Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Контур с током в магнитном поле
|
|
Рассмотрим практически важный случай прямоугольного контура (рамки) с током в однородном магнитном поле. Пусть рамка имеет возможность вращаться вокруг оси, проходящей через середины ее сторон длиной а. Поместим рамку перпендикулярно линиям магнитного поля. В рамке протекает ток, направление которого показано на рисунке. Рассмотрим действие сил Ампера на каждую из сторон рамки. Силы Ампера, действующие на стороны 
контура, направлены в противоположные стороны вдоль оси контура. Действие этих сил сводится только к деформации контура. В зависимости от направления тока к сжатию или растяжению контура. Силы Ампера 
, действующие на стороны 
контура, перпендикулярны плоскости, в которой лежат векторы 
и 
и направлены так, как это показано на рисунке. Численное значение этих сил можно определить из выражения 
. Из рисунка видно, что силы, действующие на стороны 
контура, создают вращающий момент 
, модуль которого равен
,
где 
- угол между нормалью к контуру и направлением силовых линий магнитного поля, 
- плечо силы.
Подставив выражение для силы 
, получим
Поскольку 
- это площадь, ограниченная контуром, а это площадь, ограниченная контуром 
– модуль магнитного момента контура с током, получим выражение вида
.
Запишем это выражение в векторной форме. Магнитный момент контура с током по направлению совпадает с положительной нормалью контура: 
. Вращающий момент можно записать в виде
(7)
 |
Теперь легко определить направление вектора
, вспомнив правило: векторы 
, 
и 
образуют правовинтовую ортогональную тройку векторов. Вращающий момент направлен по оси вращения контура, перпендикулярно плоскости, в которой размещаются векторы магнитного момента и магнитной индукции.
Под действием вращающего момента рамка повернётся так, чтобы вектора n и B станут параллельными. На сторону b силы Ампера F2 действует, растягивая рамку. Так как эти силы равны и противоположны по направлению, то под их действием рамка не смещается. Когда вектора n и B антипараллельны M = 0, так как плечо силы равно нулю, равновесие будет не устойчивым. При незначительном смещении сразу возникнет вращающий момент и рамка повернётся так, чтобы вектора n и B стали параллельными.
Формула (7) применима и к плоскому витку произвольной формы. Кроме того, она может использоваться для расчета вращающего момента контура в неоднородном магнитном поле. В неоднородном поле поведение рамки с током несколько отличается от ее поведения в однородном поле. В неоднородном магнитном поле кроме вращающего момента, стремящегося повернуть рамку, будет действовать сила, вызывающая поступательное перемещение рамки с током. В зависимости от ориентации магнитного момента 
по отношению к направлению силовых линий магнитного поля контур будет выталкиваться в область более сильного магнитного поля или, наоборот, в область более слабого поля.
Для характеристики магнитного поля используют также поток вектора магнитной индукции.
Угол a это угол между направлением положительной нормали к контуру и направлением вектора магнитной индукции. Единицей измерения магнитного потока является вебер (1 Тл×м2 = 1 Вб).
Date: 2015-05-04; view: 1412; Нарушение авторских прав