni bilan belgilanadigan kuch formula bo'yicha hisoblanadi.

Bu kuch ta'sirida o'tkazgich dx segmentida o'ziga parallel ravishda 1-pozitsiyadan 2-holatga o'tadi.Magnit maydon tomonidan bajarilgan ish ga teng.

Chunki l dx=dS - o'tkazgich magnit maydonda harakat qilganda kesib o'tadigan maydon, BdS=dF - magnit induksiya vektorining shu sohadan o'tadigan oqimi. Ma'nosi,

Ya'ni, magnit maydonda oqim o'tkazuvchi o'tkazgichni harakatlantirish ishi tok kuchining ko'paytmasiga teng. magnit oqimi, harakatlanuvchi o'tkazgich bilan kesib o'tgan. Bu formula vektorning ixtiyoriy yo'nalishi uchun ham amal qiladi DA.

Yopiq halqani siljitish ishini hisoblang to'g'ridan-to'g'ri oqim Men magnit maydondaman. Faraz qilamizki, M sxema chizma tekisligida harakat qiladi va cheksiz kichik siljish natijasida 2-rasmda kesilgan chiziq bilan ko'rsatilgan M " holatiga o'tadi. Zanjirdagi tokning yo'nalishi ( soat yo'nalishi bo'yicha) va magnit maydon (chizma tekisligiga perpendikulyar - chizmadan tashqarida yoki bizdan) shaklda berilgan M sxemasini shartli ravishda ularning uchlari bilan bog'langan ikkita o'tkazgichga ajratamiz: ABC va CDA.

Magnit maydondagi kontaktlarning zanglashiga olib boradigan harakati davomida Amper kuchlari tomonidan bajariladigan ish dA ABC (dA 1) va CDA (dA 2) o'tkazgichlarini harakatlantirish bo'yicha ishlarning algebraik yig'indisiga teng, ya'ni.

Konturning CDA qismiga qo'llaniladigan kuchlar o'tkir burchaklar harakat yo'nalishi bilan, shuning uchun ular tomonidan bajarilgan ish dA 2 >0. .(1) dan foydalanib, bu ish bizning sxemamizdagi tok kuchi I va CDA o’tkazgichi kesib o’tgan magnit oqimining mahsulotiga teng ekanligini aniqlaymiz. CDA o'tkazgichi o'z harakati davomida rangli ishlangan sirt bo'ylab dF 0 oqimini va konturga oxirgi holatida bo'lgan dF 2 oqimini kesib o'tadi. Ma'nosi,

Konturning ABC kesmasiga ta'sir etuvchi kuchlar harakat yo'nalishi bilan o'tmas burchaklar hosil qiladi, ya'ni ular bajaradigan ish dA 1 ga teng.<0. Проводник AВС пересекает при своем движении поток dФ 0 сквозь поверхность, выполненную в цвете, и поток dФ1, который пронизывает контур в начальном положении. Значит,

(2) ga (3) va (4) ni almashtirib, biz elementar ish uchun ifoda topamiz:

Bu erda dF 2 -dF 1 \u003d dF "bu oqim zanjiri bilan chegaralangan maydon bo'ylab magnit oqimning o'zgarishi. Shunday qilib,

(5) ifodani integrallab, biz konturning magnit maydonda chekli ixtiyoriy siljishi bilan Amper kuchlari tomonidan bajariladigan ishni topamiz:

Bu shuni anglatadiki, yopiq halqani magnit maydonda oqim bilan harakatlantirish ishi halqadagi oqim kuchi va halqa bilan bog'langan magnit oqimning o'zgarishi mahsulotiga teng. (6) ifoda ixtiyoriy magnit maydondagi har qanday shakldagi kontur uchun to'g'ri.

Lorents kuchi

Agar elektr maydoni ham harakatlanuvchi, ham tinch zaryadga ta'sir qilsa, doimiy magnitning magnit maydoni faqat harakatlanuvchi zaryadga ta'sir qiladi.

Lorents kuchi - bu elektr zaryadiga magnit maydonda ta'sir qiluvchi kuch. q kosmosda tezlik bilan harakat qilish. Zaryadlangan holatda uning yo'nalishi ijobiy va magnit induksiya vektoriga perpendikulyar harakat qiladi, chap qo'l qoidasi bilan aniqlanadi

Agar chap qo'lning to'rt barmog'i (ko'rsatkichdan kichik barmog'igacha) tezlik vektori bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa va magnit maydon chiziqlari kaftga kirsa, bosh barmog'i boshqa to'rt barmog'idan 90 ° masofada joylashgan. palma, Lorentz kuchining yo'nalishini ko'rsatadi. Barcha uch vektor , , o'zaro perpendikulyar.

Agar siz manfiy zaryad uchun Lorentz kuchining yo'nalishini aniqlamoqchi bo'lsangiz, u holda siz chap qo'l qoidasidan ham foydalanishingiz kerak, so'ngra hosil bo'lgan kuchning yo'nalishini 180 ° ga o'zgartiring. Shunday qilib, magnit maydondagi zaryad tezligining bir xil yo'nalishi bilan Lorentz kuchi musbat va manfiy zaryadlar uchun o'zaro qarama-qarshi yo'nalishlarga ega bo'ladi. . Bu tezlik vektori orasidagi burchak a ga ham bog'liq

R = m/qB.

Agar zaryad vektorga a burchak ostida bir xil magnit maydonga uchib ketsa, u holda uning harakati spiral bo'ylab sodir bo'ladi.

Kuchaytirgich quvvati

Harakatlanuvchi erkin elektr zaryadiga taʼsir etuvchi kuchlar, masalan, vakuumda uchayotgan ion va oʻtkazgichda bir yoʻnalishda harakatlanuvchi zaryad, elektr toki bir-biridan ajralib turishi tarixan rivojlangan. Bu kuchlarning tabiati ikkala holatda ham bir xil, ammo o'tkazgichdagi elektr toki bo'lsa, zaryad o'tkazgichni tark eta olmaydi, shuning uchun biz butun o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuch haqida gapirishimiz mumkin.

Amper kuchi magnit maydonga joylashtirilgan tok o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuchdir.

Agar oqim o'tkazuvchi o'tkazgich bo'lsa l chap qo'lning kafti ustida joylashganki, magnit induksiya vektori unga perpendikulyar bo'lib, kaftga kirdi va qo'lning to'rt barmog'ini oqim yo'nalishi bo'yicha joylashtirdi, keyin egilgan bosh barmog'i Amper kuchining yo'nalishini ko'rsatadi. (11-rasm). Amper kuchining yo'nalishi Lorentz kuchining yo'nalishiga to'g'ri keladi, agar musbat zarralar oqim oqimi yo'nalishi bo'yicha harakat qiladi deb hisoblasak (11-rasmga qarang).

Amper kuchining moduli o'tkazgichdagi oqim kuchiga, magnit induksiya vektorining moduliga, o'tkazgichning uzunligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. l va o'tkazgich yo'nalishi va vektor yo'nalishi orasidagi burchakning sinusi:

F A \u003d IlB gunoh a

Formuladan ko'rinib turibdiki, kuch a = 90 ° bo'lganda maksimal bo'ladi, ya'ni. o'tkazgich magnit maydon chiziqlariga perpendikulyar joylashgan.

Agar oqim manbaiga ikkita parallel o'tkazgich ulangan bo'lsa, ular orqali elektr toki o'tadi, u holda ulardagi oqim yo'nalishiga qarab, o'tkazgichlar qaytariladi yoki tortiladi.

Ushbu hodisani tushuntirish maxsus turdagi materiya - magnit maydonning o'tkazgichlari atrofida paydo bo'lishi nuqtai nazaridan mumkin.

Oqim o'tkazuvchi o'tkazgichlar o'zaro ta'sir qiladigan kuchlar deyiladi magnit.

Magnit maydon- bu materiyaning o'ziga xos turi bo'lib, uning o'ziga xos xususiyati harakatlanuvchi elektr zaryadiga, oqimga ega o'tkazgichlarga, magnit momentga ega bo'lgan jismlarga, zaryad tezligi vektoriga bog'liq kuchga, oqim kuchining yo'nalishiga bog'liq. o'tkazgich va tananing magnit momentining yo'nalishi bo'yicha.

Magnitlanish tarixi qadimgi davrlarga, Kichik Osiyoning qadimgi sivilizatsiyalariga borib taqaladi. Aynan Kichik Osiyo hududida, Magnesiyada, namunalari bir-biriga tortilgan tosh topilgan. Hudud nomiga ko'ra, bunday namunalar "magnit" deb atala boshlandi. Tayoq yoki taqa shaklidagi har qanday magnitning ikkita uchi bor, ular qutblar deb ataladi; aynan shu joyda uning magnit xossalari eng yaqqol namoyon bo'ladi. Agar siz magnitni ipga osib qo'ysangiz, bitta qutb doimo shimolga qaratilgan. Kompas ushbu printsipga asoslanadi. Erkin osilgan magnitning shimolga qaragan qutbi magnitning shimoliy qutbi (N) deb ataladi. Qarama-qarshi qutb janubiy qutb (S) deb ataladi.

Magnit qutblar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi: qutblar kabi itaradi va qutblardan farqli o'laroq tortadi. Xuddi shunday, elektr zaryadini o'rab turgan elektr maydoni tushunchasi magnit atrofidagi magnit maydon tushunchasini kiritadi.

1820 yilda Oersted (1777-1851) elektr o'tkazgich yonida joylashgan magnit igna o'tkazgichdan tok o'tganda og'ishini aniqladi, ya'ni tok o'tkazgich atrofida magnit maydon hosil bo'ladi. Agar biz oqim bilan ramka olsak, u holda tashqi magnit maydon ramkaning magnit maydoni bilan o'zaro ta'sir qiladi va unga yo'naltiruvchi ta'sir ko'rsatadi, ya'ni tashqi magnit maydon maksimal aylanish ta'siriga ega bo'lgan ramkaning pozitsiyasi mavjud. u va moment kuchi nolga teng bo'lgan holat mavjud.

Har qanday nuqtadagi magnit maydon B vektori bilan tavsiflanishi mumkin, bu deyiladi magnit induksiya vektori yoki magnit induksiya nuqtada.

Magnit induksiya B - vektor fizik kattalik, bu nuqtadagi magnit maydonning kuch xarakteristikasi. Bu bir xil maydonda joylashgan oqim bilan halqaga ta'sir qiluvchi kuchlarning maksimal mexanik momentining halqa va uning maydonidagi oqim kuchining mahsulotiga nisbatiga teng:

Magnit induksiya vektorining B yo'nalishi mexanik moment nolga teng bo'lgan o'ng vint qoidasi bo'yicha ramkadagi oqim bilan bog'liq bo'lgan musbat normalning ramkaga yo'nalishi sifatida qabul qilinadi.

Elektr maydonining kuchlanish chiziqlari qanday tasvirlangan bo'lsa, magnit maydon induksiyasi chiziqlari ham tasvirlangan. Magnit maydonning induksiya chizig'i xayoliy chiziq bo'lib, uning teginishi nuqtadagi B yo'nalishiga to'g'ri keladi.

Ma'lum bir nuqtadagi magnit maydonning yo'nalishlarini ko'rsatadigan yo'nalish sifatida ham aniqlash mumkin

o'sha nuqtada joylashgan kompas ignasining shimoliy qutbi. Magnit maydon induksiyasi chiziqlari shimoliy qutbdan janubga yo'naltirilgan deb ishoniladi.

To'g'ri o'tkazgich orqali o'tadigan elektr toki tomonidan yaratilgan magnit maydonning magnit induktsiya chiziqlari yo'nalishi gimlet yoki o'ng vint qoidasi bilan belgilanadi. Vint boshining aylanish yo'nalishi magnit induksiya chiziqlarining yo'nalishi sifatida qabul qilinadi, bu uning elektr toki yo'nalishi bo'yicha translatsiya harakatini ta'minlaydi (59-rasm).

bu erda n 01 = 4 Pi 10 -7 V s / (A m). - magnit doimiy, R - masofa, I - o'tkazgichdagi oqim kuchi.

Ijobiy zaryaddan boshlanib, salbiy bilan tugaydigan elektrostatik maydon chiziqlaridan farqli o'laroq, magnit maydon chiziqlari doimo yopiq bo'ladi. Elektr zaryadiga o'xshash magnit zaryad topilmadi.

Induksiya birligi sifatida bitta tesla (1 T) olinadi - bunday yagona magnit maydonning induksiyasi, bunda maksimal moment 1 N m ga teng bo'lgan 1 m 2 maydonga ega bo'lgan ramkaga ta'sir qiladi, bu orqali oqim o'tadi. 1 A oqadi.

Magnit maydon induksiyasini magnit maydonda tok o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuch bilan ham aniqlash mumkin.

Magnit maydonga toki qo'yilgan o'tkazgich Amper kuchiga ta'sir qiladi, uning qiymati quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:

bu erda I - o'tkazgichdagi oqim kuchi, l- o'tkazgichning uzunligi, B - magnit induksiya vektorining moduli va vektor va oqim yo'nalishi orasidagi burchak.

Amper kuchining yo'nalishini chap qo'l qoidasi bilan aniqlash mumkin: chap qo'lning kafti magnit induksiya chiziqlari kaftga kirishi uchun joylashtirilgan, to'rtta barmoq o'tkazgichdagi oqim yo'nalishi bo'yicha joylashtirilgan, keyin egilgan bosh barmog'i Amper kuchining yo'nalishini ko'rsatadi.

I = q 0 nSv ekanligini hisobga olib, bu ifodani (3.21) ga almashtirsak, F = q 0 nSh/B sin ni olamiz. a. O'tkazgichning berilgan hajmidagi zarrachalar soni (N) N = nSl, keyin F = q 0 NvB sin. a.

Magnit maydonda harakatlanuvchi alohida zaryadlangan zarrachaga magnit maydondan ta’sir etuvchi kuchni aniqlaymiz:

Bu kuch Lorents kuchi deb ataladi (1853-1928). Lorents kuchining yo'nalishini chap qo'l qoidasi bilan aniqlash mumkin: chap qo'lning kafti magnit induksiya chiziqlari kaftga kirishi uchun joylashtirilgan, to'rt barmoq musbat zaryadning harakat yo'nalishini, bosh barmog'ini ko'rsatadi. egilgan Lorents kuchining yo'nalishini ko'rsatadi.

I 1 va I 2 oqimlari oqadigan ikkita parallel o'tkazgich orasidagi o'zaro ta'sir kuchi quyidagilarga teng:

qayerda l- o'tkazgichning magnit maydonda bo'lgan qismi. Agar oqimlar bir xil yo'nalishda bo'lsa, u holda o'tkazgichlar tortiladi (60-rasm), agar teskari yo'nalish bo'lsa, ular qaytariladi. Har bir o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuchlar kattaligi bo'yicha teng, yo'nalish bo'yicha qarama-qarshidir. Formula (3.22) 1 amper (1 A) oqim kuchining birligini aniqlash uchun asosiy hisoblanadi.

Moddaning magnit xossalari skalyar fizik kattalik - magnit o'tkazuvchanlik bilan tavsiflanadi, bu maydonni to'liq to'ldiradigan moddadagi magnit maydonning B induksiyasi magnit maydonning B 0 induksiyasidan mutlaq qiymatda necha marta farq qilishini ko'rsatadi. vakuumda:

Magnit xususiyatlariga ko'ra barcha moddalar quyidagilarga bo'linadi diamagnetik, paramagnit va ferromagnit.

Moddalarning magnit xususiyatlarining tabiatini ko'rib chiqing.

Modda atomlari qobig'idagi elektronlar turli orbitalarda harakat qiladi. Oddiylik uchun biz bu orbitalarni aylana deb hisoblaymiz va atom yadrosi atrofida aylanayotgan har bir elektronni aylana elektr toki deb hisoblash mumkin. Har bir elektron dumaloq oqim kabi magnit maydon hosil qiladi, biz uni orbital deb ataymiz. Bundan tashqari, atomdagi elektron spin maydoni deb ataladigan o'z magnit maydoniga ega.

Agar induksiya B 0 bo'lgan tashqi magnit maydonga kiritilganda, moddaning ichida B induksiyasi hosil bo'ladi.< В 0 , то такие вещества называются диамагнитными (n< 1).

DA diamagnetik Tashqi magnit maydon bo'lmagan materiallarda elektronlarning magnit maydonlari kompensatsiyalanadi va ular magnit maydonga kiritilganda, atomning magnit maydonining induksiyasi tashqi maydonga qarshi yo'naltiriladi. Diamagnet tashqi magnit maydondan tashqariga suriladi.

Da paramagnit materiallar, atomlardagi elektronlarning magnit induksiyasi to'liq kompensatsiya qilinmaydi va butun atom kichik doimiy magnitga o'xshaydi. Odatda materiyada bu kichik magnitlarning barchasi o'zboshimchalik bilan yo'naltirilgan va ularning barcha maydonlarining umumiy magnit induksiyasi nolga teng. Agar siz paramagnitni tashqi magnit maydonga qo'ysangiz, unda barcha kichik magnitlar - atomlar kompas ignalari kabi tashqi magnit maydonda aylanadi va moddadagi magnit maydon kuchayadi ( n >= 1).

ferromagnit bo'lgan materiallardir n“1. Ferromagnit materiallarda domenlar, o'z-o'zidan magnitlanishning makroskopik hududlari yaratilgan.

Turli sohalarda magnit maydonlarning induksiyasi turli yo'nalishlarga ega (61-rasm) va katta kristalda

bir-birini o'zaro kompensatsiya qilish. Ferromagnit namunasi tashqi magnit maydonga kiritilganda, alohida domenlarning chegaralari tashqi maydon bo'ylab yo'naltirilgan domenlar hajmining oshishi uchun o'zgaradi.

B 0 tashqi maydon induksiyasi ortishi bilan magnitlangan moddaning magnit induksiyasi ortadi. B 0 ning ba'zi qiymatlari uchun induksiya uning keskin o'sishini to'xtatadi. Ushbu hodisa magnit to'yinganlik deb ataladi.

Ferromagnit materiallarning o'ziga xos xususiyati histerezis hodisasi bo'lib, u o'zgarganda materialdagi induksiyaning tashqi magnit maydon induksiyasiga noaniq bog'liqligidan iborat.

Magnit histerezis halqasi yopiq egri chiziq (cdc`d`c) bo`lib, materialdagi induksiyaning tashqi maydon induksiyasi amplitudasiga bog`liqligini ikkinchisining davriy, ancha sekin o`zgarishi bilan ifodalaydi (62-rasm).

Gisterezis halqasi quyidagi qiymatlar bilan tavsiflanadi B s , B r , B c . B s - B 0s da materialning induksiyasining maksimal qiymati; B r - qoldiq induksiya, tashqi magnit maydon induksiyasi B 0s dan nolga tushganda materialdagi induksiya qiymatiga teng; -B c va B c - majburlash kuchi - materialdagi induksiyani qoldiqdan nolga o'zgartirish uchun zarur bo'lgan tashqi magnit maydon induksiyasiga teng qiymat.

Har bir ferromagnit uchun shunday harorat mavjud (Kyuri nuqtasi (J.Kyuri, 1859-1906), uning ustida ferromagnit ferromagnit xususiyatlarini yo'qotadi.

Magnitlangan ferromagnitni magnitsizlangan holatga keltirishning ikki yo'li mavjud: a) Kyuri nuqtasidan yuqori qizdirish va sovutish; b) asta-sekin kamayib borayotgan amplitudali o'zgaruvchan magnit maydon bilan materialni magnitlash.

Past qoldiq induksiya va majburlash kuchiga ega ferromagnitlar yumshoq magnit deb ataladi. Ular ferromagnitni tez-tez qayta magnitlanishi kerak bo'lgan qurilmalarda qo'llaniladi (transformatorlar, generatorlar va boshqalar).

Doimiy magnitlarni ishlab chiqarish uchun katta majburlash kuchiga ega bo'lgan magnit qattiq ferromagnitlar qo'llaniladi.

Amper qonuni Induksiyasi B bo'lgan yagona magnit maydonga joylashtirilgan oqim o'tkazuvchi o'tkazgichga oqim kuchi va magnit maydon induksiyasiga mutanosib kuch ta'sir qilishini aniqlaydi:

F=BI l sina (a - oqim yo'nalishi va magnit maydon induksiyasi orasidagi burchak). Bu Amper qonuni formulasi to'g'ri chiziqli o'tkazgich va bir jinsli maydon uchun haqiqiy bo'lib chiqadi.

Agar o'tkazgich ixtiyoriy formulaga ega bo'lsa va maydon bir hil bo'lmasa, u holda Amper qonuni shaklni oladi:

dF = I*B*dlsina

Amper qonuni vektor shaklida:

Amper kuchi dl va B vektorlari yotadigan tekislikka perpendikulyar yo'naltirilgan.

Magnit maydonga joylashtirilgan tok o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuchning yo'nalishini aniqlash uchun u ishlatiladi. chap qo'l qoidasi.

Magní boshqayoqilgan ́ le - harakatlanuvchi elektr zaryadlari va jismlarga ta'sir qiluvchi kuch maydoni magnit moment, ularning harakati holatidan qat'i nazar , magnit komponent elektromagnit maydon

Magnit maydon yaratilishi mumkin zaryadlangan zarrachalar oqimi va/yoki magnit momentlar elektronlar ichida atomlar(va boshqa zarralarning magnit momentlari, garchi kamroq darajada bo'lsa ham) ( doimiy magnitlar).

Bundan tashqari, u vaqt o'zgaruvchan mavjudligida paydo bo'ladi elektr maydoni.

Magnit maydonning asosiy kuch xarakteristikasi magnit induksiya vektori (magnit maydon induksiya vektori) . Matematik nuqtai nazardan - vektor maydoni, magnit maydonning fizik tushunchasini aniqlash va konkretlashtirish. Ko'pincha magnit induksiya vektori qisqalik uchun oddiygina magnit maydon deb ataladi (garchi bu atamaning eng qat'iy ishlatilishi bo'lmasa ham).

Magnit maydonning yana bir asosiy xarakteristikasi (muqobil magnit induksiya va u bilan chambarchas bog'liq, fizik qiymatida unga deyarli teng) vektor potensiali .

Magnit maydonni materiyaning maxsus turi deb atash mumkin , bu orqali harakatlanuvchi zaryadlangan zarralar yoki jismlar o'rtasida o'zaro ta'sir amalga oshiriladi magnit moment.

Magnit maydonlar kerak (kontekstda maxsus nisbiylik) elektr maydonlarining mavjudligi oqibatidir.

Birgalikda, magnit va elektr maydonlar hosil qiladi elektromagnit maydon, ularning namoyon bo'lishi, xususan, yorug'lik va boshqalar elektromagnit to'lqinlar.

Elektr toki(I), o'tkazgichdan o'tib, o'tkazgich atrofida magnit maydon (B) hosil qiladi.

Kvant maydon nazariyasi nuqtai nazaridan magnit o'zaro ta'sir - alohida holat sifatida elektromagnit o'zaro ta'sir asosiy massasiz tomonidan olib borilgan bozon - foton(elektromagnit maydonning kvant qo'zg'alishi sifatida ifodalanishi mumkin bo'lgan zarracha), ko'pincha (masalan, statik maydonlarning barcha holatlarida) - virtual.

Magnit maydonning miqdoriy tavsifi uchun siz oqim bilan zanjirdan foydalanishingiz mumkin. Oqimli zanjir maydonning yo'naltiruvchi ta'sirini boshdan kechirganligi sababli, unga magnit maydonda bir juft kuch ta'sir qiladi, bu esa qandaydir sobit o'q atrofida kuchlar momentini hosil qiladi. Kuchlarning momenti ma'lum bir nuqtadagi maydonning xususiyatlariga ham, konturning xususiyatlariga ham bog'liq. Oqim bilan tekis zanjir uchun I joriy quvvatning mahsulotiga teng qiymat I Maydonga S kontur bilan chegaralangan deb ataladi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit momenti p m .

Magnit moment vektor kattalikdir. Uning yo'nalishi musbat normaning konturga yo'nalishiga to'g'ri keladi.

\(~\vec p_m = IS \vec n,\)

bu yerda \(~\vec n\) kontur tekisligiga normalning birlik vektori.

Tajriba shuni ko'rsatadiki, moment magnit maydondagi kontaktlarning zanglashiga olib kelishiga bog'liq. Agar magnit maydon kontur tekisligiga perpendikulyar bo'lsa, moment 0 ga teng (2-rasm, a), konturga normal magnit maydonga perpendikulyar bo'lsa, maksimal bo'ladi (2-rasm, b).

Maksimal moment, tajriba shuni ko'rsatadiki, oqim kuchiga mutanosibdir I va oqim bilan ramka konturining maydoni, ya'ni.

\(~M_(maksimal) \sim IS .\)

Agar magnit maydonning berilgan nuqtasiga turli magnit momentli konturlar joylashtirilsa, u holda ularga turli momentlar ta’sir qiladi, lekin \(~\frac(M_(max))(p_m)\) nisbati barcha konturlar uchun bir xil bo‘ladi. va shuning uchun magnit induksiya deb ataladigan magnit maydonning xarakteristikasi bo'lib xizmat qilishi mumkin.

Magnit induktsiya- bu magnit maydonning kuch xarakteristikasi bo'lgan vektor fizik miqdor bo'lib, son jihatdan birlik magnit momentli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan maksimal momentga teng va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan musbat normal bo'ylab yo'naltirilgan.

Magnit induksiya moduli ga teng

\(~B = \frac(M_(maks))(IS) = \frac(M_(maks))(p_m).\)

Magnit induksiyaning SI birligi tesla (T) dir.

1 T \u003d N m / (A m 2) \u003d N / (A m) .

1 T- magnit momenti 1 A m 2 bo'lgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan momenti 1 Nm bo'lgan shunday bir hil maydonning magnit induksiyasi.

Magnit induktsiya \(~\vec B\) magnit maydonni to'liq tavsiflaydi. Har bir nuqtada uning moduli va yo'nalishini topish mumkin.

Har bir nuqtada magnit induktsiyaning kattaligi va yo'nalishi bir xil bo'lgan maydon (\(~\vec B = \operatorname(const)\)) , yagona magnit maydon deb ataladi.

Agar magnit maydon tizim tomonidan yaratilgan bo'lsa n oqimlari bo'lgan o'tkazgichlar, keyin sodir bo'ladi magnit maydonlarining superpozitsiyasi printsipi: oqimlar tizimi maydonining magnit induksiyasi har bir oqimning alohida-alohida magnit induksiyasining geometrik yig'indisiga teng:

\(~\vec B = \vec B_1 + \vec B_2 + \ldots + \vec B_n = \sum_(i=1)^n \vec B_i .\)

Adabiyot

Aksenovich L.A. O'rta maktabda fizika: nazariya. Vazifalar. Sinovlar: Proc. umumiy ta'lim muassasalari uchun nafaqa. muhitlar, ta'lim / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsi i vykhavanne, 2004. - C. 316-317.