Магнитное поле и его свойства. Магнитная индукция. Сила Ампера. Работа при перемещении проводника в магнитном поле. Намагничивание веществ, страница 6

У ферромагнетика появится собственное магнитное поле, которое усилит намагничивающее поле во много раз. Рассмотрим график намагничивания ферромагнетика.

Сначала индукция резко возрастает, но с увеличением напряженности намагничивающего поля, рост индукции прекращается, что названо магнитным насыщением.

Участок называется кривой первоначального намагничивания. При уменьшении напряженности до нуля ферромагнетик частично размагничивается, т.е. кривая размагничивания не совпадает с кривой

При  ферромагнетик остается частично намагниченным. Отрезок характеризует остаточную намагниченность ферромагнетика. Только в том случае, когда внешнее поле будет иметь некоторую намагниченность ферромагнетика обратиться в нуль. Напряженность размагничивающего поля называется коэрцитивной силой.

Меняя величину и направление напряженности намагничивающего поля, кривые намагничивания и размагничивания образуют петлю, которую называют петлей гистерезиса.

Вещество с широкой петлей называют «жесткими» магнитными материалами. Они идут на изготовление постоянных магнитов. Вещество с узкой петлей называют «мягкими» магнитными материалами, которые используют для изготовления сердечников трансформаторов, моторов, генераторов, реле и т.д.

11 Работа магнитных сил при перемещении проводника с током в магнитном поле

Составим электрическую цепь как указано на рисунке и договоримся, что проводник при движении будет сохранять контакт с электрической цепью.

Так как по проводнику потечет электрический ток, то в магнитном поле на проводник будет действовать электромагнитная сила. Под действием этой силы проводник начнет перемещаться, и при этом будет совершаться работа.

Величина r представляет собой изменение площади контура, rr– изменение магнитного потока. Формула работы примет вид

r

12 Электромагнитная индукция. Открытие Фарадея.

Основываясь на том, что вокруг проводника с током возникнет магнитное поле, Фарадей ещё в 1831г. пришел к выводу, что с помощью магнитного поля можно возбуждать ток в проводнике. Однако, реализовать эту идею удалось лишь через десять лет.

Явление возбуждения тока в проводнике с помощью магнитного поля называют электромагнитной индукцией. Открытие электромагнитной индукции позволило объединить электрические и магнитные явления. С другой стороны открытие Фарадея послужило базой для развития электротехники, так как в основе действия всех электрических машин лежит явление электромагнитной индукции.

13 Явление электромагнитной индукции в движущемся проводнике.

Пусть в однородном магнитном поле с индукцией движется прямолинейный проводник длиной  так, что. Вместе с проводником будут двигаться свободные заряды, расположенные внутри его. Их движение происходит в магнитном поле, значит, на них будет действовать сила Лоренца.

Под действием этой силы произойдет перераспределение зарядов в проводнике. На одном конце появится положительный заряд, а на другой – отрицательный. Это приведет к появлению разности потенциалов на концах проводника и возникновению электрического поля в проводнике.

Перемещение зарядов прекратиться тогда, когда электрическая сила уравновесит силу Лоренца, т.е.  

Электрическую силу можно найти  

Сравнивая ее с силой Лоренца находим

Откуда

Движущийся в магнитном поле проводник можно рассматривать как источник тока, а для разомкнутой цепи напряжение на полюсах соответствует ЭДС, значит

Электромагнитные силы, действующие на свободные в проводнике заряженные частицы будут сторонними силами. Направление индукционной ЭДС или тока, возникающий в движущемся проводнике в магнитном поле, определяется по правилу правой руки: если правую руку расположить вдоль проводника так, чтобы силовые линии входили в ладонь, а отогнутый большой палец показал направление движения проводника, то четыре пальца укажут направление индукционного тока в проводнике.

14 Явление электромагнитной индукции в неподвижном проводнике. Правило Ленца.

Вихревое электрическое поле