Презентация по электротехнике на тему "Электромагнитные силы"

Электромагнитные силы

План лекции: 1. Открытие магнитных проявлений тока.      2. Магнитные свойства вещества.

1. Открытие магнитных  проявлений тока Французские ученые Био и Савар в  1820 году поставили опыты по  изучению магнитного поля вокруг    Жан Батист Био  проводников конечных размеров.  Позднее их данные обобщил  французский ученый Лаплас и  предложил формулу для вычисления  напряжения магнитного поля. Так  наука пополнилась законом Био­Феликс  Савар Савара­Лапласа.

В 1871 году русский ученый А.Г. Столетов впервые  исследовал  зависимость  магнитной  восприимчивости  железа от его намагниченности, а также изучил явление  насыщения  железа.  Работа  А.Г.  Столетова  по  исследованию  магнитных  свойств  железа  имели  большое  значение  для  развития  магнитных  цепей  в  электромашиностроении. Александр Григорьевич Столетов

Важное  научное  значение  имели  исследования  магнитных проявлений тока французским ученым А.М.  Ампером в двадцатых годах 19 века. Они приняли его  к  разработке  начал  электродинамики.  Ампер  впервые  предложил термин "электрический ток" и ввел понятие  о  направлении  тока.  Исследуя  взаимодействие  круговых  и  линейных  токов,  он  установил  силы  взаимодействия  двух  токов.  Им  предложена  гипотеза,  объясняющая  природу  магнитных  явлений  наличием  молекулярных круговых токов. математические  электрического  выражения  Андре­Мари Ампер

2. Магнитные свойства  вещества Магнитное  поле  молекулярного  тока  характеризуют  магнитным  моментом,  под  которым  i1  и  понимают  произведение  молекулярного  тока  площадки S, ограниченной этим током (рис.1): m = i ∙  S.   Магнитный  момент  считается  векторным,  его  направление  определяется  по  правилу  правого  винта  (буравчика).  Магнитный  момент  измеряется  в  амперквадратах (А∙м2).

За пределами молекул магнитные    моменты большинства электронов    взаимно компенсируются, а    некомпенсированные моменты Рис.1. Определение     определяют магнитные свойства магнитного момента     вещества.  По характеру намагничивания и его интенсивности  все вещества делятся на три группы: 1. Диамагнитные. 2. Парамагнитные. 3. Ферромагнитные.

Степень  намагничивания  вещества  характеризуют  физической величиной, называемой намагниченностью.  Намагниченность  –  векторная  величина,  равная  отношению магнитного момента тела к его объему: М  = Σm / V.   Магнитный  момент  тела  определяется  как  векторная  сумма  магнитных  моментов  молекулярных  токов  в  составе  этого  тела: Σm  =  m1  +  m2  …  Чтобы  вычислить  намагниченность  в  данном  месте  поля,  нужно выбрать достаточно малый объем V.  Намагниченность М измеряется в амперах на метр  (А/м).

При  отсутствии  намагниченности  в  любом  материале существовало бы только внешнее магнитное  поле  с  индукцией  Во  суммируется  с  вектором,  определяющим  намагничивание  материала,  µо  М  (вектор  намагничивания  умножен  на  магнитную  постоянную, так как в международной системе единиц  у вектора Во и М различные единицы – тесла и ампер  на метр). Результирующая магнитная индукция: В = Во  + µо ∙ М. Разность векторов: В / µо – М = Н – называется  вектором напряженности магнитного поля и В = µо ∙  (Н + М).

В материалах, магнитные свойства которых не зависят  от  направления  намагничивания,  в  том  числе  и  в  ферромагнитных,  но  у  последних  только  при  малой  интенсивности  поля,  М  =  א  ∙  Н,  т.е.  намагниченность  пропорциональна  напряженности  магнитного  поля;  коэффициент  пропорциональности  א  (читать  "каппа")  называется  и  характеризует способность материала намагничиваться.  Для таких веществ и мат ериалов: В = µо ∙ (Н + א ∙ Н) =  µо  ∙  (1+א)  ∙  Н,  где  1  +  א  =  µr  и  есть  относительная  магнитная проницаемость. Таким образом В = µо ∙ µr ∙ Н   = µа ∙ Н, т.е. вектор индукции пропорционален вектору  напряженности магнитного поля. восприимчивостью  магнитной

Контрольные вопросы 1. Чем характеризуется магнитный момент? 2. Какая величина называется намагниченностью? 3. Чем различаются диамагнитные, парамагнитные и  ферромагнитные материалы?