У дома / Сценарии за приказки/ Магнитна индукция. Дефиниция и описание на явлението. Вектор на магнитна индукция. Линии на магнитна индукция - Хипермаркет на знанието Дефинирайте линия на индукция на магнитно поле

Магнитна индукция. Дефиниция и описание на явлението. Вектор на магнитна индукция. Линии на магнитна индукция - Хипермаркет на знанието Дефинирайте линия на индукция на магнитно поле

Още през 6в. пр.н.е. В Китай е известно, че някои руди имат способността да се привличат една друга и да привличат железни предмети. Парчета от такива руди са открити близо до град Магнезия в Мала Азия, така че те са получили името магнити.

Как си взаимодействат магнитите и железните предмети? Да си припомним защо наелектризираните тела се привличат? Защото в близост до електрически заряд се образува особена форма на материята - електрическо поле. Има подобна форма на материя около магнита, но има различен произход (в края на краищата рудата е електрически неутрална), тя се нарича магнитно поле.

За изследване на магнитното поле се използват прави или подковообразни магнити. Определени места върху магнит имат най-голям привлекателен ефект, те се наричат полюси(север и юг). Противоположните магнитни полюси се привличат, а подобните на магнитните полюси се отблъскват.

За якостните характеристики на магнитното поле използвайте вектор на индукция на магнитно поле B. Магнитното поле е представено графично с помощта на силови линии ( магнитни индукционни линии). Редовете са затворени, нямат нито начало, нито край. Мястото, откъдето излизат магнитните линии, е Северният полюс; магнитните линии влизат в Южния полюс.

Магнитното поле може да бъде направено "видимо" с помощта на железни стружки.

Магнитно поле на проводник с ток

А сега какво открихме Ханс Кристиан ЕрстедИ Андре Мари Амперпрез 1820 г. Оказва се, че магнитно поле съществува не само около магнит, но и около всеки проводник с ток. Всяка жица, като кабела на лампата, през която протича електрически ток, е магнит! Проводник с ток взаимодейства с магнит (опитайте да държите компас близо до него), два проводника с ток взаимодействат един с друг.

Силовите линии на постоянен ток са кръгове около проводник.

Посока на вектора на магнитната индукция

Посоката на магнитното поле в дадена точка може да се определи като посоката, посочена от северния полюс на стрелка на компас, поставена в тази точка.

Посоката на линиите на магнитната индукция зависи от посоката на тока в проводника.

Посоката на индукционния вектор се определя по правилото гимлетили правило дясна ръка.

Вектор на магнитна индукция

Това е векторна величина, характеризираща силовото действие на полето.

Индукция на магнитното поле на безкраен прав проводник с ток на разстояние r от него:

Индукция на магнитно поле в центъра на тънка кръгла намотка с радиус r:

Индукция на магнитно поле соленоид(намотка, чиито завъртания последователно пропускат ток в една посока):

Принцип на суперпозиция

Ако магнитно поле в дадена точка в пространството се създава от няколко източника на поле, тогава магнитната индукция е векторната сума на индукциите на всяко поле поотделно

Земята е не само голям отрицателен заряд и източник на електрическо поле, но в същото време магнитното поле на нашата планета е подобно на полето на директен магнит с гигантски размери.

Географският юг е близо до магнитния север, а географският север е близо до магнитния юг. Ако компасът се постави в магнитното поле на Земята, тогава северната му стрелка е ориентирана по линиите на магнитната индукция в посока на южния магнитен полюс, тоест ще ни покаже къде се намира географският север.

Характерните елементи на земния магнетизъм се променят много бавно с времето - светски промени. Въпреки това, от време на време се случват магнитни бури, когато магнитното поле на Земята е силно изкривено за няколко часа и след това постепенно се връща към предишните си стойности. Такава драстична промяна се отразява на благосъстоянието на хората.

Магнитното поле на Земята е "щит", който предпазва нашата планета от частици, проникващи от космоса ("слънчев вятър"). В близост до магнитните полюси потоците от частици се приближават много по-близо до повърхността на Земята. По време на мощни слънчеви изригвания магнитосферата се деформира и тези частици могат да се преместят в горните слоеве на атмосферата, където се сблъскват с газови молекули, образувайки полярни сияния.

Частиците железен диоксид върху магнитен филм са силно магнетизирани по време на процеса на запис.

Магнитните левитационни влакове се плъзгат по повърхности без абсолютно никакво триене. Влакът е способен да развива скорост до 650 км/ч.

Работата на мозъка, пулсацията на сърцето е придружена от електрически импулси. В този случай в органите се появява слабо магнитно поле.

Магнитното поле е компонент на електромагнитното поле, който се появява в присъствието на променливо във времето електрическо поле. В допълнение, магнитно поле може да бъде създадено от ток от заредени частици или от магнитните моменти на електроните в атомите (постоянни магнити).

Магнитна индукция-векторна величина, която е силова характеристика на магнитното поле в дадена точка на пространството. Показва силата, с която магнитното поле действа върху заряд, движещ се със скорост.

Линии на магнитна индукция(линии на магнитно поле) са линии, начертани в магнитно поле, така че във всяка точка от полето допирателната към линията на магнитната индукция съвпада с посоката на вектора INв тази точка на полето.

Магнитните индукционни линии се наблюдават най-лесно с малки

Игловидни железни стружки, които се магнетизират в изследваното поле и се държат като малки магнитни игли (свободна магнитна игла се върти в магнитно поле, така че оста на иглата, свързваща южния й полюс със северния, съвпада с посоката IN).

Показан е видът на линиите на магнитна индукция на най-простите магнитни полета

на фиг. От фиг. b- Жможе да се види, че тези линии обхващат проводник с ток, който създава поле. В близост до проводника те лежат в равнини, перпендикулярни на проводника.

н
Посоката на индукционните линии се определя от gimlet rule: ако завиете гимлет по посока на вектора на плътността на тока в проводник, тогава посоката на движение на дръжката на гимлета ще покаже посоката на линиите на магнитна индукция.

Линии на магнитното поле

Токът не може да прекъсва в нито една точка, тоест нито да започва, нито да свършва: те са или затворени (фиг. б, в, г),или те безкрайно се вият около определена повърхност, плътно я изпълват навсякъде, но никога не се връщат втори път в която и да е точка на повърхността.

Теорема на Гаус за магнитна индукция

Потокът на вектора на магнитната индукция през всяка затворена повърхност е нула:

Това е еквивалентно на факта, че в природата няма „магнитни заряди“ (монополи), които биха създали магнитно поле, точно както електрическите заряди създават електрическо поле. С други думи, теоремата на Гаус за магнитната индукция показва, че магнитното поле е вихър.

2 Закон на Био-Савар-Лаплас

Нека тече постоянен ток по контур γ, разположен във вакуум - точката, в която се търси полето, тогава индукцията на магнитното поле в тази точка се изразява с интеграла (в системата SI)

Посоката е перпендикулярна, тоест перпендикулярна на равнината, в която лежат, и съвпада с допирателната към линията на магнитната индукция. Тази посока може да се намери чрез правилото за намиране на линии на магнитна индукция (правило на десния винт): посоката на въртене на главата на винта дава посоката, ако транслационното движение на гиллета съответства на посоката на тока в елемента. Модулът на вектора се определя от израза (в системата SI)

Векторният потенциал се дава от интеграла (в системата SI)

Законът на Био-Савар-Лаплас може да се получи от уравненията на Максуел за стационарно поле. В този случай производните по време са равни на 0, така че уравненията за полето във вакуум приемат формата (в системата SGS)

където е плътността на тока в пространството. В този случай електрическото и магнитното поле се оказват независими. Нека използваме векторния потенциал за магнитното поле (в системата SGS):

Калибровната инвариантност на уравненията ни позволява да наложим едно допълнително условие на векторния потенциал:

Разширявайки двойния ротор, използвайки формулата на векторния анализ, получаваме за векторния потенциал уравнение като уравнението на Поасон:

Неговото специално решение се дава от интеграл, подобен на Нютоновия потенциал:

Тогава магнитното поле се определя от интеграла (в системата SGS)

подобен по форма на закона на Био-Савар-Лаплас. Това съответствие може да бъде направено точно, ако използваме обобщени функции и запишем пространствената плътност на тока, съответстваща на намотка с ток в празно пространство, преминавайки от интегриране по цялото пространство към повторен интеграл по протежение на намотката и по равнини, ортогонални на нея, и вземайки. предвид това

получаваме закона на Био - Савар - Лаплас за полето на намотка с ток.

За визуално изобразяване на магнитното поле се използват линии на магнитна индукция. Линия на магнитна индукция наричат линия, във всяка точка на която индукцията на магнитното поле (вектор) е насочена тангенциално към кривата. Посоката на тези линии съвпада с посоката на полето. Беше договорено, че линиите на магнитната индукция трябва да бъдат начертани така, че броят на тези линии на единица площ от площадката, перпендикулярна на тях, да бъде равен на модула на индукция в дадена област на полето. Тогава за магнитното поле се съди по плътността на линиите на магнитната индукция. Когато линиите са по-плътни, модулът на индукция на магнитното поле е по-голям. Линиите на магнитната индукция винаги са затворениЗа разлика от линии на напрегнатост на електростатично поле, които са отворени (започват и завършват на заряди). Посоката на линиите на магнитната индукция се намира съгласно правилото на десния винт: ако транслационното движение на винта съвпада с посоката на тока, тогава неговото въртене се извършва по посока на линиите на магнитна индукция.Като пример, нека дадем картина на линиите на магнитна индукция на постоянен ток, протичащ перпендикулярно на равнината на чертежа от нас отвъд чертежа (фиг. 2).

аз

Ориз. 3

Нека намерим циркулацията на индукцията на магнитното поле около окръжност с произволен радиус а, съвпадаща с линията на магнитна индукция. Полето се създава от ток и сила аз, протичаща по протежение на безкрайно дълъг проводник, разположен перпендикулярно на равнината на чертежа (фиг. 3). Индукцията на магнитното поле е насочена тангенциално към линията на магнитна индукция. Нека преобразуваме израза, тъй като a = 0 и cosa = 1. Индукцията на магнитното поле, създадено от ток, протичащ през безкрайно дълъг проводник, се изчислява по формулата: B=м0м аз/(2стр а), Че Циркулацията на вектора по този контур се намира по формула (3):     , защото - обиколка. Така, Може да се покаже, че тази зависимост е валидна за контур с произволна форма, обграждащ проводник с ток. Ако магнитното поле се създава от система от токове аз 1, аз 2, ... , аз n, тогава циркулацията на индукцията на магнитното поле по затворен контур, обхващащ тези токове, е равна на

(4)

Връзката (4) е законът за общия ток: циркулацията на индукцията на магнитното поле по произволна затворена верига е равна на произведението на магнитната константа, магнитната проницаемост и алгебричната сума на токовете, обхванати от тази верига.

Силата на тока може да се намери с помощта на плътността на тока й: Където С- площ на напречното сечение на проводника. Тогава общият текущ закон е написан като

(5)

МАГНИТЕН ПОТОК.

По аналогия с потока на интензитета на електрическото поле се въвежда поток на индукция на магнитно поле или магнитен поток. Магнитен поток през някаква повърхност наричаме броя на линиите на магнитна индукция, проникващи в него. Нека има повърхност с площ от С. За да намерим магнитния поток през него, нека мислено разделим повърхността на елементарни области с площ dS, които могат да се считат за плоски, а полето в тях е еднородно (фиг. 4). След това елементарният магнитен поток dФ Bпрез тази повърхност е равно на: dФб = B dSзащото  = Бн dS, Където бе модулът на индукция на магнитното поле в местоположението на мястото,  е ъгълът между вектора и нормалата към мястото, бн = Б cos  е проекцията на индукцията на магнитното поле върху нормалната посока. Магнитен поток Е B по цялата повърхност е равно на сумата от тези потоци dФБ, т.е.

Ориз. 4

(6)

тъй като сумирането на безкрайно малки количества е интегриране.

В единици SI магнитният поток се измерва във вебери (Wb). 1 Wb = 1 T·1 m2.

ТЕОРЕМА НА ГАУС ЗА МАГНИТНОТО ПОЛЕ

В електродинамиката е доказана следната теорема: магнитният поток, проникващ през произволна затворена повърхност, е нула , т.е.

Това съотношение се нарича Теорема на Гаус за магнитно поле. Тази теорема е следствие от факта, че в природата няма "магнитни заряди" (за разлика от електрическите) и линиите на магнитната индукция са винаги затворени (за разлика от линиите на напрегнатост на електростатичното поле, които започват и завършват при електрически заряди).

РАБОТА ПО ДВИЖЕНИЕТО НА ПРОВОДНИК С ТОК В МАГНИТНО ПОЛЕ

–

° С

аз

Ориз. 5

Известно е, че силата на Ампер действа върху проводник, по който тече ток в магнитно поле. Ако проводникът се движи, тогава по време на движението си тази сила работи. Нека го дефинираме за специален случай. Нека разгледаме електрическа верига, една от секциите DCкойто може да се плъзга (без триене) покрай контактите. В този случай веригата образува плосък контур. Тази верига е в еднородно магнитно поле с индукция, перпендикулярна на равнината на веригата, насочена към нас (фиг. 5). Към сайта DCДейства силата на Ампер

F = BIlсина =BIl, (8)

Където л- дължина на участъка, аз- силата на тока, протичащ през проводника. - ъгълът между посоките на тока и магнитното поле. (В този случай = 90° и sin  = 1). Намираме посоката на силата, използвайки правилото на лявата ръка. При преместване на област DCна елементарно разстояние dxсвършена е елементарна работа dA, равен dA = F dx. Като вземем предвид (8), получаваме:

dA = BIl dx = IB dS = I dФБ, (9)

тъй като dS = l dx- зоната, описана от проводника по време на движението му, dФб =B·dS- магнитен поток през тази област или промяна на магнитния поток през зоната на плосък затворен контур. Израз (9) е валиден и за нееднородно магнитно поле. По този начин, извършената работа за преместване на затворен контур с постоянен ток в магнитно поле е равна на произведението на силата на тока и промяната в магнитния поток през площта на този контур.

ФЕНОМЕН ЕЛЕКТРОМАГНИТНА ИНДУКЦИЯ

Явлението електромагнитна индукция е както следва: при всяка промяна в магнитния поток, проникващ в зоната, покрита от проводящата верига, в нея възниква електродвижеща сила. Викат я e.m.f. индукция . Ако веригата е затворена, тогава под въздействието на емф. се появява електрически ток, т.нар индукция .

Нека разгледаме един от експериментите, проведени от Фарадей за откриване на индуцирания ток и следователно на ЕДС. индукция. Ако магнит се натисне или издърпа в соленоид, свързан с много чувствително електрическо измервателно устройство (галванометър) (фиг. 6), тогава при движението на магнита се наблюдава отклонение на стрелката на галванометъра, което показва появата на индуциран ток. Същото се наблюдава, когато соленоидът се движи спрямо магнита. Ако магнитът и соленоидът са неподвижни един спрямо друг, тогава не възниква индуциран ток. По този начин, при взаимното движение на тези тела, възниква промяна в магнитния поток, създаден от магнитното поле на магнита през завоите на соленоида, което води до появата на индуциран ток, причинен от възникващата емф. индукция.

Ориз. 6

ПРАВИЛОТО НА ЛЕНЦ

Определя се посоката на индукционния ток Правилото на Ленц :индуцираният ток винаги има такава посока, че магнитното поле, което създава, предотвратява промяната в магнитния поток, която причинява този ток. От това следва, че с нарастването на магнитния поток полученият индуциран ток ще има такава посока, че генерираното от него магнитно поле е насочено срещу външното поле, противодействайки на увеличаването на магнитния поток. Намаляването на магнитния поток, напротив, води до появата на индукционен ток, който създава магнитно поле, съвпадащо по посока с външното поле.

аз

Ориз. 3

Нека намерим циркулацията на индукцията на магнитното поле около окръжност с произволен радиус а, съвпадаща с линията на магнитна индукция. Полето се създава от ток и сила аз, протичаща по протежение на безкрайно дълъг проводник, разположен перпендикулярно на равнината на чертежа (фиг. 3). Индукцията на магнитното поле е насочена тангенциално към линията на магнитна индукция. Нека преобразуваме израза, тъй като a = 0 и cosa = 1. Индукцията на магнитното поле, създадено от ток, протичащ през безкрайно дълъг проводник, се изчислява по формулата: B=м0м аз/(2стр а), Че Циркулацията на вектора по този контур се намира по формула (3): м 0 м аз, защото - обиколка. Така, Може да се покаже, че тази зависимост е валидна за контур с произволна форма, обграждащ проводник с ток. Ако магнитното поле се създава от система от токове аз 1, аз 2, ... , аз n, тогава циркулацията на индукцията на магнитното поле по затворен контур, обхващащ тези токове, е равна на

(4)

(5)

МАГНИТЕН ПОТОК.

По аналогия с потока на интензитета на електрическото поле се въвежда поток на индукция на магнитно поле или магнитен поток. Магнитен поток през някаква повърхност наричаме броя на линиите на магнитна индукция, проникващи в него. Нека има повърхност с площ от С. За да намерим магнитния поток през него, нека мислено разделим повърхността на елементарни области с площ dS, които могат да се считат за плоски, а полето в тях е еднородно (фиг. 4). След това елементарният магнитен поток dФ Bпрез тази повърхност е равно на: dФб = B dSзащото а = Бн dS, Където бе модулът на индукция на магнитното поле в местоположението на мястото, a е ъгълът между вектора и нормалата към мястото, бн = Б cos a е проекцията на индукцията на магнитното поле върху нормалната посока. Магнитен поток Е B по цялата повърхност е равно на сумата от тези потоци dФБ, т.е.

Ориз. 4

(6)

тъй като сумирането на безкрайно малки количества е интегриране.

В единици SI магнитният поток се измерва във вебери (Wb). 1 Wb = 1 T·1 m2.

ТЕОРЕМА НА ГАУС ЗА МАГНИТНОТО ПОЛЕ

РАБОТА ПО ДВИЖЕНИЕТО НА ПРОВОДНИК С ТОК В МАГНИТНО ПОЛЕ

–

° С

аз

Ориз. 5

F = BIlсина =BIl, (8)

Където л- дължина на участъка, аз- силата на тока, протичащ през проводника. - ъгълът между посоките на тока и магнитното поле. (В този случай a = 90° и sin a = 1). Намираме посоката на силата, използвайки правилото на лявата ръка. При преместване на област DCна елементарно разстояние dxсвършена е елементарна работа dA, равен dA = F dx. Като вземем предвид (8), получаваме:

dA = BIl dx = IB dS = I dФБ, (9)

ФЕНОМЕН ЕЛЕКТРОМАГНИТНА ИНДУКЦИЯ

Ориз. 6

ПРАВИЛОТО НА ЛЕНЦ

аз аз

Ориз. 7

Нека, например, в еднообразно магнитно поле има квадратна рамка, изработена от метал и проникната от магнитно поле (фиг. 7). Да приемем, че магнитното поле се увеличава. Това води до увеличаване на магнитния поток през областта на рамката. Съгласно правилото на Ленц, магнитното поле на получения индуциран ток ще бъде насочено срещу външното поле, т.е. векторът на това поле е противоположен на вектора. Прилагайки правилото на десния винт (ако винтът се завърти така, че неговото транслационно движение съвпада с посоката на магнитното поле, тогава неговото ротационно движение дава посоката на тока), намираме посоката на индукционния ток II.

ЗАКОН ЗА ЕЛЕКТРОМАГНИТНАТА ИНДУКЦИЯ.

Законът за електромагнитната индукция, който определя възникващата ЕДС, е открит експериментално от Фарадей. Въпреки това, той може да бъде получен въз основа на закона за запазване на енергията.

Нека се върнем към електрическата верига, показана на фиг. 5 поставени в магнитно поле. Нека намерим работата, извършена от източник на ток с ЕДС. дв елементарен период от време дт, при преместване на заряди по веригата. От дефиницията на емф. работа dAсили на трети страни е равно на: dAмагазин = e·dq, Където dq- количеството заряд, преминаващ през веригата през времето дт. Но dq = Idt, Където аз- сила на тока във веригата. Тогава

dAмагазин = e·I·dt. (10)

Работата на източника на ток се изразходва за отделяне на определено количество топлина dQи да работят dAчрез движение на проводника DCв магнитно поле. Според закона за запазване на енергията равенството трябва да е спазено

dAмагазин = dQ + dA.(11)

От закона на Джаул-Ленц пишем:

dQ = I 2R dt, (12)

Където Ре общото съпротивление на дадена верига и от израз (9)

dA = I dФБ, (13)

Където dФ B е промяната в магнитния поток през зоната на затворен контур, когато проводникът се движи. Заместване на изрази (10), (12) и (13) във формула (12), след намаляване с аз, получаваме д· dt = IR dt + dФ B. Разделяйки двете страни на това равенство на дт, намираме: аз = (д –От този израз следва, че във веригата, в допълнение към емф. д, действа някаква друга електродвижеща сила ei, равен

(14)

и причинени от промяна в магнитния поток, проникващ в зоната на веригата. Този e.m.f. и е емф. електромагнитна индукция или накратко ЕДС. индукция. Връзка (14) е закон на електромагнитната индукция, който е формулиран: e.m.f. индукцията във верига е равна на скоростта на промяна на магнитния поток, проникващ в зоната, покрита от тази верига. Знакът минус във формула (14) е математически израз на правилото на Ленц.

29. Кориолисова сила

Най-ужасната сила, която не се нуждае от гравитони

Първо, какво знае научният свят за силата на Кориолис?

Когато дискът се върти, точките, които са по-далеч от центъра, се движат с по-висока тангенциална скорост от точките, които са по-малко отдалечени (група черни стрелки по радиуса). Можете да преместите тяло по радиуса, така че да остане на радиуса (синя стрелка от позиция „A“ до позиция „B“), като увеличите скоростта на тялото, тоест като му придадете ускорение. Акореферентна рамка се върти заедно с диска, ясно е, че тялото „не иска“ да остане в радиуса, но „се опитва“ да отиде наляво - това е силата на Кориолис.

Траектории на топка, движеща се по повърхността на въртяща се плоча в различни отправни системи (горе - в инерционна, долу - в неинерционна).

Кориолисова сила- един отсъществуващи инерционни сили неинерциална отправна системапоради въртенето и законите на инерцията , проявяваща се при движение в посока под ъгъл спрямо оста на въртене. Кръстен на френския ученГюстав Гаспар Кориолис , който пръв го описва. Кориолисовото ускорение е получено от Кориолис през 1833 г.,Гаус през 1803 г. и Ойлер през 1765 г.

Причината за появата на силата на Кориолис е кориолисовото (въртеливо) ускорение. INинерциални референтни системиважи законът за инерцията , тоест всяко тяло се стреми да се движи праволинейно и с константаскорост . Ако разгледаме движението на тяло, равномерно по определен радиус на въртене и насочено от центъра, става ясно, че за да се осъществи, е необходимо да се даде на тялотоускорение , тъй като колкото по-далеч от центъра, толкова по-голяма трябва да бъде тангенциалната скорост на въртене. Това означава, че от гледна точка на въртящата се отправна система, някаква сила ще се опита да измести тялото от радиуса.

За да може едно тяло да се движи с ускорение на Кориолис, е необходимо към тялото да се приложи сила, равна на Е = ма, Където а— Кориолисово ускорение. Съответно тялото действа споредТретият закон на Нютон със сила в обратна посока.Ф К = — ма.

Силата, която действа от тялото, ще се нарича сила на Кориолис. Силата на Кориолис не трябва да се бърка с другасила на инерцията - центробежна сила , която е насочена порадиус на въртящата се окръжност. Ако въртенето се извършва по посока на часовниковата стрелка, тогава тяло, движещо се от центъра на въртене, ще се стреми да напусне радиуса наляво. Ако въртенето се извършва обратно на часовниковата стрелка, след това надясно.

Правилото на Жуковски

Кориолисово ускорение може да се получи чрез проектиране на вектора на скоростта на материална точка в неинерциална отправна система към равнина, перпендикулярна на вектора на ъгловата скорост на неинерциалната отправна система , увеличавайки получената проекция с веднъж и го завъртете на 90 градуса в посоката на въртене на преносимото устройство.

Н. Е. Жуковски беше предложена устна формулировка на дефиницията на силата на Кориолис, удобна за практическо използване

Допълнения:

Правило на Gimlet

Прав проводник с ток. Токът (I), протичащ през проводник, създава магнитно поле (B) около проводника.Правило на Gimlet(също, правило на дясната ръка) -мнемоника правило за определяне посоката на векторъглова скорост , характеризиращ скоростта на въртене на тялото, както и векторамагнитна индукция били за определяне на посокатаиндукционен ток . Правило на дясната ръка Правило на Gimlet: „Ако посоката на постъпателно движениегилза (винт) ) съвпада с посоката на тока в проводника, тогава посоката на въртене на дръжката на гимлета съвпада с посокатавектор на магнитна индукция “.

Определя посоката на индукционния ток в проводник, движещ се в магнитно поле

Правило на дясната ръка: „Ако дланта на дясната ръка е разположена така, че линиите на магнитното поле да влизат в нея, а свитият палец е насочен по протежение на движението на проводника, тогава 4 изпънати пръста ще показват посоката на индукционния ток.“

За соленоидтой се формулира по следния начин: „Ако закопчаете соленоида с дланта на дясната си ръка, така че четири пръста да са насочени по протежение на тока в завоите, тогава удълженият палец ще покаже посоката на линиите на магнитното поле вътре в соленоида.“

Правило на лявата ръка

Ако зарядът се движи и магнитът е в покой, тогава за определяне на силата се прилага правилото на лявата ръка: „Ако лявата ръка е разположена така, че линиите на индукция на магнитното поле да влизат в дланта перпендикулярно на нея, а четирите пръста са насочени по течението (по протежение на движението на положително заредена частица или срещу отрицателно заредено движение), тогава палецът, поставен на 90°, ще покаже посоката на действащата сила на Лоренц или Ампер.“

МАГНИТНО ПОЛЕ

СВОЙСТВА НА (СТАЦИОНАРНОТО) МАГНИТНО ПОЛЕ

Постоянно (или стационарно)Магнитното поле е магнитно поле, което не се променя с времето.

1. Магнитно поле е създадендвижещи се заредени частици и тела, проводници с ток, постоянни магнити.

2. Магнитно поле валиденвърху движещи се заредени частици и тела, върху проводници с ток, върху постоянни магнити, върху рамка с ток.

3. Магнитно поле вихър, т.е. няма източник.

МАГНИТНИ СИЛИ- това са силите, с които тоководещите проводници действат един на друг.

………………

МАГНИТНА ИНДУКЦИЯ

Векторът на магнитната индукция винаги е насочен по същия начин, както свободно въртящата се магнитна стрелка е ориентирана в магнитно поле.

МАГНИТНИ ИНДУКЦИОННИ ЛИНИИ - това са линии, допирателни към които във всяка точка е векторът на магнитната индукция.

Еднородно магнитно поле– това е магнитно поле, в което във всяка точка векторът на магнитната индукция е постоянен по големина и посока; наблюдавани между плочите на плосък кондензатор, вътре в соленоид (ако диаметърът му е много по-малък от дължината му) или вътре в магнитна лента.

СВОЙСТВА НА МАГНИТНИТЕ ИНДУКЦИОННИ ЛИНИИ

– имат посока;

– непрекъснато;

– затворен (т.е. магнитното поле е вихрово);

– не се пресичат;

– по тяхната плътност се съди за големината на магнитната индукция.

Правило на Gimlet(основно за прав проводник с ток):

	Ако посоката на транслационното движение на гимлета съвпада с посоката на тока в проводника, тогава посоката на въртене на дръжката на гимлета съвпада с посоката на линиите на магнитното поле на тока.Правило на дясната ръка (основно за определяне на посоката на магнитните линии вътре в соленоида):Ако закопчаете соленоида с дланта на дясната си ръка, така че четири пръста да са насочени по протежение на тока в завоите, тогава удълженият палец ще покаже посоката на линиите на магнитното поле вътре в соленоида.
	Има и други възможни приложения на правилата за гимлет и дясна ръка.
	МОЩНОСТ НА УСИЛВАТЕЛЯе силата, с която магнитното поле действа върху проводник с ток.Модулът на амперната сила е равен на произведението на силата на тока в проводника от големината на вектора на магнитната индукция, дължината на проводника и синуса на ъгъла между вектора на магнитната индукция и посоката на тока в проводника. .Силата на Ампер е максимална, ако векторът на магнитната индукция е перпендикулярен на проводника.Ако векторът на магнитната индукция е успореден на проводника, тогава магнитното поле няма ефект върху проводника с ток, т.е. Силата на Ампер е нула.Посока на силата на Амперопределя се от правило на лявата ръка:

Ако лявата ръка е разположена така, че компонентът на вектора на магнитната индукция, перпендикулярен на проводника, да влезе в дланта и 4 удължени пръста са насочени по посока на тока, тогава палецът, огънат на 90 градуса, ще покаже посоката на действащата сила върху проводника с ток.

По този начин, в магнитното поле на прав проводник с ток (той е неравномерен), рамката с ток е ориентирана по радиуса на магнитната линия и се привлича или отблъсква от правия проводник с ток, в зависимост от посоката на теченията.

Посока на силата на Кориолис върху въртяща се Земя.Центробежна сила , действащ върху тяло с маса м, по модул равно на F pr = мб 2 r, където b = омега – ъглова скорост на въртене и r— разстояние от оста на въртене. Векторът на тази сила лежи в равнината на оста на въртене и е насочен перпендикулярно на нея. величинаКориолисови сили , въздействащи върху движеща се със скорост частица спрямо дадена въртяща се отправна система, се дава от, където алфа е ъгълът между векторите на скоростта на частиците и ъгловата скорост на отправната система. Векторът на тази сила е насочен перпендикулярно на двата вектора и вдясно от скоростта на тялото (определена отgimlet rule ).

Ефекти на силата на Кориолис: лабораторни експерименти

Махалото на Фуко на Северния полюс. Оста на въртене на Земята лежи в равнината на трептене на махалото.Махалото на Фуко . Експеримент, който ясно демонстрира въртенето на Земята, е извършен през 1851 г. от френски физикЛеон Фуко . Значението му е, че равнината на трептенематематическо махало е постоянна спрямо инерциалната отправна система, в този случай спрямо неподвижните звезди. Така в отправната система, свързана със Земята, равнината на трептене на махалото трябва да се върти. От гледна точка на неинерциална отправна система, свързана със Земята, равнината на трептене на махалото на Фуко се върти под въздействието на силата на Кориолис.Този ефект трябва да бъде най-ясно изразен на полюсите, където периодът на пълно завъртане на равнината на махалото е равен на периода на въртене на Земята около оста си (звезден ден). Като цяло периодът е обратно пропорционален на синуса на географската ширина; при екватора равнината на трептене на махалото е непроменена.

ПонастоящемМахалото на Фуко успешно демонстрирани в редица научни музеи и планетариуми, по-специално в планетариумаСанкт Петербург , планетариум на Волгоград.

Има редица други експерименти с махала, използвани за доказване на въртенето на Земята. Например в експеримента на Bravais (1851) е използванконично махало . Въртенето на Земята се доказва от факта, че периодите на трептене по посока на часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка са различни, тъй като силата на Кориолис в тези два случая има различен знак. През 1853гГаус предложи използването на нематематическо махало, катоФуко, физическо , което би позволило намаляване на размера на експерименталната постановка и повишаване на точността на експеримента. Тази идея беше реализирана Kamerlingh Onnes през 1879 г

Жироскоп– въртящо се тяло със значителен инерционен момент запазва ъглов момент, ако няма силни смущения. Фуко, който беше уморен да обяснява какво се случва с махалото на Фуко извън полюса, разработи друга демонстрация: окачен жироскоп запази ориентацията си, което означава, че се върти бавно спрямо наблюдателя.

Отклоняване на снаряди по време на стрелба с оръдие.Друго наблюдавано проявление на силата на Кориолис е отклонението на траекториите на снарядите (надясно в северното полукълбо, наляво в южното полукълбо), изстреляни в хоризонтална посока. От гледна точка на инерционната референтна система, за снаряди, изстреляни по дължинатамеридиан , това се дължи на зависимостта на линейната скорост на въртене на Земята от географската ширина: когато се движи от екватора към полюса, снарядът запазва хоризонталния компонент на скоростта непроменен, докато линейната скорост на въртене на точките на земната повърхност намалява, което води до изместване на снаряда от меридиана по посока на въртене на Земята. Ако изстрелът е бил изстрелян успоредно на екватора, тогава изместването на снаряда от паралела се дължи на факта, че траекторията на снаряда лежи в една равнина с центъра на Земята, докато точките на земната повърхност се движат в равнина, перпендикулярна на оста на въртене на Земята.

Отклонение на свободно падащи тела от вертикалата.Ако скоростта на тялото има голяма вертикална компонента, силата на Кориолис е насочена на изток, което води до съответно отклонение в траекторията на свободно падащо (без начална скорост) тяло от висока кула. Когато се разглежда в инерционна референтна система, ефектът се обяснява с факта, че върхът на кулата спрямо центъра на Земята се движи по-бързо от основата, поради което траекторията на тялото се оказва тясна парабола и тялото е малко по-напред от основата на кулата.

Този ефект беше предвиденНютон през 1679 г. Поради сложността на провеждането на съответните експерименти, ефектът може да бъде потвърден едва в края на 18 - първата половина на 19 век (Guglielmini, 1791; Benzenberg, 1802; Reich, 1831).

австрийски астрономЙохан Хаген (1902) провежда експеримент, който е модификация на този експеримент, където вместо свободно падащи тежести се използваКолата на Атууд . Това позволи да се намали ускорението на падането, което доведе до намаляване на размера на експерименталната постановка и повишаване на точността на измерванията.

Ефектът на Eötvös.В ниските географски ширини силата на Кориолис при движение по земната повърхност е насочена във вертикална посока и нейното действие води до увеличаване или намаляване на ускорението на гравитацията в зависимост от това дали тялото се движи на запад или на изток. Този ефект се наричаЕфект на Eötvös в чест на унгарския физикРоланд Йотвьос , който го открива експериментално в началото на 20 век.

Експерименти, използващи закона за запазване на ъгловия момент.Някои експерименти се основават назакон за запазване на ъгловия момент : в инерционна отправна система, големината на ъгловия момент (равна на произведениетомомент на инерция до ъгловата скорост на въртене) не се променя под въздействието на вътрешни сили. Ако в някакъв начален момент от време инсталацията е неподвижна спрямо Земята, тогава скоростта на нейното въртене спрямо инерциалната отправна система е равна на ъгловата скорост на въртене на Земята. Ако промените инерционния момент на системата, тогава ъгловата скорост на нейното въртене трябва да се промени, тоест ще започне въртене спрямо Земята. В неинерциална референтна система, свързана със Земята, въртенето възниква в резултат на силата на Кориолис. Тази идея е предложена от френски ученЛуи Поансо през 1851 г

Проведен е първият подобен експериментХаген през 1910 г.: две тежести върху гладка напречна греда бяха монтирани неподвижно спрямо повърхността на Земята. Тогава разстоянието между товарите беше намалено. В резултат на това инсталацията започна да се върти. Германски учен направи още по-демонстративен експеримент.Ханс Бука (Hans Bucka) през 1949 г. Прът с дължина приблизително 1,5 метра беше монтиран перпендикулярно на правоъгълна рамка. Първоначално прътът беше хоризонтален, инсталацията беше неподвижна спрямо Земята. След това прътът беше приведен във вертикално положение, което доведе до промяна в инерционния момент от приблизително 10 4 пъти и бързото му въртене с ъглова скорост 10 4 пъти скоростта на въртене на Земята.

Фуния във ваната.Тъй като силата на Кориолис е много слаба, тя има незначителен ефект върху посоката на завихряне на водата при източване на мивка или вана, така че като цяло посоката на въртене във фунията не е свързана с въртенето на Земята. Въпреки това, при внимателно контролирани експерименти е възможно да се изолира ефектът на силата на Кориолис от други фактори: в северното полукълбо фунията ще се върти обратно на часовниковата стрелка, в южното полукълбо ще се върти обратно на часовниковата стрелка (вярно е обратното).

Ефекти на силата на Кориолис: явления в околната природа

Закон на Баер.Както петербургският академик първи отбелязаКарл Баер през 1857 г. реките подкопават десния бряг в северното полукълбо (левия бряг в южното полукълбо), който впоследствие се оказва по-стръмен (Законът на Бирата ). Обяснението за ефекта е подобно на обяснението за отклонението на снарядите при изстрел в хоризонтална посока: под въздействието на силата на Кориолис водата удря по-силно десния бряг, което води до размиването му и, обратно, отдръпва се от левия бряг.

Циклон над югоизточното крайбрежие на Исландия (изглед от космоса).Ветрове: пасати, циклони, антициклони.Атмосферните явления са свързани и с наличието на силата на Кориолис, насочена надясно в северното полукълбо и наляво в южното полукълбо: пасати, циклони и антициклони. Феноменпасати причинени от неравномерно нагряване на долните слоеве на земната атмосфера в екваториалната зона и в средните ширини, което води до движение на въздуха по меридиана на юг или север съответно в северното и южното полукълбо. Действието на силата на Кориолис води до отклонение на въздушните потоци: в северното полукълбо - на североизток (североизточен пасат), в южното полукълбо - на югоизток (югоизточен пасат).

Циклон наречен атмосферен вихър с намалено въздушно налягане в центъра. Въздушните маси, стремящи се към центъра на циклона, под въздействието на силата на Кориолис, се въртят обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо и по посока на часовниковата стрелка в южното полукълбо. По същия начин, вантициклон , където има максимално налягане в центъра, наличието на силата на Кориолис води до вихрово движение по посока на часовниковата стрелка в северното полукълбо и обратно на часовниковата стрелка в южното полукълбо. В стационарно състояние посоката на движение на вятъра в циклон или антициклон е такава, че силата на Кориолис балансира градиента на налягането между центъра и периферията на вихъра (геострофичен вятър ).

Оптични експерименти

Редица експерименти, демонстриращи въртенето на Земята, се основават наСаняк ефект: ако пръстен интерферометър извършва въртеливо движение, след което поради релативистични ефекти ивиците се изместват под ъгъл

Където А- площ на пръстена, ° С— скорост на светлината, омега — ъглова скорост на въртене. Този ефект е използван от американски физик, за да демонстрира въртенето на Земята.Майкелсън в серия от експерименти, проведени през 1923–1925 г. В съвременните експерименти, използващи ефекта на Саняк, трябва да се вземе предвид въртенето на Земята, за да се калибрират пръстеновидните интерферометри.

Правилото на гимлета в живота на делфините

Малко вероятно е обаче делфините да усетят тази сила в толкова малък мащаб, пише MIGNews. Според друга версия на Менгер факт е, че животните плуват в една посока, за да останат в група по време на относителната уязвимост на полусънните часове. „Когато делфините са будни, те използват свирене, за да останат заедно“, обяснява ученият. „Но когато спят, те не искат да вдигат шум, защото се страхуват да не привлекат внимание.“ Но Менгер не знае защо изборът на посока се променя в зависимост от полукълбото: „Това е извън мен“, признава изследователят.

Аматьорско мнение

И така, имаме събранието:

1. Силата на Кориолис е една от

5. МАГНИТНО ПОЛЕ- това е специален вид материя, чрез която възниква взаимодействие между движещи се електрически заредени частици.

6. МАГНИТНА ИНДУКЦИЯ- това е силовата характеристика на магнитното поле.

7. ПОСОКА НА ЛИНИИТЕ НА МАГНИТНАТА ИНДУКЦИЯ- определя се от правилото на гимлета или правилото на дясната ръка.

9. Отклонение на свободно падащи тела от вертикалата.

10. Фуния във ваната

11. Ефект на десния бряг.

12. Делфини.

На екватора е проведен експеримент с вода. На север от екватора, когато се оттича, водата се върти по посока на часовниковата стрелка, а на юг от екватора - обратно на часовниковата стрелка. Фактът, че десният бряг е по-висок от левия, е защото водата влачи скалата нагоре.

Силата на Кориолис няма нищо общо с въртенето на Земята!

Подробно описание на комуникационните тръби със спътници, Луната и Слънцето е дадено в монографията „Студен ядрен синтез“.

Има и ефекти, които възникват при намаляване на потенциалите на отделните честоти в комуникационните тръби.

Ефекти, наблюдавани от 2007 г. насам:

При източване водата се въртеше както по посока на часовниковата стрелка, така и обратно на часовниковата стрелка;

Делфини, изхвърлени на брега.

Нямаше трансформация на ток (всичко е на входа, нищо на изхода).

По време на трансформацията изходната мощност значително надвишава входната мощност.

Изгаряне на трафопостове.

Неизправности в комуникационната система.

Правилото на гимлета не работи за магнитна индукция.

Гълфстрийм изчезна.

Планирано:

Спиране на океанските течения.

Спиране на вливане на реки в Черно море.

Спиране на реките, вливащи се в Аралско море.

Спирка на Енисей.

Премахването на комуникационните тръби ще доведе до изместване на планетарните спътници в кръгови орбити около Слънцето, като радиусът на орбитите ще бъде по-малък от радиуса на орбитата на Меркурий.

Премахването на комуникационната тръба със Слънцето означава гасене на короната.

Премахването на комуникационната тръба с Луната означава премахване на възпроизвеждането на „златния милиард“ и „златния милион“, докато Луната се „отдалечава“ от Земята с 1 200 000 км.

Магнитно поле на проводник с ток

Посока на вектора на магнитната индукция

Вектор на магнитна индукция

Принцип на суперпозиция

2 Закон на Био-Савар-Лаплас

Възстановяване на парола