🗊Презентация Электромагнетизм. Понятия поля и заряда

Электромагнетизм

Электрический заряд и его свойства Есть два вида зарядов – положительный и отрицательный. Одноименные заряды отталкиваются, а разноименные – притягиваются друг другом.

Закон Кулона Кулон с помощью крутильных весов измерил силу взаимодействия электрических зарядов и установил свой закон

Напряжённость электростатического поля Количественная силовая характеристика поля называется напряженностью:

Линии напряженности электрического поля

Теорема Гаусса для расчета полей Необходимо в каждом случае выбирать «удобную» поверхность

Связь потенциала с напряжённостью электростатического поля

Проводники в электростатическом поле

Электрическое поле в диэлектриках

Граничные условия векторов напряженности и индукции электростатического поля

Энергия взаимодействия электрических зарядов

Электрический ток.

Условия возникновения электрического тока

Законы Ома Ом экспериментально установил для однородного участка цепи: I = U/R, R – электрическое сопротивление

Правила Кирхгофа

Электрический ток в вакууме и газах В вакууме должны появиться носители заряда, например, из электродов

Электрический ток в жидкостях

Магнитные взаимодействия. Магнитные взаимодействия.

Магнитное поле

Законы Ампера и Био-Савара-Лапласа

Движение заряженных частиц в магнитном поле Если заряженная частица влетает в магнитное поле под углом a к линиям магнитного поля, то её скорость v можно разложить на две составляющие: параллельную vх и перпендикулярную vу. направлению поля B. Составляющая скорости частицы vу вызовет её движение по окружности, а составляющая скорости vх - движение вдоль линий магнитного поля, и результирующей траекторией частицы будет спираль, в сечении которой будет окружность. Радиус R и период Т движения частицы по окружности определен выше, а шаг спирали будет равен h = vхT. В зависимости от знака заряда частицы спираль будет закручена по или против часовой стрелки.

Электромагнитная индукция Магнитный поток, пронизывающий малую площадку dS, равен dФ = BdS = BdScos, где  - угол между вектором элемента площади dS = dSn и вектором B. Ф = В случае однородного магнитного поля и плоской поверхности магнитный поток равен Ф = BScos.

Самоиндукция Если в контуре протекает изменяющийся во времени электрический ток, то и магнитное поле, создаваемое этим током, будет также изменяться. Это влечёт за собой изменение магнитного потока сквозь поверхность контура и появление ЭДС электромагнитной индукции в этом же контуре. Было открыто Д.Генри в 1833 г. и получило название самоиндукции.

Магнитное поле в веществе

Намагниченность Вектор намагниченности J = (Pmi)/V, где Pmi - молекулярный магнитный момент с номером i. Индукция поля в веществе В = 0H0 + 0J, где H0 - напряжённость внешнего поля Намагниченность пропорциональна внешнему полю J = H0, где  - коэффициент, не зависящий от внешнего поля и называемый магнитной восприимчивостью вещества. В = 0H0 + 0H0 = 0( + 1)H0. С другой стороны для такого вещества В = 0H0 и тогда  = 1 + .

Граничные условия Рассмотрим поведение линий магнитного поля на границе раздела двух изотропных магнетиков с магнитными проницаемостями 1 и 2.

Понятие о диа- и парамагнетизме Диамагнитные добавки Pm направлены против внешнего поля B0, и образец намагничивается в противоположном направлении. Для диамагнетиков  - отрицательна. Экспериментально полученные значения || = 10-6 - 10-5, а  = 1 +  - величина, очень близкая к единице. К диамагнетикам относятся инертные газы, молекулярные водород и азот, германий, кремний, висмут, цинк, медь, золото, серебро, вода, ацетон, глицерин, нафталин и другие. Диамагнитный эффект имеет место и в других магнетиках, но в них он пренебрежимо мал по сравнению с пара- и ферромагнитным эффектом. В отсутствие внешнего магнитного поля атомы и молекулы парамагнитных веществ обладают собственными магнитными моментами. При помещении во внешнее поле эти моменты стремятся ориентироваться вдоль его направления, однако тепловое движение нарушает эту ориентацию, которая оказывается частичной. Степень ориентации зависит от величины намагничивающего поля и температуры образца. Для парамагнетиков  = 10-5- 10-3, а  ~ 1 К парамагнетикам относятся щелочные и щелочноземельные металлы, некоторые сплавы, кислород О2, ряд соединений (NO, MnO, FeCl2), кристаллы, в узлах которых находятся в небольшом количестве ионы другого металла

Ферромагнетики Существуют вещества, способные сильно намагничиваться в сравнительно слабых в внешних полях, называемые ферромагнетиками

Электромагнитные колебания Рассмотрим контур из катушки индуктивности, конденсатора, ЭДС и сопротивления.

Вынужденные электрические колебания При подаче на колебательный контур переменного напряжения U = U0cost

Переменный ток Установившиеся вынужденные колебания - прохождение переменного тока в контуре, для которого можно записать закон Ома:

Переменный ток

Электромагнитные волны

Шкала электромагнитных волн