Fizică prelegeri câmpul magnetic al solenoidului

Un exemplu al unui dispozitiv cu un câmp de lentile axial-simetric este e. Se compune din doi cilindri coaxiali de raze diferite la care se aplică tensiune. Câmpul lentilă de focalizare a fasciculului de electroni. Suprafețele refracting sunt suprafața echipotențială.

Câmpul magnetic al solenoidului

Solenoidul este o rană de sârmă subțire strâns (rândul său, la rândul său), într-o cușcă cilindrică. Fig. 21 este o ilustrare schematică a unui diametru bobina infinit lung D. Se va presupune că înfășurarea este format strâns spirelor adiacente se sprijină reciproc și curentul trece prin forța solenoid I. A doua ecuație Maxwell Având în vedere acest concept de prejudecată curent Teorema Maxwell generalizat de circulatie

Să vedem cum vectorul îndreptat în diferite puncte ale câmpului magnetic al solenoidului. Pentru aceasta considerăm oricare două elemente de curent și egale în mărime și aranjate simetric în raport cu planul secțiunii AA perpendicular pe axa bobinei (fig. 22). Elemente și perpendicular pe planul desenului.

Potrivit Biot-Savart-Laplace vizualizat crea elemente curente în fiecare punct al inducției câmpului magnetic secțiune AA cruce și care sunt egale în mărime, iar vectorul lor rezultantă este paralelă cu axa solenoidului.

Această concluzie este valabilă pentru orice pereche de elemente identice, dispuse simetric de curent solenoid în raport cu secțiunea planul AA. Din principiul superpoziției, rezultă că liniile de câmp magnetic de inducție solenoid infinit lung, dacă este diferit de zero, ar trebui să fie paralelă cu axa solenoidului, atât în ​​interiorul cât și în exteriorul solenoidului.

Demonstrăm acum că punctele, la o distanță mult mai mare decât diametrul bobinelor de lichidare dense solenoid, câmpul magnetic este zero. Pentru aceasta, ia în considerare două elemente de curent modulo egale și dispuse simetric față de axa bobinei (fig. 23). mișcarea univariate și barieră potențial de prag a particulelor în pragul potențial

La punctele nnyh suficient de departe de solenoid, care, pe de inducție magnetică Biot-Savart-Laplace și va fi egală și opusă, în direcția cu precizie bună. Această concluzie este valabilă pentru orice pereche de elemente identice de curent solenoid dispuse simetric în raport cu axa solenoidului. Din principiul superpoziției ar trebui să fie faptul că suficiente puncte distanță de câmpul magnetic al solenoidului este absent.

Pentru a calcula magnetic de inducție câmp solenoid teorema despre circulație vector aplicabil într-un circuit închis. Alegem un contur dreptunghiular, cu două laturi paralele și celelalte două laturi perpendiculare pe axa bobinei (fig. 24 a, b).

Lăsați porțiunea de contur este la o distanță de solenoid, este mult mai mare decât diametrul său, iar secțiunea paralelă cu axa solenoid, situată în primul caz, în interiorul solenoidul (Fig. 24a), iar al doilea caz este un solenoid (Fig. 24b).

Circulația vectorului pe circuitul 1-2-3-4 este suma integralelor linie:

Din motive de simetrie și astfel încât liniile de flux magnetic trebuie să fie paralelă cu axa bobinei, așa cum sa arătat mai sus, în toate punctele de pe site. În porțiunile de circuit și este perpendicular deplasarea elementară. Prin urmare, în toate zonele și punctele. Puncte Plot se află la o distanță mult mai mare decât diametrul solenoid, și în care, după cum sa menționat anterior, se poate presupune cu un grad bun de precizie.

în cazul în care - lungimea secțiunii.

Conform teoremei de circulație, în cazul în care circuitul include un curent (Fig. 24a),

unde n - densitatea înfășurării (numărul de spire pe unitatea de lungime a solenoidului)
și n - numărul de rotații pe lungime. În cazul în care calea nu include curent (fig. 24b), al

Dintr-o comparație a (1,17), cu (1,18) și (1.19), care câmpul magnetic din interiorul unui solenoid infinit lung omogen. Câmpul magnetic este de inducție

Câmpul în afara solenoidul este absent.

Câmpul magnetic al toroid

Toroid - dispozitiv configurat ca un fir, bine rana bobina la bobina pe cadru, având o formă de tor (Figura 25.). Un cerc de rază R, care trece prin centrele bobinelor, numite axa toroid. Fie I - curent care curge prin bobinele de toroid. Din simetria câmpului în cauză, rezultă că liniile de inducție magnetică sunt cercuri centrate pe trecerea printr-o axă O perpendiculară pe planul fig. 25. Ia una din aceste cercuri cu raza r ca o buclă închisă și se aplică teorema circulației. Deoarece fiecare punct al circumferinței valoarea B să fie identice,

În cazul în care circuitul trece prin interiorul toroid, acesta se referă la curentul unde N - numărul de înfășurări ale toroid. Prin teorema de circulație

Contur care trece în afara toroid, nu acoperă curent, așa că pentru el. Prin urmare, indiferent de inducție magnetică toroid este zero.

Pentru raza bobina toroid, care este mult mai mică decât distanța r de toroid la punctele interioare ale O-axa (Figura 25.) Este posibil să se introducă conceptul de toroid înfășurare densitate n:

Apoi, (1.22) ia forma

Deoarece, în acest caz diferă doar puțin de unitate, rezultă din (1.23), formula, care coincide cu formula (1.20) pentru solenoid infinit lung, t. E. Dimensiunea B își poate asuma aceeași în toate punctele din cadrul toroid.

curenți de interacțiune. Electrice curenți de inducție magnetică interacționează. Experiența arată că două conductoare paralele, rectilinii, prin care curge curent, a atras, în cazul în care curenții din ele au aceeași direcție, și respingeau, în cazul în care curenții sunt opuse în direcția

Biot-Savart-Laplace. Principiul superpoziției în magnetism și bio Savard realizat în 1820 un studiu al câmpurilor magnetice ale curenților de diferite forme. Ei au descoperit că inducția magnetică în toate cazurile, proporțional cu curentul care generează un câmp magnetic. Laplace a analizat datele experimentale obținute Biot și Savart, și a constatat că câmpul magnetic al curentului de orice configurație poate fi calculată ca suma vectorială (superpoziție) câmpurile produse de secțiunile elementare individuale curente.

Aplicarea legii Biot-Savart-Laplace. Câmpul magnetic al unui curent Luați în considerare conductor în formă de cerc cu raza R circulară, prin care un curent I (fig. 11) curge. Impartim curentul circular la elementele actuale, fiecare dintre ele creează în centrul unui curent (punctul D), circular câmpul magnetic.

Teorema vectorului inducției magnetice Circulation (legea totală a curentului) Teorema vectorului inducție magnetică în vid Circulation: circulația vectorului inducție magnetică de-a lungul unui traseu închis arbitrar este egal cu suma algebrică a curenților acoperite de bucla înmulțită cu.

Conturul curentului în câmpul magnetic neomogen în considerare contur plat cu curent în câmpul magnetic neomogen. Fie (pentru simplitate) circuit are o formă circulară. Să presupunem, de asemenea, că densitatea fluxului magnetic este crescută în direcția pozitivă a axei x coincide cu direcția vectorului inducție magnetică. forță Amperi care acționează asupra elementului de circuit este perpendicular pe vectorul. Așa că forțele aplicate diferitelor elemente de circuit, forma conică un „fan“ simetrice

forța Lorentz la o particulă cu sarcină q, se deplasează cu o viteză într-un câmp magnetic, care este egal cu inducerea forței care acționează

Să presupunem că efectul Hall în conductorul de secțiune transversală dreptunghiulară (b - lățimea și - grosimea probei) curge un curent electric constant, I - intensitatea curentului. Dacă proba este plasată într-un câmp magnetic uniform perpendicular pe cele două fețe, între celelalte două fețe o diferență de potențial.

contur dreptunghiular cu curentul într-un câmp magnetic uniform, ia în considerare un cadru plan dreptunghiular cu curent, plasat într-un câmp magnetic uniform,

ecranare electromagnetică. Obiectiv: Pentru a studia efectul de ecranare al cilindrilor cu pereți subțiri scurte conductoare și plăci dreptunghiulare într-un câmp electromagnetic alternativ. Principala poziție teoretică. Ecranarea conductori de câmp electromagnetic expus