Магнитный поток (Ф) – свойство магнитного поля прони­зывать тела, измеряемое скалярным произведением магнитной индукции и площади контура, ограничивающего тело

Магнитный поток (Ф) – свойство магнитного поля пронизывать тела (ввести, как число линий магнитной индукции через площадь контура, ограничивающего тело).

Вывод: В природе нет источников магнитного поля.

Не имеют ни начала, ни конца.

При соединении двух полосовых магнитов в один, полюса, существовавшие в области соединения, исчезают, при разделении – появляются вновь (демонстрация). Отдельных магнитных полюсов не существует!

Вопрос: До каких пор можно делить магнит?

Единица магнитного потока в СИ: [ Вб ] = [ Тл∙м² ].

Магнитный поток, как и электрический заряд, квантуется, то есть можно принимать лишь значения, кратные величине Ф_о = 2,07∙10^-15 Вб, назы­ваемой квантом потока: Ф =NФ₀.

Пример: Поток естественного магнит­ного поля Земли через площадь 1 мм² равен приблизительно 25000 кван­тов.

Магнитное поле полосового и дугообразного магнитов (демонстрация).

Фарадею магнит рисовался окруженным множеством невидимых и пронизы­вающих все пространство щупалец, с помощью которых полюса этого магнита и притягивают к себе магнитную стрелку.

Дополнительный материал:

Закон Био-Савара-Лапласа: ,

где θ – угол между направлением элемента тока в проводнике и радиус-вектором.

Пользуясь этим законом, покажите, что в прямом проводнике длины l, по кото­рому течет ток силой I в точке, удаленной от проводника на расстояние r, модуль вектора магнитной индукции равен:

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ (явление магниторезистивности): Если на проводник с током действует внешнее магнитное поле, линии которого идут в том же направлении, что и ток, то его сопротивление уменьшается, а если перпендикулярно току – то увеличивается (явление магниторезистивности открыл в 1857 году лорд Кельвин). Благодаря этому эффекту считывается информация с дисков. Считывающая головка с текущим через нее током проходит над намагниченным диском, каждая ячейка которого играет для головки роль внешнего магнитного поля. Поскольку от одной ячейки к другой направление этого поля меняется (нули и единицы), то будет изменяться и ее электрическое сопротивление, а, следовательно, и ток.

IV. Задачи:

III. По тонкой трубе радиусом 5 см течет ток 100 А. Определите индукцию магнитного поля в центре трубы и вне трубы на расстоянии 5 см от ее поверхности.

IV. Длинный соленоид намотан в один слой из проволоки диаметром 1 мм. Максимально допустимое значение силы тока, который можно пропустить по этому проводу, равно 5 А. Какой может быть индукция магнитного поля внутри такого соленоида?

V. Определите величину тока в кольцевом проводнике радиусом 20 см, который содержит 8 витков проволоки, если помещенная в центре на острие магнитная стрелка отклонилась на угол 30°. Плоскость кольцевого тока совпадает с плоскостью магнитного меридиана. Горизонтальная составляющая магнитного поля Земли 18 мкТл.

VI. По двум длинным параллельным проводам протекают токи I₁ и I₂ в одном направлении. Расстояние между проводами равно r. Найти точку в плоскости рисунка, в которой индукция магнитного поля равна нулю.

Вопросы:

1. Можно ли построить сильный электромагнит, если поставлено условие, чтобы ток был в нем сравнительно слабым?

2. Может ли постоянный магнит иметь нечетное число магнитных полюсов?

3. В центре вертикальной плоской катушки находится магнитная стрелка. Один раз плоскость катушки устанавливается перпендикулярно стрелке, а другой раз – вдоль стрелки. Как будет вести себя стрелка при включении тока в катушке в том и другом случае?

4. По двум параллельным проводникам в одном направлении текут одинаковые токи. Определите направление вектора магнитной индукции в точке между проводниками.

5. Проволочное кольцо с током свободно подвешено на мягких подводящих проводах и охватывает посредине магнит. Что произойдет с кольцом, если изменить направление тока в нем на противоположное направление?

6. Что и как необходимо сделать, чтобы в соленоиде без сердечника индукция магнитного поля выросла в два раза, при уменьшении силы тока вдвое?

7. Сверхпроводящее кольцо с током перекручивают, превращая его в «восьмерку» из двух одинаковых колец. Затем «восьмерку» складывают так, что получается одно двойное кольцо. Как изменится индукция магнитного поля в центре кольца по сравнению с первоначальной индукцией?

"Я не позволю, чтобы хождение в школу мешало моему образованию"

Гекльберри Финн

Дата добавления: 2015-07-02