Закон Ампера. сила Лоренца

12. Закон Ампера. сила Лоренца

Ампер експериментально встановив, що величина сили, що діє на елемент струму , Що знаходиться в магнітному полі з індукцією В визначається за формулою

,

де - кут між векторами і ( спрямований по току в провіднику).

Для прямолінійного провідника формула модуля сили Ампера має вигляд

.

Напрямок сили Ампера визначають за правилом лівої руки. Сила Ампера завжди перпендикулярна елементу струму і напрямку вектора магнітної індукції.

Дія магнітного поля на провідник зі струмом використовується в пристрої електродвигунів, гучномовців, приладів магнітоелектричної системи.

На заряджену частку, що рухається в магнітному полі, діє сила Лоренца

,

де q - заряд частинки, v- її швидкість, - кут між векторами і .

Напрямок сили Лоренца визначають за правилом лівої руки. Сила Лоренца завжди перпендикулярна напрямку вектора швидкості і вектора магнітної індукції. Під дією цієї сили модуль швидкості заряду і його кінетична енергія не змінюються, а напрямок швидкості заряду змінюється безперервно.

Дія магнітного поля на рухомі заряди широко використовують в техніці. Наприклад, за допомогою магнітного поля здійснюють фокусування пучків заряджених частинок в ряді електронних приладів, управління електронним променем в кинескопах телевізорів.

В експериментальних установках для здійснення керованої термоядерної реакції дію магнітного поля на плазму використовують для скручування її в шнур, що не стосується стінок робочої камери.

Рух заряджених частинок в магнітному полі по колу використовують в циклічних прискорювачах заряджених частинок - циклотронах.

Дія сили Лоренца застосовують також в мас-спектрографах, які призначені для поділу заряджених частинок по їх питомою зарядам.

13. Феромагнетики. Магнітний гістерезис. Застосування феромагнетизму. природа феромагнетизму

Речовини, у яких магнітна проникність у багато разів більше одиниці, називають феромагнетиками. До них відносять залізо, нікель, кобальт і багато сплавів.

У зовнішньому магнітному полі феромагнітний зразок поводиться подібно Парамагнітна. Однак магнітна проникність феромагнетика залежить від напруженості зовнішнього магнітного поля і змінюється в досить широких межах, внаслідок чого залежність є нелінійної. вперше залежність від Н експериментально досліджував А.Г. Столетов.

Значення магнітної проникності у деяких феромагнітних сплавів досягає десятків тисяч. Тому ферромагнетики відносять до сильномагнітних речовин.

Для кожного феромагнетика існує певна температура, яка називається точкою Кюрі, при нагріванні вище якої дана речовина втрачає феромагнітні властивості і перетворюється в парамагнетик (для заліза 1043 К, для нікелю 631 К).

МАГНІТНИЙ гістерезису

Явище запізнювання зміни магнітної індукції у феромагнетику щодо зміни напруженості зовнішнього магнітного поля, що приводить до неоднозначного залежності В від Н, називають магнітним гістерезисом.

Внаслідок гістерезису при убуванні Н до нуля зразок повністю не розмагнічується. Значення Вос називають залишковою індукцією.

Щоб повністю розмагнітити зразок, змінюють напрямок зовнішнього магнітного поля на протилежне. Тоді при певній напруженості (точка - Нк) індукція В стає рівною нулю.

Значення напруженості Нк зовнішнього магнітного поля, яке необхідно прикласти до зразком для повного його розмагнічування, називають коерцитивної силою.

При подальшому збільшенні Н зразок знову починає намагнічуватися (в протилежному напрямку) до насичення (точка С2).

При зменшенні зовнішнього магнітного поля до нуля знову виявляється існування в зразку залишкової індукції (точка - Вос), а при подальшій зміні напрямку зовнішнього поля на протилежне і збільшенні його напруженості можна знову повністю розмагнітити зразок (точка Нк).

При подальшому збільшенні напруженості зовнішнього магнітного поля знову настає насичення зразка (точка С1) і крива замикається.

Зображений на малюнку графік називають статичної петлею гистерезиса.

Встановлено, що площа петлі гістерезису чисельно дорівнює роботі, яку треба зробити для перемагнічування даного зразка.

Форма петлі гистерезиса є однією з основних магнітних характеристик будь-якого феромагнітної речовини.

ЗАСТОСУВАННЯ феромагнетизм

Ферромагнетики діляться на дві великі групи. До першої відносяться магнитомягкие матеріали, у яких площа петлі гістерезису мала (отже, малі Вос і Нк). До таких феромагнетика відносять хімічно чисте залізо, електротехнічна сталь, пермаллой (сплав заліза і нікелю) і т.д. Ці речовини майже повністю втрачають намагніченість після видалення їх із зовнішнього магнітного поля. Магнитомягкие матеріали використовують в трансформаторах, генераторах змінного струму, електродвигунах.

У магнітожорстких матеріалів площа петлі гістерезису велика (отже, великі Вос і Нк). Ці матеріали в значній мірі зберігають свою намагніченість і після винесення їх за межі зовнішнього магнітного поля.

До таких феромагнетика відносяться вуглецева і хромистая сталь, а також деякі сплави. Магнитожорсткі матеріали використовують для виготовлення постійних магнітів.

Велике застосування в радіотехніці мають ферити - речовини, що є хімічними сполуками оксиду заліза з оксидами інших металів. Ферити мають одночасно властивостями і феромагнетиків, і напівпровідників. Їх використовують для виготовлення сердечників котушок індуктивності, внутрішніх антен малогабаритних приймачів і т.д.

ПРИРОДА феромагнетизм

На відміну від діа- і парамагнетиків, у яких магнітні властивості визначаються орбітальними магнітними моментами атомних електронів, магнітні властивості феромагнетиків обумовлені спінові магнітними моментами електронів. Феромагнітні речовини (завжди мають кристалічну структуру) складаються з атомів, в яких не у всіх електронів спінові магнітні моменти взаємно компенсуються.

У феромагнетиках існують області мимовільного (спонтанного) намагнічення, які називають доменами. Розмір доменів близько 10 - 4 - 10 - 7 м. У кожному домені спінові магнітні моменти атомних електронів мають однакову орієнтацію, внаслідок чого домен виявляється намагніченим до стану насичення. Оскільки при відсутності зовнішнього магнітного поля магнітні моменти доменів орієнтовані хаотично, феромагнітний зразок в таких умовах в цілому не намагнічений.

Під дією зовнішнього магнітного поля відбувається орієнтація магнітних моментів доменів у напрямку цього поля, тому результуючий магнітне поле в ферромагнетике посилюється (В В0).

Коли все магнітні моменти доменів під дією зовнішнього магнітного поля виявляються орієнтованими у напрямку цього поля, настає насичення феромагнітного зразка.

При температурі вище точки Кюрі доменна структура руйнується і феромагнетик втрачає властиві йому властивості.

Ферромагнетики при намагнічуванні можуть деформуватися. Це явище називається магнітострикцією.

розділ: фізика
Кількість знаків з пробілами: 93507
Кількість таблиць: 15
Кількість зображень: 0

... Ейнштейн інтерпретував перетворення Лоренца кінетично, тобто як характеризують властивості руху в просторі і часі, тим самим заклавши основи теорії відносності. Він зняв проблему ефіру, скасувавши його, радикально змінив класичні уявлення про простір і час. Явища, які описуються теорією відносності, називаються релятивістськими (від латинського - відносний) і ...

... подобою нейтрона, залишаючись Гравітоном для Жовтої матерії, а позитрон набуває позитивний заряд і все якості, притаманні протону в нашому просторі. Це ЄДИНИЙ ЗАКОН МАТЕРИИ ВСЕСВІТУ, і він правомірний у всіх її просторах. Протон і нейтрон утворюють не деяка злиплася безформне освіту, а активну сферу сильного (ядерного) орбітальної взаємодії часток, що іменується ядром ...

... - позитивний і негативний. До теперішнього часу існує експериментальне доказ існування як речовини, так і антиречовини. Передбачені і зареєстровані нейтрино і антинейтрино [44]. Викладені основи теорії непорожньої ефіру, виразно демонструють цей перший крок самоорганізації речовини. Наступні кроки ведуть до утворення більш складних форм матерії, аж до створення ...

... м'язів і швидкістю їх скорочення, між спортивним досягненням в одному і іншому виді спорту і так далі. Тепер можна скласти зміст елективного курсу «Основи теорії ймовірностей і математичної статистики» для класів оборонно-спортивного профілю. 1. Комбінаторика. Основні формули комбінаторики: про перемножуванні шансів, про вибір з урахуванням порядку, перестановки з повтореннями, розміщення з ...