РАЗДЕЛ IV. ЭЛЕКТРОМАГНИТИЗМ
4.1. ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ 1. Связь магнитной индукции с напряженностью магнитного поля: , где - магнитная проницаемость изотропной среды; - магнитная постоянная (). В вакууме и тогда магнитная индукция: . 2. Закон Био - Савара - Лапласа: , или , где - магнитная индукция поля, создаваемого элементом проводника длиной с током , - радиус-вектор, направленный от элемента проводника к точке, в которой вычисляется магнитная индукция; - угол между радиусом - вектором и направлением тока в элементе проводника. 3. Магнитная индукция в центре кругового тока: , где - радиус кругового витка. 4. Магнитная индукция на оси кругового тока: , где - расстояние от центра витка до точки, в которой вычисляется магнитная индукция. 5. Магнитная индукция поля прямого тока: , где - расстояние от оси проводника до точки, в которой вычисляется магнитная индукция. 6. Магнитная индукция поля, создаваемого отрезком провода с током (рис. 1. а): ,
Рис. 1. При симметричном расположении провода относительно точки, в которой определяется магнитная индукция (рис. 1.б) = = = , тогда . 7. Магнитная индукция поля соленоида: , где - число витков соленоида, приходящееся на единицу длины. 8. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, закон Ампера: , или , где - длина проводника; - угол между направлением тока в проводнике и вектором магнитной индукции . Это выражение справедливо для однородного магнитного поля и прямого отрезка проводника. Если поле неоднородно и проводник не является прямолинейным, то закон Ампера можно применять к каждому элементу проводника в отдельности: . 9. Сила взаимодействия параллельных проводников с током: , где - расстояние между проводами. 10. Магнитный момент вектора с током: , где - сила тока, протекающего по контуру, - площадь контура, вектор численно равен площади контура и совпадает по направлению с вектором нормали к плоскости контура. 11. Механический (вращательный) момент, действующий на контур с током, помещенный в однородное магнитное поле: , или , где - угол между векторами и . 12. Потенциальная энергия контура с током в магнитном поле: , или . За нулевое значение потенциальной энергии контура с током в магнитном поле принято расположение контура, когда вектор перпендикулярен вектору . 13. Отношение магнитного момента к механическому (моменту импульса) заряженной частицы, движущейся по круговой орбите: , где q - заряд частицы, - масса частицы. 14. Если частица находится одновременно в электрическом и магнитном полях, то под силой Лоренца понимают выражение : или , где - скорость заряженной частицы, - угол между векторами и . 15. Магнитный поток: а) в случае однородного магнитного поля и плоской поверхности или , где - площадь контура; - угол между нормалью к плоскости контура и вектором магнитной индукции; б) в случае неоднородного поля и произвольной поверхности , интегрирование ведется по всей поверхности. 16. Потокосцепление (полный поток): , Эта формула применима для соленоида и тороида с равномерной намоткой плотно прилегающих друг к другу витков. 17. Работа по перемещению замкнутого контура в магнитном поле: . 18. Э.Д.С. индукции: . 19. Разность потенциалов на концах проводника, движущегося со скоростью в магнитном поле: , где - длина проводника; - угол между векторами и . 20. Заряд, протекающий по замкнутому контуру при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур: , или , где - сопротивление контура. 21. Индуктивность контура: . 22. Э.Д.С. самоиндукции: . 23. Индуктивность соленоида: , где - число витков, приходящееся на единицу длины соленоида; - объём соленоида. 24. Мгновенное значение силы тока в цепи, обладающей сопротивлением и индуктивностью : а) при замыкании цепи: , где - Э.Д.С. источника тока; - время, прошедшее после замыкания цепи; б) при размыкании цепи: , где - значение силы тока цепи при = 0; - время, прошедшее с момента размыкания цепи. 25. Энергия магнитного поля: . 26. Объёмная плотность энергии магнитного поля (энергия, заключенная в единице объёма): , или ; или , где - магнитная индукция; - напряженность магнитного поля.
|