Тақырыбы: 6. Вакуумдағы стационарлық магнит өрісінің теңдеулері

Дәріс мақсаты: Вакуумдағы стационарлық магнит өрісінің теңдеулері туралы мағлұмат беру.

1. Векторлық потенциалға арналған Пуассон теңдеуі, оның толық шешімі.

2. Үлкен арақашықтықтағы заряд жүйесінің векторлық потенциалы.

3. Магниттік момент.

1820 жылы дат физигі Х. Эрстед магнит тілшесіне электр тогының бағыттайтын әсерін байқаған. Сол аралықта француз физигі А.М. Ампер тогы бар екі өткізгіштің өзара әсерлесуін ашып, толығымен зерттеді. Магниттік өзара әсерлесу тек қозғалыстағы электр зарядтарына (токтарға) тән екендігі анықталды. Токтардың магниттік өзара әсерлесуі материяның ерекше түрі – магнит өрісі -арқылы жүзеге асады. Магнит өрісінің негізгі қасиеті – сол өрісте орналасқан тогы бар өткізгішке күштің әсер етуі. Магнит өрісінің қасиеттерін зерттеу үшін тогы бар рамка қолданылады.

Берілген нүктедегі магнит өрісінің бағыты ретінде рамкаға жүргізілген оң нормалінің өрістегі бағыты алынады. Тогы бар рамкаға әсер ететін күштер жұбының айналдыру моменті

, (23.1)

мұндағы - тогы бар рамканың магниттік моменті, - магнит индукциясының векторы деп аталатын магнит өрісінің сандық сипаттамасы.

Біртекті магнит өрісінің берілген нүктесіндегі магнит индукциясы магниттік моменті бірге тең рамкаға, оған жүргізілген оң нормаль өріс бағытына перпендикуляр болғандағы, әсер ететін максималды айналдыру моменті арқылы анықталады.

Магнит индукцияның өлшем бірлігі - тесла (Тл).

Био–Савара-Лаплас заңы

элементі өрістің кейбір нүктесінде индукциясын тудыратын тогы бар өткізгіш үшін Био-Савар-Лаплас заңы төмендегідей өрнектеледі.

,(23.2)

мұндағы - токтың элементінен өрістің қарастырылып отырған нүктесіне жүргізілген радиус-векторы, = 4π·10^-7 Гн/м – магнит тұрақтысы. - ның бағыты және векторларының бағытына перпендикуляр, яғни олар жатқан жазықтыққа перпендикуляр. Бұл бағытты оң бұрғы ережесі бойынша анықтауға болады: егер бұрғының ілгерілемелі қозғалысының бағыты элементтегі токтың бағытымен дәл келсе, онда бұрғы сабының айналу бағыты векторының бағытымен дәл келеді.

векторының модулі төмендегі өрнекпен анықталады:

,

мұндағы - және векторлары арасындағы бұрыш.

Электр өрісі сияқты, магнит өрісі де суперпозиция приципіне бағынады: бірнеше токтар тудыратын қорытқы өрістің магнит индукциясы әрбір жеке токтың тудыратын өрістерінің магнит индукцияларының векторлық қосындысына тең:

.

Био-Савар-Лаплас заңының суперпозиция принципімен қоса қолдануы кейбір токтардың магнит өрістерін анықтауға мүмкіншілік береді.

1. Түзу токтың магнит өрісі:

, (23.3)

2. Дөңгелек токтың центріндегі магнит өрісі:

, (23.4)

мұндағы - дөңгелек токтың радиусы.

Негізгі сұрақтар:

1. Био–Савара-Лаплас заңы қалай өрнектеледі?

2. Оң бұрғы ережесі қалай айтылады?

3. Түзу токтың магнит өрісін түсіндір.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: