І. Электрстатик а
жүктеу/скачать 1,99 Mb.
|
| 8. ЭЛЕКТРМАГНЕТИЗМ
8.1. Тұрақты токтың магнит өрісі. Токтардың өзара әсері Тұрақты магниттер және олардың бір – бірімен, сондай – ақ темірмен әсерлесу қабілеті ертеден белгілі ( магнит өрісі материяның бір түрі арқылы өтеді). Греция – магнесия – руда, қытайда да белгілі болған. Ал жіңішке өткізгіштер бойымен ағатын токтың (оларды түзу сызықты ток деп атаймыз) магниттік стрелкамен әсерлесуін тек 1820 ж. Дат (Дания) физигі Эрстед байқаған болатын. (Эрстед Ханс Кристиан даниялық физик, 1777 – 1851 ж.ж.) 1820 – 1823 ж.ж. Ампер Эрстед тәжірибелерін дамыта отырып, токтардың тек қана тұрақты магниттермен ғана емес, олардың өзарада әсерлесетіндігін анықтады (Ампер Андре Мари 1775 – 1836 ж.ж. француз физигі, математигі және химигі). Сонымен, электр токтары өзара әсерлеседі екен. Мысалы, бойымен ток жүріп тұрған жіңішке өткізгіштер, егер олардағы токтардың бағыттары бірдей болса, бір –біріне тартылады, ал қарама –қарсы болса, онда тебіледі. Осындай екі параллель өткізгіштердің бірлік ұзындығына келетін өзара әсер күші, токтың және шамасына пропорционал, ал олардың арақашықтықтарына кері пропорционал болатынын тәжірибе көрсетті, яғни: (8.1) Бұл екі параллель шексіз ұзын өткізгіштер бойымен жүрген токтардың өзара әсерлесуін сипаттайтын, яғни жеке жағдайға жазылған Ампер заңы болып табылады. Осы заңның кез-келген формадағы өткізгішке қолданылатын жалпы өрнегімен біз төменде танысамыз. (8.1) формуласын мына түрде жазуға болады:
мұндағы - магнит тұрақтысы деп аталады. Ампердің анықтамасы бойынша және м болғанда шамасы Н/м – ге тең болатынын пайдаланып, - дің сан мәнін табуға болады. Ол үшін осы мәндерді (8.2) өрнегіне қойсақ мынаны аламыз: (8.3) Токтардың өзара әсері магниттік өріс арқылы жүзеге асады. Сонымен қозғалыстағы зарядтар, яғни токтар, өздерін қоршаған ортаның қасиетін өзгертеді – онда магнит өрісін тудырады. Бұл өріс ондаған қозғалған зарядтарда ( токтарда) белгілі күштің әсер етуінен байқалады. 8.1 - сурет Электр өрісін зерттеу үшін нүктелі сыншы зарядты пайдаланғандай өрістің қасиеттерін зерттеу үшін өлшемдері шағын тұйық контурда циркуляция жасайтын сыншы токты аламыз. Кеңістіктегі контурдың бағдарын токтың винтін оңға айналдыру бағытымен байланысты болып келген контурға жүргізілген нормальдің бағытымен сипаттауға болады (8.1 – сурет). Мұндай нормальді біз оң деп атаймыз. Сыншы контурды магнит өрісіне әкелсек, өріс оны белгілі бір бағытта оң нормальмен орналастыра отырып, оған бағдарлаушы әсер ететінін байқаймыз. Осы бағытта берілген нүктедегі өріс бағыты деп алайық. Сонда контурды өріспен нормальдің бағыттары сәйкес келмейтіндей етіп бұрсақ, онда контурды бұрынғы тепе – теңдік қалпына келтіруге тырысатын айналу моменті пайда болады. Айналу моментінің шамасы нормаль мен өріс бағытының арасындағы бұрышына байланысты болады. болғанда момент шамасы ең үлкен мәніне жетеді (момент нөлге тең).Бір нүктеге әр түрлі сыншы контурларды әкеліп, шамасының контурдың ауданына және ондағы ток күшіне пропорционал екенін, ал контурдың формасна тәуелсіз екенін байқауға болады. Сонымен, магнит өрісінің тогы бар жазық контурға әсері мына өрнекпен анықталады: (8.4) бұл контурдың магниттік моменті деп аталады. Контур ток күші мен ауданынан басқа, кеңістік бағдарымен сипатталады. Сондықтан магнитті моментті оң нормаль мен бағыттас вектор ретінде қарастыруға болады:
мәнінен басқа сыншы контурға өрістің берілген нүктесінде шамасы жағынан әртүрлі айналу моменті әсер етеді. Бірақ қатынасы барлық контурлар үшін бірдей және оны өрістің сандық сипаты ретінде қабылдауға болады. Осы қатынасқа пропорционал В физикалық шаманы магниттік индукция деп атаймыз:
Магниттік индукция – вектор, бағыты сыншы контурға түсірілген оң нормальдің тепе – теңдік бағытымен анықталатын векторлық шама. Қорыта айтқанда, электр өрісінің зарядқа әсер ететін күшін сипаттайтын, электр өрісінің кернеулігі сияқты, шамасы да магнит өрісінің токқа әсер ететін күшін сипаттайды.
/СИ/ХЖ:[В]= H/(A*м) – Тл (тесла) - ток элементі. Ток элементі – токтың бағытымен үйлесетін векторлық шама және ол ток күшінің өткізгіш ұзындығы элементінің көбейтіндісіне тең.
жүктеу/скачать 1,99 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|