ปล่อยให้ประจุสองจุด q 1 และ q 2 อยู่ในสุญญากาศที่ระยะห่าง r จากกัน สามารถแสดงให้เห็นว่าพลังงานศักย์ของการโต้ตอบนั้นได้มาจากสูตร:

W = kq 1 q 2 /r (3)

เรายอมรับสูตร (3) โดยไม่มีข้อพิสูจน์ ควรกล่าวถึงคุณลักษณะสองประการของสูตรนี้

ประการแรก ระดับพลังงานศักย์เป็นศูนย์อยู่ที่ไหน? ท้ายที่สุดแล้ว พลังงานศักย์ที่เห็นได้จากสูตร (3) ไม่สามารถมีค่าเป็นศูนย์ได้ แต่ในความเป็นจริงแล้ว ระดับศูนย์นั้นมีอยู่ และมันอยู่ที่อนันต์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมื่อประจุอยู่ห่างจากกันอย่างไม่มีที่สิ้นสุด พลังงานศักย์ของการโต้ตอบจะถือว่ามีค่าเท่ากับศูนย์ (ซึ่งเป็นไปตามตรรกะ - ในกรณีนี้ ประจุจะไม่ "โต้ตอบ") อีกต่อไป ประการที่สอง q 1 และ q 2 เป็นปริมาณประจุพีชคณิตอีกครั้งเช่น ค่าธรรมเนียมโดยคำนึงถึงเครื่องหมายของพวกเขา

ตัวอย่างเช่น พลังงานศักย์ของการปฏิสัมพันธ์ระหว่างประจุสองประจุที่มีชื่อเดียวกันจะเป็นค่าบวก ทำไม ถ้าเราปล่อยมันไปพวกมันจะเริ่มเร่งและถอยห่างจากกัน

พลังงานจลน์ของพวกมันเพิ่มขึ้น ดังนั้นพลังงานศักย์จึงลดลง แต่ที่ค่าอนันต์ พลังงานศักย์จะเป็นศูนย์ และเมื่อพลังงานลดลงจนเหลือศูนย์ ก็หมายความว่ามันเป็นค่าบวก

แต่พลังงานศักย์ของการปฏิสัมพันธ์ระหว่างประจุที่ต่างกันกลับกลายเป็นลบ อันที่จริง ลองเอาพวกมันออกไปให้ห่างจากกันมาก เพื่อให้พลังงานศักย์เป็นศูนย์ แล้วปล่อยพวกมันไป ประจุจะเริ่มเร่งความเร็วเข้าหากัน และพลังงานศักย์ก็ลดลงอีกครั้ง แต่ถ้าเป็นศูนย์แล้วควรลดลงตรงไหน? ไปสู่ค่าลบเท่านั้น

สูตร (3) ยังช่วยในการคำนวณพลังงานศักย์ของระบบประจุหากจำนวนประจุมากกว่าสอง เพื่อจะทำสิ่งนี้ คุณจะต้องสรุปพลังงานของประจุแต่ละคู่ เราจะไม่เขียนสูตรทั่วไป มาอธิบายสิ่งที่พูดกันดีกว่า ตัวอย่างง่ายๆดังแสดงในรูป 8

ข้าว. 8.

หากประจุ q 1, q 2, q 3 อยู่ที่จุดยอดของสามเหลี่ยมโดยมีด้าน a, b, c ดังนั้นพลังงานศักย์ของการโต้ตอบจะเท่ากับ:

W = kq 1 q 2 /a + kq 2 q 3 /b + kq 1 q 3 /c

ศักยภาพ

จากสูตร W = - qEx เราจะเห็นว่าพลังงานศักย์ของประจุ q ในสนามสม่ำเสมอนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับประจุนี้ เราเห็นสิ่งเดียวกันจากสูตร W = kq 1 q 2 /r พลังงานศักย์ของประจุ q 1 ซึ่งอยู่ในสนามของจุดประจุ q 2 เป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณประจุ q 1 . ปรากฎว่านี่เป็นข้อเท็จจริงทั่วไป: พลังงานศักย์ W ของประจุ q ในสนามไฟฟ้าสถิตใดๆ จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับค่าของ q:

ค่า q ไม่ขึ้นอยู่กับประจุอีกต่อไป เป็นลักษณะของสนามและเรียกว่าศักยภาพ:

ดังนั้น ศักยภาพของสนามสม่ำเสมอ E ณ จุดที่มีแอบซิสซา x เท่ากับ:

โปรดจำไว้ว่าแกน X เกิดขึ้นพร้อมกับเส้นความแรงของสนาม เราจะเห็นว่าเมื่อ x เพิ่มขึ้น ความต่างศักย์จะลดลง กล่าวอีกนัยหนึ่ง เวกเตอร์ความแรงของสนามจะระบุทิศทางที่ศักย์ไฟฟ้าลดลง สำหรับศักย์ไฟฟ้าของจุดประจุ q ที่ระยะห่าง r จากนั้นเรามี:

หน่วยวัดศักย์ไฟฟ้าคือโวลต์ที่รู้จักกันดี จากสูตร (5) เราจะเห็นว่า B = J / C

ตอนนี้เรามีคุณลักษณะสองประการของสนาม: แรง (ความตึงเครียด) และพลังงาน (ศักยภาพ) แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ลักษณะไหนใช้งานได้สะดวกกว่านั้นขึ้นอยู่กับงานเฉพาะ

(ข้อมูลทางทฤษฎีโดยย่อ)

พลังงานอันตรกิริยาของประจุจุด

พลังงานอันตรกิริยาของระบบประจุแบบจุดจะเท่ากับการทำงานของแรงภายนอกเพื่อสร้างระบบนี้ (ดูรูปที่ 1) ผ่านการเคลื่อนตัวของประจุแบบช้าๆ (กึ่งคงที่) จากจุดที่อยู่ห่างจากกันอย่างไม่สิ้นสุดไปยังตำแหน่งที่กำหนด พลังงานนี้ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าขั้นสุดท้ายของระบบเท่านั้น แต่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับวิธีการสร้างระบบนี้

ตามคำจำกัดความนี้ เราสามารถได้สูตรต่อไปนี้สำหรับพลังงานอันตรกิริยาของประจุสองจุดที่อยู่ในสุญญากาศที่ระยะไกล รห่างกัน 12:

. (1)

หากระบบมีประจุประจุคงที่สามประจุ พลังงานของอันตรกิริยาจะเท่ากับผลรวมของพลังงานของอันตรกิริยาคู่ทั้งหมด:

ที่ไหน ร 12 – ระยะห่างระหว่างที่หนึ่งและที่สอง ร 13 - ระหว่างที่หนึ่งและสาม ร 23 – ระหว่างประจุที่สองและสาม พลังงานปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้าของระบบคำนวณในทำนองเดียวกันจาก เอ็นค่าธรรมเนียมจุด:

ตัวอย่างเช่น สำหรับระบบ 4 ประจุ สูตร (2) มี 6 พจน์

พลังงานไฟฟ้าของตัวนำที่มีประจุ

พลังงานไฟฟ้าของตัวนำที่มีประจุแยกนั้นเท่ากับงานที่ต้องทำเพื่อจ่ายประจุที่กำหนดให้กับตัวนำโดยการเคลื่อนอย่างช้าๆ ในส่วนที่ไม่สิ้นสุดจากระยะอนันต์ ซึ่งในตอนแรกประจุเหล่านี้ไม่มีปฏิกิริยาโต้ตอบกัน พลังงานไฟฟ้าของตัวนำเดี่ยวสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร

, (3)

ที่ไหน ถาม– ประจุของตัวนำ  – ศักยภาพของมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากตัวนำที่มีประจุมีรูปร่างเหมือนลูกบอลและอยู่ในสุญญากาศ แสดงว่าศักย์ไฟฟ้านั้น
และจาก (3) ต่อไปนี้ พลังงานไฟฟ้าจะเท่ากับ

,

ที่ไหน ร– รัศมีของลูกบอล ถาม- ค่าใช้จ่าย

พลังงานไฟฟ้าของตัวนำที่มีประจุหลายตัวถูกกำหนดในทำนองเดียวกัน - เท่ากับงานของแรงภายนอกในการนำประจุเหล่านี้ไปใช้กับตัวนำ สำหรับระบบพลังงานไฟฟ้าจาก เอ็นตัวนำไฟฟ้าที่มีประจุ จะได้สูตรดังนี้

, (4)

ที่ไหน และ - ประจุและศักยภาพ - ตัวนำที่ โปรดทราบว่าสูตร (3), (4) ยังใช้ได้ในกรณีที่ตัวนำที่มีประจุไม่อยู่ในสุญญากาศ แต่อยู่ในไดอิเล็กตริกที่เป็นกลางแบบไอโซโทรปิก

การใช้ (4) เราคำนวณค่าไฟฟ้า พลังงานของตัวเก็บประจุที่มีประจุ- แสดงถึงประจุของแผ่นขั้วบวก ถามศักยภาพของมัน  1 และศักยภาพของแผ่นลบ  2 เราได้:

,

ที่ไหน
- แรงดันตกคร่อมตัวเก็บประจุ เมื่อพิจารณาแล้วว่า
สูตรสำหรับพลังงานของตัวเก็บประจุสามารถแสดงในรูปแบบได้เช่นกัน

, (5)

ที่ไหน ค– ความจุของตัวเก็บประจุ

เป็นเจ้าของพลังงานไฟฟ้าและพลังงานปฏิสัมพันธ์

ให้เราพิจารณาพลังงานไฟฟ้าของลูกบอลนำไฟฟ้าสองลูกซึ่งมีรัศมีอยู่ ร 1 , ร 2 และค่าธรรมเนียม ถาม 1 , ถาม 2. เราจะถือว่าลูกบอลอยู่ในสุญญากาศที่ระยะไกลมากเมื่อเทียบกับรัศมีของมัน ลจากกัน ในกรณีนี้ ระยะห่างจากศูนย์กลางของลูกบอลลูกหนึ่งไปยังจุดใดๆ บนพื้นผิวของอีกลูกหนึ่งจะเท่ากับโดยประมาณ ลและศักยภาพของลูกบอลสามารถแสดงได้ด้วยสูตร:

,
.

เราค้นหาพลังงานไฟฟ้าของระบบโดยใช้ (4):

.

เทอมแรกในสูตรผลลัพธ์คือพลังงานปฏิสัมพันธ์ของประจุที่อยู่บนลูกบอลลูกแรก พลังงานนี้เรียกว่าพลังงานไฟฟ้าของตัวเอง (ของลูกแรก) ในทำนองเดียวกัน เทอมที่สองคือพลังงานไฟฟ้าของลูกบอลลูกที่สอง เทอมสุดท้ายคือพลังงานปฏิสัมพันธ์ระหว่างประจุของลูกบอลลูกแรกและประจุลูกที่สอง

ที่
พลังงานไฟฟ้าของการโต้ตอบจะน้อยกว่าผลรวมของพลังงานภายในของลูกบอลอย่างมีนัยสำคัญ แต่เมื่อระยะห่างระหว่างลูกบอลเปลี่ยนแปลง พลังงานภายในจะยังคงคงที่ในทางปฏิบัติและการเปลี่ยนแปลงของพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดจะเท่ากับการเปลี่ยนแปลงใน พลังงานปฏิสัมพันธ์ ข้อสรุปนี้ใช้ได้ไม่เพียง แต่สำหรับการนำลูกบอลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัตถุที่มีประจุซึ่งมีรูปร่างตามใจชอบด้วย ระยะทางไกลจากกัน: การเพิ่มขึ้นของพลังงานไฟฟ้าของระบบเท่ากับการเพิ่มขึ้นของพลังงานปฏิสัมพันธ์ของวัตถุที่มีประจุของระบบ:
- พลังงานของการมีปฏิสัมพันธ์
วัตถุที่อยู่ห่างจากกันไม่ได้ขึ้นอยู่กับรูปร่างและถูกกำหนดโดยสูตร (2)

เมื่อได้รับสูตร (1), (2) แต่ละประจุของจุดจะถือเป็นสิ่งที่สมบูรณ์และไม่มีการเปลี่ยนแปลง เฉพาะงานที่ทำเมื่อมีการรวมประจุคงที่ดังกล่าวเข้าด้วยกันเท่านั้น แต่ไม่ได้คำนึงถึงการก่อตัวของพวกมัน ในทางตรงกันข้ามเมื่อได้รับสูตร (3), (4) งานที่ทำเมื่อมีการคิดค่าธรรมเนียมก็ถูกนำมาพิจารณาด้วย ถาม ฉันไปยังแต่ละส่วนของระบบโดยการถ่ายโอนไฟฟ้าในส่วนเล็กๆ อย่างไม่สิ้นสุดจากจุดที่ห่างไกลอย่างไม่สิ้นสุด ดังนั้น สูตร (3), (4) กำหนดพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดของระบบประจุ และสูตร (1), (2) เฉพาะพลังงานไฟฟ้าของการโต้ตอบของประจุแบบจุด

ความหนาแน่นของพลังงานสนามไฟฟ้าเชิงปริมาตร

พลังงานไฟฟ้าของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานสามารถแสดงได้ในแง่ของความแรงของสนามไฟฟ้าระหว่างแผ่นของมัน:

,

ที่ไหน
- ปริมาณพื้นที่ที่ถูกครอบครองโดยสนาม ส– พื้นที่ของการหุ้ม ง– ระยะห่างระหว่างพวกเขา ปรากฎว่าพลังงานไฟฟ้าของระบบตามอำเภอใจของตัวนำที่มีประจุและไดอิเล็กทริกสามารถแสดงออกผ่านความตึงเครียด:

, (5)

,

และบูรณาการจะดำเนินการทั่วทั้งพื้นที่ที่ถูกครอบครองโดยสนาม (สันนิษฐานว่าอิเล็กทริกนั้นเป็นไอโซโทรปิกและ
- ขนาด วหมายถึงพลังงานไฟฟ้าต่อหน่วยปริมาตร รูปแบบของสูตร (5) ให้เหตุผลในการสันนิษฐานว่าพลังงานไฟฟ้าไม่ได้บรรจุอยู่ในประจุที่มีปฏิกิริยาโต้ตอบ แต่อยู่ในพื้นที่เติมของสนามไฟฟ้า ภายในกรอบของไฟฟ้าสถิต ข้อสันนิษฐานนี้ไม่สามารถตรวจสอบได้ในการทดลองหรือพิสูจน์ได้ในทางทฤษฎี แต่การพิจารณาสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสลับทำให้สามารถตรวจสอบความถูกต้องของการตีความสูตรสนามนี้ (5)

14) พลังงานศักย์ของประจุในสนามไฟฟ้า เรานำเสนองานที่ทำโดยแรงสนามไฟฟ้าเมื่อย้ายประจุบวก q จากตำแหน่ง 1 ไปยังตำแหน่ง 2 เป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์ของประจุนี้:

โดยที่ Wп1 และ Wп2 คือพลังงานศักย์ของประจุ q ในตำแหน่งที่ 1 และ 2 ด้วยการกระจัดเล็กน้อยของประจุ q ในสนามที่สร้างขึ้นโดยประจุจุดบวก Q การเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์จะเท่ากับ

เมื่อประจุ q เคลื่อนตัวครั้งสุดท้ายจากตำแหน่ง 1 ไปยังตำแหน่ง 2 ซึ่งอยู่ที่ระยะ r1 และ r2 จากประจุ Q

หากสนามถูกสร้างขึ้นโดยระบบจุดประจุ Q1, Q2,¼, Qn ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์ของประจุ q ในสนามนี้:

สูตรข้างต้นช่วยให้เราสามารถค้นหาเฉพาะการเปลี่ยนแปลงในพลังงานศักย์ของจุดประจุ q ไม่ใช่พลังงานศักย์เอง ในการกำหนดพลังงานศักย์จำเป็นต้องตกลงกันว่าจุดใดในสนามที่ควรพิจารณาว่ามีค่าเท่ากับศูนย์ สำหรับพลังงานศักย์ของประจุจุด q ที่อยู่ในสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยประจุจุดอื่น Q เราได้รับ

โดยที่ C เป็นค่าคงที่ตามอำเภอใจ ปล่อยให้พลังงานศักย์เป็นศูนย์ที่ระยะห่างอย่างมากจากประจุ Q (สำหรับ r ® ¥) จากนั้นค่าคงที่ C = 0 และนิพจน์ก่อนหน้าจะอยู่ในรูปแบบ

ในกรณีนี้ พลังงานศักย์ถูกกำหนดให้เป็นงานในการเคลื่อนย้ายประจุด้วยแรงสนามจากจุดที่กำหนดไปยังจุดที่ห่างไกลอย่างไม่มีที่สิ้นสุด ในกรณีของสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยระบบจุดประจุ พลังงานศักย์ของประจุ q:

พลังงานศักย์ของระบบประจุแบบจุด ในกรณีของสนามไฟฟ้าสถิต พลังงานศักย์จะทำหน้าที่เป็นตัววัดปฏิสัมพันธ์ของประจุ ให้มีระบบจุดชาร์จ Qi (i = 1, 2, ... , n) ในอวกาศ พลังงานอันตรกิริยาของประจุ n ทั้งหมดถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์

โดยที่ r i j คือระยะห่างระหว่างประจุที่สอดคล้องกัน และการบวกจะดำเนินการในลักษณะที่คำนึงถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างประจุแต่ละคู่เพียงครั้งเดียว

ปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็ก: การทดลองโดย Oersted และ Ampere; สนามแม่เหล็ก แรงลอเรนซ์ การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก เส้นสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กที่เกิดจากจุดประจุซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่

สนามแม่เหล็ก- สนามแรงที่กระทำต่อประจุไฟฟ้าที่กำลังเคลื่อนที่และบนวัตถุที่มีโมเมนต์แม่เหล็ก โดยไม่คำนึงถึงสถานะของการเคลื่อนที่ ซึ่งเป็นส่วนประกอบแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

สนามแม่เหล็กสามารถสร้างขึ้นได้จากกระแสของอนุภาคที่มีประจุ และ/หรือโมเมนต์แม่เหล็กของอิเล็กตรอนในอะตอม (และโมเมนต์แม่เหล็กของอนุภาคอื่นๆ แม้ว่าจะมีขอบเขตน้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัดก็ตาม) (แม่เหล็กถาวร)

ประสบการณ์ของเออร์สเตดแสดงให้เห็นว่ากระแสไฟฟ้าสามารถกระทำกับแม่เหล็กได้ แต่ธรรมชาติของแม่เหล็กนั้นลึกลับมากในเวลานั้น ในไม่ช้า แอมแปร์และคนอื่นๆ ก็ค้นพบอันตรกิริยาของกระแสไฟฟ้าซึ่งกันและกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นแรงดึงดูดระหว่างสายไฟคู่ขนานสองเส้นที่พากระแสตรงที่มีทิศทางเหมือนกัน สิ่งนี้ทำให้แอมแปร์เกิดสมมติฐานว่ามีกระแสไฟฟ้าหมุนเวียนอยู่ในสสารแม่เหล็กอยู่ตลอดเวลา หากสมมติฐานดังกล่าวเป็นจริง ผลลัพธ์ของการทดลองของเออร์สเตดสามารถอธิบายได้ด้วยปฏิสัมพันธ์ของกระแสกัลวานิกในเส้นลวดกับกระแสระดับจุลภาคที่แจ้งเข็มในเข็มทิศ คุณสมบัติพิเศษ

ลอเรนซ์ ฟอร์ซ- แรงซึ่งภายในกรอบของฟิสิกส์คลาสสิก สนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระทำต่ออนุภาคที่มีประจุแบบจุด บางครั้งแรงลอเรนซ์คือแรงที่กระทำต่อประจุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วจากสนามแม่เหล็กเท่านั้น และมักเป็นแรงรวมจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าโดยทั่วไป กล่าวคือ จากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก แสดงเป็น SI เป็น:

สำหรับการกระจายประจุอย่างต่อเนื่อง แรงลอเรนซ์จะอยู่ในรูปแบบ:

ที่ไหน งเอฟ- แรงที่กระทำต่อองค์ประกอบขนาดเล็ก ดีคิว.

การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กคือปริมาณเวกเตอร์ที่เป็นลักษณะแรงของสนามแม่เหล็ก (การกระทำของสนามแม่เหล็กกับอนุภาคที่มีประจุ) ณ จุดที่กำหนดในอวกาศ กำหนดแรงที่สนามแม่เหล็กกระทำต่อประจุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นี่คือเวกเตอร์ที่แรงลอเรนซ์ซึ่งกระทำจากสนามแม่เหล็กบนประจุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับ

โดยที่กากบาทเฉียงแสดงถึงผลคูณเวกเตอร์ α คือมุมระหว่างเวกเตอร์ความเร็วและเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (ทิศทางของเวกเตอร์ตั้งฉากกับทั้งคู่และมุ่งตรงไปที่กฎของสว่าน)

ผลกระทบของสนามแม่เหล็กต่อกระแสไฟฟ้า: กฎ Biot-Savart-Laplace-Ampere และการประยุกต์เพื่อคำนวณแรงที่กระทำโดยสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอบนส่วนของตัวนำตรงบางที่แบกกระแส สูตรของแอมแปร์และความหมายในมาตรวิทยา

พิจารณาตัวนำตามอำเภอใจที่กระแสไหล:

ดีเอฟ= *ndV=[ ]*ดีวี

Zn Bio-Savart-Ampere สำหรับกระแสปริมาตร: dF=jBdVsin ดีเอฟตั้งฉาก ,เหล่านั้น- มุ่งตรงมาหาเรา ลองใช้ตัวนำแบบบาง: , จากนั้นสำหรับกระแสไฟฟ้าเชิงเส้น z-n จะถูกเขียนในรูปแบบ: dF=ฉัน [ ], เช่น. dF=IBdlsin .

ภารกิจที่ 1!มีสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ ในนั้นมีลวดเส้นหนึ่งอยู่ด้วย ลและฉัน

ง =ฉัน [ ], dF=IBdlsin , F=ไอบีซิน =อิบลซิน- กำลังแอมแปร์

1 แอมแปร์ คือ ความแรงของกระแสที่ไหลผ่าน 2 || ตัวนำที่ยาวและบางซึ่งอยู่ห่างจากกัน 1 ม. จะมีแรงเท่ากับ 2 * 10 ^ -7 N สำหรับความยาวแต่ละเมตร

ภารกิจที่ 2!มี 2 ​​|| ตัวนำยาวโดยที่ l >>ง แล้วก็ ง = ,ง ง , - จากนั้น f-a แอมแปร์: *ล.

ไดโพลแม่เหล็ก: แบบจำลองทางกายภาพและโมเมนต์แม่เหล็กของไดโพล สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยไดโพลแม่เหล็ก แรงที่กระทำจากสนามแม่เหล็กที่เป็นเนื้อเดียวกันและไม่เป็นเนื้อเดียวกันบนไดโพลแม่เหล็ก

ขั้วแม่เหล็กอะนาล็อกของไดโพลไฟฟ้าซึ่งถือได้ว่าเป็นแม่เหล็กสองจุด ค่าใช้จ่ายตั้งอยู่ในระยะไกล ลจากกัน โดดเด่นด้วยโมเมนต์ไดโพลที่มีขนาดเท่ากัน และกำกับการแสดงจาก.

สนามที่สร้างขึ้นโดย D. m ที่เท่ากันนอกขอบเขตแหล่งกำเนิดในสุญญากาศ (หรือในตัวกลางอื่น ๆ ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็ก = 1) จะเท่ากัน แต่ในสื่อที่มีความบังเอิญจะเกิดขึ้นได้ถ้าเราเพียงสันนิษฐานว่า กล่าวคือ สมมติว่า โมเมนต์ไดโพลของแม่เหล็กประจุขึ้นอยู่กับความสามารถในการซึมผ่าน

38. ทฤษฎีบทของเกาส์สำหรับสนามแม่เหล็ก: รูปแบบอินทิกรัลและดิฟเฟอเรนเชียล ความหมายทางกายภาพทฤษฎีบท ธรรมชาติเชิงสัมพัทธภาพของสนามแม่เหล็ก: ปฏิกิริยาทางแม่เหล็กเป็นผลที่ตามมาของปฏิกิริยาทางไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงร่วมกันของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

การไม่มีประจุแม่เหล็กในธรรมชาตินำไปสู่ความจริงที่ว่าเส้นเวกเตอร์ ใน ไม่มีจุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุด เวกเตอร์การไหล ใน ผ่านพื้นผิวปิดจะต้องเท่ากับศูนย์ ดังนั้นสำหรับสนามแม่เหล็กและพื้นผิวปิดโดยพลการ สสภาพคงอยู่

สูตรนี้เป็นการแสดงออกถึงทฤษฎีบทของเกาส์สำหรับเวกเตอร์ ใน : ฟลักซ์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กผ่านพื้นผิวปิดใดๆ จะเป็นศูนย์

ในรูปแบบอินทิกรัล

1. การไหลของเวกเตอร์การกระจัดทางไฟฟ้าผ่านพื้นผิวปิดใดๆ รอบๆ ปริมาตรหนึ่งจะเท่ากับผลรวมเชิงพีชคณิตของประจุอิสระที่อยู่ภายในพื้นผิวนี้

แรงอันตรกิริยาระหว่างประจุไฟฟ้าเป็นแบบอนุรักษ์นิยม ดังนั้น ระบบประจุไฟฟ้าจึงมีพลังงานศักย์

ให้ประจุจุดนิ่งสองจุด q 1 และ q 2 ซึ่งอยู่ห่างจากกัน รจากกัน แต่ละประจุในสนามของอีกประจุหนึ่งมีพลังงานศักย์

; , (4.1)

โดยที่ j 1.2 และ j 2.1 ตามลำดับ คือศักยภาพที่สร้างขึ้นโดยประจุ q 2 ณ จุดที่ประจุ q 1 ตั้งอยู่ และโดยประจุ q 1 ณ จุดที่ประจุ q 2 ตั้งอยู่

, ก . (4.3)

เพราะฉะนั้น,

. (4.4)

เพื่อให้ประจุทั้งสองเข้าสู่สมการพลังงานของระบบอย่างสมมาตร นิพจน์ (4.4) สามารถเขียนได้ในรูปแบบ

. (4.5)

โดยการบวกประจุ q 3 , q 4 ฯลฯ เข้ากับระบบประจุอย่างต่อเนื่อง เราสามารถตรวจสอบได้ว่าในกรณีของประจุ N พลังงานศักย์ของระบบคือ

, (4.6)

โดยที่ j i คือศักยภาพที่สร้างขึ้น ณ จุดที่ q i ตั้งอยู่ตามประจุทั้งหมด ยกเว้นประจุที่ i

ด้วยการกระจายประจุอย่างต่อเนื่องในปริมาตรเบื้องต้น dV จะมีประจุ dq = r×dV ในการกำหนดพลังงานปฏิกิริยาระหว่างประจุ dq เราสามารถใช้สูตร (4.6) โดยส่งผ่านจากผลรวมไปยังอินทิกรัล:

, (4.7)

โดยที่ j คือศักยภาพ ณ จุดหนึ่งขององค์ประกอบปริมาตร dV

ควรสังเกตว่ามีความแตกต่างพื้นฐานระหว่างสูตร (4.6) และ (4.7) สูตร (4.6) พิจารณาเฉพาะพลังงานของการโต้ตอบระหว่างประจุจุด แต่ไม่คำนึงถึงพลังงานของการโต้ตอบขององค์ประกอบประจุของแต่ละประจุซึ่งกันและกัน (พลังงานของตัวเองของประจุจุด) สูตร (4.7) คำนึงถึงทั้งพลังงานปฏิสัมพันธ์ระหว่างประจุจุดและพลังงานของตัวเองของประจุเหล่านี้ เมื่อคำนวณพลังงานอันตรกิริยาของประจุแบบจุด พลังงานจะลดลงเหลือปริพันธ์เหนือปริมาตร V i ของประจุแบบจุด:

, (4.8)

โดยที่ j i คือศักยภาพ ณ จุดใดๆ ของปริมาตรของประจุจุดที่ i

j ฉัน = j ฉัน ¢ + j ฉัน с, (4.9)

โดยที่ j i ¢ คือศักยภาพที่สร้างขึ้นโดยประจุจุดอื่นที่จุดเดียวกัน

j i с – ศักยภาพที่สร้างขึ้นโดยส่วนต่างๆ ของประจุจุดที่ i ณ จุดที่กำหนด

เนื่องจากประจุจุดสามารถแสดงเป็นทรงกลมสมมาตรได้

(4.10)

โดยที่ W ¢ถูกกำหนดโดยสูตร (4.6)

มูลค่าของพลังงานของประจุนั้นขึ้นอยู่กับกฎการกระจายประจุและขนาดของประจุ ตัวอย่างเช่น ด้วยการกระจายประจุทรงกลมสม่ำเสมอโดยมีความหนาแน่นของพื้นผิว s

.

เพราะฉะนั้น,

. (4.11)

จากสูตร (4.11) ชัดเจนว่าที่ R®0 ค่าของ W เท่ากับ ®¥ ซึ่งหมายความว่าพลังงานตนเองของประจุจุดหนึ่งมีค่าเท่ากับอนันต์ สิ่งนี้นำไปสู่ข้อบกพร่องร้ายแรงของแนวคิด "การชาร์จแบบจุด"

ดังนั้นจึงสามารถใช้สูตร (4.6) เพื่อวิเคราะห์อันตรกิริยาของประจุแบบจุดได้ เนื่องจากไม่มีพลังงานในตัวเอง สูตร (4.7) สำหรับการกระจายประจุอย่างต่อเนื่องคำนึงถึงพลังงานปฏิสัมพันธ์ทั้งหมด ดังนั้นจึงเป็นเรื่องทั่วไปมากกว่า

เมื่อมีประจุที่พื้นผิว รูปแบบของสูตร (4.7) จะเปลี่ยนไปบ้าง อินทิแกรนด์ของสูตรนี้เท่ากับ และมีความหมายถึงพลังงานศักย์ที่องค์ประกอบประจุ dq ครอบครองเมื่ออยู่ที่จุดที่มีศักยภาพ j พลังงานศักย์นี้ไม่ขึ้นกับว่า dq เป็นองค์ประกอบประจุในอวกาศหรือเป็นองค์ประกอบประจุที่พื้นผิว ดังนั้น สำหรับการกระจายตัวของพื้นผิว dq = s×dS ดังนั้นสำหรับพลังงานของสนามประจุที่พื้นผิว

14) พลังงานศักย์ของประจุในสนามไฟฟ้า เรานำเสนองานที่ทำโดยแรงสนามไฟฟ้าเมื่อย้ายประจุบวก q จากตำแหน่ง 1 ไปยังตำแหน่ง 2 เป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์ของประจุนี้:

โดยที่ Wп1 และ Wп2 คือพลังงานศักย์ของประจุ q ในตำแหน่งที่ 1 และ 2 ด้วยการกระจัดเล็กน้อยของประจุ q ในสนามที่สร้างขึ้นโดยประจุจุดบวก Q การเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์จะเท่ากับ

เมื่อประจุ q เคลื่อนตัวครั้งสุดท้ายจากตำแหน่ง 1 ไปยังตำแหน่ง 2 ซึ่งอยู่ที่ระยะ r1 และ r2 จากประจุ Q

หากสนามถูกสร้างขึ้นโดยระบบจุดประจุ Q1, Q2,¼, Qn ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์ของประจุ q ในสนามนี้:

สูตรข้างต้นช่วยให้เราสามารถค้นหาเฉพาะการเปลี่ยนแปลงในพลังงานศักย์ของจุดประจุ q ไม่ใช่พลังงานศักย์เอง ในการกำหนดพลังงานศักย์จำเป็นต้องตกลงกันว่าจุดใดในสนามที่ควรพิจารณาว่ามีค่าเท่ากับศูนย์ สำหรับพลังงานศักย์ของประจุจุด q ที่อยู่ในสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยประจุจุดอื่น Q เราได้รับ

โดยที่ C เป็นค่าคงที่ตามอำเภอใจ ปล่อยให้พลังงานศักย์เป็นศูนย์ที่ระยะห่างอย่างมากจากประจุ Q (สำหรับ r ® ¥) จากนั้นค่าคงที่ C = 0 และนิพจน์ก่อนหน้าจะอยู่ในรูปแบบ

ในกรณีนี้ พลังงานศักย์ถูกกำหนดให้เป็นงานในการเคลื่อนย้ายประจุด้วยแรงสนามจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งซึ่งอยู่ไกลอย่างไม่มีที่สิ้นสุด ในกรณีของสนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยระบบประจุแบบจุด พลังงานศักย์ของประจุ q:

พลังงานศักย์ของระบบประจุแบบจุด ในกรณีของสนามไฟฟ้าสถิต พลังงานศักย์จะทำหน้าที่เป็นตัววัดปฏิสัมพันธ์ของประจุ ให้มีระบบจุดชาร์จ Qi (i = 1, 2, ... , n) ในอวกาศ พลังงานอันตรกิริยาของประจุ n ทั้งหมดถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์

โดยที่ r i j คือระยะห่างระหว่างประจุที่สอดคล้องกัน และการบวกจะดำเนินการในลักษณะที่คำนึงถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างประจุแต่ละคู่เพียงครั้งเดียว

34. ปฏิกิริยาทางแม่เหล็ก: การทดลองโดยเออร์สเตดและแอมแปร์; สนามแม่เหล็ก แรงลอเรนซ์ การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก เส้นสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กที่เกิดจากจุดประจุซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่

สนามแม่เหล็ก- สนามแรงที่กระทำต่อประจุไฟฟ้าที่กำลังเคลื่อนที่และบนวัตถุที่มีโมเมนต์แม่เหล็ก โดยไม่คำนึงถึงสถานะของการเคลื่อนที่ ซึ่งเป็นส่วนประกอบแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

สนามแม่เหล็กสามารถสร้างขึ้นได้จากกระแสของอนุภาคที่มีประจุ และ/หรือโมเมนต์แม่เหล็กของอิเล็กตรอนในอะตอม (และโมเมนต์แม่เหล็กของอนุภาคอื่นๆ แม้ว่าจะมีขอบเขตน้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัดก็ตาม) (แม่เหล็กถาวร)

ประสบการณ์ของเออร์สเตด แสดงให้เห็นว่ากระแสไฟฟ้าสามารถกระทำกับแม่เหล็กได้ แต่ธรรมชาติของแม่เหล็กนั้นลึกลับมากในเวลานั้น ในไม่ช้า แอมแปร์และคนอื่นๆ ก็ค้นพบอันตรกิริยาของกระแสไฟฟ้าซึ่งกันและกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นแรงดึงดูดระหว่างสายไฟคู่ขนานสองเส้นที่พากระแสตรงที่มีทิศทางเหมือนกัน สิ่งนี้ทำให้แอมแปร์เกิดสมมติฐานว่ามีกระแสไฟฟ้าหมุนเวียนอยู่ในสสารแม่เหล็กอยู่ตลอดเวลา หากสมมติฐานดังกล่าวเป็นจริง ผลลัพธ์ของการทดลองของเออร์สเตดก็สามารถอธิบายได้ด้วยปฏิกิริยาระหว่างกระแสกัลวานิกในเส้นลวดกับกระแสระดับจุลภาค ซึ่งให้คุณสมบัติพิเศษแก่เข็มของเข็มทิศ

ลอเรนซ์ ฟอร์ซ- แรงซึ่งภายในกรอบของฟิสิกส์คลาสสิก สนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระทำต่ออนุภาคที่มีประจุแบบจุด บางครั้งแรงลอเรนซ์คือแรงที่กระทำต่อประจุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วจากสนามแม่เหล็กเท่านั้น และมักเป็นแรงรวมจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าโดยทั่วไป กล่าวอีกนัยหนึ่งจากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก แสดงเป็น SI เป็น:

สำหรับการกระจายประจุอย่างต่อเนื่อง แรงลอเรนซ์จะอยู่ในรูปแบบ:

ที่ไหน งเอฟ- แรงที่กระทำต่อองค์ประกอบขนาดเล็ก ดีคิว.

การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กคือปริมาณเวกเตอร์ที่เป็นลักษณะแรงของสนามแม่เหล็ก (การกระทำของสนามแม่เหล็กกับอนุภาคที่มีประจุ) ณ จุดที่กำหนดในอวกาศ กำหนดแรงที่สนามแม่เหล็กกระทำต่อประจุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นี่คือเวกเตอร์ที่แรงลอเรนซ์ซึ่งกระทำจากสนามแม่เหล็กบนประจุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับ

โดยที่กากบาทเฉียงแสดงถึงผลคูณเวกเตอร์ α คือมุมระหว่างเวกเตอร์ความเร็วและเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (ทิศทางของเวกเตอร์ตั้งฉากกับทั้งคู่และมุ่งตรงไปที่กฎของสว่าน)

36. ผลกระทบของสนามแม่เหล็กต่อกระแสไฟฟ้า: กฎหมาย Biot-Savart-Laplace-Ampere และการประยุกต์เพื่อคำนวณแรงที่กระทำโดยสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอบนส่วนของตัวนำตรงบาง ๆ ที่แบกกระแส สูตรของแอมแปร์และความหมายในมาตรวิทยา

พิจารณาตัวนำตามอำเภอใจที่กระแสไหล:

ดีเอฟ=* เอ็นดีวี=* ดีวี

Zn Bio-Savart-Ampere สำหรับกระแสปริมาตร: dF=jBdVsin ดีเอฟตั้งฉาก ,เหล่านั้น- มุ่งตรงมาหาเรา ลองใช้ตัวนำแบบบาง: , จากนั้นสำหรับกระแสไฟฟ้าเชิงเส้น z-n จะถูกเขียนในรูปแบบ: ดีเอฟ= ฉัน, เช่น.ดีเอฟ= IBDLSIN.

ภารกิจที่ 1!มีสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ ในนั้นมีลวดเส้นหนึ่งอยู่ด้วย ลและฉัน

ง= ฉัน , ดีเอฟ= IBDLSIN, เอฟ= ไอบีซิน= อิบลิซิน- กำลังแอมแปร์

1 แอมแปร์ คือ ความแรงของกระแสที่ไหลผ่าน 2 || ตัวนำที่ยาวและบางซึ่งอยู่ห่างจากกัน 1 ม. จะมีแรงเท่ากับ 2 * 10 ^ -7 N สำหรับความยาวแต่ละเมตร

ภารกิจที่ 2!มี 2 ​​|| ตัวนำยาวโดยที่ l >> ง,แล้วง=, วว- จากนั้น f-a แอมแปร์: *ล.

37. ไดโพลแม่เหล็ก: แบบจำลองทางกายภาพและโมเมนต์แม่เหล็กของไดโพล สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยไดโพลแม่เหล็ก แรงที่กระทำจากสนามแม่เหล็กที่เป็นเนื้อเดียวกันและไม่เป็นเนื้อเดียวกันบนไดโพลแม่เหล็ก

ขั้วแม่เหล็กอะนาล็อกของไดโพลไฟฟ้าซึ่งถือได้ว่าเป็นแม่เหล็กสองจุด ค่าใช้จ่ายตั้งอยู่ในระยะไกล ลจากกัน โดดเด่นด้วยโมเมนต์ไดโพลที่มีขนาดเท่ากันและพุ่งจาก

สนามที่สร้างขึ้นโดย D. m ที่เท่ากันนอกขอบเขตแหล่งกำเนิดในสุญญากาศ (หรือในตัวกลางอื่น ๆ ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็ก = 1) จะเหมือนกัน อย่างไรก็ตาม ในสื่อนั้น ความบังเอิญเกิดขึ้นได้หากมีเพียงผู้เดียวยอมรับสิ่งนั้น กล่าวคือ ถือว่า โมเมนต์ไดโพลของแม่เหล็กประจุขึ้นอยู่กับความสามารถในการซึมผ่านได้

38. ทฤษฎีบทของเกาส์สำหรับสนามแม่เหล็ก: รูปแบบอินทิกรัลและดิฟเฟอเรนเชียล ความหมายทางกายภาพของทฤษฎีบท ธรรมชาติเชิงสัมพัทธภาพของสนามแม่เหล็ก: ปฏิกิริยาทางแม่เหล็กเป็นผลที่ตามมาของปฏิกิริยาทางไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงร่วมกันของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

การไม่มีประจุแม่เหล็กในธรรมชาตินำไปสู่ความจริงที่ว่าเส้นเวกเตอร์ ใน ไม่มีจุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุด เวกเตอร์การไหล ใน ผ่านพื้นผิวปิดจะต้องเท่ากับศูนย์ ดังนั้นสำหรับสนามแม่เหล็กและพื้นผิวปิดโดยพลการ สสภาพคงอยู่

สูตรนี้เป็นการแสดงออกถึงทฤษฎีบทของเกาส์สำหรับเวกเตอร์ ใน : ฟลักซ์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กผ่านพื้นผิวปิดใดๆ จะเป็นศูนย์

ในรูปแบบอินทิกรัล

1. การไหลของเวกเตอร์การกระจัดทางไฟฟ้าผ่านพื้นผิวปิดใดๆ รอบๆ ปริมาตรหนึ่งจะเท่ากับผลรวมเชิงพีชคณิตของประจุอิสระที่อยู่ภายในพื้นผิวนี้

เวกเตอร์เป็นลักษณะของสนามที่ไม่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติไดอิเล็กทริกของตัวกลาง

ในรูปแบบที่แตกต่างกัน

ให้มีปริมาณ

ความหนาแน่นของปริมาตรเฉลี่ยอยู่ที่ใด แล้ว

เมื่อหดตัวปริมาตรจนถึงจุดหนึ่ง

- ทฤษฎีบทของเกาส์ในรูปแบบอนุพันธ์

39. ทฤษฎีบทเกี่ยวกับการไหลเวียนของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กคงที่สำหรับสุญญากาศ: รูปแบบอินทิกรัลและดิฟเฟอเรนเชียล ความหมายทางกายภาพของทฤษฎีบท การประยุกต์ใช้ทฤษฎีบทในการคำนวณสนามแม่เหล็กโดยใช้ตัวอย่างสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยโซลินอยด์ที่ยาวเป็นอนันต์กับกระแส

ทฤษฎีบท. การไหลเวียนของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก B ในวงรอบปิดลเท่ากับผลรวมพีชคณิตของกระแสที่ครอบคลุมโดยวงจรที่กำหนดลคูณด้วย μ 0 .

ตัวอย่าง:

ฉัน 3

ฉัน 1 ฉัน 2

– กระแสไฟออกนอกวงจร

เมื่อใช้หลักการซ้อนทับกับสนามแม่เหล็กเราได้รับ:

หากกระแสไหลในตัวกลางต่อเนื่อง เราจะได้:

ทฤษฎีบทสโตกส์: ที่ไหน ส - พื้นผิวถูกจำกัดด้วยรูปร่าง ล .

- ทฤษฎีบทเกี่ยวกับการไหลเวียนของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

สำหรับสนามไฟฟ้าสถิต

สนามไฟฟ้าสถิตมีศักยภาพ มีแหล่งกำเนิดของสนาม - ประจุ

2) สำหรับสนามแม่เหล็ก

สนามแม่เหล็กไม่มีศักย์ไฟฟ้า แต่กระแสน้ำวนไม่มีประจุแม่เหล็ก

โซลินอยด์ – ขดลวดที่มีการหมุนพันกันแน่นบนแกนทรงกระบอกในขณะที่ล>> ดี(หากโซลินอยด์ถือว่าไม่มีที่สิ้นสุด)

- การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก

ทอรอยด์ที่ไหนn– จำนวนรอบต่อหน่วยความยาวของเส้นกึ่งกลาง

40. แม่เหล็ก การสะกดจิตของสสาร: สาระสำคัญทางกายภาพของปรากฏการณ์ สมมติฐานของแอมแปร์เกี่ยวกับกระแสโมเลกุล กระแสแม่เหล็ก, การทำให้เป็นแม่เหล็ก (เวกเตอร์การทำให้เป็นแม่เหล็ก); การเชื่อมต่อระหว่างเวกเตอร์การทำให้เป็นแม่เหล็กกับกระแสแม่เหล็กของพื้นผิวและปริมาตร

แม่เหล็ก – สารที่สามารถกลายเป็นแม่เหล็กได้หากวางไว้ในสนามไฟฟ้าภายนอก อะตอมมีโมเมนต์แม่เหล็ก ในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็กภายนอก โมเมนต์แม่เหล็กของอะตอมจะถูกวางทิศทางแบบสุ่ม และโมเมนต์แม่เหล็กรวมของสสารจะเป็นศูนย์ เมื่อนำสารเข้าสู่ภายนอก แม็ก สนามแม่เหล็ก โมเมนต์ของอะตอมจะมุ่งไปในทิศทางเดียวเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งส่งผลให้โมเมนต์รวมแตกต่างจากศูนย์และสสารนั้นถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็ก ระดับการดึงดูดของวัสดุแม่เหล็กมีลักษณะเป็นค่า:

การทำให้เป็นแม่เหล็กของแม่เหล็ก (เวกเตอร์การทำให้เป็นแม่เหล็ก)

สารแม่เหล็กจะสร้างสนามแม่เหล็กของตัวเองด้วยการเหนี่ยวนำ B 0 จากนั้นจึงเกิดการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้น

การดึงดูดของแม่เหล็ก

B 0 รูปร่างทรงกระบอก

ความแรงของสนามแม่เหล็ก

x<0, μ<1 – диамагнетики

x>0, μ>1 – พาราแมกเนติก

x>>0, μ>>1 – แม่เหล็กเฟอร์ริก

ไดอะแมกเนติกส์ – สารซึ่งมีโมเมนต์แม่เหล็กของอะตอมซึ่งไม่มีสนามแม่เหล็กภายนอกมีค่าเท่ากับศูนย์ (ก๊าซสี แก้ว น้ำ ทอง เงิน ทองแดง ปรอท) สำหรับวัสดุที่เป็นแม่เหล็ก ความไวต่อแม่เหล็กไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ

พาราแมกเนติก – สารที่มีโมเมนต์แม่เหล็กของอะตอมแตกต่างจากศูนย์ (ออกซิเจน ไนโตรเจนออกไซด์ อลูมิเนียม แพลทินัม)

แอมแปร์แนะนำว่ากระแสน้ำบางอย่างไหลเวียนอยู่ภายในสสารซึ่งเขาเรียกว่า โมเลกุล-สิ่งเหล่านี้เป็นกระแสที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของวงโคจรของอิเล็กตรอน

ที่. อิเล็กตรอนแต่ละตัวที่เคลื่อนที่ไปตามวงโคจรของอะตอมจะสร้างกระแสของตัวเอง

ผลกระทบของสนามแม่เหล็กต่อตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน สังกะสี แอมแปร์

ให้เราแสดงว่าหลักการของแอมแปร์ตามมาจากแรงลอเรนซ์ ทุกอนุภาคที่มีประจุจะขึ้นอยู่กับแรงลอเรนซ์

มาคำนวณแรงที่กระทำต่อองค์ประกอบกัน

แรงต่อองค์ประกอบปัจจุบัน

บังคับการแสดง

ไปยังองค์ประกอบตัวนำด้วย

กระแสไฟฟ้า, กำลังแอมแปร์

45 การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า: การทดลองของฟาราเดย์เกี่ยวกับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า สาระสำคัญทางกายภาพของปรากฏการณ์ กฎของฟาราเดย์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและพื้นฐานทางกายภาพ กฎของเลนซ์ หลักการทำงานของฟลักซ์มิเตอร์

ค้นพบโดยฟาราเดย์ในปี พ.ศ. 2374 การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นปรากฏการณ์ของการเกิดกระแสในวงจรนำไฟฟ้าแบบปิด เมื่อฟลักซ์แม่เหล็กที่ทะลุผ่านวงจรนี้เปลี่ยนแปลงไป

EMF ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

กฎของ Lenz:กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำอยู่ในทิศทางที่สนามแม่เหล็กต้านการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า

– แม่เหล็กไฟฟ้าสังกะสีการเหนี่ยวนำ (ค่าฟาราเดย์)

โทกิ ฟูโกะ– กระแสเอ็ดดี้ที่เกิดขึ้นในตัวกลางนำไฟฟ้าเมื่อฟลักซ์แม่เหล็กที่เจาะทะลุตัวกลางนี้เปลี่ยนแปลง

ขนาดของกระแสฟูโกต์ขึ้นอยู่กับความถี่

การเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กและ

ความต้านทานของวัสดุ กระแสเอ็ดดี้

ฟูโกต์ให้ความร้อนแก่ตัวนำขนาดใหญ่

การเชื่อมโยงฟลักซ์ ตัวเหนี่ยวนำลูป ตัวเหนี่ยวนำโซลินอยด์

N B ให้มีโซลินอยด์

(เกี่ยวข้องกับฟลักซ์แม่เหล็ก

ฉันเทิร์นเดียว)

– การเชื่อมโยงฟลักซ์, ฟลักซ์แม่เหล็กที่เกี่ยวข้องกับการหมุนทั้งหมด การทดลองพบว่าการเชื่อมโยงฟลักซ์เป็นสัดส่วนกับกระแส:

– ความเหนี่ยวนำ

– การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กของโซลินอยด์

– ความเหนี่ยวนำของโซลินอยด์โดยที่

"