Магнит өрісіндегі тогы бар өткізгіштің қозғалысы кезінде істелетін жұмыс.Магниттік ағын

Магнит өрісі -да орналасқан І тогы бар өткізгішті қарастырайық.Өткізгішке Ампер күші әсер етеді:F=IBL sin .

Егер өткізгіш b қашықтыққа қозғалатын болса, онда істелетін жұиыстың шамасы мынаған тең

A=F b=B ILb sin =B_nIS

Мұндағы S=bl- өткізгіштің қозғалысы кезінде қамтитын ауданы,B_n=Bsin - өрісінің аудан нормаліне проекциясы.

Магниттік индукция -ның индукция сызықтары тесіп өтетін аудан S-ке көбейтіндісі магниттік ағын Ф деп аталады.

Ф=B_nS

Бірліктердің халықаралық жүйесінде

[Ф]=[B][S]= (Вебер)

Магниттік ағын-ауданды нормаль бағытында тесіп өтетін күш сызықтары

Ф=

Бұл сонымен бірге магниттік индукция векторы -ның және аудан скаляр көбейтіндісі түрінде де анықталады,

Ф=

Осы теңдеуді ескеретін болсақ магниттік өрістің жұмысы былай анықталады:A=IФ Холл эффектісі. 1879 жылы американ ғалымы Э:Холл магнит өрісіне қойылған тогы бар өткізгіште (немесе жартылай өткізгіште) ток пен магнит өрісінің бағыттарына перпендикуляр бағытта электр өрісінің пайда болу құбылысын ашты.Тогының тығыздығы j металл пластинканы осы тоқтың бағытына перпендикуляр болатын магнит өрісіне орналастырылсын дейік.Осы жағдайда метелдағы ток тасушы электрондардың жылдамдығы оң жақтан сол жаққа қарай бағытталған болады.Электрондарға Лоренц күштері әсер етеді,бұл біз қарастырып отырған жағдайда жоғары қарай бағытталған.Сондықтан пластинканың жоғарғы жағында электрондар артығырақ шоғырланады да теріс зарядталады, ал оның астыңғы жағында электрондар жетіспегендіктен оң зарядты болып шығады.Осының салдарынан пластинканың екі жағының аралығында қосымша электр өрісі туады,ол төменнен жоғары қарай бағытталады.

Магнитогидродинамикалық генератор. Ағылшын ғалымы М.Фарадей 1831 жылы магнит өрісінде қозғалатын өткізгіштік қасиеті бар сұйықтарды электр тоғын шығарып алу мақсатында пайдалануға болатынын айтқан болатын.Ғалымның өз идеясын тәжірибе жүзінде растау әрекеті сәтсіз аяқталған.Қазіргі кездегі магнитогидродинамикалық генератордың құрылымдық принциптері 1907,1992 жылдар аралығында тұжырымдалды.Бірақ та мұны іс жүзіне асыру магниттік гидродинамиканың,плазма физикасының дамуы нәтижесінде 50-жылдары ғана мүмкін болды.

Түзу ұзын токтың магнит индукциясының токқа дейінгі қашықтыққа кері пропорционал екендігін 1820 жылы француз физиктері Ж.Био және Ф.Савар әр түрлі тәжірибелер арқылы ашты. Био мен Савар тәжірибелерінің нәтижелерін жинақтай келіп, француз ғалымы П.Лаплас кез келген пішіндегі контурдың бөліктеріне жарамды магнит өрісінің қорытқы индукциясын анықтауға болатын заңдылықты ашты. Ол Био-Савар-Лаплас заңы деп аталады. Бұл заң бойынша I тогы бар өткізгіштің dℓ элементінің өрістің бір С нүктесіндегі магнит индукциясы dВ мынаған тең:

(13.1)

Магнит өрісі тек тогы бар өткізгішке ғана емес, сол сияқты кез келген қозғалыстағы зарядтарға да әсер ететіндігін көптеген эксперименттердің нәтижелері дәлелдеді. Ал магнит өрісіндегі әр зарядқа әсер ететін күшті Лоренц күші деп атайды. (13.2)

Осы өрнекті бірінші рет голанд физигі Лоренц шығарған болатын, сондықтан оны Лоренц күші деп атайды.

Магнит өрісінде қозғалған зарядқа әсер етуші Лоренц күші мынадай құбылысты түсіндіруге мүмкіндік береді. Егер магнит индукциясының күш сызықтарына перпендикуляр болып орналасқан тік төртбұрышты өткізгіштің бойымен ток жүрсе, оның екі жағында потенциалдар айырымы пайда болады. Бір жағында тек теріс зарядтардың концентрациясы шоғырланса, онда қарама-қарсы бетінде тек оң зарядтың шоғырланғандығын байқаған. Осы құбылысты бірінші рет 1879 ж. Американ физигі Э.Холл ашқан болатын. Сондықтан бұл заңдылықты Холл эффектісі деп атайды.

(13.3)

Осы өрнектегі R = 1/ en₀ ; (13.4)

Студенттердің өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтары: