Pole magnetyczne w pró

ó

ni 1

POLE MAGNETYCZNE W PRÓòNI

Oddzia»ywanie prdów

Z doÑwiadczenia wiadomo, óe dwa d»ugie, cienkie przewodniki, w których

p»ynie prd, przycigaj si“ wzajemnie, jeóeli prdy p»yn w nich w tych

samych kierunkach, i odpychaj si“, jeóeli prdy p»yn w kierunkach

przeciwnych.

- si»a oddzia»ywania przypadajca na

j e d n os t k “ d » u g o Ñ c i k a ó d e g o z

przewodników. (Ampère, 1820 r.)

- sta»a magnetyczna

1 amper

- Nat“óenie nie zmieniajcego si“ prdu, który p»ync w

dwóch przewodnikach prostoliniowych o niesko½czonej

d»ugoÑci i zaniedbywalnie ma»ym przekroju w kszta»cie

ko»a, umieszczonych wzgl“dem siebie w odleg»oÑci 1 m w

próóni, wytwarza si»“ oddzia»ywania mi“dzy nimi równ

na kaódy metr d»ugoÑci tych przewodników.

1 kulomb - »adunek przep»ywajcy w cigu 1 s przez przekrój przewod-

nika, w którym p»ynie prd sta»y o nat“óeniu 1 A.

- pr“dkoу Ñwiat»a w próóni.

Pole magnetyczne w pró

ó

ni 2

Pole magnetyczne

Oddzia»ywanie prdów odbywa si“ za poÑrednictwem pola magnetycznego

(Oersted, 1820 r.). Pole magnetyczne ma charakter kierunkowy i std

charakteryzowane jest wielkoÑci wektorow ( ).

- indukcja magnetyczna.

Pole magnetyczne nie dzia»a na »adunek znajdujcy si“ w spoczynku.

Pole magnetyczne wytwarzane jest przez »adunki b“dce w ruchu.

Zasada superpozycji dla pola magnetycznego

Pole wytwarzane przez kilka poruszajcych si“ »adunków (prdów)

równe jest wektorowej sumie pó»

wytwarzanych przez kaódy

»adunek (prd) z osobna:

Pole poruszajcego si“ »adunku

Rozwaómy pole magnetyczne wytwarzane w pewnym punkcie P przez

»adunek punktowy q poruszajcy si“ z pr“dkoÑci

Dla

DoÑwiadczenie pokazuje, óe dla

indukcja magnetyczna poruszajcego

si“ »adunku wyraóa si“ wzorem

(tesla)

Pole magnetyczne w pró

ó

ni 3

Pole poruszajcego si“ »adunku, cd

W przypadku poruszajcego si“ »adunku pole elektryczne traci swoj

symetri“ sferyczn i staje si“ polem o symetrii

osiowej.

Linie pola elektrycznego swobodnie

poruszajcego si“ »adunku

Prawo Biota-Savarta

Pole magnetyczne w punkcie pochodzce od

pojedynczego noÑnika prdu e

- pr“dkoу chaotycznego ruchu noÑnika,

- pr“dkoу uporzdkowanego ruchu noÑnika.

Indukcja magnetyczna, uÑredniona dla wszystkich noÑników »adunku w

elemencie

Pole magnetyczne w pró

ó

ni 4

Prawo Biota-Savarta, cd

,

,

prawo Biota-Savarta

Pole magnetyczne od prdu prostego (niesko½czenie d»ugiego cienkiego

przewodu prostoliniowego)

,

Pole magnetyczne w pró

ó

ni 5

Si»a Lorentza

Si»a magnetyczna

- si»a dzia»ajca na »adunek poruszajcy si“ w polu

magnetycznym.

Na drodze doÑwiadczalnej ustalono, óe si»a dzia»ajca na »adunek

poruszajcy si“ w polu magnetycznym wyraóa si“ wzorem

Si»a magnetyczna jest zawsze prostopad»a do

pr“dkoÑci poruszajcej si“ czstki, a wi“c nie

wykonuje pracy nad czstk. Sta»e pole

magnetyczne nie moóe zmieniƒ energii

poruszajcej si“ czstki na»adowanej

JeÑli czstka znajduje si“ jednoczeÑnie w polu elektrycznym i

magnetycznym, to na czstk“ dzia»a si»a

- si»a Lorentza

Si»a dzia»ajca na »adunek poruszajcy si“ z pr“dkoÑci równoleg» do

niesko½czenie d»ugiego, prostego przewodu, w którym p»ynie prd o

nat“óeniu

Pole magnetyczne w pró

ó

ni 6

Si»y dzia»ajce mi“dzy dwoma »adunkami jednoimiennymi

i

poru-

szajcymi si“ po równoleg»ych prostych z pr“dkoÑci duóo mniejsz od c

Si»a magnetyczna jest s»absza od si»y coulombowskiej o czynnik równy

kwadratowi stosunku pr“dkoÑci »adunku do pr“dkoÑci Ñwiat»a w próóni.

Dzia»anie pola magnetycznego na przewodnik z prdem

Znajdïmy wyraóenie na si»“ dzia»ajc na przewodnik, w którym p»ynie

prd, umieszczony w polu magnetycznym. W tych warunkach na kaódy z

noÑników »adunku dzia»a si»a

- pr“dkoу chaotycznego ruchu noÑnika,

- pr“dkoу uporzdkowanego ruchu noÑnika.

Po uÑrednieniu

Si»a dzia»ajca na odcinek

przewodnika

,

Pole magnetyczne w pró

ó

ni 7

Dzia»anie pola magnetycznego na przewodnik z prdem, cd

- g“stoу si»y, si»a dzia»ajca na jednostkow

obj“toу przewodnika.

Obliczenie si»y oddzia»ywania dwóch znajdujcych si“ w próóni,

niesko½czenie d»ugich prdów prostych