Faraz qilaylik, tok o'tkazuvchi sim tashqi magnit maydonda erkin harakatlana oladi. Tashqi maydon bir hil va kontur tekisligiga perpendikulyar deb qabul qilinadi.
Rasmda ko'rsatilgan oqim va maydon yo'nalishlari bilan kuch o'ngga yo'naltiriladi va teng bo'ladi
tokning harakatlanuvchi qismining uzunligi qayerda.
Bir yo'lda dx bu kuch ishni bajaradi
Mahsulot soyali maydonga teng bo'lib, bu maydon orqali magnit induksiya oqimidir. Shuning uchun, buni yozish mumkin
bu erda o'tkazgichning harakati davomida kesib o'tgan magnit induksiya oqimi.
Olingan natijani bir hil bo'lmagan maydon holatiga osongina umumlashtirish mumkin. Buning uchun o'tkazgich qismlarga bo'linishi va har bir bo'limda bajarilgan elementar ishni qo'shishi kerak (har bir kichik maydon ichida magnit induksiyani doimiy deb hisoblash mumkin).
Agar vektor konturning normali bilan burchak hosil qilsa a, noldan farqli ravishda, kuchning yo'nalishi ham siljish yo'nalishi bilan burchak hosil qiladi a Va
maydonga normal yo'nalishda vektor komponenti qaerda. Ish bor - dirijyor kesib o'tgan oqim. Shunday qilib, bu holda biz (16.7) formulaga kelamiz.
E'tibor bering, bu hisobdan amalga oshirilmaydi magnit maydon, lekin kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimni ushlab turadigan manba tufayli.
Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib magnit maydonga o'tganda tok bilan bajarilgan ishi topilsin. Faraz qilaylik, kontur bitta tekislikda qoladi. 1-2 kontur kesimiga qo'llaniladigan kuchlar harakat yo'nalishi bilan o'tkir burchaklar hosil qiladi. Shuning uchun ular qiladigan ish A 1 ijobiy. Bu ish oqim kuchiga va magnit induksiyaning kesishgan oqimiga mutanosibdir
.
2-1 kesimga ta'sir qiluvchi kuchlar harakat yo'nalishi bilan o'tmas burchaklar hosil qiladi. Shuning uchun ular qiladigan ish A 2 salbiy
.
Butun sxema bo'yicha bajarilgan ish
Lorents kuchi
Ta'sir qiluvchi kuch elektr zaryadi q, magnit maydonda tezlik bilan harakatlanishi Lorentz kuchi deb ataladi va formula bilan ifodalanadi.
zaryad harakatlanadigan magnit maydonning induksiyasi qayerda.
Lorents kuchining yo'nalishi yordamida aniqlanadi chap qo'l qoidalari: agar chap qo'lning kafti vektorni o'z ichiga oladigan tarzda joylashtirilgan bo'lsa , va to'rtta cho'zilgan barmoqni vektor bo'ylab yo'naltiring (uchun q> 0 yoʻnalish I va mos keladi q<0-противоположны), то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующей на musbat zaryad. L erkin shakl. Har bir oqim halqa bilan qoplanganicha ko'p marta hisoblanadi. Ijobiy oqim ko'rib chiqiladi, uning yo'nalishi o'ng vintning qoidasi bilan kontur bo'ylab aylanma yo'nalish bilan bog'lanadi; qarama-qarshi yo'nalishdagi oqim salbiy hisoblanadi.
Amper kuchi magnit maydonda oqim bo'lgan o'tkazgichga ta'sir qiladi
Ushbu kuch ta'sirida (agar o'tkazgich sobit bo'lmasa va siljish va harakat qilish qobiliyatiga ega bo'lsa - 113-rasm), u magnit maydonda harakat qiladi.
Shuning uchun magnit maydon oqim o'tkazuvchi o'tkazgichni harakatlantirish uchun ishlaydi. Ushbu ishni aniqlash uchun, bir xil magnit maydonga joylashtirilgan I oqim bilan l uzunlikdagi o'tkazgichni ko'rib chiqing, bu erda B sxema tekisligiga perpendikulyar.
F kuchi ta'sirida o'tkazgich dx segmentida o'ziga parallel ravishda 1-pozitsiyadan 2-holatga o'tadi. Magnit maydon tomonidan bajariladigan ish
dA = F dx = IBl dx = IB dS = I dF,
dS = l dx - soyali maydon,
BdS = dF - magnit oqimi dS maydoni orqali.
Shunday qilib, dA = I dF, ya'ni. ish oqim I va magnit oqimning mahsulotiga teng; harakatlanuvchi o'tkazgich bilan kesib o'tgan. Olingan formula vektorning ixtiyoriy yo'nalishi uchun ham amal qiladi IN.
Magnit maydonda tok I bo'lgan yopiq halqani harakatlantirish ishini hisoblaylik.
M kontur magnit maydonda chizma tekisligida 1-holatdan 2-holatga harakat qilsin (114-rasm). Vektor IN kontur tekisligiga perpendikulyar va chizma tekisligidan tashqariga yo'naltirilgan. Keling, M konturini aqliy ravishda uchlari bilan bog'langan ikkita o'tkazgichga ajratamiz: ABC va SDA.
Devrenni magnit maydonda harakatlantirganda Amper kuchlari tomonidan bajariladigan ish dA ABC (dA 1) va SDA (dA 2) o'tkazgichlarini harakatlantirish bo'yicha ishlarning algebraik yig'indisiga teng, ya'ni.
dA = dA 1 + dA 2.
Bunday holda, dA 1< 0, dA >0, chunki F 1 harakatga qarama-qarshi yo'nalishda, F 2 esa harakat yo'nalishi bo'yicha yo'naltiriladi
dA 2 \u003d I (dF 0 + dF 2)
dA 1 \u003d -I (dF 0 + dF 1)
dA = I (dF 2 - dF 1)
Bu yerda dF "=dF 2 –dF 1 - tok o‘tkazuvchi zanjir bilan chegaralangan maydon bo‘ylab magnit oqimining o‘zgarishi. Integratsiyalash natijasida hosil bo‘ladi.
Bular. yopiq halqani magnit maydonda oqim bilan harakatlantirish ishi halqadagi oqim va halqa bilan bog'langan magnit oqimning o'zgarishi mahsulotiga teng.
Harakatlanuvchi zaryadga magnit maydonning ta'siri. Lorents kuchi
Harakatlanuvchi zaryadlar ularning atrofida magnit maydon hosil qiladi, u vakuumda yorug'lik tezligida, boshqa muhitda - biroz pastroq tezlikda tarqaladi. Agar zaryad tashqi magnit maydonda harakat qilsa, u holda harakatlanuvchi zaryad maydoni va tashqi maydon o'rtasida o'zaro ta'sir kuchi paydo bo'ladi. Elektr toki harakatlanuvchi zaryadlangan zarrachalar oqimi bo'lganligi sababli, magnit maydonda oqim o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuch (Amper kuchi) bu o'tkazgichdagi har bir alohida harakatlanuvchi zaryadga kuchlarning ta'siri natijasidir.
Amper qonuniga ko'ra, tok I bo'lgan o'tkazgichga ta'sir qiluvchi F kuch ga teng
Bu erda l - o'tkazgichning uzunligi, a - vektor yo'nalishi orasidagi burchak IN va oqim yo'nalishi.
Oqim kuchi (ta'rifi bo'yicha) I \u003d Q n, bu erda n - 1 sekundda o'tkazgichning kesimidan o'tadigan Q zaryadlari soni.
Shubhasiz, n \u003d n 0 vS, bu erda n 0 - o'tkazgichning 1 m 3 qismidagi zaryadlar soni, v - zaryadlarning tezligi, S - o'tkazgichning kesimi. Keyin I =Qn 0 vS, va kuch
F = Qn 0 vSBl sin a.
Bu kuch o'tkazgich V = Sl hajmida mavjud bo'lgan barcha harakatlanuvchi zaryadlarga ta'sir qiladi. Bu hajmda N = n 0 Sl zaryadlari mavjud. Shuning uchun F L kuchi bir zaryadga ta'sir qiladi
= QvBsina.
F L kuchi Lorents kuchi deb ataladi
F L \u003d QvBsin a; F L = Q[ vB],
Tezlik bilan harakatlanuvchi Q zaryadga ta'sir qiluvchi Lorents kuchi v induksiya bilan magnit maydonda IN, yo'nalish orasidagi burchakning Q zaryadiga, tezlik v, induksiya B va sin a ga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. v Va IN.
Har bir yo'nalishda o'tkazgichdagi oqim uchun v musbat zaryadlarning harakat yo'nalishi olinadi. Lorents kuchining yo'nalishi chap qo'l qoidasi bilan belgilanadi.
Ko'rsatkich barmog'i - maydon bo'ylab ( IN).
Bükülmüş o'rta barmoq - yo'nalishda v.
Yo'nalishni ko'rsatish uchun bosh barmog'i F L.
BILAN 
Lorents kuchi har doim perpendikulyar, shuning uchun u ishlamaydi. U tezlikning yo'nalishini v o'zgartiradi, zaryad magnit maydonida harakat qilganda tezlikning kattaligi va kinetik energiyasi o'zgarmaydi.
Zaryadlangan zarrachaning magnit maydonga uchayotgan (toʻgʻri chiziqda) traektoriyasi spiraldir (115-rasm).
Spiralning radiusi F L \u003d F C holatidan aniqlanadi
.
Yuqoridagi misolda sin a = 1;
Zaryad bir vaqtning o'zida elektr va magnit maydonlarda harakat qilganda, unga F L ga teng kuch ta'sir qiladi.
F L = Q E+Q[ vB].
Bu ifoda Lorents formulasi deb ataladi.
Agar magnit maydon oqimi bo'lgan o'tkazgichga ta'sir qiluvchi amper kuchi uning harakatlanishiga olib kelsa, u ishlaydi. Quvvat manbaiga ulangan qo'zg'almas parallel o'tkazgichlarda erkin metall jumper bo'lsin (24-rasm).
24-rasm
Shunday qilib olingan konturni magnit maydonga shunday joylashtiramizki, vektor uning tekisligiga perpendikulyar bo'lsin. Amper kuchi oqim bilan jumperga ta'sir qiladi. Supero'tkazuvchilar dx masofaga ko'chirilganda, ish bajariladi
Ammo - jumperni siljitishda kontur maydonining o'zgarishi, keyin
kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit oqimining o'zgarishi qayerda
Agar jumper bir xil bo'lmagan magnit maydonda harakat qilsa, u holda umumiy ish tenglikni integrallash orqali topiladi (41)
. (42)
Ko'rsatish mumkinki, (41) va (42) formulalar vektorning oqim o'tkazgichga nisbatan har qanday yo'nalishi uchun amal qiladi.
Ishning oxiri -
Ushbu mavzu quyidagilarga tegishli:
ELEKTROSTATIK MAYDON
Jismoniy va Kimyoviy xossalari atomdan tirik hujayragacha bo'lgan moddalar asosan tushuntiriladi elektr kuchlari Elektr... Elektrostatik... Misol O'rta va vakuumli havo kerosinli suv...
Agar sizga ushbu mavzu bo'yicha qo'shimcha material kerak bo'lsa yoki siz qidirayotgan narsangizni topa olmagan bo'lsangiz, bizning ishlar ma'lumotlar bazasida qidiruvdan foydalanishni tavsiya etamiz:
Qabul qilingan material bilan nima qilamiz:
Agar ushbu material siz uchun foydali bo'lib chiqsa, uni ijtimoiy tarmoqlardagi sahifangizga saqlashingiz mumkin:
| tvit |
Ushbu bo'limdagi barcha mavzular:
Heterojen zanjirlar
Elektr zanjiri, unda oqimning uzluksiz oqimi tashqi kuchlar tomonidan ta'minlanadi, n deb ataladi
VAKUUMDAGI MAGNIT MAYDON
Statsionar zaryadlar yaqinida elektrostatik maydon paydo bo'ladi. Zaryadlarning harakati (oqim elektr toki) materiyaning yangi shakli - magnit maydonining paydo bo'lishiga olib keladi. Bu odam
Magnit induksiya vektorining aylanishi
Elektrostatikaga o'xshash tarzda, yopiq tsikldagi vektor aylanishi tushunchasi aniqlanadi
Yagona magnit maydondagi oqim bilan o'chirish
Amper qonunini bir xil magnit maydondagi tok kuchi bo‘lgan to‘rtburchaklar zanjirga tatbiq qilaylik. "A" qirralari kuchga ta'sir qiladi
Bir xil bo'lmagan magnit maydonda oqim bilan o'chirish
Agar oqim o'tkazuvchi zanjir bir xil bo'lmagan magnit maydonda bo'lsa, uning turli qismlarida teng bo'lmagan kuchlar ta'sir qiladi.
Radial magnit maydondagi oqim bilan sxema
(37) va (38) formulalardan kelib chiqadiki, bir xil magnit maydonda oqim o'tkazuvchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan moment maksimal bo'ladi, agar
Elektr dvigatellari
23-rasmdan ko'rinib turibdiki, magnit qutblarning tanlangan yo'nalishi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim yo'nalishi bilan moment "bizga" yo'naltiriladi, ya'ni kontaktlarning zanglashiga olib, soat miliga teskari tomonga buriladi.
Moddalarning magnitlanishi
Magnit maydondagi turli moddalar magnitlanadi, ya'ni ular magnit momentga ega bo'ladi va o'zlari magnit maydonlarining manbalariga aylanadi. Muhitda hosil bo'lgan magnit maydon maydonlarning yig'indisi,
Dia-, para- va ferromagnitlar va ularning qo'llanilishi.
Atomning magnit momenti bir nechta komponentlarni o'z ichiga oladi, bu erda
Diamagnetlar
Ba'zi atomlar (Cu, Au, Zn va boshqalar) uchun elektron qobiqlar shunday tuzilishga egaki, orbital va spin momentlari o'zaro kompensatsiyalanadi va umuman atomning magnit momenti n ga teng.
Paramagnetlar
Al, Mn, Os va boshqalar kabi moddalarning atomlari kompensatsiyalanmagan umumiy orbital momentga ega, ya'ni tashqi maydon bo'lmaganda ular o'zlarining magnit momentlariga ega. Issiqlik
Ferromagnitlar va ularning qo'llanilishi
Magnit o'tkazuvchanligi yuzlab va hatto millionlab birliklarga yetadigan moddalar ajratiladi
ELEKTROMAGNETIK INDUKSIYA
Elektr energiyasini ishlab chiqarishning zamonaviy usuli 1831 yilda Faraday tomonidan kashf etilgan elektromagnit induksiyaning fizik hodisasiga asoslangan. Zamonaviy energiya tobora ortib bormoqda.
Elektromagnit induksiya hodisasi
Elektromagnit induksiyaning mohiyatini va bu hodisaga olib keladigan tamoyillarni ko'rib chiqing. Aytaylik, 1-2 o'tkazgich magnit maydonda tezlik bilan harakat qiladi
Elektr generatori
Faraday qonuni tabiatning asosiy qonunlariga ishora qiladi va energiya saqlanish qonunining natijasidir. U muhandislikda, xususan, generatorlarda keng qo'llaniladi. Asosiy soat
o'z-o'zini induktsiya qilish
Elektromagnit induktsiya hodisasi kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan magnit oqimi o'zgargan barcha holatlarda kuzatiladi. Xususan, magnit oqim zanjirning o'zida oqayotgan oqim tomonidan ham yaratiladi. Poeto
Induktivlik bilan zanjirlardagi vaqtinchalik jarayonlar
Induktivlik va faol qarshilikni o'z ichiga olgan sxemani ko'rib chiqing (44-rasm). Dastlabki holatda S kaliti neytral holatda edi. Vaqt t bo'lsin
O'zaro induktsiya. Transformator
O'zaro induksiya hodisasi elektromagnit induktsiya hodisasining alohida holatidir. Keling, ikkita otni qo'yaylik
MAXWELL TENGLAMALARI
19-asrning o'rtalariga kelib, elektr va magnitlanish bo'yicha ko'plab eksperimental faktlar to'plangan. Bunga M. Faraday bebaho hissa qo'shdi, uning muvaffaqiyati
Magnit maydon energiyasi
Keling, magnit maydonning energiyasini hisoblaylik. Buning uchun induktivlik bilan zanjirdagi oqim manbaining ishini hisoblaymiz. Ohm qonuniga ko'ra bunday zanjirda oqim o'rnatilganda, biz iR = e ga ega bo'lamiz.
Vorteks elektr maydoni
Magnit maydonda harakatlanadigan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektromagnit induktsiya uchun Faraday qonuniga muvofiq, magnit oqimning o'zgarish tezligiga mutanosib ravishda emf paydo bo'ladi.
Yo'naltirilgan oqim
J. Maksvellning to'g'ridan-to'g'ri gipotezasiga muvofiq, o'zgaruvchan magnit maydon o'zgaruvchini hosil qiladi elektr maydoni. Maksvellning teskari gipotezasi o'zgaruvchan elektr ekanligini bildiradi
Maksvell tenglamalari
1860-65 yillarda. Maksvell birlik nazariyasini ishlab chiqdi elektromagnit maydon, bu Maksvell tenglamalari tizimi bilan tavsiflanadi
Magnit maydonda o'tkazgich va oqim o'tkazuvchi zanjirni harakatlantirish ustida ishlash.
Oqim bilan o'tkazgichda Magnit maydonda harakat qiluvchi kuchlar Amper qonuni yordamida aniqlanadi. Agar o'tkazgich mahkamlanmagan bo'lsa (masalan, kontaktlarning zanglashiga olib boradigan tomonlaridan biri harakatlanuvchi o'tish moslamasi shaklida qilingan, 1-rasm), u holda Amper kuchi ta'sirida magnit maydonda harakatlanadi. Bu shuni anglatadiki, magnit maydon oqim o'tkazuvchi o'tkazgichni harakatlantirish uchun ishlaydi.
Ushbu ishni hisoblash uchun, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tekisligiga perpendikulyar bo'lgan bir xil tashqi magnit maydonga joylashtirilgan I oqim bilan (u erkin harakatlanishi mumkin) l uzunlikdagi o'tkazgichni ko'rib chiqing. Yo'nalishi chap qo'l qoidasi bilan belgilanadigan va qiymati Amper qonuni bilan belgilanadigan kuch formula bilan hisoblanadi.
Bu kuch ta'sirida o'tkazgich dx segmentida o'ziga parallel ravishda 1-pozitsiyadan 2-holatga o'tadi.Magnit maydon tomonidan bajarilgan ish ga teng.
chunki ldx=dS- o'tkazgich magnit maydonda harakat qilganda kesib o'tadigan maydon; BdS=dF magnit induksiya vektorining bu sohadan o'tuvchi oqimidir. Ma'nosi,
(1)
ya'ni, magnit maydonda oqim o'tkazuvchi o'tkazgichni harakatlantirish ishi oqim kuchi va harakatlanuvchi o'tkazgich kesib o'tgan magnit oqimning mahsulotiga teng. Bu formula B vektorining ixtiyoriy yo'nalishi uchun ham amal qiladi.
Yopiq pastadirni siljitish uchun ishni hisoblang magnit maydonda to'g'ridan-to'g'ri oqim I bilan. Faraz qilamizki, M sxema chizma tekisligida harakat qiladi va cheksiz kichik siljish natijasida 2-rasmda kesilgan chiziq bilan ko'rsatilgan M " holatiga o'tadi. Zanjirdagi tokning yo'nalishi ( soat yo'nalishi bo'yicha) va magnit maydon (chizilgan tekislikka perpendikulyar - chizmadan tashqarida yoki bizdan) shaklda berilgan M sxemasini shartli ravishda ularning uchlari bilan bog'langan ikkita o'tkazgichga ajratamiz: ABC va CDA.
Magnit maydonda o'rganilayotgan sxema harakati davomida Amper kuchlari tomonidan bajariladigan dA ish ABC (dA1) va CDA (dA2) o'tkazgichlarini harakatlantirish bo'yicha ishlarning algebraik yig'indisiga teng, ya'ni.
Konturning CDA kesimiga qo'llaniladigan kuchlar harakat yo'nalishi bilan keskin burchaklar hosil qiladi, shuning uchun ular bajaradigan ish dA2>0 ga teng. .(1) dan foydalanib, bu ish bizning sxemamizdagi tok kuchi I va CDA o‘tkazgichi kesib o‘tgan magnit oqimining mahsulotiga teng ekanligini aniqlaymiz. Harakat paytida CDA o'tkazgichi rangli qilingan sirt orqali dF0 oqimini va oxirgi holatida konturga kirib boradigan dF2 oqimini kesib o'tadi. Ma'nosi,
Konturning ABC kesmasiga ta'sir etuvchi kuchlar harakat yo'nalishi bilan o'tmas burchaklar hosil qiladi, ya'ni ular bajaradigan ish dA1 ga teng.<0. Проводник AВС пересекает при своем движении поток dФ0 сквозь поверхность, выполненную в цвете, и поток dФ1, который пронизывает контур в начальном положении. Значит,
Magnit maydonda tok o'tkazuvchi o'tkazgichga kuchlar ta'sir qilganligi sababli, bu o'tkazgich harakatga keltirilsa, ish bajarilishi aniq.
Elektr energiyasi manbaiga ikkita mis tayoqchani biriktirish va ularni harakatlanuvchi o'tkazgich bilan yopish orqali l. Agar kontur tekisligiga perpendikulyar bo'lgan atrofdagi fazoda induksiya B bo'lgan yagona magnit maydon hosil bo'lsa, u holda Amper kuchi l o'tkazgichga ta'sir qiladi va u o'ngga harakat qila boshlaydi. O'tkazgichni l masofaga o'tkazish uchun bajarilgan ishni hisoblash b.
Ko'rib chiqilayotgan holatda kuch va siljish yo'nalishlari bir-biriga to'g'ri kelganligi sababli, shuning uchun bizda:
Agar yopiq kontur bilan qoplangan maydon o'tkazgichning l boshlang'ich holatida bilan, oxirgi holatida esa - bilan belgilansa, u holda. 
l o'tkazgichni harakatga keltirganda tok bilan qoplangan maydonda o'zgarish mavjud, ya'ni, shuning uchun: A=IB.
Agar BS mahsuloti bilan belgilansa, u holda olamiz
Magnit maydonda oqim bilan o'tkazgichni harakatlantirishda ish quyidagi formula bilan ifodalanadi:
B ning qiymati son jihatdan birlik maydondan o'tuvchi induksiya chiziqlari soniga, ularga perpendikulyar bo'lgani uchun, ya'ni maydonga kirib boradigan magnit maydon induksiya chiziqlarining umumiy soniga teng, agar barcha nuqtalarda induksiya B bo'lsa. yuzasi bir xil. Qiymat odatda B vektorining sirt orqali magnit oqimi deb ataladi.
Yagona maydon bilan magnit oqimi B mahsuloti bilan o'lchanadi:
Magnit oqim skalyar miqdordir.
SI tizimida birlik sifatida Weberni oling. Weber - 1T ga teng magnit maydon induksiyasi bo'lgan 1-dagi induksiya chiziqlariga perpendikulyar sirtga o'tadigan magnit oqim.
Ishning oxiri -
Ushbu mavzu quyidagilarga tegishli:
Aylanma harakat kinematikasi. Burchak tezligi va burchak tezlanishi. Chiziqli va normal tezlanish. Quvvat momenti
Molekulyar kinetik nazariya - atomlar va molekulalar tushunchasini eng kichik zarrachalar sifatida ishlatib, moddalarning tuzilishi va xususiyatlarini o'rganish ... Asosiy qoidalar ... Modda atomlar va molekulalarning zarralaridan iborat ...
Agar sizga ushbu mavzu bo'yicha qo'shimcha material kerak bo'lsa yoki siz qidirayotgan narsangizni topa olmagan bo'lsangiz, bizning ishlar ma'lumotlar bazasida qidiruvdan foydalanishni tavsiya etamiz:
Qabul qilingan material bilan nima qilamiz:
Agar ushbu material siz uchun foydali bo'lib chiqsa, uni ijtimoiy tarmoqlardagi sahifangizga saqlashingiz mumkin:
| tvit |
