Магнетизм

9.1. Магнитное поле

В 1820 г. датский физик Ханс Эрстед на лекции демонстрировал нагрев проволоки электрическим током, когда, к своему удивлению, заметил, что при замыкании цепи стрелка компаса отклоняется. Так впервые было обнаружено магнитное поле. Однако измерить магнитное поле впервые удалось в 1911 г. советскому физику Абраму Федоровичу Иоффе.

Примеры решения задач

Пример 1.

Дано:

По прямолинейному проводнику проходит ток с силой I1 = 10 А. Параллельно этому проводнику расположен другой, медный проводник, по которому проходит ток силой I2 = 5 А. Расстояние между проводниками R = 1 см. Какой должна быть площадь поперечного сечения медного проводника, чтобы он удерживался незакреплённым в состоянии равновесия? Плотность меди считать равной

Решение:

Силу взаимодействия двух прямолинейных проводников определим выражением

Вес провода можно определить из формулы где S — площадь поперечного сечения проводника.

Для равновесия проводника необходимо выполнение условия

Приравниваем полученные выше выражения и получаем

Пример 2.

Дано:

Определите объемную плотность энергии магнитного поля внутри катушки индуктивности. Катушка — без сердечника. Длина катушки l = 0,5 м, число витков N = 2000, сила протекающего по катушке тока I = 1 А.

Решение:

Объемная плотность энергии есть           (П.6)

В этой формуле энергия магнитного поля а объём катушки

Индукция магнитного поля внутри катушки

Магнитный поток определим как

Поскольку

После подстановки в формулу (1) получим:

 

Аналитические задания

  1. Джонатан Свифт в одном из путешествий Гулливера описывает, как на летающем острове Лапуте Гулливер осматривает механизм, позволяющий острову перемещаться в пространстве в любом направлении и на любой высоте. Механизм находился в центре острова и состоял из большого магнита, закрепленного на алмазной оси. В зависимости от угла наклона магнита, взаимодействующего с магнитным полем Земли, менялось направление, в котором перемещалась Лапута.

Но ведь Д. Свифт известен нам еще и как английский сатирик. Где же он пошутил?

  1. Вы знаете, что одноименные магнитные полюсы отталкиваются, разноименные — притягиваются. А почему же тогда стрелка компаса показывает на север своим северным полюсом, а южным — на юг?
Последнее изменение: пятница, 16 Сентябрь 2016, 17:43