Тема 2. Электромагнетизм

Магнетизм — проявление движения электрических зарядов внутри атомов и молекул, которое проявляется в том, что некоторые тела способны притягивать к себе и удерживать частицы железа, нике­ля и других металлов.

Каждый постоянный магнит имеет два полюса — северный и юж­ный. Одноименные полюсы магнитов отталкиваются, а разноименные — притягиваются.

Магнитное поле — вид материи, посредством которой осу­ществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом.

Магнитное поле наглядно изображается магнитными силовыми ли­ниями. Эти линии не имеют ни начала, ни конца, т. е. являются замк­нутыми.

За положительное направление магнитных силовых линий условно принято на­правление от северного полюса к южному. Чем интенсивнее магнитное поле, тем выше плотность силовых линий.

Электрический ток создает в окружающем пространстве магнитное поле.

Силовые линии магнитного поля проводника представляют собой кон­центрические окружности, охватывающие провод. Чем сильнее то к, тем сильнее магнитное поле вокруг провода. При удалении от провода с током магнитное поле ослабевает.

Магнитная индукция В — векторная величина, характеризующая ин­тенсивность магнитного поля.

Единица измерения магнитной индукции В — тесла (Тл).

При внесении проводника с током в постоянное магнитное поле возникает сила приводящая к его смещению.

Электромагнитная сила опреде­ляется по формуле:

Если рамку с током внести в магнитное поле, то она под действием электромагнитной силы начнет вращаться.

Магнитным потоком Ф через площадь S контура называют величину:

Магнитный поток Ф измеряется в веберах (Вб)

Напряженность магнитного поля Н — векторная величина, характеризующая интенсивность магнитного поля вне зависимости от среды.

Магнитная проницаемость характеризует свойство тела (вещества) пропускать через себя магнитный поток

Материалы подразделяют на диамагнитные (углерод, золото, серебро, медь) — ослабляющие маг­нитное поле, парамагнитные (кислород, азот, алюминий, платина) и ферромагнитные (железо, никель, кобальт) — усиливающие маг­нитное поле.

Замкнутый контур abcdefa, называют петлей гистерезиса, а весь цикл намагничивания — магнитным гистерезисом. Гистерезисный цикл сопровождается потерей энергии, кото­рая выделяется в материале в виде теплоты.

Явление электромагнитной индукции: Если замкнутый проводник движется в магнитном поле, то в проводнике возникает (индуцируется) электрический ток. Или при изменении магнитного потока в замкнутом контуре, в нём возникает электрический ток. При этом ЭДС индукции - з акон Фарадея.

Индукционный ток всегда направлен так, что препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток. Это утверждение называется правилом Ленца.

Вихревые токи (или токи Фуко) — вихревые индукционные токи, возникающие в проводниках под действием про­низывающего их переменного магнитного поля и циркулирующие в замкнутых контурах внутри материала.

Самоиндукция — явление возникновения ЭДС индукции в прово­дящем контуре при изменении тока, протекающего через этот контур.

При увеличении тока в цепи ЭДС самоиндукции препятствует возрастанию тока, а при уменьшении тока — убыванию и направлена на поддержание предше­ствующего состояния поля. ЭДС самоиндукции где L индуктивность контура.

Единица измерения индуктивности — 1 генри (Гн)

Индуктивность всегда положительна и зависит только от геометрических свойств контура.

Взаимоиндукция (взаимная индукция) — возникновение электродвижущей силы (ЭДС) в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения их взаимного рас­положения.

Явление взаимоиндукции в рядом расположенных катушках индуктивности

Явление взаимоиндукции широко используется для передачи энер­гии из одной электрической цепи в другую, для преобразования напряжения с помощью трансформатора.