Закон Джоуля-Ленца. Рассмотрим однородны проводник, к концам которого приложено напряжение U



Скачать 37.32 Kb.
Дата28.06.2020
Размер37.32 Kb.
Название файлаФизика 28-29.docx
ТипЗакон

28. Работа тока. Мощность тока. Закон Джоуля-Ленца.

Рассмотрим однородны проводник, к концам которого приложено напряжение U.

За время dt через сечение проводника переносится заряд dq=Idt. При этом силы электростатического поля и сторонние силы совершают работу[ ].

(99.1)

Если сопротивление проводника R, то, используется закон Ома [ ], получим что работа тока:



(99.2)

Из формулы (99.2) и (99.2) следует, что мощность тока:



(99.3)

Работа тока выражается в джоулях (Дж), а мощность в ватах (Вт).

Если ток проходит по неподвижному металлическому проводнику, то вся энергия идёт на его нагревание и, по закону сохранения энергии:



(99.4)

Используя выражения (99.1-4) получим:



(99.5)

Выражение (99.5) представляет собой закон Джоуля-Ленца.

Выделим в проводнике элементарный цилиндрический объем dV=dSdl, сопротивление которого . По закону Джоуля-Ленца за время dt выделилась теплота:

Количество теплоты, выделяющееся за единицу времени в единице объема, называется удельной тепловой мощностью тока.



(99.6)

Используя дифференциальную форму закона Ома ( и соотношение , получим:



(99.7)

Формулы (99.6) и (99.7) являются обобщенным выражением закона Джоуля-Ленца, в дифференциальной форме, пригодным для любого проводника.
29. Магнитное поле в вакууме. Магнитная индукция, напряженность магнитного поля. Принцип суперпозиции.

Магнитное поле – это силовое поле, которое возникает подобно тому как в пространстве, окружающем электрические заряды, возникает электростатическое поле, так в пространстве, окружающем токи и постоянные магниты, возникает магнитное поле.

Важнейшая особенность магнитного поля, состоит в том, что он действует только на движущиеся в нём электрические заряды.



Направление нормаль задаётся правилом правого винта: за положительное направление нормали, принимается направление поступательного движении винта, головка которого вращается в направление тока, текущего в рамке.

Вращающий момент сил зависит как от свойств поля в данной точке, так и от свойств рамки и определяется по формуле:



Где, - вектор магнитного момента рамки с током; – вектор магнитной индукции.

Для плоского контура с током I:

Если данную точку магнитного поля помещать рамки с различными магнитными моментами, то на них действуют различные вращательные моменты, однако отношение для всех контуров одно и то же и поэтому может служить характеристикой магнитного поля, называемой магнитной индукцией.



Магнитная индукция в данной точке однородного магнитного поля определяется максимальной вращающимся моментом, действующим на рамку с магнитным моментом, равным единице, когда нормаль к рамке перпендикулярна направлению поля.



Линии магнитной индукции – линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора . Их направление задаётся правилом правого винта: головка винта, ввинчиваемого по направлению тока, вращается в направление линий магнитной индукции.

Магнитное поле макротоков описывает вектор напряженности . Для однородной изотропной среды вектором магнитной индукции связан с вектором напряженности следующим соотношением:

Где - магнитная постоянная; - безразмерная величина – магнитная проницаемость среды, показывающая во сколько раз магнитное поле макротоков H усиливается за счёт поля микротоков среды.



Закон Био-Савара-Лапласа. Для проводников с током I, элемент dl которого создаётся в некоторой точке А, индукция поля записывается:

Где – вектор, по модулю равный длине dl элемента проводника и совпадающий по направлению с током; – радиус-вектор, проведенный из элемента dl проводника в точку A; r – модуль радиус-вектора.

Модуль вектора dB определяется выражением:

Где – угол между векторами и .



Для магнитного поля, как и для электрического, справедлив принцип суперпозиции: вектор магнитной индукции результирующего поля, создаваемого несколькими токами или движущимися зарядами, равен векторной сумме магнитных индукций складываемых полей, создаваемых каждым током или движущимися зарядом отдельно:



Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©coolnew.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Теоретические основы
Лабораторная работа
Методические указания
Общая характеристика
Рабочая программа
Теоретические аспекты
Пояснительная записка
Практическая работа
Методические рекомендации
Дипломная работа
Федеральное государственное
История развития
Общие сведения
Учебное пособие
Основная часть
Направление подготовки
государственное бюджетное
Теоретическая часть
Физическая культура
Самостоятельная работа
История возникновения
Методическая разработка
Практическое задание
Краткая характеристика
квалификационная работа
Выпускная квалификационная
государственное образовательное
Гражданское право
Название дисциплины
бюджетное учреждение
образовательное бюджетное
Российская академия
Общие положения
Уголовное право
Понятие сущность
теоретические основы
Общая часть
прохождении учебной
история возникновения
образовательная организация
Современное состояние
Техническое задание
Методическое пособие
Фамилия студента
Правовое регулирование
Финансовое право
Финансовое планирование
Конституционное право
Государственное управление