Электромагнетизм. Постоянный ток и его законы. Магнитное поле в вакууме и в веществе. Барсуков В.И. - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

0
10
21,2
2 r
I
lIF
π
µ
=
. (20.2)
Сила, действующая на единицу длины второго проводника, равна
21
0
0
1,2
2
II
rl
F
π
µ
=
. (20.3)
Такая же сила действует со стороны второго проводника на первый.
Закон взаимодействия параллельных токов (20.2) и (20.3) используется для установления единицы силы тока в системе
СИ – Ампера.
Ампер – сила не изменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам беско-
нечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывал
бы между этими проводниками силу, равную 2
⋅10
–7
Н на каждый метр длины.
3.
Замкнутый плоский контур с током в однородном магнитном поле.
А. Пусть плоский контур расположен в магнитном поле так, как показано на рис. 27. Магнитный момент контура
nm
SIp
r
r
= образует с B
r
угол α. На стороны b, в соответствии с законом Ампера, действуют силы ,F
r
растягивающие рамку
и лежащие в ее плоскости. Силы, действующие на стороны
а, образуют пару сил, механический вращательный момент кото-
рой относительно какой-либо стороны
а равен
α
=
=
sinbFhFM
aa
.
Величина силы
a
F
r
равна 2/sin π= IaBF
a
, следовательно, момент
α=α
=
α
=
sinsinsin BpISBIaBbM
m
. (20.4)
Учитывая взаимную ориентацию векторов
m
p
r
и B
r
, получим
[
]
BpM
m
r
r
=
. (20.5)
Вращательный момент будет равен нулю при
0
=
α
или
π
=
α
, т.е. когда Bp
m
r
r
↑↑ или .Bp
m
r
r
↑↓ Положение рамки,
при
0=α , называется устойчивым равновесием (при малейшем отклонении от этого положения возникают силы, возвра-
щающие рамку в исходное состояние). Положение рамки при
π
=
α
называется неустойчивым равновесием (даже малейшее
отклонение способствует дальнейшему повороту рамки от равновесного состояния). Пояснение на рис. 28.
Б. Контур, находящийся в магнитном поле, обладает механической энергией.
Мерой приращения этой энергии является работа, совершаемая вращательным моментом
dAdW = . Из механики из-
вестно, что элементарная работа, совершаемая вращательным моментом, действующим на контур, равна
α
=
MddA ,
где
−αd угол поворота контура.
α = 0 α = π
Рис. 28
С учетом того, что
α= sinBpM
m
, получим
αα
=
dBpdW
m
sin . (20.6)
Проинтегрировав (20.6), имеем
CBpW
m
+
α
−= cos , где С можно взять равной 0, тогда
Рис. 27

Страницы