Вектор магнитной индукции неоднородного поля

Вы будете перенаправлены на Автор24

Видео:Индукция магнитного поля | Физика 9 класс #37 | ИнфоурокСкачать

Магнитное поле

Эмпирически показано, что перемещающиеся заряды действуют друг на друга иначе, чем стационарные. Помимо взаимодействия при помощи электрического поля, движущиеся заряды оказывают действия друг на друга магнитным полем.

Прежде чем говорить об однородности или неоднородности магнитного поля следует определить с помощью каких основных физических величин можно количественно описывать магнитное поле. Рассмотрим такие характеристики магнитного поля как:

• Вектор магнитной индукции поля.
• Вектор напряженности магнитного поля.
• Индукция магнитного поля

Магнитная сила ($vec_)$), которая оказывает воздействие на элементарный заряд q, может быть найдена как:

$vec_=qleft[ vecvec right]left( 1 right)$

где $vec$– скорость перемещения частицы. Величину силы (1) определим:

Уравнение (1) указывает нам на то, что магнитная сила всегда нормальна к вектору скорости и вектору магнитной индукции $vec $ Если движется положительный заряд, то векторы $vec_$, $vec$, $vec$ связывает правило правого винта.

Вектор магнитной индукции ($vec$) является характеристикой силового действия магнитного поля. Величина магнитной индукции численно равна максимальной магнитной силе, которая действует на частицу с зарядом 1 Кл, которая движется со скоростью 1 м/с в вакууме, нормально вектору магнитной индукции.

Для магнитных полей выполняется принцип суперпозиции: магнитное поле, которое создается системой перемещающихся зарядов или рядом токов, находят как векторную сумму магнитных полей, которые созданы каждым отдельным источником поля.

Величина магнитной индукции поля зависит от магнитных свойств вещества, в котором поле локализовано. В веществе магнитное поле является суперпозицией внешнего магнитного поля и магнитных полей, создаваемых молекулярными токами.

Готовые работы на аналогичную тему

Магнитное поле называют постоянным, если оно неизменно во времени.

Магнитные поля можно классифицировать, разделяя поля на:

Магнитное поле называют однородным, если векторы магнитной индукции во всех точках этого поля одинаковы:

Если $vec$≠const, то такое магнитное поле называется неоднородным.

Магнитное поле, как и электрическое можно изобразить графически при помощи силовых линий. Это делают для наглядности.

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

Линии магнитной индукции

Силовые линии магнитного поля называются линиями магнитной индукции. Касательные к этим линиям в любых точках имеют направления аналогичные направлениям векторов магнитной индукции в этих же точках.

Например, силовые линии прямого тока – это окружности с центрами на оси тока (рис.1).

Рисунок 1. Силовые линии прямого тока. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

У всех постоянных магнитных полей силовые линии замкнутые (или начинаются и заканчиваются в бесконечности). Это свойство качественного отличия постоянного электрического поля от магнитного.

Направление силовых линий магнитного поля связано с правилом буравчика.

Силовые линии постоянных магнитов начинаются на его северных полюсах и приходят к южным полюсам. Внутри постоянных магнитов силовые линии замыкаются.

Представление магнитных полей при помощи линий индукции говорит не только о направлении $vec$, но и модуле магнитной индукции. Линии магнитной индукции магнитного поля наносят на чертеж, изображая поле, такой густоты, что количество их, пронизывающих единичную площадку, нормальную к этим линиям, было пропорционально модулю магнитной индукции. На таких чертежах там, где магнитная индукция увеличивается по модулю, силовые линии сгущаются. Там, где модуль магнитной индукции уменьшается, силовые линии разрежаются.

Количество силовых линий, которые пересекают поверхность, называют магнитным потоком:

$Ф=intlimits_S <vecdvecleft( 3 right).>$

В однородном магнитном поле силовые линии изображаются как система параллельных прямых, находящихся на равных расстояниях (рис.2).

Рисунок 2. Однородное магнитное поле. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Отличительные черты однородного магнитного поля:

1. Силовые линии магнитного поля — это параллельные прямые.
2. Плотность линий магнитной индукции везде одна.
3. Сила воздействия поля на магнитную стрелку в любой точке поля одинакова по модулю и направлению.

Неоднородное магнитное поле изображено на рис.3.

Рисунок 3. Неоднородное магнитное поле. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Отличительные черты неоднородного магнитного поля:

1. Искривленность линий магнитной индукции.
2. В различных точках поля густота силовых линий различны.
3. Сила воздействия магнитного поля на магнитную стрелку является разной в разных точках поля по модулю и направлению.

Видео:Магнитное поле. Вектор магнитной индукцииСкачать

Напряженность магнитного поля

Если магнитное поле находится в веществе (магнитная проницаемость $mu ne 1)$;), то в таком веществе происходит процесс намагничивания. В этом случае во всем объеме вещества возникают молекулярные токи, порождающие свое магнитное поле. Магнитное поле в веществе получается равным сумме внешнего поля (или поля в вакууме) $vec_$ и поля молекулярных токов $vec_$:

Магнитные свойства вещества характеризует такая физическая величина, как магнитная проницаемость $mu$:

Вектор напряженности магнитного поля ($vec$) — это комбинация разных физических величин, которые относятся к полю и веществу, и, следовательно, физического смысла не имеет:

где $vec

_$ – вектор намагниченности (вектор интенсивности намагничения вещества). Однако вектор напряженности является количественной характеристикой магнитного поля, которая не зависит от магнитных свойств вещества, в котором его рассматривают. Применение $vec$ упрощает количественные описания магнитного поля в веществе.

Связь между $vec$ и $vec$ является линейной, если вещество считают изотропным:

Для магнитного поля в однородном изотропном магнетике напряженность магнитного поля не зависит от магнитной проницаемости вещества и равна напряженности в избранной точке поля для вакуума, если поле создают те же источники.

Для однородного магнитного поля имеем:

Относительно неоднородного магнитного поля можно сказать, что:

Примеры однородных магнитных полей

Однородных магнитных полей встречается совсем немного. К однородным магнитным полям относят:

• магнитное поле внутри полосового магнита,
• внутри длинного соленоида, если его длину можно считать намного большей, чем его диаметр.

Примеры неоднородных магнитных полей

К неоднородным магнитным полям относится большинство магнитных полей, например:

• магнитное поле проводника с током,
• вокруг постоянного магнита,
• поле тороида,
• магнитное поле витка с током и т.д.

Получи деньги за свои студенческие работы

Курсовые, рефераты или другие работы

Автор этой статьи Дата последнего обновления статьи: 21 03 2022

Видео:14. Вектор магнитной индукции. Правило правого винта.Скачать

Вектор магнитной индукции

Числовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции ( ). Размерность вектора магнитной индукции — Тл (Тесла), в единицах СИ: [Н/(А*м)]. Пусть источником магнитного поля будет обычный магнит (рис. 1).

Рис. 1. Магнит (линии напряжённости)

Замкнутые гладкие линии на рисунке — линии магнитной индукции. Поместим на график пару точек, в которых попытаемся нарисовать вектор магнитной индукции. Сам вектор является элементом касательной в исследуемой точке к линии магнитной индукции. В случае постоянного магнита, направление этого вектора — от северного полюса магнита (N) к южному (S) (рис. 2).

Рис. 2. Магнит (вектор магнитной индукции)

Вектора, представленные на рисунке 2, — вектора магнитной индукции, их размер диктуется набором причин: размерами магнита, удалённость точки от магнита и т.д.
В случае, если значение вектора магнитной индукции постоянно во всех точках пространства, то такое поле назовём однородным магнитным полем, в обратном случае — неоднородным.

Значение модуля вектора магнитной индукции — величина расчётная и зависит от источника поля.

Видео:Вектор магнитной индукции, принцип суперпозиции магнитных полейСкачать

Вектор магнитной индукции неоднородного поля

1. Какое магнитное поле называется однородным? и где оно существует?

Однородное магнитное поле — это магнитное поле, в любой точке которого сила действия на магнитную стрелку одинакова по модулю и направлению.
Магнитные линии однородного магнитного поля параллельны друг другу и расположены с одинаковой густотой.

Однородное магнитное поле существует:
а) внутри соленоида, т. е. проволочной цилиндрической катушки с током, если длина соленоида значительно больше его диаметра.
б) внутри постоянного полосового магнита в центральной его части.

2. Какое магнитное поле называется неоднородным? и где оно существует?

Неоднородное магнитное поле — это магнитное поле, в котором сила, действующая на помещенную в это поле магнитную стрелку, в разных точках поля может быть различной как по модулю, так и по направлению.
Линии неоднородного магнитного поля искривлены, их густота меняется от точки к точке.

Неоднородное магнитное поле существует:
а) снаружи полосового магнита,
б) снаружи соленоида (катушки с током),
в) вокруг прямого проводника с током.

3. Что вы знаете о направлении и форме линий поля полосового магнита?

Магнитное поле постоянного полосового магнита:

Магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный.
Внутри магнита они направлены от южного полюса к северному.
Магнитные линии не имеют ни начала, ни конца: они либо замкнуты, либо, как средняя линия на рисунке, идут из бесконечности в бесконечность.
Вне магнита магнитные линии расположены наиболее густо у его полюсов.
Это значит, что возле полюсов поле самое сильное, а по мере удаления от полюсов оно ослабевает.
Чем ближе к полюсу магнита расположена магнитная стрелка, тем с большей по модулю силой действует на нее поле магнита.
Поскольку магнитные линии искривлены, то направление силы, с которой поле действует на стрелку, тоже меняется от точки к точке.
Сила, с которой поле полосового магнита действует на помещенную в это поле магнитную стрелку. в разных точках поля может быть различной как по модулю, так и по направлению.
Поле постоянного полосового магнита является неоднородным снаружи магнита и однородным внутри его центральной части..

4. Что вы знаете о магнитном поле прямого проводника с током?

Магнитное поле может прямолинейного проводника с током:

Проводник с током расположен перпендикулярно к плоскости чертежа.
Кружочком обозначено сечение проводника.
Точка означает, что ток направлен из-за чертежа к нам.
Магнитные линии поля, созданного прямолинейным проводником с током, представляют собой концентрические окружности, расстояние между которыми увеличивается по мере удаления от проводника.
Магнитное поле прямого проводника с током неоднородно.

5. Что вы знаете о магнитном поле соленоида (катушки с током)?

Магнитное поле соленоида (катушки с током):

Магнитное поле соленоида (катушки с током) аналогично магнитному полю полосового магнита, если длина катушки больше ее диаметра.
Катушка с током представляет собой магнит.
Тот конец соленоида, из которого магнитные линии выходят, является северным полюсом, а тот, в который входят, — южным.
Однородное магнитное поле, возникает внутри соленоида, т. е. проволочной цилиндрической катушки с током.
Поле внутри соленоида можно считать однородным, если длина соленоида значительно больше его диаметра.
Вне соленоида поле неоднородно, его магнитные линии расположены примерно так же, как у полосового магнита.

6. Какое магнитное поле — однородное или неоднородное — образуется вокруг полосового магнита? вокруг прямолинейного проводника с током? внутри соленоида, длина которого значительно больше его диаметра?

Вокруг полосового магнита образуется неоднородное магнитное поле.

Вокруг прямолинейного проводника с током образуется неоднородное магнитное поле.

Внутри соленоида, если длина его больше его диаметра, образуется однородное магнитное поле.

7. Что можно сказать о модуле и направлении силы, действующей на магнитную стрелку в разных точках неоднородного магнитного поля? однородного магнитного поля?

Сила, с которой манитное поле полосового магнита действует на помещенную в его неоднородное поле магнитную стрелку, в разных точках поля может быть различной как по модулю, так и по направлению.

Сила, с которой манитное поле катушки с током действует на помещенную внутри катушки (в однородное поле) магнитную стрелку, в разных точках поля должна быть одинаковой как по модулю, так и по направлению.

8. Сравните картины расположения линий в неоднородном и однородном магнитных полях.

Магнитные линии однородного магнитного поля параллельны друг другу и расположены с одинаковой густотой.

Линии неоднородного магнитного поля искривлены, их густота меняется от точки к точке.

9. Как изображают линии магнитного поля, направленные перпендикулярно к плоскости чертежа?

Если линии однородного магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости чертежа и направлены от нас за чертеж, то их изображают крестиками.

Если линии однородного магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости чертежа и направлены из-за чертежа к нам, то их изображают точками.

Как и в случае с током, каждый крестик — это как бы видимое нами хвостовое оперение летящей от нас стрелы, а точка — острие стрелы, летящей к нам (на обоих рисунках направление стрел совпадает с н45аправлением магнитных линий).

🎬 Видео

Поток вектора магнитной индукцииСкачать

Магнитное поле. Магнитная индукция | Физика 11 класс #1 | ИнфоурокСкачать

ИНДУКЦИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ сила Ампера правило левой рукиСкачать

Электромагнитная индукция. Простыми словамиСкачать

Урок 281. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Правило ЛенцаСкачать

Физика - Магнитное полеСкачать

Урок 271. Модуль вектора магнитной индукции. Закон АмпераСкачать

Линии магнитной индукции наглядно. Правило правой рукиСкачать

Электромагнитная индукция за 1 минутуСкачать

Модуль вектора магнитной индукцииСкачать

Урок 270. Магнитное поле и его характеристикиСкачать

Билет №16 "Теорема о циркуляции и теорема Гаусса для магнитного поля"Скачать

Физика Однородные и неоднородные магнитные поляСкачать

Как магнитное поле назвали магнитной индукциейСкачать

Физика Поток вектора магнитной индукцииСкачать