Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Электрическая емкость уединенного проводника




уединенный проводник, т. е. проводник, значительно удаленный от других проводников, тел и зарядов.

Взаимная электрическая емкость двух проводников

Взаимная емкость двух проводников зависит от их формы, размеров и взаимного расположения, а также от диэлектрических свойств окружающей среды.Система из двух проводников, равномерно заряженных равными по величине и противоположными по знаку зарядами, называется конденсатором, если создаваемое ими поле локализовано в ограниченной области пространства.

Емкость плконденсатора:

Емкость сф конденсатора:

 

При последовательном

Для частного случая

Для параллельного

13. Энергия заряженных проводников

 

энергия электростатического конденсатора

энергия в симметричной форме

Электрический ток. Сила и плотность тока.

Электри́ческий ток — направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц.

плотность тока:

Основы классической электронной теории электропроводности металлов

Друде разработал классическую теорию электропроводности металлов, которая затем была усовершенствована Лоренцем.

даже при больших плотностях тока средняя скорость упорядоченного движения зарядов в 10 в 8 раз меньше средней скорости теплового движения

Вывод закон Ома из электронной теории

 

 

16.Обобщенный закон Ома для участка цепи:

I = (φa - φc + E) / R = (Uac + E) / R;

I = (φa - φc - E) / R = (Uac - E) / R.

Правила Кирхгофа — соотношения, которые выполняются между токами и напряжениями на участках любой электрической цепи.

Первое правило:алгебраическая сумма токов в каждом узле любой цепи равна нулю:

Второе правило:для постоянных напряжений:

для переменных напряжений:

Закон Джоуля-Ленца для участка цепи

.

удельная тепловая мощность тока

Магнитное поле

силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения. векторное поле определяющее и конкретизирующее физическое понятие магнитного поля. Вектор магнитной индукции называется для краткости просто магнитным полем.

Явление электромагнитной индукции: Если поток вектора магнитной индукции через замкнутый контур меняется во времени, в этом контуре возникает ЭДС, порождаемая (в случае неподвижного контура) вихревым электрическим полем, возникающим вследствие изменения магнитного поля со временем (в случае неизменного со временем магнитного поля и изменения потока из-за движения контура-проводника такая ЭДС возникает посредством действия силы Лоренца.

.

Сила Лоренца — сила, с которой электромагнитное поле согласно классической (неквантовой) электродинамике действует на точечнуюзаряженную частицу

I = qnvS; F = | I |B Δl sin α;F = | q | nvSΔl B sin α = v | q | NB sin α,;

19.Закон Ампера:

закон взаимодействия электрических токов

модуль силы

элемент проводнка с током перпендикулярен линмагниндукци

20.Закон Био́—Савара—Лапла́са — физический закон для определения вектора индукции магнитного поля, порождаемого постоянным электрическим током. Был установлен экспериментально в 1820 году Био и Саваром и сформулирован в общем виде Лапласом. Лаплас показал также, что с помощью этого закона можно вычислить магнитное поле движущегося точечного заряда (считая движение одной заряженной частицы током).

 

Векторный потенциал

 

Для распределения токов

 

Следствие:

Уравнения Максвелла

Теорема Гаусса

 

Применение:

модуль магнитной индукции в центре очень тонкой катушки

 

22.Магнитное поле в центре кругового витка с током

 

 

23.Закон полного тока для магнитного поля в вакууме

(теорема о цикруляции вектора B)

 

 

24.Магнитное поле соленоида

 

 

Но согласно теореме о магнитном напряжении этот интеграл равен

 

 

Тороид

Тороид представляет собой катушку, намотанную на каркас, имеющий форму тора. Магнитное поле тороида целиком сосредоточено внутри него и является неоднородным. Максимальное значение напряженность магнитного поля имеет на оси тороида.

 

Заряда

 

25.Двжение заряда в постоянном магнитном поле

 

26.Эффект холла, постоянная холла

Эффе́ктХо́лла — явление возникновения поперечной разности потенциалов (называемой также холловским напряжением) при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле. Открыт Эдвином Холлом в 1879 году в тонких пластинках золота.

Пусть через проводящий брусок в слабом магнитном поле B течёт электрический ток под действием напряжённости E. Магнитное поле будет отклонять носители заряда к одной из граней бруса от их движения вдоль или против электрического поля. При этом критерием малости будет служить условие, что при этом носители заряда не начнут двигаться по циклоиде. Таким образом, сила Лоренца приведёт к накоплению отрицательного заряда возле одной грани бруска, и положительного — возле противоположной. Накопление заряда будет продолжаться до тех пор, пока возникшее электрическое поле зарядов не скомпенсирует магнитную составляющую силы Лоренца:

 

коэффициент (или константа) Холла.

Аномальный эффект Холла

Случай появления напряжения (электрического поля) в образце, перпендикулярного направлению пропускаемого через образец тока, наблюдающегося в отсутствие приложенного постоянного магнитного поля (то есть явление, полностью аналогичное эффекту Холла, но наблюдающееся без внешнего постоянного магнитного поля), называется аномальным эффектом Холла.Необходимым условием для наблюдения аномального эффекта Холла является нарушение инвариантности по отношению к обращению времени в системе. Например, аномальный эффект Холла может наблюдаться в образцах с намагниченностью.

Квантовый эффект Холла:

В сильных магнитных полях в плоском проводнике (то есть в квазидвумерном электронном газе) в системе начинают сказываться квантовые эффекты, что приводит к появлению квантового эффекта Холла: квантованию холловского сопротивления. В ещё более сильных магнитных полях проявляется дробный квантовый эффект Холла, который связан с кардинальной перестройкой внутренней структуры двумерной электронной жидкости.

Спиновой эффект Холла:

В случае отсутствия магнитного поля в немагнитных проводниках может наблюдаться отклонение носителей тока с противоположными направлениями спинов в разные стороны перпендикулярно электрическому полю. Это явление, получившее название спинового эффекта Холла, было теоретически предсказано Дьяконовым и Перелем в 1971 году. Говорят о внешнем и внутреннем спиновых эффектах. Первый из них связан со спин-зависимым рассеянием, а второй — со спин-орбитальным взаимодействием.

27.Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле

Диамагнетизм (от греч. dia – расхождение и магнетизм) - свойство веществ намагничиваться навстречу приложенному магнитному полю.

Диамагнетиками называются вещества, магнитные моменты атомов которых в отсутствии внешнего поля равны нулю, т.к. магнитные моменты всех электронов атома взаимно скомпенсированы (например инертные газы, водород, азот, NaCl и др.).

Вектор намагниченности диамагнетика равен:

 

Для всех диамагнетиков Таким образом, вектор магнитной индукции собственного магнитного поля, создаваемого диамагнетиком при его намагничивании во внешнем поле направлен в сторону, противоположную. (В отличие от диэлектрика в электрическом поле)

У диамагнетиков

Парамагнетиками называются вещества, атомы которых имеют, в отсутствие внешнего магнитного поля, отличный от нуля магнитный момент. Эти вещества намагничиваются в направлении вектора

К парамагнетикам относятся многие щелочные металлы, кислород, оксид азота NO, хлорное железо и др.В отсутствие внешнего магнитного поля намагниченность парамагнетика, так как векторы разных атомов ориентированы беспорядочно. При внесении парамагнетика во внешнее магнитное поле происходит преимущественная ориентация собственных магнитных моментов атомов по направлению поля, так что парамагнетик намагничивается. Значения для парамагнетиков положительны и находятся в пределах, то есть примерно как и у диамагнетиков.

28.Связь векторов намагниченности, напряженности и индукции

В вакууме:

 

где H – напряженность магнитного поля, B – индукция магнитного поля, m0 = 4p10-7 В ∙ сек/А ∙ м = 4p10-7 Гн/м – магнитная постоянная.

В среде:

 

где I – вектор интенсивности намагничения среды (намагниченность) – векторная сумма магнитных моментов, находящихся в единице объема.

В изотропной среде:

 

Закон Ампера:

 

Закон Био – Савара – Лапласа

 

29. Ферромагнетики — вещества (как правило, в твёрдом кристаллическом или аморфном состоянии), в которых ниже определённой критической температуры (точки Кюри) устанавливается дальний ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов (в неметаллических кристаллах) или моментов коллективизированных электронов (в металлических кристаллах).Свойства ферромагнетиков: Магнитная восприимчивость ферромагнетиков положительна и значительно больше единицы.

При не слишком высоких температурах ферромагнетики обладают самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью, которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий.

Для ферромагнетиков характерно явление гистерезиса.

Ферромагнетики притягиваются магнитом.

30.Явление электромагнитной индукции

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года[1]. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.

Правило Ленца

Индукционный ток всегда имеет такое направление, что он ослабляет действие причины, возбуждающей этот ток.Правило сформулировано в 1833 году Э. Х. Ленцем. Позднее оно было обобщено на все физические явления в работах ЛеШателье (1884 год) и Брауна (1887 год), это обобщение известно как принцип ЛеШателье — Брауна.

 

Явление самоиндукции

Явление взаимной индукции

Взаимоиндукция (взаимная индукция) — возникновение электродвижущей силы (ЭДС индукции) в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников, частный случай более общего явления — электромагнитной индукции. При изменении тока в одном из проводников или при изменении взаимного расположения проводников происходит изменение магнитного потока через (воображаемую) поверхность, "натянутую" на контур второго, созданного магнитным полем, порожденным током в первом проводнике, что по закону электромагнитной индукции вызывает возникновение ЭДС во втором проводнике.

Энергия магнитного поля

Магнитное поле обладает энергией. Подобно тому, как в заряженном конденсаторе имеется запас электрической энергии, в катушке, по которой протекает ток, имеется запас магнитной энергии. Wм = LI2/ 2

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...