![]() ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
I пара уравнений Максвелла в интегральной форме.Уравнения Максвелла в интегральной форме очень удобны при рассмотрении геометрии и различных граничных условий для магнитного поля. Рассмотрим первую пару уравнений Максвелла в дифференциальной форме:
Рассмотрим первое уравнение первой пары. Проинтегрировав его по объему, получим выражение
Согласно теореме Остроградского-Гаусса, это можно переписать как
Выражение Иногда поток
где Так как каждой магнитной линии сопоставляется элементарный магнитный поток, возникает идея об определении его величины. Однако, прежде следует рассмотреть второе уравнение первой пары уравнений Максвелла:
Проинтегрировав его по некоторой незамкнутой поверхности, получим
Следует отметить, что не важно, брать здесь частную или полную производную по времени, так как после интегрирования останется только временная зависимость.
Применив теорему Стокса, здесь можно перейти от интеграла по поверхности к интегралу по замкнутому контуру:
Если теперь домножить левую часть на единичный заряд, то получим
где
Формально, это означает, что при любом изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, в этом контуре возникает ЭДС. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, ЭДС имеет такое направление, что своим собственным магнитным полем препятствует изменению магнитного потока, вызвавшему этот ток.
Рассмотрим сначала случай, когда поток увеличивается (рис. 3.2, а)), то есть
Согласно закона Фарадея необходимо возникнет ЭДС, которая создаст ток, препятствующий увеличению магнитного потока (иначе: по правилу "буравчика"). В свою очередь ток создаст собственное магнитное поле, силовые линии которого будут искривлены и направлены "навстречу" магнитному полю, вызвавшему этот ток. Если теперь поток убывает (рис. 3.2, b)), то есть
то ЭДС будет вызывать ток, препятствующий уменьшению потока. Сонаправленные поля складываются. Если подбирать колеблющийся поток, то можно подобрать его так, чтобы кольцо с током вибрировало или вообще находилось в подвешенном состоянии. Вернемся теперь к рассмотрению элементарного магнитного потока
где теперь
Известно, что
Согласно правила квантования Бора, этот интеграл кратен целому числу постоянных Планка
Отсюда следует, что магнитный поток квантуется: и его минимальное значение при
Под действие внешнего поля в кольце из сверхпроводника возникают токи, "противодействующие" полю (рис. 3.3.). После "выключения" внешнего поля за счет явления сверхпроводимости ток все равно будет течь, порождая собственное магнитное поле (рис. 3.4.). Если теперь вновь "включить" внешнее поле, но уже меньшее, чем первоначальное, то собственное поле кольца также будет меньше и магнитный поток уменьшится. Возникает вопрос: до какой степени можно уменьшать внешнее магнитное поле так, чтобы это вызывало дальнейшее уменьшение магнитного потока? Когда в эксперименте внешнее магнитное стало мало, то собственное поле кольца стало изменяться ступенчато, дискретно (рис. 3.5.). Следует отметить, что в сверхпроводниках носителями тока являются спаренные электроны, то есть
Тогда отсюда получим для элементарного магнитного потока
В эксперимент было получено точно это значение. Этот эксперимент также подтвердил тот факт, что носителями тока в сверхпроводниках являются спаренные электроны.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|