Работа при перемещении проводника стоком в магнитном поле

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

5. Магнитные свойства вещества

Вещества, намагничивающиеся под действием магнитного поля, называются магнетиками.

По своим магнитным свойствам вещества отличаются друг от друга. У большинства веществ эти свойства выражены слабо. Слабомагнитные вещества делятся на две большие группы: парамагнетики (алюминий, платина, азот, кислород, вольфрам) и диамагнетики (медь, цинк, висмут, стекло, инертные газы, водород, органические соединения). Они отличаются тем, что при внесении во внешнее магнитное поле парамагнитные вещества намагничиваются так, что их собственное магнитное поле оказывается направленным по внешнему полю, а диамагнитные вещества намагничиваются против внешнего поля.

Механизм намагничивания парамагнетиков очень похож на механизм поляризации диэлектриков. Диамагнетизм же не имеет аналога среди электрических свойств вещества.

Диамагнитными свойствами обладают атомы любых веществ. Однако во многих случаях диамагнетизм атомов «маскируется» более сильным парамагнитным эффектом. Явление диамагнетизма было открыто М. фарадеем.

Вещества, способные сильно намагничиваться в магнитном поле, называются ферромагнетиками.

К группе ферромагнетиков относятся четыре химических элемента: железо, никель, кобальт, гадолиний. Из них наибольшей магнитной проницаемостью обладает железо. Поэтому и вся группа получила название ферромагнетики.

Магнитные свойства вещества зависят от величины их относительной магнитной проницаемости:

1) у диамагнетиков ;

2) у парамагнетиков ;

3) у ферромагнетиков .

Силы в магнитном поле

1. Сила Ампера

Поместим подвижный проводник с током I между полюсами подковообразного магнита.

Рис. 4.2.1 Действие силы Ампера на проводник с током

Рис. 4.2.2 Правило левой руки

Эта сила называется силой Ампера и определяется по формуле:

Максимальное значение сила Ампера имеет, когда линии магнитной индукции перпендикулярны направлению тока в проводнике.

Перемещение проводника с током под действием силы Ампера отличается тем, что при этом проводник с током совершает работу, т.е. происходит превращение электрической энергии в механическую. Это явление лежит в основе работы электродвигателей.

Так как на проводник с током в магнитном поле действует силы (Ампера и Ньютона), то при перемещении этого проводника будет совершаться работа.

Присоединим два медных стержня к источнику электрической энергии и замкнем их подвижным проводником l. Тогда в цепи пойдет ток I. Создадим в окружающем пространстве перпендикулярное к плоскости контура однородное магнитное поле с индукцией B. На проводник будет действовать сила Ампера и он начнет двигаться вправо.

Рис. 4.2.3 Движение проводника с током под действием силы Ампера

Подсчитаем работу при перемещении проводника l на расстояние d:

Пусть  – изменение площади, охваченной током, при перемещении проводника l.

Но из рисунка видно, что .

Но, т.к. .

3. Сила Лоренца

Голландский ученый Г.А. Лоренц объяснил существование силы Ампера тем, что магнитное поле действует на движущиеся заряды в проводнике с током.

Поскольку эти заряды вырваться из проводника не могут, то общая сила, действующая на них, оказывается приложенной к проводнику.

Таким образом, сила Ампера является суммой сил, действующих на свободные заряды в проводнике с током.

Тогда, можно найти силу, действующую на один движущийся заряд в магнитном поле. Эта сила называется силой Лоренца.

Сила Лоренца определяется по формуле:

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии