Магнетизм. 1. Сила, действующая на проводник с током длиной l в магнитном поле (закон Ампера):

1. Сила, действующая на проводник с током длиной l в магнитном поле (закон Ампера):

F = IBl sina,

где B — индукция магнитного поля (измеряется в тесла: Тл), a — угол между проводником и вектором . Сила направлена перпендикулярно как току, так и вектору .

2. Максимальный вращательный момент M, действующий на рамку с током в магнитном поле:

M = ISB,

где I — сила тока в рамке, S — ее площадь.

3. Сила, действующая на заряженную частицу в магнитном поле (сила Лоренца):

F = qvB sina,

где q — заряд частицы, v — ее скорость, a — угол между скоростью частицы и вектором . Сила направлена перпендикулярно векторам и .

4. Магнитный поток F через замкнутый контур (измеряется в веберах: Вб):

F = BS cosq (один виток), F = NBS cosq (N витков),

где S — площадь контура, q — угол между вектором индукции и нормалью к контуру.

5. Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея):

(наведенная в контуре ЭДС индукции равна скорости изменения магнитного потока). Направление ЭДС определяется правилом Ленца: ЭДС направлена так, чтобы уменьшить скорость изменения потока. Направление E индможно также найти по ее знаку (положительное направление обхода контура выбирается так, чтобы при вращении буравчика в этом направлении он двигался в направлении нормали ).

Среднее значение ЭДС индукции за конечное время D t:

,

где DF = F2 – F1 — изменение магнитного потока за это время.

Примеры.

а) Контур неподвижен, поле меняется со скоростью D B /D t:

,

где N — число витков в обмотке.

б) Контур вращается в однородном магнитном поле:

где w — угловая скорость вращения контура.

в) ЭДС и разность потенциалов на концах проводника, движущегося в магнитном поле:

,

где v — скорость проводника, l — его длина, a — угол между скоростью и магнитной индукцией.

6. Заряд q, проходящий через контур при изменении магнитного потока:

,

где DF = F2 – F1 — изменение магнитного потока, R — сопротивление контура.

7. Магнитный поток через контур, создаваемый собственным током контура:

F = LI,

где L — коэффициент самоиндукции (индуктивность) контура (измеряется в генри: Гн).

ЭДС самоиндукции, возникающая при изменении тока

,

пропорциональна скорости изменения силы тока. Средняя ЭДС самоиндукции за конечное время D t равна

,

где D I = I 2– I 1 — изменение силы тока за это время.

8. Энергия магнитного поля, создаваемого контуром с током: