-------------------
Вы знаете, как устроен наш мир?



---Load files---
Совет: если изображения отображаются неправильно, попробуйте очистить кеш браузера!
Поиск на странице - нажмите "Ctrl+F", Поиск на сайте - поле ввода "Яндекс-Найти" на "шапке",
Поиск в интернете - 1) выделите текст, 2) нажмите правую клавишу мыши и 3) выберите поисковик.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

------- Тимин В.А. (mail: timinva@yandex.ru) Дата последней загрузки: June 04 2019. -------
Ссылка на этот материал: Электромагнитные_силы.htm)
 Виды классических сил ньютоновой механики

Сила – это количественная мера взаимодействия тел. В рамках классической механики мы имеем дело со следующими видами сил: силами инерции, гравитационными, электростатическими, упругими, силами трения и сопротивления. Объектами воздействия классических сил являются м.т., с.м.т., твердое тело, сплошная среда (твердое вещество, газ, жидкость).

Гравитационные и электростатические (точнее, электромагнитные) силы по своей природе являются фундаментальными. Их нельзя свести к другим, более простым силам. Гравитационное и электромагнитное взаимодействия осуществляются без контакта между телами, на расстоянии.

Силы упругости, силы трения и сопротивления определяются взаимодействиеями между молекулами вещества и имеют в своей основе электромагнитное происхождение и действуют в масштабах межмолекулярных расстояний.

Гравитация была первым взаимодействием, описанным математической теорией. Аристотель считал, что объекты с разной массой падают с разной скоростью. Только много позже Галилео Галилей экспериментально определил, что это не так — если сопротивление воздуха устраняется, все тела ускоряются и падают одинаково.

Электростатические силы

Другой вид взаимодействия тел осуществляется через электрическое и магнитное поля. Электромагнитные силы возникают при взаимодействии частиц, обладающих электрическим зарядом.

В с.о., подчиненных принципам относительности Галилея, невозможно определить непротиворечиво электромагнитное поле. Принципы относительности не позволяют определить поле со специфическими свойствами реального ЭМ поля.

Аналог электромагнитного поля в классической механике, подчиненной галилеевым преобразованиям, обладает не всеми свойствами реального ЭМ поля. Но некоторые ее свойства все же имеются. Назовем такое поле электровихревым полем. Она также разделяется на два поля – на то же электрическое и специфическое вихревое, со своими особенностями. Причем электрическое поле при преобразованиях Галилея преобразуется как и реальное электрическое, а вихревое поле не изменяется.

Электростатические силы возникают при взаимодействии покоящихся частиц, обладающих электрическим зарядом. Заряженная м.т. в бесконечном однородном диэлектрике создает электрическое поле

(1)

где e0 – электрическая постоянная, равная 8,85·10–5 Кл2/Н·м2 = 8,85·10–5 Ф/м,

e – диэлектрическая проницаемость среды, e £ 1,

e – заряд м.т.,

r, R – векторное и скалярное расстояния от заряженной м.т.

Если окружающее пространство не однородно (диэлектрическая проницаемость среды зависит от координат, имеются проводники и т.д.), то поле D складывается из двух составляющих:

D = Eint + Eext,

(2)

где Eint – напряженность электрического поля, создаваемая зарядом,

Eext – поле, созданное поляризационными зарядами в веществе.

Между двумя заряженными м.т. e1 и e2 существует кулоновская сила

(3)

Знак "плюс" перед формулой говорит о том, что одноименные заряды отталкиваются.

Электромагнитные силы

Кроме электрической силы, электромагнитные силы включают в себя и магнитные силы. При движении электрического заряда в бесконечном однородном пространстве создается магнитное поле

(4)

где µ0 – магнитная постоянная, равная 4p·10–7 В·с/А·м,

µ – магнитная проницаемость среды, µ > 0,

При этом три вектора – B, v, r – составляют правую с.к. (правило левой руки). При определении направления вектора B можно воспользоваться и правилом буравчика:

Магнитное поле прямолинейного проводника с током.

Рис. 1. Правило буравчика.

Если окружающее пространство не однородно (магнитная проницаемость среды зависит от координат, имеются магнетики и т.д.), то поле B складывается из двух составляющих:

B = µ0(Hint + Hext),

(5)

где Hint – напряженность электрического поля, создаваемая зарядом,

Hext – поле, созданное поляризационными зарядами в веществе.

При движении в магнитном поле электрический заряд не изменяет своего модуля, но изменяет направление движения. При этом направление действия силы определяется следующим образом: три вектора – F, v, B – составляют правую с.к. При движении заряженной м.т. в электромагнитном поле в вакууме на нее действует сила

Fe = e(E + [v ´ H]),

(6)

где v – скорость заряженной м.т.,

Картинка 6 из 11336

Рис. 2. Правило левой руки.

Электромагнитная индукция

При движении замкнутого проводящего контура в изменяющемся магнитном поле возникает эффект электромагнитной индукции. Он проявляется в возникновении электрического тока в проводнике. Напряженность поля определяется суммой наведенных напряжении на каждом элементарном участке проводящего контура (точнее, интегралом ).

 Различают два типа эффектов электромагнитной индукции. Один из них состоит в наведении вихревого электрического поля Е(r, t) переменным магнитным полем В(r, t):

(7)

где S – поверхность, ограниченная фиксированным контуром, Ф – магнитный поток через S (направления нормали к S и обхода по контуру l связаны правилом правого винта). Это уравнение является строгим уравнением классической электродинамики и универсально применимы как к свободному пространству (вакууму), гак и к произвольным средам и системам (неподвижным и движущимся). Этот эффект обычно используется при расчете и изготовлении трансформаторов.

Другой тип эффектов электромагнитной индукции связан с движением проводника в стационарном магнитном поле В(r). На заряженные частицы в движущихся телах действует магнитная Лоренца сила , где v – скорость носителей заряда, приводящая к разделению зарядов противоположных знаков, к генерации электрического тока в проводниках или к поляризации диэлектриков.

Для электрических цепей, состоящих из тонких проводников, ЭДС можно получить интегрированием вдоль контура внутри провода:

(8)

Этот эффект используется для получения промышленного тока на электростанциях. При движении проводника в магнитном поле на его концах создается разность потенциалов или электродвижущая сила

Электрический ток

Значение электромагнитных явлений в современной жизни огромно. Ее значимость определяется достаточно простым механизмом получения электрического тока, передачи больших мощностей на большие расстояния и производства работы на ее основе. Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц в пространстве. Электрический ток I измеряется через плотность потока зарядов j через поверхность S:

.

I = jS.

(9)

Различные материалы по разному проводят электрический ток сквозь себя. У металлов проводимость большая, у диэлектриков практически нулевая. Вакуум не сопротивляется проведению тока через себя, но здесь возникает техническая задача впрыскивания заряженных частиц в нее. Степень проводимости материала определяется ее удельным сопротивлением r0, полное сопротивление R – формулой:

(10)

где l – длина проводника,

S – поперечное сечение проводника.

Ссылка на этот материал: Электромагнитные_силы.htm)

- - - ВЫ МОЖЕТЕ ОСТАВИТЬ ПЕРВЫЙ КОММЕНТАРИЙ! - - -


Введите логин:      Введите эл.адрес:

Введите пароль:    Ваш телефон:        

Введите Ваш комментарий:
Формулы:

(возможно использование BB-кодов для оформления комментария и кодов LaTeX для ввода формул)

Решите пример: 29 возвести в степень "один" =

---Load files---
Сегодня - 24_10_2019
Время переоткрытия сайта 04 ч 42 м по Гр.
Календарь
на ОКТЯБРЬ месяц 2018 г.
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 2 24 25 26 27
28 29 30 31 1 2 3
(10 231)

---Load files---
---Load files---


© Все права защищены 2017-2019 При использовании материалов сайта ссылка на http://lowsofphisics.ru обязательна.

В НАЧАЛО
КОММЕНТ
В КОНЕЦ
U:2 V:3 N:5
Уникальных посетителей за текущие сутки: 2 Просмотров: 3 Этой страницы (всего): 5