Правило свердла можна задіяти тільки в тому випадку, якщо магнітне поле розташоване прямолінійно по відношенню до провідника зі струмом.
Правило буравчика свідчить, що спрямованість магнітного поля збігатиметься зі спрямованістю рукоятки самого буравчика, якщо буравчик з правою нарізкою вкручується в напрямку струму.
Застосування цього правила можливе і в соленоїді. Тоді правило буравчика звучить так: великий відстовбурчений палець правої руки вкаже напрямок ліній магнітної індукції, якщо обхопити соленоїд так, щоб пальці вказували на напрямок струму в витках.
Соленоїд - є котушкою з щільно намотаними витками. Обов'язкова умова - довжина котушки має бути значно більшою, ніж діаметр.
Правило правої руки є зворотним до правила буравчику, але з більш зручним і зрозумілим формулюванням через що використовується набагато частіше.
Правило правої руки звучить так - обхопіть досліджуваний елемент правою рукою так, щоб пальці стисненого кулака вказували напрямок, у такому разі при поступальному русі у напрямку магнітних ліній великий відігнутий на 90 градусів щодо долоні палець вкаже напрямок струму.
Якщо в задачі описаний провідник, що рухається, то правило правої руки сформулюється так: розташуйте руку так, щоб силові лінії поля перпендикулярно входили в долоню, а великий палець руки, витягнутий перпендикулярно, повинен вказувати напрям руху провідника, тоді відстовбурчені чотири пальця, що залишилися, будуть направлені так само як і індукційний струм.
Правило лівої руки
Розташуйте ліву долоню так, щоб чотири пальці вказували напрямок електричного струму в провіднику, при цьому лінії індукції повинні входити в долоню під кутом 90 градусів, тоді відігнутий великий палець вкаже напрямок чинної провідника.Найчастіше це правило використовують для визначення напрямку, яким буде відхилятися провідник. Мається на увазі ситуація, коли провідник мають між двома магнітами і пускають по ньому струм.
Випишіть із підручника закон Біо-Савара-Лапласа. Даний закон дозволяє розраховувати величину та напрямок вектора магнітної індукції у будь-якому загальному випадку. Основою розрахунку магнітного поля за цим правилом є струми, що створюють це поле. Причому довжини ділянок, якими тече струм, можна робити як завгодно малими аж до елементарних значеньзбільшуючи таким чином точність розрахунку.
Відео на тему
Правило правого гвинта використовується в термінології одного з розділів фізики, що вивчає електромагнітні явища. Це правило застосовують визначення напрями магнітного поля.
Вам знадобиться
- Підручник з фізики, олівець, аркуш паперу.
Інструкція
Прочитайте у підручнику з восьмого класу те, як звучить правила правого гвинта. Дане правило інакше ще називають правилом свердла або правилом правої руки, що говорить про його смисловий характер. Отже, одне з формулювань правила правого гвинта говорить, що для того, щоб зрозуміти, як спрямоване магнітне поле, розташоване навколо провідника зі струмом, необхідно уявити, що поступальний рух деякого гвинта, що обертається, збігається з напрямком струму в провіднику. Напрямок обертання головки гвинта в цьому випадку має вказати на напрямок магнітного поля прямого провідника зі струмом.
Зверніть увагу, що формулювання та розуміння цього правила стають більш зрозумілими, якщо уявити замість гвинта свердловин. Тоді за напрямок магнітного поля приймається напрямок обертання рукоятки свердла.
Згадайте, соленоїд. Як відомо, він є котушкою індуктивності, намотаною на магнітний сердечник. Котушка підключається до джерела струму, у результаті всередині неї утворюється рівномірне магнітне поле певного напрямку.
Намалюйте на аркуші паперу схематично соленоїд із боку його торця. Фактично, ви отримаєте зображення кола. Вкажіть на колі, що представляє витки котушки, напрямок струму у провіднику у вигляді стрілки (за годинниковою стрілкою). Тепер залишається зрозуміти у напрямку струму, куди спрямовані лінії магнітного поля. В даному випадку вони можуть бути спрямовані або від вас або до вас.
Уявіть, що ви закручуєте якийсь шуруп або гвинт, обертаючи його у напрямку руху струму в соленоїді. Поступальний рух шурупа показує напрямок магнітного поля всередині соленоїда. Якщо напрямок струму за годинниковою стрілкою, то вектор індукції магнітного поля спрямований від вас.
З моменту створення електрики було зроблено багато наукової роботиу фізиці з вивчення його характеристик, особливостей та впливу на навколишнє середовище. Правило буравчика внесло свій значний слід вивчення магнітного поля, закон правої руки для циліндричної обмотки проводу дозволяє глибше зрозуміти процеси, що проходять в соленоїді, а правило лівої руки характеризує сили, що впливають на провідник зі струмом. Завдяки правій та лівій руці, а також мнемонічним прийомам можна з легкістю ці закономірності вивчити та зрозуміти.
Принцип буравчика
Досить довгий час магнітні та електричні характеристики поля вивчалися фізикою окремо. Однак у 1820 році випадково датський вчений Ханс Христиан Ерстед виявив магнітні властивості дроту з електрикою під час проведення лекції з фізики в університеті. Також було виявлено залежність орієнтації магнітної стрілки від напрямку протікання струму у провіднику.
Проведений досвід доводить наявність поля з магнітними характеристиками навколо дроту зі струмом, на яке реагує стрілка намагнічена або компас. Орієнтація протікання "зміни" змушує повертатися стрілку компаса в протилежні сторони, сама стрілка розташована по дотичній електромагнітному полі.
Для виявлення орієнтації електромагнітних потоків застосовують правило свердла, або закон правого гвинта, яке свідчить, що, загвинчуючи шуруп за курсом протікання електроструму в шунті, шлях обертання рукоятки задасть орієнтацію ЕМ потоків фону «зміни».
Також можна використовувати правило Максвелла правої руки: коли відсунутий палець правої руки орієнтується за курсом протікання електрики, інші стислі пальці покажуть орієнтацію електромагнітної області.
Користуючись цими двома принципами, буде отримано однаковий ефект, що використовується визначення електромагнітних потоків.
Закон правої руки для соленоїда
Розглянутий принцип гвинта або закономірність Максвелла для правої руки можна застосувати для прямолінійного дроту зі струмом. Однак в електротехніці зустрічаються пристрої, у яких провідник розташований не прямолінійно, і для нього закон гвинта не застосовується. Насамперед, це стосується котушок індуктивності та соленоїдів. Соленоїд, як різновид котушки індуктивності, є циліндричною обмоткою дроту, довжина якого в багато разів більше діаметра соленоїда. Дросель індуктивності відрізняється від соленоїда лише довжиною самого провідника, який може бути у рази меншим.
Французький фахівець з математики та фізики А-М. Ампер, завдяки своїм дослідам, дізнався і довів, що при проходженні дроселем індуктивності електроструму покажчики компаса у торців циліндричної обмотки дроту розгорталися зворотними кінцями вздовж невидимих потоків ЕМ поля. Такі досліди довели, що біля котушки індуктивності зі струмом утворюється магнітне поле і циліндрична обмотка дроту формує магнітні полюси. Електромагнітне поле, що збуджується електрострумом циліндричної обмотки дроту, подібно до магнітного поля постійного магніту – кінець циліндричної обмотки дроту, з якого виходять ЕМ потоки, відображає полюс, що є північним, а протилежний кінець є південним.
Для розпізнавання магнітних полюсів та орієнтації ЕМ ліній у дроселі зі струмом використовують правило правої руки для соленоїда. Воно повідомляє про те, що, якщо взяти цю котушку рукою, розмістити пальці долоні прямо за курсом протікання електронів у витках, великий палець, відсунутий на дев'яносто градусів, задасть орієнтацію електромагнітного фону в середині соленоїда - його північний полюс. Відповідно, знаючи позицію магнітних полюсів циліндричної обмотки дроту, можна визначити трасу протікання електронів у витках.
Закон лівої руки
Ханс Християн Ерстед після відкриття явища магнітного поля поблизу шунта в найкоротший термін поділився своїми результатами з більшістю вчених Європи. В результаті цього Ампер А.-М., користуючись своїми методами, через короткий відрізок часу явив громадськості експеримент зі специфічної поведінки двох паралельних шунтів з електрострумом. Формулювання досвіду доводило, що паралельно розміщені дроти, якими протікає електрика в одному напрямку, взаємно присуваються один до одного. Відповідно, такі шунти взаємно відштовхуватимуться за умови, що «змінка», що протікає в них, розподілятиметься в різні боки. Ці експерименти лягли основою законів Ампера.
Випробування дозволяють озвучити основні висновки:
- Постійний магніт, провідник з «перемінкою», електрично заряджена частинка, що рухається, мають навколо себе ЕМ область;
- Заряджена частка, що рухається в цій галузі, піддається деякому впливу з боку ЕМ фону;
- Електрична «змінка» є орієнтованим переміщенням заряджених частинок, відповідно, електромагнітне тло впливає на шунт з електрикою.
ЕМ фон впливає на шунт із «перемінкою» деяким тиском, званим силою Ампера. Зазначену характеристику можна визначити формулою:
FA=IBΔlsinα, де:
- FA – сила Ампера;
- I – інтенсивність електрики;
- B – вектор магнітної індукції за модулем;
- Δl – розмір шунта;
- α – кут між напрямком та курсом електрики у проводі.
За умови, що кут α – дев'яносто градусів, то ця сила найбільша. Відповідно, якщо цей кут дорівнює нулю, то й сила нульова. Контур цієї сили виявляється за закономірністю лівої руки.
Якщо вивчити правило свердла і правило лівої руки, отримайте всі відповіді на формування ЕМ полів та їх вплив на провідники. Завдяки цим правилам є можливість розраховувати індуктивності котушок і при необхідності формувати протитечі. В основі принципу побудови електродвигунів лежать сили Ампера в цілому та правило лівої руки зокрема.
Відео
З фізики за 11 клас (Касьянов В.А., 2002 рік),
завдання №32
до глави « Магнетизму. Магнітне поле. ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ».
Вектор магнітної індукції
Електричний струм надає магнітну дію Таким чином, магнітне поле породжується зарядами, що рухаються.
Вектор магнітної індукції- Векторна фізична величинанапрямок якої в даній точці збігається з напрямком, що вказується в цій точці північним полюсом вільної магнітної стрілки.
Модуль вектор магнітної індукції- фізична величина, що дорівнює відношенню максимальної сили, що діє з боку магнітного поля на відрізок провідника зі струмом, до твору сили струму та довжини відрізка провідника:
Одиниця магнітної індукції – тесла (1 Тл).
Правило свердла для прямого струму:якщо вкручувати буравчик у напрямку струму у провіднику, то напрям швидкості руху кінця його рукоятки збігається з напрямом вектора магнітної індукції в цій точці.
Правило правої руки прямого струму:якщо охопити провідник правою рукою, направивши відігнутий великий палець вздовж струму, то кінчики інших пальців у цій точці покажуть напрямок вектора індукції у цій точці.
Принцип суперпозиції магнітних полів:результуюча магнітна індукція в цій точці складається з векторів магнітної індукції, створеної різними струмами в цій точці:
Правило свердла для витка зі струмом (контурного струму):якщо обертати рукоятку буравчика у напрямку струму у витку, то поступальне переміщення буравчика збігається з напрямом вектора магнітної індукції, створеної струмом у витку своєї осі.
Лінії магнітної індукції- лінії, що стосуються яких у кожній точці збігаються з напрямом вектора магнітної індукції. Лінії магнітної індукції завжди замкнуті: вони не мають початку та кінця. Магнітне поле - вихрове поле, тобто поле із замкнутими лініями магнітної індукції
Магнітний потік (потік магнітної індукції)через поверхню певної площі - фізична величина, що дорівнює скалярному добутку вектора магнітної індукції на вектор площі:
Одиниця магнітного потоку – вебер (1 Вб) 1 Вб = 1 Тл.м 2 .
Закон Ампера:сила, з якою магнітне поле діє на поміщений у нього відрізок провідника зі струмом, дорівнює добутку сили струму, магнітної індукції, довжини відрізка провідника та синуса кута між напрямками струму та вектором магнітної індукції:
У однорідному магнітному полі замкнутий контур прагне встановитися так, щоб напрямок його власної індукції збігся з напрямком зовнішньої індукції.
Сила Лоренца- сила, що діє на заряджену частинку з боку магнітного поля, що рухається зі швидкістю v:
де q - заряд частинки, а - кут між швидкістю частинки та індукцією магнітного поля.
Напрямок сили Лоренца визначає правило лівої руки:якщо кисть лівої руки розташувати так, щоб чотири витягнуті пальці вказували напрям швидкості позитивного заряду (або протилежне швидкості негативного заряду), а вектор магнітної індукції входив у долоню, то відігнутий (в площині долоні) на 90° великий палець покаже напрям сили, цей заряд.
Заряджена частка, що влітає в однорідне магнітне поле паралельно до ліній магнітної індукції, рухається рівномірно вздовж цих ліній. Заряджена частка, що влітає в однорідне магнітне поле в площині, перпендикулярній лініям магнітної індукції, рухається в цій площині по колу. Паралельно розташовані провідники, якими протікають струми в одному напрямку, притягуються, а в протилежних - відштовхуються. Магнітні поля, створювані струмами I 1 ,I 2 протікають по нескінченно довгим паралельним провідникам, що знаходяться на відстані r один від одного, призводять до виникнення на кожному відрізку провідників довжиною Δl сили взаємодії
де k m - Коефіцієнт пропорційності, k m = 2 10 -7 Н/А 2
Одиниця сили струму - ампер (1 А) Сила постійного струму дорівнює 1 А, якщо струм, протікаючи по двох паралельних провідниках нескінченної довжини та мізерно малої площі кругового поперечного перерізу, розташованим у вакуумі на відстані 1 м один від одного, викликає на відрізку провідника завдовжки 1 м силу взаємодії, що дорівнює 2 10 -7 Н
Індукція магнітного поля зменшується при збільшенні відстані до провідника зі струмом.
Індуктивність контуру(або коефіцієнт самоіндукції) - фізична величина, що дорівнює коефіцієнту пропорційності між магнітним потоком через площу, обмежену контуром провідника, і силою струму в контурі. Одиниця індуктивності – генрі (1 Гн)
Енергія магнітного поля,створеного при протіканні сили струму I по провіднику з індуктивністю L дорівнює
Магнітна проникність середовища- фізична величина, що показує скільки разів індукція магнітного поля в однорідному середовищі відрізняється від магнітної індукції зовнішнього (намагнічує) поля у вакуумі.
Діамагнетики, парамагнетики, феромагнетики- основні класи речовин з магнітними властивостями, що різко відрізняються.
Діамагнетик-речовина, в якій зовнішнє магнітне поле трохи послаблюється (μ<= 1)
Парамагнетик-речовина, в якій зовнішнє магнітне поле трохи посилюється(μ >= 1)
Феромагнетик- Речовина, в якій зовнішнє магнітне поле значно посилюється (μ >> 1)
Крива намагнічування- Залежність власної магнітної індукції від індукції зовнішнього магнітного поля
Коерцитивна сила- магнітна індукція зовнішнього поля, необхідна для розмагнічування зразка
Магніто-жорсткі феромагнетики- феромагнетики з великою залишковою намагніченістю Магніто-м'які феромагнетики- феромагнетики з малою залишковою намагніченістю Петля гістерези- замкнута крива намагнічування та розмагнічування феромагнетика Температура Кюрі- критична температура, вище за яку відбувається перехід речовини з феромагнітного стану в парамагнітний
Вступивши у доросле життя, мало хто згадує шкільний курс фізики. Однак іноді необхідно покопатися в пам'яті, адже деякі знання, здобуті в юності, можуть суттєво полегшити запам'ятовування складних законів. Одним із таких є правило правої та лівої руки у фізиці. Застосування їх у житті дозволяє зрозуміти складні поняття (наприклад, визначити напрямок аксіального вектора за відомого базисного). Сьогодні спробуємо пояснити ці поняття, і як вони діють мовою, доступною простому обивателю, який закінчив навчання давно і забув непотрібну (як йому здавалося) інформацію.
Читайте у статті:
Формулювання правила буравчика
Петро Буравчик – це перший фізик, який сформулював правило лівої руки для різних частинок та полів. Воно застосовується як в електротехніці (допомагає визначити напрямок магнітних полів), так і в інших областях. Воно допоможе, наприклад, визначити кутову швидкість.
Правило буравчика (правило правої руки) – ця назва не пов'язана з прізвищем фізика, який його сформулював. Більша назваспирається на інструмент, що має певний напрямок шнека. Зазвичай у свердла (гвинта, штопора) т.зв. різьблення права, входить у ґрунт бур за годинниковою стрілкою. Розглянемо застосування цього твердження визначення магнітного поля.
Потрібно стиснути праву рукув кулак, піднявши великий палець. Тепер трохи розтискаємо решту чотирьох. Саме вони вказують напрямок магнітного поля. Якщо ж говорити коротко, правило свердла має наступний сенс - вкручуючи свердлик уздовж напрямку струму, побачимо, що рукоятка обертається в напрямку лінії вектора магнітної індукції.
Правило правої та лівої руки: застосування на практиці
Розглядаючи застосування цього закону, почнемо із правила правої руки. Якщо відомий напрямок вектора магнітного поля, за допомогою буравчика можна обійтися без знання закону електромагнітної індукції. Припустимо, що гвинт пересувається вздовж магнітного поля. Тоді напрямок течії струму буде «різьбленим», тобто вправо.
Звернімо увагу на постійний керований магніт, аналогом якого є соленоїд. За своєю суттю він є котушкою із двома контактами. Відомо, що струм рухається від "+" до "-". Спираючись на цю інформацію, беремо в праву руку соленоїд у такому положенні, щоб 4 пальці вказували напрямок течії струму. Тоді витягнутий великий палець вкаже вектор магнітного поля.
Правило лівої руки: що можна визначити, скориставшись ним
Не варто плутати правила лівої руки та свердловин – вони призначені для абсолютно різних цілей. За допомогою лівої руки можна визначити дві сили, вірніше їх напрямок. Це:
- сила Лоренца;
- сила Ампера.
Спробуймо розібратися, як це працює.
Правило лівої руки для сили Ампера: у чому воно полягає
Розташуємо ліву рукувздовж провідника так, щоб пальці були спрямовані у бік струму. Великий палець буде вказувати у бік вектора сили Ампера, а в напрямку руки між великим і вказівним пальцем буде направлений вектор магнітного поля. Це і буде правило лівої руки для сили ампера, формула якої виглядає так:
Правило лівої руки для сили Лоренца: відмінність від попереднього
Маємо три пальці лівої руки (великий, вказівний і середній) так, щоб вони знаходилися під прямим кутом один до одного. Великий палець, спрямований у цьому випадку убік, вкаже напрям сили Лоренца, вказівний (спрямований вниз) – напрямок магнітного поля (від північного полюсадо південного), а середній, розташований перпендикулярно убік від великого, – напрямок струму у провіднику.
Формулу розрахунку сили Лоренца можна побачити на малюнку нижче.
Висновок
Розібравшись один раз із правилами правої та лівої руки, шановний читач зрозуміє, наскільки легко ними користуватися. Адже вони замінюють знання багатьох законів фізики, зокрема електротехніки. Головне тут – не забути напрямок течії струму.
Сподіваємося, що сьогоднішня стаття була корисною для наших шанованих читачів. У разі питань їх можна залишити в обговореннях нижче. Редакція сайт із задоволенням на них відповість у максимально стислий термін. Пишіть, спілкуйтесь, питайте. А ми, у свою чергу, пропонуємо вам подивитися коротке відео, яке допоможе повніше зрозуміти тему нашої сьогоднішньої розмови.
Часто буває, що завдання не вдається вирішити через те, що під рукою немає потрібної формули. Виводити формулу із самого початку – справа не найшвидша, а у нас на рахунку кожна хвилина.
Нижче ми зібрали разом основні формули на тему «Електрика і Магнетизм». Тепер, вирішуючи завдання, ви зможете користуватися цим матеріалом як довідником, щоб не гаяти часу на пошуки потрібної інформації.
Магнетизм: визначення
Магнетизм - це взаємодія рухомих електричних зарядів, що відбувається за допомогою магнітного поля.
Поле – особлива формаматерії. В рамках стандартної моделі існує електричне, магнітне, електромагнітні поля, поле ядерних сил, гравітаційне поле та поле Хіггса. Можливо, є й інші гіпотетичні поля, про які ми поки що можемо лише здогадуватись чи не здогадуватись зовсім. Сьогодні нас цікавить магнітне поле.
Магнітна індукція
Так само, як заряджені тіла створюють навколо себе електричне поле, заряджені тіла, що рухаються, породжують магнітне поле. Магнітне поле не тільки створюється зарядами, що рухаються ( електричним струмом), але ще й діє ними. По суті магнітне поле можна виявити тільки по дії на заряди, що рухаються. А діє воно на них із силою, званою силою Ампера, про яку йтиметься пізніше.
Перш ніж ми почнемо наводити конкретні формули, треба розповісти про магнітну індукцію.
Магнітна індукція – це векторна силова характеристика магнітного поля.
Вона позначається буквою B і вимірюється в Тесла (Тл) . За аналогією з напруженістю для електричного поля Е магнітна індукція показує, з якою силою магнітне поле діє заряд.
До речі, ви знайдете багато цікавих фактівна цю тему у нашій статті про .
Як визначати напрямок вектора магнітної індукції?Тут нас цікавить практичний бік питання. Найчастіший випадок у завданнях - це магнітне поле, створюване провідником зі струмом, який може бути прямим, або у формі кола або витка.
Для визначення напрямку вектора магнітної індукції існує правило правої руки. Приготуйтеся задіяти абстрактне та просторове мислення!
Якщо взяти провідник праву руку так, що великий палець вказуватиме на напрям струму, то загнуті навколо провідника пальці покажуть напрям силових ліній магнітного поля навколо провідника. Вектор магнітної індукції в кожній точці буде спрямований щодо силових ліній.
Сила Ампера
Уявимо, що є магнітне поле з індукцією B. Якщо ми помістимо в нього провідник завдовжки l , яким тече струм силою I , то поле діятиме на провідник із силою:
Це і є сила Ампера . Кут альфа – кут між напрямом вектора магнітної індукції та напрямом струму у провіднику.
Напрямок сили Ампера визначається за правилом лівої руки: якщо розмістити ліву руку так, щоб у долоню входили лінії магнітної індукції, а витягнуті пальці вказували б напрямок струму, відставлений великий палець вкаже напрямок сили Ампера.
Сила Лоренца
Ми з'ясували, що поле діє на провідник зі струмом. Але якщо це так, то спочатку воно діє окремо на кожен заряд, що рухається. Сила, з якою магнітне поле діє на рухомий у ньому електричний заряд, називається силою Лоренца . Тут важливо відзначити слово «рухається»так на нерухомі заряди магнітне поле не діє.
Отже, частка із зарядом q рухається в магнітному полі з індукцією У зі швидкістю v , а альфа – це кут між вектором швидкості частинки та вектором магнітної індукції. Тоді сила, яка діє на частку:
Як визначити напрямок сили Лоренца?За правилом лівої руки. Якщо вектор індукції входить у долоню, а пальці вказують напрям швидкості, то відігнутий великий палець покаже напрям сили Лоренца. Зазначимо, що такий напрямок визначається для позитивно заряджених частинок. Для негативних зарядів отриманий напрямок треба поміняти на протилежне.
Якщо частка маси m влітає в поле перпендикулярно лініям індукції, то вона рухатиметься по колу, а сила Лоренца відіграватиме роль доцентрової сили. Радіус кола та період обігу частинки в однорідному магнітному полі можна знайти за формулами:
Взаємодія струмів
Розглянемо два випадки. Перший - струм тече прямому дроту. Другий – по круговому витку. Як знаємо, струм створює магнітне полі.
У першому випадку магнітна індукція дроту зі струмом I на відстані R від нього вважається за формулою:
Мю - магнітна проникність речовини, мю з індексом нуль - магнітна стала.
У другому випадку магнітна індукція в центрі кругового витка зі струмом дорівнює:
Також при вирішенні завдань може стати в нагоді формула для магнітного поля всередині соленоїда. - це котушка, тобто безліч кругових витків зі струмом.
Нехай їх кількість – N , А довжина самого соленоілда - l . Тоді поле всередині соленоїда обчислюється за такою формулою:
До речі! Для наших читачів зараз діє знижка 10% на
Магнітний потік та ЕРС
Якщо магнітна індукція – векторна характеристика магнітного поля, то магнітний потік – скалярна величинаяка також є однією з найважливіших характеристик поля. Припустимо, що у нас є якась рамка або контур, що має певну площу. Магнітний потік показує, скільки силових ліній проходить через одиницю площі, тобто характеризує інтенсивність поля. Вимірюється в Веберах (Вб) і позначається Ф .
S - Площа контуру, альфа – кут між нормаллю (перпендикуляром) до площини контуру та вектором У .
При зміні магнітного потоку через контур у контурі індукується ЕРС , що дорівнює швидкості зміни магнітного потоку через контур. До речі, докладніше про те, що таке електрорушійна сила, ви можете почитати ще в нашій статті.
По суті, формула вище – це формула для закону електромагнітної індукції Фарадея. Нагадуємо, що швидкість зміни будь-якої величини є не що інше, як її похідна за часом.
Для магнітного потоку та ЕРС індукції також справедливо протилежне. Зміна струму в контурі призводить до зміни магнітного поля та, відповідно, зміни магнітного потоку. При цьому виникає ЕРС самоіндукції, що перешкоджає зміні струму в контурі. Магнітний потік, який пронизує контур із струмом, називається власним магнітним потоком, пропорційний силі струму в контурі та обчислюється за формулою:
L - Коефіцієнт пропорційності, званий індуктивністю, який вимірюється в Генрі (Гн) . На індуктивність впливають форма контуру та властивості середовища. Для котушки з довжиною l і з числом витків N індуктивність розраховується за такою формулою:
Формула для ЕРС самоіндукції:
Енергія магнітного поля
Енергія, ядерна енергія, кінетична енергія. Магнітна енергія – одна із форм енергії. У фізичних задачах найчастіше слід розраховувати енергію магнітного поля котушки. Магнітна енергія котушки зі струмом I та індуктивністю L дорівнює:
Об'ємна щільність енергії поля:
Звичайно, це не всі основні формули розділу фізики « електрика та магнетизм » Проте вони часто можуть допомогти при вирішенні стандартних завдань та розрахунках. Якщо ж вам попалося завдання із зірочкою, і ви ніяк не можете підібрати до неї ключ, спростіть собі життя і зверніться за рішенням
