Напряженность в центре проводника в форме дуги окружности

напряженность магнитного поля центре

Рассчитать напряженность магнитного поля в центре контура, имеющего вид квадрата со стороной 10 см. Сила тока равна 10 А.

Бесконечно длинный прямой проводник имеет изгиб в виде перекрещивающейся петли радиусом 64 см. Найти ток, текущий в проводнике, если напряженность магнитного поля в центре петли равна 11 А/м.

Тонкий провод изогнут в виде правильного шестиугольника со стороной 24 см. Определить напряженность магнитного поля в центре шестиугольника, если по проводу течет ток 29 А.

На расстоянии 95 см от центра витка с током 40 А в этой же плоскости расположен прямой бесконечный проводник с током 7 А. Найти максимальную напряженность магнитного поля в центре витка, если его радиус равен 5 см.

Проводник с током 80 А имеет форму окружности с радиусом 15 см, у которой третья часть дуги заменена прямолинейным проводником . Определить напряженность магнитного поля в центре окружности.

Определить напряженность магнитного поля в центре окружности, по которой с частотой 814 Гц вращается альфа-частица. Радиус окружности равен 42 мм.

Проводник с током 49 А имеет форму квадрата, одна из сторон которого заменена дугой окружности, описанной вокруг него. Определить напряженность магнитного поля в центре квадрата, сторона которого равна 6 см.

В катушке радиусом 10 см течет ток 7 А. Напряженность магнитного поля в центре катушки 245 А/м. Найти число витков катушки.

По квадратной рамке течет ток силой I = 2 А. Напряженность магнитного поля в центре рамки равна H = 45 А/м. Определить периметр рамки.

Бесконечно длинный провод образует круговой виток, касательный к проводу. По проводу идет ток I = 5 А. Найти радиус R витка, если напряженность магнитного поля в центре витка H = 41 А/м.

По проводнику, изогнутому в виде окружности, течет ток. Напряженность магнитного поля в центре окружности H₁ = 50 А/м. Не изменяя силы тока в проводнике, ему придали форму квадрата. Определить напряженность H₂ магнитного поля в точке пересечения диагоналей этого квадрата.

По обмотке очень короткой катушки радиусом r = 16 см течет ток I = 5 А. Сколько витков N проволоки намотано на катушку, если напряженность H магнитного поля в ее центре равна 800 А/м?

По тонкой катушке с радиусом витков 16 см течет ток 5 A. При каком числе витков напряженность магнитного поля в центре катушки 800 А/м.

По кольцевому проводнику радиусом 10 см течет ток 4 А. Перпендикулярно плоскости кольцевого провода на расстоянии 5 см от его центра проходит бесконечно длинный провод с током 5 А. Определить напряженность магнитного поля в центре кольца.

По двум большим кругам шара, вертикальному и горизонтальному, текут одинаковые токи 46 А. Найти радиус шара, если напряжённость магнитного поля в его центре равна 56 А/м.

По двум большим кругам шара, вертикальному и горизонтальному, текут одинаковые токи 4 А. Найти (в см) радиус шара, если напряженность магнитного поля в его центре равна 15 А/м.

По двум большим кругам шара, вертикальному и горизонтальному, текут одинаковые токи 7 А. Найти радиус шара, если напряженность магнитного поля в его центре равна 90 А/м.

Проводник с током 20 А имеет форму квадрата, одна из сторон которого заменена дугой окружности, описанной вокруг него. Определить напряжённость магнитного поля в центре квадрата, сторона которого равна 50 см.

Проводник имеет форму дуги, составляющей 2/3 окружности радиусом 25 см, замкнутой двумя отрезками проводника, исходящими из центра окружности. Определить ток в проводнике, если напряжённость магнитного поля в центре окружности равна 28 А/м.

Определить напряжённость магнитного поля в центре окружности, по которой частотой 538 Гц вращается альфа-частица. Радиус окружности равен 1 мм.

Определить напряжённость магнитного поля в центре окружности, по которой частотой 974 Гц вращается альфа-частица. Радиус окружности равен 25 мм.

Проводник с током 75 А имеет форму окружности с радиусом 20 см, у которой третья часть дуги заменена прямолинейным проводником. Определить напряженность магнитного поля в центре окружности.

Тонкий провод изогнут в виде правильного шестиугольника со стороной 11см. Определить напряженность магнитного поля в центре шестиугольника, если по проводу течет ток 95 А.

Прямой бесконечный провод имеет круговую петлю радиусом R = 8 см. Определите силу тока в проводе, если известно, что напряженность магнитного поля в центре петли Н = 100 (А/м).

Проводник с током 36 А имеет форму полуокружности, замкнутой прямолинейным проводом длиной 43 см. Определить напряженность магнитного поля в центре полуокружности.

Напряженность магнитного поля в центре круглого витка равна H = 500 А/м. Магнитный момент витка p_m = 6 А·м 2 . Вычислить силу тока I в витке и радиус R витка.

Длинный провод, согнутый под прямым углом, и круговой контур расположены в одной плоскости, как показано на рис. 4. Центр кругового контура находится на биссектрисе прямого угла. I₁ = 10 А; I₂ = 1 А; а = 10 см; R = 5 см. Определить напряженность магнитного поля в центре кругового контура.

По двум круговым проводникам, имеющим вид концентрических окружностей, текут токи силой по 4 А в противоположных направлениях. Напряжённость магнитного поля в центре колец равна 40 А/м. При увеличении тока в первом контуре в два раза напряжённость поля в центре увеличивается в 3 раза. Найти радиусы контуров.

По двум круговым проводникам, имеющим вид концентрических окружностей, текут токи силой 4 А в противоположных направлениях. Напряженность магнитного поля в центре колец равна 400 А/м. При увеличении тока в первом контуре в два раза напряженность поля в центре увеличивается в три раза. Найти радиусы контуров.

По проводнику, изогнутому в виде равностороннего треугольника течет ток. Напряженность магнитного поля в центре треугольника равна 40 А/м. Не изменяя силы тока в проводнике, ему придали форму кольца. Определить напряженность поля в его центре.

По двум круговым проводникам, имеющим вид концентрических окружностей, текут токи силой тока 4 А в противоположных направлениях. Напряженность магнитного поля в центре колец равна 400 А/м. При увеличении тока в первом контуре в два раза напряженность поля в центре увеличивается в три раза. Найти радиусы контуров.

К двум точкам проволочного кольца подведены идущие радиально провода, соединенные с весьма удаленным источником. Один из контактов закреплен на кольце, а второй подвижен (точка А; см. рис.). Как меняется напряженность магнитного поля в центре кольца при перемещении подвижного контакта по кольцу? Изобразить примерный график зависимости H(S). Подводимое напряжение равно U₀; сопротивление кольца в распрямленном виде равно R.

Видео:Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Силовые линии электрического поля. 10 класс.Скачать

Магнитное поле проводника с током

Если магнитное поле симметрично, то вычисление напряженности поля, а значит, и индукции не представляет большого труда. Например, напряженность поля в точке а на расстоянии r от оси прямолинейного проводника с током
(рис. 1) в соответствии с законом полного тока в простейшей форме (1) выражается, как

Рис. 1 Напряженность магнитного поля проводника с током. Формула (2)

так как полный ток равен току в проводе I , а контур совпадает с магнитной линией, которая проходит через точку
а (рис. 1 ), и .

Магнитная индукция

где B — магнитная индукция, Тл; I — ток, А; r — расстояние, м.

Если проводник находится в неферромагнитной среде, то, полагая μ=1 , получаем

Приведенная формула правильна при любом значении r, большем радиуса проводника и бесконечно большой длине проводника; однако она применима и при конечной длине проводника, если расстояние r значительно меньше длины проводника и точка, в которой определяется индукция, не находится вблизи конца проводника.

По закону полного тока нетрудно найти напряженность поля и внутри длинного цилиндрического провода радиуса a (рис. 2, а). Во всех точках поперечного сечения провода плотность тока

Из условий симметрии следует, что внутри провода, как и вне провода, все магнитные линии — это концентрические окружности с центром на оси провода.

Рис.2 Напряженность поля внутри провода с током (а) и распределение напряженности поля (б)

Окружность радиуса r совпадающий с магнитной линией. Обозначив площадь сечения, ограниченного замкнутым контуром, , а ток, пронизывающий это сечение, по закону полного тока (1) можем написать выражение напряженности магнитного поля

которая одинакова во всех точках контура и направлена по касательной к окружности (рис. 2,а), т. е. H=HL.
Подставив в последнюю формулу выражения плотности тока и площади замкнутого контура, получим

Таким образом, напряженность поля в произвольной точке внутри провода пропорциональна расстоянию r этой точки от оси провода. На оси провода H=0, так как r=0. На поверхности провода (r=а) напряженность поля имеет наибольшее значение:

и далее при r>а уменьшается согласно (2).
График распределения напряженности магнитного поля внутри и вне проводника дан на рис. 2, б.
Магнитная индукция внутри проводника равна произведению напряженности магнитного поля и абсолютной магнитной проницаемости материала провода, т. е.

где В — магнитная индукция, Тл; I — ток, А; расстояние r и а — м.

Видео:НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ суперпозиция полейСкачать

Пример

Найти распределение напряженности поля трубчатого провода (рис 6.19) с внутренним радиусом г2 и внешним r3, если по проводу проходит ток I.

Рис. 5.1 Трубчатый провод
Решение. Площадь поперечного сечения трубчатого провода

и плотность тока в проводе

Проведем окружность радиусом г r3. т. е. за пределами провода,
нейдем, что

Видео:Физика 10 класс (Урок№27 - Напряжённость и потенциал электростатического поля.Разность потенциалов.)Скачать

Магнитное поле и его характеристики

теория по физике 🧲 магнетизм

Магнитное поле — особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрическими частицами.

Основные свойства магнитного поля

• Магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами).
• Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряды).
• Магнитное поле существует независимо от нас, от наших знаний о нем.

Видео:Правило рук 👋 КАК ЛЕГКО определять НАПРАВЛЕНИЕ ЛИНИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ??Скачать

Вектор магнитной индукции

Вектор магнитной индукции — силовая характеристика магнитного поля. Она определяет, с какой силой магнитное поле действует на заряд, движущийся в поле с определенной скоростью. Обозначается как → B . Единица измерения — Тесла (Тл).

За единицу магнитной индукции можно принять магнитную индукцию однородного поля, котором на участок проводника длиной 1 м при силе тока в нем 1 А действует со стороны поля максимальная сила, равна 1 Н. 1 Н/(А∙м) = 1 Тл.

Модуль вектора магнитной индукции — физическая величина, равная отношению максимальной силы, действующей со стороны магнитного поля на отрезок проводника с током, к произведению силы тока и длины проводника:

B = F A m a x I l . .

За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса S к северному N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле.

Наглядную картину магнитного поля можно получить, если построить так называемые линии магнитной индукции. Линиями магнитной индукции называют линии, касательные к которым направлены так же, как и вектор магнитной индукции в данной точке поля.

Особенность линий магнитной индукции состоит в том, что они не имеют ни начала, ни конца. Они всегда замкнуты. Поля с замкнутыми силовыми линиями называют вихревыми. Поэтому магнитное поле — вихревое поле.

Замкнутость линий магнитной индукции представляет собой фундаментальное свойство магнитного поля. Оно заключается в том, что магнитное поле не имеет источников. Магнитных зарядов, подобным электрическим, в природе нет.

Видео:Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса. 10 класс.Скачать

Напряженность магнитного поля

Вектор напряженности магнитного поля — характеристика магнитного поля, определяющая густоту силовых линий (линий магнитной индукции). Обозначается как → H . Единица измерения — А/м.

μ — магнитная проницаемость среды (у воздуха она равна 1), μ 0 — магнитная постоянная, равная 4 π · 10 − 7 Гн/м.

Внимание! Направление напряженности всегда совпадает с направлением вектора магнитной индукции: → H ↑↑ → B .

Видео:Урок 218. Напряженность электрического поляСкачать

Направление вектора магнитной индукции и способы его определения

Чтобы определить направление вектора магнитной индукции, нужно:

1. Расположить в магнитном поле компас.
2. Дождаться, когда магнитная стрелка займет устойчивое положение.
3. Принять за направление вектора магнитной индукции направление стрелки компаса «север».

В пространстве между полюсами постоянного магнита вектор магнитной индукции выходит из северного полюса:

При определении направления вектора магнитной индукции с помощью витка с током следует применять правило буравчика:

При вкручивании острия буравчика вдоль направления тока рукоятка будет вращаться по направлению вектора → B магнитной индукции.

Отсюда следует, что:

• Если по витку ток идет против часовой стрелки, то вектор магнитной индукции → B направлен вверх.

• Если по витку ток идет по часовой стрелке, то вектор магнитной индукции → B направлен вниз.

Способы обозначения направлений векторов:

Вверх
Вниз
Влево
Вправо
На нас перпендикулярно плоскости чертежа
От нас перпендикулярно плоскости чертежа

Пример №1. На рисунке изображен проводник, по которому течет электрический ток. Направление тока указано стрелкой. Как направлен (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) вектор магнитной индукции в точке С?

Если мысленно начать вкручивать острие буравчика по направлению тока, то окажется, что вектор магнитной индукции в точке С будет направлен к нам — к наблюдателю.

Видео:Урок 227. Проводники в электрическом полеСкачать

Магнитное поле прямолинейного тока

Линии магнитной индукции представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной проводнику. Центр окружностей совпадает с осью проводника.

Вид — группа особей, сходных по морфолого-анатомическим, физиолого-экологическим, биохимическим и генетическим признакам, занимающих естественный ареал, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.

Если ток идет вверх, то силовые линии направлены против часовой стрелки. Если вниз, то они направлены по часовой стрелке. Их направление можно определить с помощью правила буравчика или правила правой руки:

Правило буравчика (правой руки)

Если большой палец правой руки, отклоненный на 90 градусов, направить в сторону тока в проводнике, то остальные 4 пальца покажут направление линий магнитной индукции.

Модуль вектора магнитной индукции на расстоянии r от оси проводника:

B = μ μ 0 I 2 π r . .

Магнитное поле кругового тока

Силовые линии представляют собой окружности, опоясывающие круговой ток. Вектор магнитной индукции в центре витка направлен вверх, если ток идет против часовой стрелки, и вниз, если по часовой стрелке.

Определить направление силовых линий магнитного поля витка с током можно также с помощью правила правой руки:

Если расположить четыре пальца правой руки по направлению тока в витке, то отклоненный на 90 градусов большой палец, покажет направление вектора магнитной индукции.

Модуль вектора магнитной индукции в центре витка, радиус которого равен R:

Модуль напряженности в центре витка:

Пример №2. На рисунке изображен проволочный виток, по которому течет электрический ток в направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в вертикальной плоскости. Точка А находится на горизонтальной прямой, проходящей через центр витка. Как направлен (вверх, вниз, влево, вправо) вектор магнитной индукции магнитного поля в точке А?

Если мысленно обхватить виток так, чтобы четыре пальца правой руки были бы направлены в сторону тока, то отклоненный на 90 градусов большой палец правой руки показал бы, что вектор магнитной индукции в точке А направлен вправо.

Видео:17. Структура поля проводника с током. Заметки о магнитостатике. Часть 17.Скачать

Магнитное поле электромагнита (соленоида)

Соленоид — это катушка цилиндрической формы, витки которой намотаны вплотную, а длина значительно больше диаметра.

Число витков в соленоиде N определяется формулой:

l — длина соленоида, d — диаметр проволоки.

Линии магнитной индукции являются замкнутыми, причем внутри соленоида они располагаются параллельно друг другу. Поле внутри соленоида однородно.

Если ток по виткам соленоида идет против часовой стрелки, то вектор магнитной индукции → B внутри соленоида направлен вверх, если по часовой стрелке, то вниз. Для определения направления линий магнитной индукции можно воспользоваться правилом правой руки для витка с током.

Модуль вектора магнитной индукции в центральной области соленоида:

B = μ μ 0 I N l . . = μ μ 0 I d . .

Модуль напряженности магнитного поля в центральной части соленоида:

H = I N l . . = I d . .

Алгоритм определения полярности электромагнита

1. Определить полярность источника.
2. Указать на витках электромагнита условное направление тока (от «+» источника к «–»).
3. Определить направление вектора магнитной индукции.
4. Определить полюса электромагнита. Там, откуда выходят линии магнитной индукции, располагается северный полюс электромагнита (N, или «–». С противоположной стороны — южный (S, или «+»).

Пример №3. Через соленоид пропускают ток. Определите полюсы катушки.

Ток условно течет от положительного полюса источника тока к отрицательному. Следовательно, ток течет по виткам от точки А к точке В. Мысленно обхватив соленоид пальцами правой руки так, чтобы четыре пальца совпадали с направлением тока в витках соленоида, отставим большой палец на угол 90 градусов. Он покажет направление линий магнитной индукции внутри соленоида. Проделав это, увидим, что линии магнитной индукции направлены вправо. Следовательно, они выходят из В, который будет являться северным полюсом. Тогда А будет являться южным полюсом.

На рисунке изображён круглый проволочный виток, по которому течёт электрический ток. Виток расположен в вертикальной плоскости. В центре витка вектор индукции магнитного поля тока направлен

а) вертикально вверх в плоскости витка

б) вертикально вниз в плоскости витка

в) вправо перпендикулярно плоскости витка

г) влево перпендикулярно плоскости витка

Алгоритм решения

Решение

По условию задачи мы имеем дело с круглым проволочным витком. Поэтому для определения вектора → B магнитной индукции мы будем использовать правило правой руки.

Чтобы применить это правило, нам нужно знать направление течение тока в проводнике. Условно ток течет от положительного полюса источника к отрицательному. Следовательно, на рисунке ток течет по витку в направлении хода часовой стрелки.

Теперь можем применить правило правой руки. Для этого мысленно направим четыре пальца правой руки в направлении тока в проволочном витке. Теперь отставим на 90 градусов большой палец. Он показывает относительно рисунка влево. Это и есть направление вектора магнитной индукции.

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Магнитная стрелка компаса зафиксирована на оси (северный полюс затемнён, см. рисунок). К компасу поднесли сильный постоянный полосовой магнит и освободили стрелку. В каком положении установится стрелка?

а) повернётся на 180°

б) повернётся на 90° по часовой стрелке

в) повернётся на 90° против часовой стрелки

г) останется в прежнем положении

Алгоритм решения

1. Вспомнить, как взаимодействуют магниты.
2. Определить исходное положение полюсов.
3. Определить конечное положение полюсов и установить, как изменится положение магнитной стрелки.

Решение

Одноименные полюсы магнитов отталкиваются, а разноименные притягиваются. Изначально южный полюс магнитной стрелки находится справа, а северный — слева. Полосовой магнит подносят к ее южному полюсу северной стороной. Поскольку это разноименные полюса, положение магнитной стрелки не изменится.

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Непосредственно над неподвижно закреплённой проволочной катушкой вдоль её оси на пружине подвешен полосовой магнит (см. рисунок). Куда начнёт двигаться магнит сразу после замыкания ключа? Ответ поясните, указав, какие физические явления и законы Вы использовали для объяснения.

Алгоритм решения

1. Определить направление тока в соленоиде.
2. Определить полюса соленоида.
3. Установить, как будет взаимодействовать соленоид с магнитом.
4. Установить, как будет себя вести магнит после замыкания электрической цепи.

Решение

Чтобы определить направление тока в соленоиде, посмотрим на расположение полюсов источника тока. Ток условно направлен от положительного полюса к отрицательному. Следовательно, относительно рисунка ток в витках соленоида направлен по часовой стрелке.

Зная направление тока в соленоиде, можно определить его полюса. Северным будет тот полюс, из которого выходят линии магнитной индукции. Определить их направление поможет правило правой руки для соленоида. Мысленно обхватим соленоид так, чтобы направление четырех пальцев правой руки совпадало с направлением тока в витках соленоида. Теперь отставленный на 90 градусов большой палец покажет направление вектора магнитной индукции. Проделав все манипуляции, получим, что вектор магнитной индукции направлен вниз. Следовательно, внизу соленоида расположен северный полюс, а вверху — южный.

Известно, что одноименные полюса магнитов отталкиваются, а разноименные — притягиваются. Подвешенный полосовой магнит обращен к южному полюсу соленоида северным полюсом. А это значит, что при замыкании электрической цепи он будет растягивать пружину, притягиваясь к соленоиду (двигаться вниз).

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

📹 Видео

Физика - Магнитное полеСкачать

Электрическое поле вблизи острияСкачать

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ за 24 минуты. ЕГЭ Физика. Николай Ньютон. ТехноскулСкачать

Урок 223. Теорема ГауссаСкачать

Урок 224. Напряженность поля неточечных зарядовСкачать

Задача №2. Потенциал проводящей сферы.Скачать

Как решать задачи на нахождение магнитного поля.Скачать

Диэлектрики в электрическом поле. 10 класс.Скачать

№ 901-1000 - Физика 10-11 класс РымкевичСкачать

Урок 270. Магнитное поле и его характеристикиСкачать

Задачи с проводящими сферами | Электростатика, олимпиадная физика | 11 классСкачать

Урок 219. Задачи на напряженность электрического поля - 1Скачать