Физика кафедрасы Магнит өрісі бірінші бөлім 050716 Тау

Физика кафедрасы Магнит өрісі бірінші бөлім 050716 «Тау – кен ісі» 050712 «Машинажасау» 050731 «Қоршаған ортаны қорғау және өмір тіршілігінің қауіпсіздігі» мамандықтар үшін. l Авторлары: А. К. Салькеева

Дәріс жоспары 1. Магнит индукциясының векторы. 2. Био-Савар-Лаплас заңы. 3. Қарапайым жүйелердің магнит өрістерін есептеу. 4. Ампер күші. 5. Лоренц күші. 6. Магнит ағыны. 7. Магнит өрісі үшін Гаусс теоремасы. 8. Заттардағы магнит өрісі. 9. Ампер гипотезасы. 10. Магнетиктердің түрлері. 11 Ферромагнетиктер.

Магнит өрісінің негізгі сипаттамалары

Магнит өрісінің ерекшеліктері Магнит өрісі қозғалыстағы зарядтарға ғана әсер етеді; l Қозғалыстағы зарядтар магнит өрісін тудырады. l Магнит өрісі тыныштықта тұрған зарядтарға әсер етпейді. l

Тоғы бар шеңбер (рамка). Магнит өрісінің бағыты

Тогы бар контур l Шеңбердің магнит моменті: Магнит моментінің векторы шеңбердің нормалінің бағытымен сәйкес келеді. оң

Магнит индукция векторы М = Pm B sin a = ISB sin a, l Магниттік индукция – магнит өрісінің күштік сипаттамасы. Ол магниттік моменті бар рамкаға әсер ететін нормаль токтың бағытымен сәйкес В — максималды айналдырушы моментімен анықталады.

Магнит индукция сызығы Магнит индукциясының сызығы—В векторының бағытымен сәйкес келетін сызық.

В және Н байланысы Біртекті изотропты орта үшін В = mm 0 Н, l m 0 = 4 p · 10 -7 Гн/м — магниттік тұрақтысы, μ —ортаның магниттік өтімділігі

Магнит өрісінің суперпозиция принципі Суперпозиция принципі:

Био-Савар-Лаплас заңы және оның қолданылуы

Тогы бар тұйық өткізгіштің центріндегі магнит өрісі

Тік токтың магнит өрісі

Тогы бар өткізгішке магнит өрісінің әсері. Ампер заңы l d. F = IВdlsina Сол қол ережесі бойынша анықталады. Егер сол қолды В векторы кіретіндей етіп орналастырсақ, ал төрт саусақты токтың бағытымен алсақ, онда бас бармақ Ампер күшінің бағыты болады.

Параллель токтардың әсерлесуі d. F 1 = I 2 В 1 dl (a = 90º, sina = 1) l Бағыттары бірдей тогы бар өткізгіштер бір-біріне тартылады, ал әр түрлісі тебіледі.

Магнит индукцияның және кернеудің өлшем бірліктері Магнит индукциясының өлшем бірлігі В — тесла (Тл) 1 Тл— Егер өткізгіште 1 А ток жүрсе , онда осы өткізгіштің әрбір 1 м-не 1 Н күш әсер ететін біртекті магнит өрісінің магнит индукциясы. Магнит өрісінің кернеуінің өлшем бірлігі Н — (А/м) 1 А/м —өрістің кернеулігі индукциясы - 4 p· 10 -7 Тл. , вакуумдағы

Еркін жүретін зарядтың магнит өрісі Тұрақты релятивистік жылдамдықпен жүретін нүктелік зарядтың q, магнит өрісі u (u << c)

Лоренц күші

Магнит өрісіндегі зарядталған бөлшектердің қозғалысы I —магнит өрісіндегі зарядталған бөлшектер индукция сызығымен , бағытас өтеді. § Магнит өрісі бөлшекке әсер етпейді, ол тұрақты және бірқалыпты озғалады. қ

Магнит өрісіндегі зарядталған бөлшектердің қозғалысы Магнит өрісіндегі зарядталған бөлшектер магнит индукция сызықтарына перпендикуляр қозғалады. 2 — Бөлшек R радиусы бойынша айнала қозғалады: Айналу периоды : Бұрыштық жылдамдық:

Магнит өрісіндегі зарядталған бөлшектердің қозғалысы 3. — Зарядталған бөлшектер магнит индукциясына α бұрышымен қозғалады. § Онда бөлшектің ортақ қозғалысын қосындысы ретінде алуға болады: § 1)Бірқалыпты түзусызықты қозғалыс, жылдамдығы: § υ || = υ cosa; § 2) жазықты айнала бірқалыпты қозғалыс, өріске перпендикуляр, жылдамдығы: υ ┴= υ sina.

Магнит өрісіндегі зарядталған бөлшектердің қозғалысы Соңында винттік сызықпен жүретін қозғалысын аламыз, оның осі магнит өрісіне параллель. Винттік сызықтың адымы: h = υ || T = υ T cosa Винттік сызықтың радиусы :

Магнит өрісіндегі зарядталған бөлшектердің қозғалысы

ВАККУМДАҒЫ В ВЕКТОРЫНЫҢ ЦИРКУЛЯЦИЯСЫНЫҢ ТЕОРЕМАСЫ (ТОЛЫҚ ТОК ЗАҢЫ) l Тұйықталған еркін контурдағы В векторының циркуляциясы магниттық тұрақтысы m 0 және токтардың алгебралық қосындысының көбейтіндісіне тең.

l l Бізге электростатикалық ілім бойынша электростатикалық өрістің вектор циркуляциясы әрқашан нөлге тең екені белгілі. Яғни сондай өріс потенциалдық өріс боп саналады. Магнит өрісінің векторының циркуляциясы нөлге тең емес. Осындай өріс құйынды немесе соленоидтық болып аталады.

СОЛЕНОИДТЫҢ МАГНИТ ӨРІСІ N – орам саны, ℓ – соленоидтың ұзындығы

ТОРОИДТЫҢ МАГНИТ ӨРІСІ N – орам саны

МАГНИТ ИНДУКЦИЯНЫҢ ВЕКТОР АҒЫНЫ l d. S ауданы арқылы өтетін магнит индукцияның вектор ағыны (магнит ағыны) дегеніміз физикалық шама:

ВАККУМДАҒЫ МАГНИТ ӨРІСІНЕ АРНАЛҒАН ГАУСС ТЕОРЕМЫСЫ l Әр тұйық беттен өтетін магнит индукциясының вектор ағыны нөлге тең:

МАГНИТ ӨРІСІНДЕГІ ӨТКІЗГІШІ ЖҰМЫСЫ l Магнит өрісінің жұмысы электростатикалық өріс жұмысына қарағанда, күйдің бастапқыдан соңғысына ауысуына тәуелді.

Магнетиктер – магниттік қасиеттері бар денелер. Ампер гипотезасы. Магнит өрісіндегі электрон қозғалысы.

Орбита бойынша қозғалатын электрондарда импульс моменті бар

Гиромагниттік қатынасы Элементарлы бөлшектің магнит моментінің оның механикаық моментіне қатынасына гиромагниттік қатынас. Электронның орбитальды қозғалысы үшін + « – » таңбасы моменттер бағытының қарама-қарсы екендігін қөрсетеді» .

Магниттік өтімділік Макроскопиялық дененің магниттік жағдайының сипаты магниттелу деп аталады. Ол дене көлемінің бірлік моментіне тең

мұнда c —берілген магнитті сипаттайтын магниттелу коэффициенті немесе магниттiк алғырлық деп аталады. m — ортаның магнит өтімділігі деп аталады.

МАГНЕТИКТЕР түрлері Ø Диамагнетиктер Ø Парамагнетиктер Ø Ферромагнетиктер

ПАРАМАГНЕТИК Молекулалар магниттік моменті нөлден өзгеше Жылулық қозғалыс нәтижесінде олар бейберекет бағытталған Молекулалардың магниттік моменті оның ішкі өрісі сыртқы өрісін күшейтетіндей бағытталған

МАГНИТТІК ӨРІСТЕГІ ДИАМАГНЕТИК Ленц ережесі бойынша Молекулалардың магниттік бағытталған өшпейтін моменті нөлге тең молекулярлы токтар индукцияланады, сол себептен оның өрісі сыртқы өрісті әлсіретеді

диамагнетик парамагнетик ферромагнетик

§ Диамагниттік эффект температураға тәуелді емес. § Парамагниттік эффект температураға тәуелді, өйткені атомдар мен молекулалардың жылулық қозғалысы сыртқы магниттік өрістегі өздерінің магниттік моментінің бағытын бұзады.

ФЕРРОМАГНЕТИК Кездейсоқ магниттелу ауданы - домен

ФЕРРОМАГНЕТИКТІҢ МАГНИТТЕЛУІ Сыртқы магниттік өріс әсерінен сыртқы өріс бойында домендердің бағытталуы болады Өріс кернеулігінің жоғарлауымен байланысты өріс бойында бағытталған домендер саны өседі; өріс бойында бағытталған барлық моменттер болғанда қанығу пайда болады.

ДОМЕНДЕР

ГИСТЕРЕЗИС ТҰЗАҒЫ Қалдықты магниттелу коэрцитивті күш

Ферромагнетиктер әлсіз өрістерде қанығу нұктесіне дейін магниттелінеді.

Ферромагниттік денелер магниттелгенде олардың сызықтық өлшемдері мен көлемдері де өгереді; бұл құбылыс магнитострикция деп аталады.

Екі магнетиктер аралығындағы шарттар

Екі магнетиктер аралығындағы шарттар Индукция сызықта-ры үлкен магнит өтімділігі ортасы-нын кіреді, нормаль жазықтықтан ауыт-қиды да сонымен қатар жинақталады.

ХОЛЛ ЭФФЕКТІСІ I = enυS Холл эффектісі дегеніміз магнит өрісіне перпендикуляр тоғы бар өткізгіште немесе жартылай өткізгіште электр өрісінің пайда болуы. .

Қосымша әдебиеттер тізімі • Әбдіғаппаров Қ. , Ақылбаев А. Қ. Физика Алматы, 1995 ж. • Жылқыбаева М. Жалпы физика курсының есептері Алматы, 1992 ж. • Стрелков С. П. Механика. Москва, 1979 г. • Кикоин А. К. , Кикоин И. К. Молекулярная физика. Москва, 1977 г. • Калашников С. Г. Электричество. Москва, 1977 г. • Ландсберг Г. С. Оптика. Москва, 1976 г. • Матвеев А. Н. Электродинамика. Москва, 1978 г. • Астахов А. В. , Широков И. М. Курс физики, т. 2, 3. Москва, 1980 г. , 1983 г

СӨЖ арналған бақылау сұрақтары • Магнит өрісінің векторы. • Суперпозитция ұстанымы. • Био-Савар-Лаплас заңы. • Лоренц күші. • Магнит өрісіндегі зарядталған бөлшектің қозғалысы. • Холл эффектісі. • Ампер күші. • Магнит өрісіндегі тогы бар орам. • Рамкаға әсер етуші күш моменті. • Магнит ағыны.

НАЗАРЛАРЫҢЫЗҒА РАХМЕТ!