Соронзон орон нь соронзон зүү дотор эргэлдэж буй гүйдэл дээр ажилладаг. Эдгээр нөлөөлөл нь соронзон орны нөлөөг бүхэлд нь зүү дээр нэмдэг.

2. Амперын хуулийг томъёол. Түүний математик илэрхийлэлийг бич.

Амперын хууль: гүйдэлд байгаа дамжуулагчийн сегментэд соронзон орон үйлчлэх хүч (энэ талбарт байрлуулсан) нь одоогийн хүч, соронзон индукцийн векторын хэмжээ, дамжуулагчийн сегментийн урттай тэнцүү байна. ба хүчний чиглэлийн хоорондох өнцгийн синус

гүйдэл ба соронзон индукцийн вектор.

3. Амперын хүч нь гүйдлийн чиглэл ба соронзон индукцийн вектортой харьцуулахад хэрхэн чиглэсэн вэ?

Эдгээр вектор хэмжигдэхүүнүүд нь векторуудын баруун талын гурвалсан хэсгийг бүрдүүлдэг.

4. Ампер хүчний чиглэлийг хэрхэн тодорхойлох вэ? Зүүн гарын дүрмийг томъёол.

Ампер хүчний чиглэлийг зүүн гарын дүрмээр тодорхойлно: хэрэв та зүүн алгаа сунгасан хуруунууд нь гүйдлийн чиглэлийг зааж, соронзон орны шугамууд далдуу руу ухаж байвал сунгасан эрхий хуруу нь чиглэлийг заана. дамжуулагч дээр ажиллаж буй ампер хүчний .

5. Соронзон индукцийн векторын хэмжээ хэд вэ? Соронзон индукцийг ямар нэгжээр хэмждэг вэ?

Соронзон индукцийн векторын хэмжээ нь дамжуулагч дээр ажиллаж байгаа амперийн хамгийн их хүчийг одоогийн хүч ба дамжуулагчийн уртын үржвэрт харьцуулсан харьцаатай тоон утгаараа тэнцүү хэмжигдэхүүн юм.

Хэрэв гүйдэл урсаж буй утас нь соронзон орон дотор байвал гүйдэл дамжуулагч тус бүр нь амперийн хүчээр үйлчилнэ.

Вектор хэлбэрийн Амперын хууль

В индукцийн жигд соронзон орон дээр байрлуулсан гүйдэл дамжуулагч нь дараах байдлаар үйлчилдэг болохыг тогтооно. хүч, пропорциональ хүч чадалгүйдэл ба соронзон орны индукц

dl ба В векторууд байрлах хавтгайд перпендикуляр чиглэнэ Чиглэлийг тодорхойлох хүч чадал, соронзон орон дээр байрлуулсан гүйдэл дамжуулагч дээр ажиллаж, зүүн гарын дүрмийг баримтална.

Гүйдэл нь ижил чиглэлд урсаж, эдгээр дамжуулагч нь r зайд байрладаг хоёр хязгааргүй зэрэгцээ дамжуулагчийн ампер хүчийг олохын тулд дараахь зүйлийг хийх шаардлагатай.

r зайд байгаа цэгт I1 гүйдэл бүхий хязгааргүй дамжуулагч нь индукц бүхий соронзон орон үүсгэдэг.

Биот-Саварт-Лаплас хуулийн дагуу тогтмол гүйдлийн хувьд:

Одоо Амперын хуулийг ашиглан эхний дамжуулагч хоёр дахь дамжуулагчийн ажиллах хүчийг олно.

Гимлет дүрмийн дагуу энэ нь эхний дамжуулагч руу чиглэнэ (үүнтэй адилаар дамжуулагчийг татдаг гэсэн үг).

Бид зөвхөн нэгж урттай дамжуулагчийг (l-ийн хязгаар 0-ээс 1 хүртэл) харгалзан нэгтгэж, ампер хүчийг олж авна.

Бидний ашигласан томъёонд:

Одоогийн үнэ цэнэ

Тээвэрлэгчийн эмх замбараагүй хөдөлгөөний хурд

Захиалгат хөдөлгөөний хурд

Амперын хүч нь энэ талбарт байрлуулсан гүйдэл дамжуулагч дээр соронзон орон үйлчлэх хүч юм. Энэ хүчний хэмжээг Амперын хуулийг ашиглан тодорхойлж болно. Энэ хууль нь дамжуулагчийн хязгааргүй жижиг хэсгийн хязгааргүй жижиг хүчийг тодорхойлдог. Энэ нь энэ хуулийг янз бүрийн хэлбэрийн дамжуулагчдад хэрэглэх боломжтой болгодог.

Формула 1 - Амперын хууль

Бгүйдэл дамжуулах дамжуулагч байрлах соронзон орны индукц

Iдамжуулагч дахь гүйдлийн хүч

dlгүйдэл дамжуулах дамжуулагчийн уртын хязгааргүй жижиг элемент

альфагадаад соронзон орны индукц ба дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэлийн хоорондох өнцөг

Амперын хүчний чиглэлийг зүүн гарын дүрмийн дагуу олно. Энэхүү дүрмийн тайлбар нь дараах байдалтай байна. Зүүн гар нь гадна талын соронзон индукцийн шугамууд далдуу мод руу орж, дөрвөн сунгасан хуруу нь дамжуулагчийн гүйдлийн хөдөлгөөний чиглэлийг заадаг бол эрхий хуруу нь зөв өнцгөөр гулзайлгах чиглэлийг заана. дамжуулагч элемент дээр үйлчлэх хүчний .

Зураг 1 - зүүн гарын дүрэм

Талбайн индукц ба гүйдлийн хоорондох өнцөг бага байвал зүүн гарын дүрмийг ашиглах үед зарим асуудал үүсдэг. Нээлттэй далдуу мод хаана байх ёстойг тодорхойлоход хэцүү байдаг. Тиймээс, энэ дүрмийн хэрэглээг хялбарчлахын тулд та далдуу модыг соронзон индукцийн вектор биш харин түүний модулийг агуулсан байхаар байрлуулж болно.

Амперын хуулиас харахад талбайн соронзон индукцийн шугам ба гүйдлийн хоорондох өнцөг тэгтэй тэнцүү байвал Амперын хүч тэгтэй тэнцүү байх болно. Өөрөөр хэлбэл, дамжуулагчийг ийм шугамын дагуу байрлуулна. Хэрэв өнцөг нь 90 градус байвал Амперын хүч нь энэ системийн хамгийн их утгатай байх болно. Өөрөөр хэлбэл, гүйдэл нь соронзон индукцийн шугамд перпендикуляр байх болно.

Амперын хуулийг ашиглан хоёр дамжуулагчийн системд ажиллах хүчийг олж болно. Бие биенээсээ хол зайд байрладаг хязгааргүй урт хоёр дамжуулагчийг төсөөлье. Эдгээр дамжуулагчаар гүйдэл урсдаг. Хоёр дугаартай дамжуулагч дээр нэг дугаартай гүйдэл бүхий дамжуулагчийн үүсгэсэн талбайн үйлчлэлийн хүчийг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Формула 2 - Хоёр зэрэгцээ дамжуулагчийн ампер хүч.

Хоёр дахь дамжуулагч дээр нэг дугаартай дамжуулагчийн үзүүлэх хүч ижил хэлбэртэй байна. Түүнээс гадна, хэрэв дамжуулагчийн гүйдэл нэг чиглэлд урсаж байвал дамжуулагч татагдах болно. Хэрэв эсрэг чиглэлд байвал тэд бие биенээ няцаах болно. Урсгал нэг зүгт урсдаг болохоор нэг нэгнээ яаж татах вэ дээ гэж төөрөгдөл бий. Эцсийн эцэст, шон, цэнэг шиг үргэлж няцаагдаж ирсэн. Эсвэл Ампер бусдыг дуурайх нь үнэ цэнэтэй зүйл биш гэж үзээд шинэ зүйл гаргаж ирэв.

Үнэн хэрэгтээ Ампер юу ч зохион бүтээгээгүй, учир нь та үүнийг бодож үзвэл зэрэгцээ дамжуулагчийн үүсгэсэн талбайнууд бие биенийхээ эсрэг чиглэсэн байдаг. Тэднийг яагаад татдаг вэ гэдэг асуулт гарч ирэхээ больсон. Кондукторын үүсгэсэн талбарыг аль чиглэлд чиглүүлэхийг тодорхойлохын тулд та баруун талын шурагны дүрмийг ашиглаж болно.

Зураг 2 - Гүйдэлтэй зэрэгцээ дамжуулагч

Зэрэгцээ дамжуулагч ба тэдгээрийн ампер хүчний илэрхийлэлийг ашиглан нэг Амперын нэгжийг тодорхойлж болно. Хэрэв нэг амперын ижил гүйдэл нь нэг метрийн зайд байрлах хязгааргүй урт параллель дамжуулагчаар урсдаг бол тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүч нь урт метр бүрт 2 * 10-7 Ньютон байх болно. Энэ хамаарлыг ашиглан бид нэг Ампер ямар хэмжээтэй тэнцүү болохыг илэрхийлж болно.

Энэ видео нь тах соронзоор үүсгэгдсэн тогтмол соронзон орон нь гүйдэл дамжуулагч дамжуулагчид хэрхэн нөлөөлж байгааг харуулж байна. Энэ тохиолдолд гүйдэл дамжуулагчийн үүргийг хөнгөн цагаан цилиндр гүйцэтгэдэг. Энэ цилиндр нь цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг зэс баар дээр байрладаг. Соронзон орон дахь гүйдэл дамжуулагч дээр үйлчлэх хүчийг Амперын хүч гэнэ. Ампер хүчний үйл ажиллагааны чиглэлийг зүүн гарын дүрмийг ашиглан тодорхойлно.

Амперын хуультүүнд байрлуулсан дамжуулагч дээр соронзон орон үйлчлэх хүчийг харуулав. Энэ хүчийг бас нэрлэдэг Амперын хүч.

Хуулийн мэдэгдэл: жигд соронзон оронд байрлуулсан гүйдэл дамжуулах дамжуулагч дээр үйлчлэх хүч нь дамжуулагчийн урт, соронзон индукцийн вектор, гүйдлийн хүч ба соронзон индукцийн вектор ба дамжуулагчийн хоорондох өнцгийн синустай пропорциональ байна..

Хэрэв дамжуулагчийн хэмжээ нь дур зоргоороо, талбай нь жигд бус байвал томъёо нь дараах байдалтай байна.

Амперын хүчний чиглэлийг зүүн гарын дүрмээр тодорхойлно.

Зүүн гарын дүрэм: Хэрэв та зүүн гараа соронзон индукцийн векторын перпендикуляр бүрэлдэхүүн алган дээр орж, дөрвөн хуруугаа дамжуулагчийн гүйдлийн чиглэлд сунгаж байвал 90-ыг буцаана уу.° эрхий хуруу нь Ампер хүчний чиглэлийг заана.

Жолооны хураамжийн УИХ-ын гишүүн. Хөдөлгөөнт цэнэгт MF-ийн нөлөө. Ампер ба Лоренцын хүч.

Гүйдэл дамжуулах аливаа дамжуулагч нь хүрээлэн буй орон зайд соронзон орон үүсгэдэг. Энэ тохиолдолд цахилгаан гүйдэл нь цахилгаан цэнэгийн захиалгат хөдөлгөөн юм. Энэ нь вакуум эсвэл орчинд хөдөлж буй аливаа цэнэг өөрийн эргэн тойронд соронзон орон үүсгэдэг гэж бид үзэж болно гэсэн үг юм. Туршилтын олон тооны өгөгдлийг нэгтгэн дүгнэсний үр дүнд харьцангуй бус тогтмол v хурдтай хөдөлж буй Q цэгийн цэнэгийн B талбарыг тодорхойлсон хууль тогтоогдсон. Энэ хуулийг томъёогоор өгсөн болно

(1)

Энд r нь Q цэнэгээс M ажиглалтын цэг хүртэл татсан радиус вектор (Зураг 1). (1)-ийн дагуу В вектор нь v ба r векторууд байрлах хавтгайд перпендикуляр чиглэнэ: түүний чиглэл нь v-ээс r хүртэл эргэх үед баруун шурагны хөрвүүлэх хөдөлгөөний чиглэлтэй давхцдаг.

Зураг 1

Соронзон индукцийн векторын хэмжээг (1) томъёогоор олно

(2)

Энд α нь v ба r векторуудын хоорондох өнцөг юм. Биот-Саварт-Лапласын хууль ба (1)-ийг харьцуулж үзвэл бид хөдөлж буй цэнэг нь соронзон шинж чанараараа одоогийн элементтэй тэнцүү болохыг харж байна: Idl = Qv

Хөдөлгөөнт цэнэгт MF-ийн нөлөө.

Соронзон орон нь зөвхөн гүйдэл дамжуулагч дамжуулагчдад төдийгүй соронзон орон дотор хөдөлж буй бие даасан цэнэгүүдэд нөлөөлдөг нь туршлагаас мэдэгдэж байна. Соронзон талбарт v хурдтай хөдөлж буй Q цахилгаан цэнэг дээр үйлчлэх хүчийг Лоренцын хүч гэж нэрлэх ба дараах илэрхийллээр өгөгдөнө: F = Q Энд B нь цэнэгийн хөдөлж буй соронзон орны индукц юм.

Лоренцын хүчний чиглэлийг тодорхойлохын тулд бид зүүн гарын дүрмийг ашиглана: хэрэв зүүн гарын алга В вектор орохоор байрлуулсан бол дөрвөн сунгасан хуруу нь v векторын дагуу чиглэнэ (Q>0 хувьд чиглэлүүд) I ба v давхцаж байна, Q-ийн хувьд 1-р зурагт v, B векторуудын харилцан чиг баримжаа (талбар нь бидэн рүү чиглэсэн, зураг дээр цэгээр харуулсан) ба эерэг цэнэгийн хувьд F бол цэнэг нь сөрөг байвал хүч үйлчилнэ эсрэг чиглэлд.

Лоренцын хүчний модуль нь аль хэдийн мэдэгдэж байгаагаар тэнцүү байна F = QvB sin a; Энд α нь v ба B хоорондох өнцөг юм.

MF нь суурин цахилгаан цэнэг дээр ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй. Энэ нь соронзон орныг цахилгаанаас эрс ялгаатай болгодог. Соронзон орон нь зөвхөн түүний дотор хөдөлж буй цэнэгүүдэд л үйлчилдэг.

Лоренцын хүчний цэнэгт үзүүлэх нөлөөг мэдсэнээр В векторын хэмжээ, чиглэлийг олж, Лоренцын хүчний томъёог ашиглан соронзон индукцийн В векторыг олох боломжтой.

Лоренцын хүч нь цэнэглэгдсэн бөөмийн хөдөлгөөний хурдтай үргэлж перпендикуляр байдаг тул энэ хүч нь түүний модулийг өөрчлөхгүйгээр зөвхөн энэ хурдны чиглэлийг өөрчилж чадна. Энэ нь Лоренцын хүч ямар ч ажил хийдэггүй гэсэн үг.

Хэрэв хөдөлж буй цахилгаан цэнэг нь В индукцтэй соронзон оронтой хамт E эрчимтэй цахилгаан талбараар үйлчилдэг бол цэнэг дээр үйлчлэх нийт F хүч нь хүчний векторын нийлбэртэй тэнцүү байна. цахилгаан талбайгаас үйлчлэх хүч ба Лоренцын хүч: F = QE + Q

Ампер ба Лоренцын хүч.

Соронзон орон дахь гүйдэл дамжуулагч дээр үйлчлэх хүчийг Амперын хүч гэнэ.

Гүйдэл дамжуулах дамжуулагч дээрх жигд соронзон орны хүч нь гүйдлийн хүч, дамжуулагчийн урт, соронзон орны индукцийн векторын хэмжээ, соронзон орны индукцийн вектор ба соронзон орны хоорондох өнцгийн синустай шууд пропорциональ байна. дамжуулагч:

F = B.I.l. sin α - Амперын хууль.

Соронзон орон дахь цэнэгтэй хөдөлж буй бөөм дээр үйлчлэх хүчийг Лоренцын хүч гэнэ.

Цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдэл. Фарадейгийн хууль. Хөдөлгөөнт дамжуулагч дахь индукцийн emf. Өөрөө индукц.

Хэрэв гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойронд соронзон орон байгаа бол эсрэг үзэгдэл болох соронзон орны нөлөөн дор цахилгаан гүйдэл үүсэхийг хүлээх нь зүйн хэрэг гэж Фарадей санал болгов. Тиймээс 1831 онд Фарадей шинэ үзэгдэл болох цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийг нээсэн тухай өгүүлэл нийтлэв.

Фарадейгийн туршилтууд маш энгийн байсан. Тэрээр гальванометр G-г ороомгийн L-ийн төгсгөлд холбож, соронзыг ойртуулжээ. Гальванометрийн зүү хазайж, хэлхээн дэх гүйдлийн харагдах байдлыг тэмдэглэв. Соронз хөдөлж байх үед гүйдэл урсаж байв. Соронз нь ороомогоос холдох үед гальванометр нь эсрэг чиглэлд гүйдэл гарч ирснийг тэмдэглэв. Хэрэв соронзыг гүйдэл дамжуулах ороомог эсвэл битүү гүйдэл дамжуулах гогцоогоор сольсон бол ижил төстэй үр дүн ажиглагдсан.

Хөдөлгөөнт соронз буюу гүйдэл дамжуулагч нь L ороомогоор дамжин хувьсах соронзон орон үүсгэдэг. Хэрэв тэдгээр нь хөдөлгөөнгүй байвал тэдгээрийн үүсгэсэн талбар нь тогтмол байна. Хэрэв хувьсах гүйдэл бүхий дамжуулагчийг хаалттай гогцооны ойролцоо байрлуулсан бол битүү гогцоонд мөн гүйдэл үүснэ. Туршилтын өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийсний үндсэн дээр Фарадей энэ хэлхээний хязгаарлагдмал талбайд соронзон урсгал өөрчлөгдөх үед дамжуулагч хэлхээний гүйдэл гарч ирдэг болохыг тогтоожээ.

Энэ гүйдлийг индукц гэж нэрлэдэг. Фарадейгийн нээлтийг цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдэл гэж нэрлэж, дараа нь цахилгаан мотор, генератор, трансформатор болон түүнтэй төстэй төхөөрөмжүүдийн ажиллах үндэс болсон.

Тиймээс, тодорхой хэлхээгээр хязгаарлагдсан гадаргуугаар дамжин өнгөрөх соронзон урсгал өөрчлөгдвөл хэлхээнд цахилгаан гүйдэл үүсдэг. Дамжуулагч дахь цахилгаан гүйдэл нь зөвхөн гадны хүчний нөлөөн дор үүсдэг гэдгийг мэддэг. induced гүйдлийн үед гадны хүчинд харгалзах EMF-ийг цахилгаан соронзон индукцийн цахилгаан хөдөлгөгч хүч εi гэж нэрлэдэг.

E.m.f. Хэлхээний цахилгаан соронзон индукц нь энэ хэлхээгээр хязгаарлагдсан гадаргуугаар дамжин өнгөрөх соронзон урсгал Фm-ийн өөрчлөлтийн хурдтай пропорциональ байна.

Энд k - пропорциональ байдлын коэффициент. Энэ э.м.ф. Энэ нь соронзон урсгалын өөрчлөлтөд юу нөлөөлсөнөөс хамаарахгүй - хэлхээг тогтмол соронзон орон дотор хөдөлгөх, эсвэл талбарыг өөрөө өөрчилснөөр.

Тиймээс индукцийн гүйдлийн чиглэлийг Ленцийн дүрмээр тодорхойлно: Хаалттай дамжуулагч хэлхээгээр хязгаарлагдах гадаргуугаар дамжин өнгөрөх соронзон урсгалын аливаа өөрчлөлтийн хувьд индукцийн гүйдэл нь түүний соронзон орны өөрчлөлтийг эсэргүүцэх чиглэлд үүсдэг. соронзон урсгал.

Фарадейгийн хууль ба Ленцийн дүрмийн ерөнхий дүгнэлт бол Фарадей-Ленцийн хууль юм: Хаалттай дамжуулагч хэлхээний цахилгаан соронзон индукцийн цахилгаан хөдөлгөгч хүч нь хэлхээгээр хязгаарлагдсан гадаргуугаар дамжин өнгөрөх соронзон урсгалын өөрчлөлтийн хурдтай тоон хувьд тэнцүү бөгөөд эсрэг утгатай байна.

Энэ илэрхийлэл нь цахилгаан соронзон индукцийн үндсэн хуулийг илэрхийлдэг.

1 Вб/с-ийн соронзон урсгалын өөрчлөлтийн хурдаар хэлхээнд emf үүсдэг. 1 В-д.

EMF өдөөгдсөн хэлхээ нь нэг биш, харин N эргэлтээс бүрдэх болтугай, жишээлбэл, энэ нь соленоид юм. Соленоид нь олон тооны эргэлтээс бүрдсэн цилиндр хэлбэрийн гүйдэл дамжуулах ороомог юм. Соленоид дахь эргэлтүүд нь цувралаар холбогдсон тул энэ тохиолдолд εi нь эргэлт тус бүрт өдөөгдсөн emf-ийн нийлбэртэй тэнцүү байх болно.:

Германы физикч Г.Гельмгольц Фарадей-Ленцийн хууль нь энерги хадгалагдах хуулийн үр дагавар гэдгийг нотолсон. Битүү дамжуулагч хэлхээ нь жигд бус соронзон орон дотор байг. Хэрэв хэлхээнд I гүйдэл урсаж байвал Амперын хүчний нөлөөн дор сул хэлхээ хөдөлж эхэлнэ. dt хугацаанд контурыг хөдөлгөхөд гүйцэтгэсэн энгийн ажил dA байх болно

dA = IdФm,

Энд dФm нь хэлхээний талбайгаар дамжих соронзон урсгалын dt хугацааны өөрчлөлт. Хэлхээний R цахилгаан эсэргүүцлийг давахад dt хугацаанд гүйдлийн хийсэн ажил I2Rdt-тэй тэнцүү байна. Энэ хугацаанд одоогийн эх үүсвэрийн нийт ажил εIdt-тэй тэнцүү байна. Эрчим хүчийг хадгалах хуулийн дагуу одоогийн эх үүсвэрийн ажлыг нэрлэсэн хоёр ажилд зарцуулдаг, i.e.

εIdt = IdФm + I2Rdt.

Тэгш байдлын хоёр талыг Idt-д хуваавал бид олж авна

Иймээс хэлхээтэй холбоотой соронзон урсгал өөрчлөгдөхөд сүүлийнх нь индукцийн цахилгаан хөдөлгөгч хүч үүсдэг.

Цахилгаан соронзон чичиргээ. Тербеллийн хэлхээ.

Цахилгаан соронзон хэлбэлзэл нь индукц, эсэргүүцэл, эмф, цэнэг, гүйдэл гэх мэт хэмжигдэхүүнүүдийн хэлбэлзэл юм.

Цуваа холбосон конденсатор, ороомог, эсэргүүцэл зэргээс бүрдэх цахилгаан хэлхээг хэлбэлзэгч хэлхээ гэнэ. Цаг хугацааны явцад конденсаторын хавтан дээрх цахилгаан цэнэгийн өөрчлөлтийг дифференциал тэгшитгэлээр тодорхойлно.

Цахилгаан соронзон долгион ба тэдгээрийн шинж чанарууд.

Тербеллийн хэлхээнд конденсаторын цахилгаан энергийг ороомгийн соронзон орны энерги болон эсрэгээр хувиргах үйл явц явагддаг. Хэрэв бид гадны эх үүсвэрийн эсэргүүцлийн улмаас хэлхээн дэх энергийн алдагдлыг тодорхой хугацаанд нөхөх юм бол бид антенаар дамжуулан хүрээлэн буй орон зайд цацруулж болох саармагжаагүй цахилгаан хэлбэлзлийг олж авах болно.

Цахилгаан соронзон хэлбэлзэл, цахилгаан ба соронзон орны хүч чадлын үе үе өөрчлөгдөх үйл явцыг хүрээлэн буй орон зайд цахилгаан соронзон долгион гэж нэрлэдэг.

Цахилгаан соронзон долгион нь 105-10 м долгионы урт, 104-1024 Гц давтамжийн өргөн хүрээг хамардаг. Нэрээр нь цахилгаан соронзон долгионыг радио долгион, хэт улаан туяаны, үзэгдэх ба хэт ягаан туяа, рентген туяа, цацраг гэж хуваадаг. Долгионы урт эсвэл давтамжаас хамааран цахилгаан соронзон долгионы шинж чанар өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь тоо хэмжээг шинэ чанарт шилжүүлэх диалектик-материалист хуулийн баттай нотолгоо юм.

Цахилгаан соронзон орон нь материаллаг бөгөөд энерги, импульс, масстай, орон зайд хөдөлдөг: вакуумд С хурдтай, хурдтай орчинд: V=, энд = 8.85;

Цахилгаан соронзон орны эзэлхүүний энергийн нягт. Цахилгаан соронзон үзэгдлийн практик хэрэглээ маш өргөн. Эдгээр нь харилцаа холбооны систем, хэрэгсэл, радио нэвтрүүлэг, телевиз, цахим компьютерийн технологи, янз бүрийн зориулалттай хяналтын систем, хэмжих болон эмнэлгийн хэрэгсэл, гэр ахуйн цахилгаан, радио төхөөрөмж болон бусад. үүнгүйгээр орчин үеийн нийгмийг төсөөлөхийн аргагүй зүйл.

Цахилгаан соронзон цацраг нь хүний ​​эрүүл мэндэд хэрхэн нөлөөлдөг талаар шинжлэх ухааны нарийн мэдээлэл бараг байдаггүй, зөвхөн батлагдаагүй таамаглал байдаг бөгөөд ерөнхийдөө байгалийн бус бүх зүйл хор хөнөөлтэй байдаг гэсэн үндэслэлгүй айдас байдаггүй. Хэт ягаан туяа, рентген болон өндөр эрчимтэй цацраг нь олон тохиолдолд бүх амьд биетэд бодит хор хөнөөл учруулдаг нь батлагдсан.

Геометрийн оптик. GO хууль.

Геометрийн (цацраг) оптик нь гэрлийн туяа - нэгэн төрлийн изотроп орчинд шулуун шугамаар тархдаг хязгааргүй нимгэн гэрлийн туяа, түүнчлэн бүх чиглэлд жигд гэрэлтдэг цацрагийн цэгийн эх үүсвэрийн санааг ашигладаг. λ – гэрлийн долгионы урт, – шинж чанар

долгионы зам дахь объект. Геометрийн оптик нь долгионы оптикийн хязгаарлагдмал тохиолдол бөгөөд түүний зарчмуудыг дараахь нөхцлөөр хангана.

Геометрийн оптик нь мөн гэрлийн цацрагийн бие даасан байдлын зарчим дээр суурилдаг: туяа нь хөдөлж байх үед бие биедээ саад болохгүй. Тиймээс цацрагийн хөдөлгөөн нь тус бүрийг бие биенээсээ хамааралгүйгээр тараахад саад болохгүй.

Оптикийн олон практик асуудлын хувьд гэрлийн долгионы шинж чанарыг үл тоомсорлож, гэрлийн тархалтыг шулуун шугам гэж үзэж болно. Энэ тохиолдолд зураг нь гэрлийн цацрагийн замын геометрийг авч үзэх болно.

Геометрийн оптикийн үндсэн хуулиуд.

Туршилтын өгөгдлөөс үүдэлтэй оптикийн үндсэн хуулиудыг жагсаацгаая.

1) Шулуун шугамын тархалт.

2) Гэрлийн цацрагийн бие даасан байдлын хууль, өөрөөр хэлбэл огтлолцсон хоёр цацраг бие биедээ саад болохгүй. Энэ хууль нь долгионы онолтой илүү нийцдэг, учир нь бөөмс нь зарчмын хувьд бие биетэйгээ мөргөлдөх боломжтой.

3) Тусгалын хууль. туссан туяа, туссан туяа ба интерфэйсийн перпендикуляр, туяа тусах цэг дээр дахин бүтээгдсэн нь тусгалын хавтгай гэж нэрлэгддэг нэг хавтгайд байрладаг; тусгалын өнцөг нь өнцөгтэй тэнцүү байна

Тусгал.

4) Гэрлийн хугарлын хууль.

Хугарлын хууль: тусгалын туяа, хугарсан туяа ба интерфэйсийн перпендикуляр, туяа тусах цэгээс сэргээн босгосон нь нэг хавтгайд - тусгалын хавтгайд байрладаг. Тусгалын өнцгийн синусын тусгалын өнцгийн синусын харьцаа нь хоёр мэдээллийн хэрэгслийн гэрлийн хурдны харьцаатай тэнцүү байна.

Sin i1/ sin i2 = n2/n1 = n21

хаана нь эхний орчинтой харьцуулахад хоёр дахь орчны хугарлын илтгэгч юм. n21

Хэрэв 1-р бодис нь хоосон чанар, вакуум бол n12 → n2 нь 2-р бодисын үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч юм. n12 = n2 /n1 гэдгийг хялбархан харуулж болно, зүүн талд байгаа энэ тэгшитгэлд хоёр бодисын харьцангуй хугарлын илтгэгч (жишээ нь , 1 нь агаар, 2 нь шил), баруун талд нь тэдгээрийн үнэмлэхүй хугарлын индексүүдийн харьцаа юм.

5) Гэрлийн эргэлтийн хууль (үүнийг 4-р хуулиас гаргаж болно). Хэрэв та эсрэг чиглэлд гэрэл илгээх юм бол тэр ижил замаар явна.

4) хуулиас үзвэл n2 > n1 бол Sin i1 > Sin i2 болно. Одоо бидэнд n2 байна< n1 , то есть свет из стекла, например, выходит в воздух, и мы постепенно увеличиваем угол i1.

Дараа нь бид энэ өнцгийн (i1)pr тодорхой утгад хүрэхэд i2 өнцөг нь π /2 (туяа 5) -тай тэнцүү болно гэдгийг ойлгож болно. Дараа нь Sin i2 = 1 ба n1 Sin (i1)pr = n2 болно. Тиймээс нүгэл

Амперын хүч гэж юу вэ

1820 онд Францын нэрт физикч Андре Мари Ампер (цахилгаан гүйдлийг хэмжих нэгжийг түүний нэрээр нэрлэсэн) бүх цахилгаан инженерийн үндсэн хуулиудын нэгийг томъёолжээ. Дараа нь энэ хуульд амперын хүч гэсэн нэр өгсөн.

Мэдэгдэж байгаагаар цахилгаан гүйдэл дамжуулагчаар дамжин өнгөрөхөд түүний эргэн тойронд өөрийн (хоёрдогч) соронзон орон үүсдэг бөгөөд түүний хүчдэлийн шугамууд нь нэг төрлийн эргэдэг бүрхүүл үүсгэдэг. Соронзон индукцийн эдгээр шугамын чиглэлийг баруун гарын дүрмээр тодорхойлно (хоёр дахь нэр нь "гимлет дүрэм"): бид дамжуулагчийг баруун гараараа тэвэрч, цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн урсгал нь заасан чиглэлтэй давхцдаг. эрхий хуруугаа нугалав. Үүний үр дүнд утсыг барьж буй бусад дөрвөн хуруу нь талбайн эргэлтийг заана.

Хэрэв ийм хоёр дамжуулагчийг (нимгэн утас) зэрэгцээ байрлуулсан бол тэдгээрийн соронзон орны харилцан үйлчлэлд амперийн хүч нөлөөлнө. Дамжуулагч бүрийн гүйдлийн чиглэлээс хамааран тэдгээр нь түлхэж эсвэл татах боломжтой. Гүйдэл нь нэг чиглэлд урсах үед амперын хүч нь тэдэнд сэтгэл татам нөлөө үзүүлдэг. Үүний дагуу гүйдлийн эсрэг чиглэл нь түлхэлт үүсгэдэг. Энэ нь гайхмаар зүйл биш юм: цэнэгүүд шиг түлхэц өгдөг ч энэ жишээнд цэнэгүүд өөрсдөө биш харин соронзон орон харилцан үйлчилдэг. Тэдний эргэлтийн чиглэл ижил тул үүссэн талбар нь ялгаа биш харин вектор нийлбэр юм.

Өөрөөр хэлбэл, соронзон орон нь суналтын шугамыг гаталж буй дамжуулагч дээр тодорхой байдлаар үйлчилдэг. Амперын хүчийг (дурын дамжуулагчийн хэлбэр) хуулийн томъёогоор тодорхойлно.

энд - I нь дамжуулагч дахь гүйдлийн утга; B - гүйдэл дамжуулагч материалыг байрлуулсан соронзон орны индукц; L - гүйдэл бүхий дамжуулагчийн уртыг тооцоолохын тулд авсан (түүнээс гадна энэ тохиолдолд дамжуулагчийн урт ба хүч нь тэг байх хандлагатай гэж үздэг); альфа (а) - цэнэгтэй элементийн хэсгүүдийн хөдөлгөөний чиглэл ба гадаад талбайн хүч чадлын шугам хоорондын вектор өнцөг. Үр дагавар нь дараах байдалтай байна: векторуудын хоорондох өнцөг 90 градус байвал түүний нүгэл = 1, хүчний утга хамгийн их байна.

Ампер хүчний үйл ажиллагааны вектор чиглэлийг зүүн гарын дүрмийг ашиглан тодорхойлно: бид зүүн гарын алгаа гаднах талбайн соронзон индукцийн шугамууд (векторууд) нээлттэй далдуу мод руу орохоор оюун ухаанаараа байрлуулна. , бусад дөрвөн шулуун хуруу нь дамжуулагч дахь гүйдэл ямар чиглэлд шилжихийг заана. Дараа нь 90 градусын өнцгөөр нугалж буй эрхий хуруу нь дамжуулагч дээр үйлчлэх хүчний чиглэлийг харуулна. Хэрэв цахилгаан гүйдлийн вектор ба дурын индукцийн шугамын хоорондох өнцөг хэтэрхий бага байвал дүрмийн хэрэглээг хялбарчлахын тулд индукцийн вектор өөрөө биш харин модуль руу орох ёстой.

Амперийн хүчийг ашигласнаар цахилгаан мотор бий болгох боломжтой болсон. Хөдөлгүүрийг ажиллуулахын тулд мотороор тоноглогдсон гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслийн унтраалгыг эргүүлэхэд хангалттай гэдэгт бид бүгд дассан. Мөн энэ үйл явцын явцад тохиолддог үйл явцын талаар хэн ч үнэхээр боддоггүй. Ампер хүчний чиглэл нь моторууд хэрхэн ажилладагийг тайлбарлахаас гадна эргүүлэх хүчийг яг хаашаа чиглүүлэхийг тодорхойлох боломжийг олгодог.

Жишээлбэл, DC моторыг төсөөлөөд үз дээ: түүний арматур нь ороомогтой суурь хүрээ юм. Гаднах соронзон орон нь тусгай туйлуудын тусламжтайгаар үүсдэг. Арматурын ороомгийн ороомог нь дугуй хэлбэртэй байдаг тул эсрэг талдаа дамжуулагчийн хэсгүүдийн гүйдлийн чиглэл нь эсрэг гүйдэл юм. Үүний үр дүнд ампер хүчний үйл ажиллагааны векторууд нь эсрэг гүйдэл юм. Арматур нь холхивч дээр суурилагдсан тул ампер хүчний векторуудын харилцан үйлчлэл нь эргүүлэх хүчийг үүсгэдэг. Гүйдлийн үр дүнтэй утга нэмэгдэхийн хэрээр хүч чадал нь нэмэгддэг. Тийм ч учраас нэрлэсэн цахилгаан гүйдэл (цахилгаан төхөөрөмжийн паспорт дээр заасан) ба эргэлт нь хоорондоо шууд холбоотой байдаг. Гүйдлийн өсөлт нь дизайны онцлогоор хязгаарлагддаг: ороомогт ашигласан утасны хөндлөн огтлол, эргэлтийн тоо гэх мэт.

Амперын хүч

– Амперын хүч (эсвэл Амперын хууль)

Ампер хүчний чиглэлийг вектор бүтээгдэхүүний дүрмийн дагуу олдог - зүүн гарын дүрмийн дагуу: зүүн гарынхаа дөрвөн сунгасан хурууг гүйдлийн чиглэлд байрлуулж, вектор алган руу орж, эрхий хуруугаа нугалав. зөв өнцөг нь гүйдэлтэй дамжуулагч дээр үйлчлэх хүчний чиглэлийг харуулна. (Та баруун гараа ашиглан чиглэлийг тодорхойлж болно: баруун гарынхаа дөрвөн хурууг эхний хүчин зүйлээс хоёр дахь хүртэл эргүүлээрэй, эрхий хуруу нь чиглэлийг заана.)

Ампер тэжээлийн модуль

,

Энд α нь векторуудын хоорондох өнцөг ба .

Хэрэв талбай нь жигд, гүйдэл дамжуулах дамжуулагч нь хязгаарлагдмал хэмжээтэй бол

Перпендикуляр дээр

1. Гүйдлийн хэмжилтийн нэгжийг тодорхойлох.

Гүйдэл дамжуулах аливаа дамжуулагч өөрийн эргэн тойронд соронзон орон үүсгэдэг. Хэрэв та энэ талбарт гүйдэл бүхий өөр дамжуулагчийг байрлуулбал эдгээр дамжуулагчийн хооронд харилцан үйлчлэлийн хүч үүсдэг. Энэ тохиолдолд зэрэгцээ чиглэлтэй гүйдэл нь татагдаж, эсрэг чиглэлтэй гүйдэл нь түлхэгдэнэ.

Гүйдэл дамжуулдаг хязгааргүй урт зэрэгцээ хоёр дамжуулагчийг авч үзье би 1Тэгээд би 2,зайд вакуум орчинд байрладаг г(вакуум μ = 1 хувьд). Амперын хуулийн дагуу

Урд гүйдлийн соронзон орон нь тэнцүү байна

,

дамжуулагчийн уртын нэгжид үйлчлэх хүч

Хязгааргүй урт гүйдэл дамжуулах хоёр дамжуулагчийн хоорондох дамжуулагчийн нэгж уртад үйлчлэх хүч нь дамжуулагч тус бүрийн гүйдлийн хүчтэй шууд пропорциональ ба тэдгээрийн хоорондох зайтай урвуу хамааралтай байна.

Гүйдлийн хэмжилтийн нэгжийн тодорхойлолт - Ампер:

SI систем дэх гүйдлийн нэгж нь бие биенээсээ 1 м зайд вакуумд байрлах хязгааргүй жижиг хөндлөн огтлолтой хоёр хязгааргүй урт параллель дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх шууд гүйдэл юм. дамжуулагчийн 2 10- 7 Н-тэй тэнцүү.

μ = 1; I 1 = I 2 = 1 А; d=1м; μ 0 = 4π·10-7 H/m – соронзон тогтмол.

/ физик / Амперын хууль. Зэрэгцээ гүйдлийн харилцан үйлчлэл

Амперын хууль. Зэрэгцээ гүйдлийн харилцан үйлчлэл.

Амперын хууль бол шууд гүйдлийн харилцан үйлчлэлийн хууль юм. 1820 онд Андре Мари Ампер үүсгэн байгуулсан.Амперийн хуулиас үзэхэд нэг чиглэлд гүйх шууд гүйдэлтэй параллель дамжуулагчид таталцаж, эсрэг чиглэлд түлхэгдэнэ. Амперын хууль нь мөн гүйдэл дамжуулах дамжуулагчийн жижиг сегмент дээр соронзон орон үйлчлэх хүчийг тодорхойлдог хууль юм. Индукц бүхий соронзон орон дотор байрлах гүйдлийн нягттай дамжуулагчийн dV эзлэхүүний элемент дээр соронзон орон үйлчлэх хүч.

Сэдэв 10. СОРОНЗНЫ ТАЛБАЙ ДАХЬ ХӨДӨЛГӨХ ЦЭНЭГТ ҮЙЛЧИЛГЭЭГҮЙ ХҮЧ.

10.1. Амперын хууль.

10.3. Гүйдэл дамжуулах хүрээн дэх соронзон орны нөлөө. 10.4. Соронзон хэмжигдэхүүнийг хэмжих нэгж. 10.5. Лоренцын хүч.

10.6. Холл эффект.

10.7. Соронзон индукцийн векторын эргэлт.

10.8. Соленоидын соронзон орон.

10.9. Торойдын соронзон орон.

10.10. Соронзон орон дахь гүйдэл дамжуулагчийг хөдөлгөх ажил.

10.1. Амперын хууль.

1820 онд A. M. Amper туршилтаар гүйдэл дамжуулагч хоёр дамжуулагч хоорондоо хүчээр харилцан үйлчилдэг болохыг тогтоожээ.

	F = k	Би 1 би 2

Энд b нь дамжуулагчийн хоорондох зай, k нь нэгжийн системээс хамаарах пропорциональ коэффициент юм.

Амперын хуулийн анхны илэрхийлэлд соронзон орныг тодорхойлсон ямар ч хэмжигдэхүүн ороогүй болно. Дараа нь бид гүйдлийн харилцан үйлчлэл нь соронзон оронгоор дамждаг тул хууль нь соронзон орны шинж чанарыг агуулсан байх ёстойг олж мэдсэн.

Орчин үеийн SI тэмдэглэгээнд Амперын хуулийг дараах томъёогоор илэрхийлдэг.

Хэрэв соронзон орон жигд, дамжуулагч нь соронзон орны шугамд перпендикуляр байвал

Энд I = qnυ dr S – хөндлөн огтлол S бүхий дамжуулагчаар дамжих гүйдэл.

F хүчний чиглэлийг вектор бүтээгдэхүүний чиглэл эсвэл зүүн гарын дүрмээр (энэ нь ижил зүйл) тодорхойлно. Бид хуруугаа эхний векторын чиглэлд чиглүүлж, хоёр дахь вектор нь далдуу мод руу орох ёстой бөгөөд эрхий хуруу нь вектор бүтээгдэхүүний чиглэлийг харуулна.

Амперын хууль бол хурднаас хамаардаг үндсэн хүчний анхны нээлт юм. Хүч чадал хөдөлгөөнөөс хамаарна! Өмнө нь ийм зүйл тохиолдож байгаагүй.

10.2. Хоёр зэрэгцээ төгсгөлгүй дамжуулагчийн гүйдэлтэй харилцан үйлчлэл.

Дамжуулагчийн хоорондох зайг b гэж үзье. Асуудлыг ийм байдлаар шийдэх ёстой: дамжуулагчийн нэг нь I 2 нь соронзон орон үүсгэдэг, хоёр дахь нь I 1 нь энэ талбарт байдаг.

Түүнээс b зайд I 2 гүйдэл үүсгэсэн соронзон индукц:

B 2 = μ 2 0 π I b 2 (10.2.1)

Хэрэв I 1 ба I 2 нэг хавтгайд орвол B 2 ба I 1 хоорондох өнцөг шулуун байна.

sin (l , B ) = 1 тэгвэл одоогийн элементэд үйлчлэх хүч I 1 dl
F21 = B2 I1 dl =				μ0 I1 I2 dl
				2 πb
Дамжуулагчийн уртын нэгж бүрийн хувьд хүч байдаг
F 21 нэгж =						I1 I2

(мэдээжийн хэрэг, эхний дамжуулагчийн талаас яг ижил хүч хоёр дахь дээр ажилладаг). Үүссэн хүч нь эдгээр хүчний аль нэгтэй тэнцүү байна! Хэрэв энэ хоёр дамжуулагч бол

гурав дахь нь нөлөөлсөн бол тэдгээрийн соронзон орон B 1 ба В 2-ыг вектороор нэмэх шаардлагатай.

10.3. Гүйдэл дамжуулах хүрээн дэх соронзон орны нөлөө.

I гүйдэл бүхий хүрээ нь жигд соронзон орон B, α нь n ба B хоорондох өнцөг юм (хэвийн чиглэл нь гүйдлийн чиглэлтэй гимлет дүрмээр хамааралтай).

l урттай хүрээний хажуу талд үйлчлэх ампер хүч нь дараахтай тэнцүү байна.

F1 = IlB (B l ).

l урттай нөгөө талд ижил хүч үйлчилнэ. Үр дүн нь "хос хүч" эсвэл "момент" юм.

M = F1 h = IlB bsinα,

гар h = bsinα. lb = S нь хүрээний талбай тул бид бичиж болно

M = IBS sinα = Pm sinα.

Энд бид соронзон индукцийн илэрхийлэлийг бичсэн:

Энд M нь хүчний эргэлт, P нь соронзон момент юм.

Соронзон индукцийн физик утга В нь соронзон орон нь урсаж буй нэгж урттай дамжуулагч дээр үйлчлэх хүчинтэй тоон утгаараа тэнцүү байна.

нэгж гүйдэл. B = I F l ; Индукцийн хэмжээс [B] = A N м. .

Тиймээс, энэ эргэлтийн моментийн нөлөөн дор хүрээ нь n r || байхаар эргэх болно Б. b урттай талууд нь амперийн хүч F 2-д нөлөөлдөг - энэ нь хүрээг сунгах гэх мэт.

Хүч нь тэнцүү хэмжээтэй, эсрэг чиглэлтэй тул хүрээ хөдөлдөггүй, энэ тохиолдолд M = 0, тогтвортой тэнцвэрийн төлөв

n ба B нь эсрэг параллель байх үед M = 0 (гар нь тэг учраас) энэ нь тогтворгүй тэнцвэрийн төлөв юм. Хүрээ нь багасч, бага зэрэг хөдөлж байвал тэр даруй гарч ирнэ

эргүүлэх момент нь n r || B (Зураг 10.4).

Нэг төрлийн бус талбарт хүрээ нь эргэлдэж, илүү хүчтэй талбайн хэсэг рүү сунах болно.

10.4. Соронзон хэмжигдэхүүнийг хэмжих нэгж.

Таны таамаглаж байгаачлан Амперын хууль нь гүйдлийн нэгж болох Амперыг тогтооход хэрэглэгддэг.

Тиймээс Ампер гэдэг нь хязгааргүй урттай, өчүүхэн жижиг хөндлөн огтлолтой хоёр зэрэгцээ шулуун дамжуулагчийг дайран өнгөрч, нэг метрийн зайд нөгөөгөөсөө вакуумд байрладаг тогтмол хэмжээний гүйдэл юм.

эдгээр дамжуулагчийн хооронд 2 10 − 7 Н м-ийн хүчийг үүсгэдэг.

I1 I2

энд dl = 1 м; b = 1 м; I1

I2 = 1 A;

2 10− 7

Эндээс μ 0-ийн хэмжээс ба утгыг тодорхойлъё.

SI-д: 2·10

μ0 = 4π·10

эсвэл μ0 = 4π·10

-7 Gn

GHS-д: µ 0 = 1

Био-Савара-Лаплас,

шулуун шугаман

гүйдэл дамжуулах дамжуулагч

μ0 I

Та соронзон орны индукцийн хэмжээг олж болно:

4 πb

1 Т

Нэг Тесла 1 Т = 104 Гаусс.

Гаусс нь Гауссын нэгжийн системийн (GUS) хэмжлийн нэгж юм.

1 Т (нэг тесла нь жигд соронзон орны соронзон индукцтэй тэнцүү) 1 Нм эргүүлэх момент нь 1 А м2 соронзон момент бүхий гүйдэл бүхий хавтгай хэлхээнд ажилладаг.

Хэмжилтийн нэгж В нь Сербийн эрдэмтэн Никола Теслагийн (1856 - 1943) нэрээр нэрлэгдсэн бөгөөд тэрээр асар олон шинэ бүтээл хийсэн.

Өөр нэг тодорхойлолт: 1 T нь талбайн чиглэлд перпендикуляр 1 м2 талбайд соронзон урсгал 1 Вб байх үед соронзон индукцтэй тэнцүү байна.

Соронзон урсгалын хэмжилтийн нэгж Wb нь Германы физикч Вильгельм Вебер (1804 - 1891), Халле, Геттингем, Лейпциг зэрэг их сургуулийн профессорын нэрэмжит нэрээр нэрлэгдсэн.

Бид аль хэдийн хэлсэнчлэн,соронзон урсгал Ф, гадаргуугаар дамжин өнгөрөх S - соронзон орны шинж чанаруудын нэг (Зураг 10.5)