Л.9 Магнитное поле. ЭлектроМагнитная Индукция (ЭМИ) Нижний предел измерений (1986) 10-12 мкТл Мозг человека (поле биотоков) 10-7 мкТл Сердце (поле биотоков) 10-4 мкТл Земля Солнечные пятна От 20 (Бразилия) до 70 (Антарктида) мкТл 0,1 Тл Лабораторный рекорд 1 кТл (импульсное поле) Импульсное поле (Капица, 1923) 10 Тл Внутри атома водорода 105 Тл Пульсары 109 Тл 1 2 Уже было FЛ q v B (5.20) Сила Лоренца – определение магнитной индукции km 107 Гн / м I dl r Закон Био-Савара-Лапласа dB km (8.9) 3 магнитное поле элемента тока r dFA I dl B (5.21) BT km qv r r 3 (5.22) Сила Ампера Магнитное поле точечного заряда Движение заряженных частиц в магнитном поле AЛ FЛ dr 0 B 3 mv R (9.1) |q|B 2 m (9.2) |q|B FЛ q v B (5.20) Если начальная скорость перпендикулярна МИ, частица движется по дуге окружности Сверхсильные магнитные поля (1920-1930) Кембридж, Кавендишская лаборатория, работа у Резерфорда Капица и Чедвик 4 5 Движение заряженных частиц в магнитном поле: произвольный угол влёта, винтовая линия h 2 v m |q|B (9.3) Движение заряженных частиц в магнитном поле: неоднородное поле, радиационные пояса Земли AЛ FЛ dr 0 Константы: КЭ и момент импульса – убывание V_I_ до нуля у полюсов: магнитная ловушка 6 Движение заряженных частиц в магнитном поле: радиационные пояса и магнитосфера Земли 7 Постоянное электрическое поле создают электрические заряды и электрические диполи. Магнитное поле – магнитные диполи (магнитных зарядов нет). q l q S pe ql (9.4) pm IS (9.5) pe Кл м pm А м Многие молекулы (СО, вода) Электроны, протоны, нейтроны 2 I pm 8 9 Поле магнитного диполя аналогично полю электрического диполя Магнитный диполь, его дипольный момент и поле. Линии В всегда замкнуты (внутри!) E pe Электрический диполь, его поле и дипольный момент B pm Магнитное поле может порождать электрическое: явление электромагнитной индукции ЭМИ – явление, которое состоит в том, что в замкнутом контуре без источника появляется электрический ток, если изменять магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром 10 FЛ q v B (5.20) Закон ЭМИ (закон Фарадея) B BdS (9.7) S B Вб Тл м 2 dB Эi (9.6) dt Определение магнитного потока через поверхность S Алгебраическая величина Основные причины изменения магнитного потока ( B, dS )(t ) B (t ) B (t ) B (t ) Вращение контура в постоянном поле Переменное магнитное поле пронизывает неподвижный контур 11 dB Эi (9.6) dt «Минус» в законе ЭМИ – правило Ленца Bi Ii v B N S FЛ Индукционный ток направлен так, чтобы своим магнитным полем воспрепятствовать тому изменению магнитного потока, которое его вызвало 12 Применения ЭМИ: Электромеханический индукционный генератор 13 Трансформатор Первичная обмотка (вход) 14 Сердечник (железо) N N1 Вторичная обмотка 2 (выход) U 2 (t ) I 2 (t ) RН RН B(t ) Источник (переменная ЭДС) v U1 (t ) Магнитная индукция в железе одна и та же, а магнитный поток пропорционален числу витков I 2 (t ) U 2 U1 N 2 / N1 Трансформатор 15 16 Считывающая магнитная головка – несколько витков провода, мимо которых движется носитель, участки которого имеют разную намагниченность v Ii Ii Ii pm и B Cвязь этой лекции с вопросами ННЗ – буклет 3.6. Электромагнитная индукция (явление, закон, применения). 4.16. Движение частицы в магнитном поле. 5.07. Магнитный диполь, его взаимодействие с полем. 5.13 Всевозможные сравнительные характеристики (НЭП и МИ, и ЭДМ и МДМ) .