Δύναμη Λόρεντς. Γενικές αρχές της συσκευής

ΕΚΘΕΣΗ ΙΔΕΩΝ

Με θέμα "Φυσική"
Θέμα: "Εφαρμογή της δύναμης Lorentz"

Συμπλήρωσε: Μαθητής της ομάδας T-10915Logunova M.V.

Δάσκαλος Vorontsov B.S.

Kurgan 2016

Εισαγωγή. 3

1. Χρησιμοποιώντας τη δύναμη Lorentz. τέσσερις

.. 4

1.2 Φασματομετρία μάζας. 6

1. Γεννήτρια 3 MHD. 7

1,4 Κυκλότρον. 8

Συμπέρασμα. έντεκα

Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας.. 13

Εισαγωγή

Δύναμη Lorentz- η δύναμη με την οποία το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, σύμφωνα με την κλασσική (μη κβαντική) ηλεκτροδυναμική, δρα σε ένα σημειακά φορτισμένο σωματίδιο. Μερικές φορές η δύναμη Lorentz ονομάζεται η δύναμη που ενεργεί σε ένα κινούμενο με ταχύτητα υ χρέωση qμόνο από την πλευρά του μαγνητικού πεδίου, συχνά την πλήρη δύναμη - από την πλευρά του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου γενικά, με άλλα λόγια, από την πλευρά του ηλεκτρικού μικαι μαγνητική σιχωράφια.

Στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI) εκφράζεται ως:

φά L = q υ σι sina

Πήρε το όνομά του από τον Ολλανδό φυσικό Hendrik Lorenz, ο οποίος ανέπτυξε μια έκφραση για αυτή τη δύναμη το 1892. Τρία χρόνια πριν από τον Lorentz, η σωστή έκφραση βρέθηκε από τον O. Heaviside.

Η μακροσκοπική εκδήλωση της δύναμης Lorentz είναι η δύναμη Ampère.

Χρησιμοποιώντας τη δύναμη Lorentz

Η δράση που ασκείται από ένα μαγνητικό πεδίο στα κινούμενα φορτισμένα σωματίδια χρησιμοποιείται ευρέως στην τεχνολογία.

Η κύρια εφαρμογή της δύναμης Lorentz (ακριβέστερα, η ειδική της περίπτωση - η δύναμη Ampère) είναι οι ηλεκτρικές μηχανές (ηλεκτρικοί κινητήρες και γεννήτριες). Η δύναμη Lorentz χρησιμοποιείται ευρέως σε ηλεκτρονικές συσκευές για δράση σε φορτισμένα σωματίδια (ηλεκτρόνια και μερικές φορές ιόντα), για παράδειγμα, στην τηλεόραση σωλήνες καθοδικών ακτίνων, σε φασματομετρία μάζαςκαι Γεννήτριες MHD.

Επίσης, στις πειραματικές εγκαταστάσεις που δημιουργήθηκαν σήμερα για την υλοποίηση μιας ελεγχόμενης θερμοπυρηνικής αντίδρασης, η δράση ενός μαγνητικού πεδίου στο πλάσμα χρησιμοποιείται για να το στρίψει σε ένα καλώδιο που δεν αγγίζει τα τοιχώματα του θαλάμου εργασίας. Η κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων σε έναν κύκλο σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο και η ανεξαρτησία της περιόδου αυτής της κίνησης από την ταχύτητα του σωματιδίου χρησιμοποιούνται σε κυκλικούς επιταχυντές φορτισμένων σωματιδίων - κυκλοτρόνια.

1. 1. Συσκευές δέσμης ηλεκτρονίων

Συσκευές δέσμης ηλεκτρονίων (EBD) - μια κατηγορία ηλεκτρονικών συσκευών κενού που χρησιμοποιούν ένα ρεύμα ηλεκτρονίων συγκεντρωμένων με τη μορφή μίας δέσμης ή δέσμης δέσμης, τα οποία ελέγχονται τόσο από την ένταση (ρεύμα) όσο και από τη θέση στο χώρο και αλληλεπιδρούν με ένας σταθερός χωρικός στόχος (οθόνη) του οργάνου. Το κύριο αντικείμενο του ELP είναι η μετατροπή οπτικών πληροφοριών σε ηλεκτρικά σήματα και η αντίστροφη μετατροπή ενός ηλεκτρικού σήματος σε οπτικό, για παράδειγμα, σε ορατή τηλεοπτική εικόνα.

Η κατηγορία των συσκευών καθοδικών ακτίνων δεν περιλαμβάνει σωλήνες ακτίνων Χ, φωτοκύτταρα, φωτοπολλαπλασιαστές, συσκευές εκκένωσης αερίου (δεκάτρον) και ηλεκτρονικούς λαμπτήρες λήψης-ενίσχυσης (τετρόδια δέσμης, ηλεκτρικοί δείκτες κενού, λαμπτήρες δευτερεύουσας εκπομπής κ.λπ.) με δέσμη μορφή ρευμάτων.

Μια συσκευή δέσμης ηλεκτρονίων αποτελείται από τουλάχιστον τρία κύρια μέρη:

· Ένας ηλεκτρονικός προβολέας (όπλο) σχηματίζει μια δέσμη ηλεκτρονίων (ή μια δέσμη δεσμών, για παράδειγμα, τρεις δέσμες σε ένα έγχρωμο κινοσκόπιο) και ελέγχει την έντασή της (ρεύμα).

· Το σύστημα εκτροπής ελέγχει τη χωρική θέση της δέσμης (την απόκλιση από τον άξονα του προβολέα).

· Ο στόχος (οθόνη) του ELP λήψης μετατρέπει την ενέργεια της δέσμης στη φωτεινή ροή της ορατής εικόνας. ο στόχος του ELP εκπομπής ή αποθήκευσης συσσωρεύει μια ανακούφιση χωρικού δυναμικού που διαβάζεται από μια δέσμη ηλεκτρονίων σάρωσης

Ρύζι. 1 συσκευή CRT

Γενικές αρχές της συσκευής.

Δημιουργείται ένα βαθύ κενό στη δεξαμενή CRT. Για τη δημιουργία μιας δέσμης ηλεκτρονίων, χρησιμοποιείται μια συσκευή που ονομάζεται πιστόλι ηλεκτρονίων. Η κάθοδος που θερμαίνεται από το νήμα εκπέμπει ηλεκτρόνια. Αλλάζοντας την τάση στο ηλεκτρόδιο ελέγχου (διαμορφωτή), μπορείτε να αλλάξετε την ένταση της δέσμης ηλεκτρονίων και, κατά συνέπεια, τη φωτεινότητα της εικόνας. Μετά την έξοδο από το πιστόλι, τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται από την άνοδο. Στη συνέχεια, η δέσμη διέρχεται από ένα σύστημα εκτροπής, το οποίο μπορεί να αλλάξει την κατεύθυνση της δέσμης. Στα CRT τηλεόρασης, χρησιμοποιείται ένα σύστημα μαγνητικής εκτροπής, καθώς παρέχει μεγάλες γωνίες εκτροπής. Σε παλμογράφους CRT, χρησιμοποιείται ένα σύστημα ηλεκτροστατικής παραμόρφωσης καθώς παρέχει ταχύτερη απόκριση. Η δέσμη ηλεκτρονίων χτυπά ένα πλέγμα επικαλυμμένο με φώσφορο. Από τον βομβαρδισμό από ηλεκτρόνια, ο φώσφορος λάμπει και ένα ταχέως κινούμενο σημείο μεταβλητής φωτεινότητας δημιουργεί μια εικόνα στην οθόνη.

1.2 Φασματομετρία μάζας

Ρύζι. 2

Η δράση της δύναμης Lorentz χρησιμοποιείται επίσης σε συσκευές που ονομάζονται φασματογράφοι μάζας, οι οποίοι είναι σχεδιασμένοι να διαχωρίζουν τα φορτισμένα σωματίδια σύμφωνα με τα ειδικά φορτία τους.

Φασματομετρία μάζας(φασματοσκοπία μάζας, φασματογραφία μάζας, ανάλυση φασματοσκοπίας μάζας, φασματομετρική ανάλυση μάζας) - μια μέθοδος για τη μελέτη μιας ουσίας που βασίζεται στον προσδιορισμό της αναλογίας μάζας προς φορτίο ιόντων που σχηματίζονται από τον ιονισμό των συστατικών του δείγματος που ενδιαφέρουν. Μία από τις πιο ισχυρές μεθόδους για την ποιοτική ταυτοποίηση ουσιών, που επιτρέπει και ποσοτικό προσδιορισμό. Μπορούμε να πούμε ότι η φασματομετρία μάζας είναι το «ζύγισμα» των μορίων του δείγματος.

Το σχήμα του απλούστερου φασματογράφου μάζας φαίνεται στο σχήμα 2.

Στον θάλαμο 1, από τον οποίο εκκενώνεται ο αέρας, υπάρχει μια πηγή ιόντων 3. Ο θάλαμος τοποθετείται σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, σε κάθε σημείο του οποίου η επαγωγή B⃗ B → είναι κάθετη στο επίπεδο του σχεδίου και κατευθύνεται προς εμάς ( στο Σχήμα 1 αυτό το πεδίο υποδεικνύεται με κύκλους). Μεταξύ των ηλεκτροδίων Α και Β εφαρμόζεται μια επιταχυνόμενη τάση, υπό τη δράση της οποίας τα ιόντα που εκπέμπονται από την πηγή επιταχύνονται και εισέρχονται στο μαγνητικό πεδίο με μια ορισμένη ταχύτητα κάθετη στις γραμμές επαγωγής. Κινούμενοι σε ένα μαγνητικό πεδίο κατά μήκος ενός τόξου κύκλου, τα ιόντα πέφτουν στη φωτογραφική πλάκα 2, γεγονός που καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό της ακτίνας R αυτού του τόξου. Γνωρίζοντας την επαγωγή του μαγνητικού πεδίου Β και την ταχύτητα υ των ιόντων, σύμφωνα με τον τύπο

μπορεί να προσδιοριστεί το ειδικό φορτίο των ιόντων. Και αν το φορτίο ενός ιόντος είναι γνωστό, η μάζα του μπορεί να υπολογιστεί.

Η ιστορία της φασματομετρίας μάζας ξεκινά με τα θεμελιώδη πειράματα του J. J. Thomson στις αρχές του 20ου αιώνα. Η κατάληξη "-metria" στο όνομα της μεθόδου εμφανίστηκε μετά την ευρεία μετάβαση από την ανίχνευση φορτισμένων σωματιδίων χρησιμοποιώντας φωτογραφικές πλάκες στις ηλεκτρικές μετρήσεις των ρευμάτων ιόντων.

Η φασματομετρία μάζας χρησιμοποιείται ιδιαίτερα ευρέως στην ανάλυση οργανικών ουσιών, καθώς παρέχει αξιόπιστη ταυτοποίηση τόσο απλών όσο και πολύπλοκων μορίων. Η μόνη γενική απαίτηση είναι το μόριο να είναι ιονιζόμενο. Ωστόσο, μέχρι τώρα ήταν

Υπάρχουν τόσοι πολλοί τρόποι ιονισμού συστατικών του δείγματος που η φασματομετρία μάζας μπορεί να θεωρηθεί μια σχεδόν καθολική μέθοδος.

1. Γεννήτρια 3 MHD

Μαγνητοϋδροδυναμική γεννήτρια, γεννήτρια MHD - μια μονάδα παραγωγής ενέργειας στην οποία η ενέργεια του ρευστού εργασίας (υγρό ή αέριο ηλεκτρικά αγώγιμο μέσο) που κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο μετατρέπεται απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια.

Η αρχή της λειτουργίας μιας γεννήτριας MHD, όπως μια συμβατική γεννήτρια μηχανής, βασίζεται στο φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, δηλαδή στην εμφάνιση ρεύματος σε έναν αγωγό που διασχίζει τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου. Σε αντίθεση με τις γεννήτριες μηχανών, ο αγωγός στη γεννήτρια MHD είναι το ίδιο το υγρό εργασίας.

Το σώμα εργασίας κινείται κατά μήκος του μαγνητικού πεδίου και υπό τη δράση του μαγνητικού πεδίου προκύπτουν αντίθετα κατευθυνόμενες ροές φορέων φορτίου αντίθετων σημάτων.

Η δύναμη Lorentz δρα σε ένα φορτισμένο σωματίδιο.

Τα ακόλουθα μέσα μπορούν να χρησιμεύσουν ως το σώμα εργασίας της γεννήτριας MHD:

· ηλεκτρολύτες;

υγρά μέταλλα?

πλάσμα (ιονισμένο αέριο).

Οι πρώτες γεννήτριες MHD χρησιμοποιούσαν ηλεκτρικά αγώγιμα υγρά (ηλεκτρολύτες) ως ρευστό εργασίας. Επί του παρόντος, χρησιμοποιείται πλάσμα, στο οποίο φορείς φορτίου είναι κυρίως ελεύθερα ηλεκτρόνια και θετικά ιόντα. Υπό την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου, οι φορείς φορτίου αποκλίνουν από την τροχιά κατά την οποία θα κινούνταν το αέριο απουσία πεδίου. Σε αυτή την περίπτωση, σε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, μπορεί να προκύψει ένα πεδίο Hall (δείτε το φαινόμενο Hall) - ένα ηλεκτρικό πεδίο που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα συγκρούσεων και μετατοπίσεων φορτισμένων σωματιδίων σε επίπεδο κάθετο στο μαγνητικό πεδίο.

1,4 Κυκλότρον

Το κυκλοτρόνιο είναι ένας συντονισμένος κυκλικός επιταχυντής μη σχετικιστικών βαρέων φορτισμένων σωματιδίων (πρωτόνια, ιόντα), στον οποίο τα σωματίδια κινούνται σε ένα σταθερό και ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο και ένα ηλεκτρικό πεδίο υψηλής συχνότητας σταθερής συχνότητας χρησιμοποιείται για την επιτάχυνσή τους.

Το σχήμα της συσκευής cyclotron φαίνεται στο Σχ.3. Βαριά φορτισμένα σωματίδια (πρωτόνια, ιόντα) εισέρχονται στον θάλαμο από έναν εγχυτήρα κοντά στο κέντρο του θαλάμου και επιταχύνονται από ένα εναλλασσόμενο πεδίο σταθερής συχνότητας που εφαρμόζεται στα ηλεκτρόδια επιτάχυνσης (υπάρχουν δύο από αυτά και ονομάζονται dees). Τα σωματίδια με φορτίο Ze και μάζα m κινούνται σε ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο ισχύος Β, που κατευθύνεται κάθετα στο επίπεδο κίνησης των σωματιδίων, κατά μήκος μιας σπείρας που ξετυλίγεται. Η ακτίνα R της τροχιάς ενός σωματιδίου με ταχύτητα v καθορίζεται από τον τύπο

όπου γ = -1/2 είναι ο σχετικιστικός παράγοντας.

Σε ένα κυκλότρον για ένα μη σχετικιστικό (γ ≈ 1) σωματίδιο σε σταθερό και ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, η ακτίνα της τροχιάς είναι ανάλογη με την ταχύτητα (1) και η συχνότητα περιστροφής ενός μη σχετικιστικού σωματιδίου (η συχνότητα του κυκλοτρονίου δεν εξαρτάται από την ενέργεια του σωματιδίου

E = mv 2 /2 = (Ze) 2 B 2 R 2 /(2m) (3)

Στο κενό μεταξύ των φύλλων, τα σωματίδια επιταχύνονται από ένα παλμικό ηλεκτρικό πεδίο (δεν υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο μέσα στις κοίλες μεταλλικές ίνες). Ως αποτέλεσμα, η ενέργεια και η ακτίνα της τροχιάς αυξάνονται. Επαναλαμβάνοντας την επιτάχυνση από το ηλεκτρικό πεδίο σε κάθε περιστροφή, η ενέργεια και η ακτίνα της τροχιάς φέρονται στις μέγιστες επιτρεπόμενες τιμές. Στην περίπτωση αυτή, τα σωματίδια αποκτούν την ταχύτητα v = ZeBR/m και την ενέργεια που αντιστοιχεί σε αυτήν:

Στην τελευταία στροφή της έλικας, ένα ηλεκτρικό πεδίο εκτροπής ενεργοποιείται, φέρνοντας τη δέσμη προς τα έξω. Η σταθερότητα του μαγνητικού πεδίου και η συχνότητα του επιταχυνόμενου πεδίου καθιστούν δυνατή τη συνεχή επιτάχυνση. Ενώ μερικά σωματίδια κινούνται κατά μήκος των εξωτερικών στροφών της σπείρας, άλλα βρίσκονται στη μέση του μονοπατιού και άλλα μόλις αρχίζουν να κινούνται.

Το μειονέκτημα του κυκλοτρονίου είναι ο περιορισμός από ουσιαστικά μη σχετικιστικές ενέργειες σωματιδίων, αφού ακόμη και οι όχι πολύ μεγάλες σχετικιστικές διορθώσεις (αποκλίσεις του γ από τη μονάδα) παραβιάζουν τον συγχρονισμό της επιτάχυνσης σε διαφορετικές στροφές και τα σωματίδια με σημαντικά αυξημένες ενέργειες δεν έχουν πλέον χρόνο να γίνουν στο διάκενο μεταξύ των δεών στη φάση του ηλεκτρικού πεδίου που είναι απαραίτητο για την επιτάχυνση . Στα συμβατικά κυκλοτρόνια, τα πρωτόνια μπορούν να επιταχυνθούν έως και 20-25 MeV.

Για την επιτάχυνση βαρέων σωματιδίων στη λειτουργία μιας σπείρας ξετύλιξης σε ενέργειες δεκάδες φορές υψηλότερες (έως 1000 MeV), χρησιμοποιείται μια τροποποίηση του κυκλοτρονίου, που ονομάζεται ισόχρονος(σχετικιστικό) κυκλότρον, καθώς και ένα φασοτρόνιο. Στα ισόχρονα κυκλοτρόνια, τα σχετικιστικά φαινόμενα αντισταθμίζονται από μια ακτινική αύξηση του μαγνητικού πεδίου.

συμπέρασμα

Κρυφό κείμενο

Γραπτό συμπέρασμα (το πιο βασικό για όλες τις υποπαραγράφους της πρώτης ενότητας - αρχές λειτουργίας, ορισμοί)

Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας

1. Wikipedia [Ηλεκτρονικός πόρος]: Δύναμη Lorentz. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Lorenz_force

2. Wikipedia [Ηλεκτρονικός πόρος]: Μαγνητοϋδροδυναμική γεννήτρια. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Magnetohydrodynamic_generator

3. Wikipedia [Ηλεκτρονικός πόρος]: Συσκευές δέσμης ηλεκτρονίων. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Electron-beam_devices

4. Wikipedia [Ηλεκτρονικός πόρος]: Φασματομετρία μάζας. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Φασματομετρία μάζας

5. Πυρηνική φυσική στο Διαδίκτυο [Ηλεκτρονικός πόρος]: Cyclotron. URL: http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/accelerators/ciclotron.htm

6. Ηλεκτρονικό εγχειρίδιο φυσικής [Ηλεκτρονικός πόρος]: Τ. Εφαρμογές της δύναμης Lorentz // URL: http://www.physbook.ru/index.php/ T._Application_of_Lorentz_force

7. Ακαδημαϊκός [Ηλεκτρονικός πόρος]: Magnetohydrodynamic generator// URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/MAGNETOHYDRODYNAMIC

©2015-2019 ιστότοπος
Όλα τα δικαιώματα ανήκουν στους δημιουργούς τους. Αυτός ο ιστότοπος δεν διεκδικεί την πνευματική ιδιοκτησία, αλλά παρέχει δωρεάν χρήση.
Ημερομηνία δημιουργίας σελίδας: 31-03-2017

Σε σχέση με όλα τα άλλα δάχτυλα, στο ίδιο επίπεδο με την παλάμη.

Φανταστείτε ότι τα τέσσερα δάχτυλα της παλάμης που κρατάτε μαζί δείχνουν κατεύθυνσητην ταχύτητα του φορτίου, εάν είναι θετική, ή το αντίθετο της ταχύτητας κατεύθυνσηεάν χρεωθεί.

Δύναμη Lorenzμπορεί να είναι μηδέν και να μην έχει διανυσματική συνιστώσα. Αυτό συμβαίνει όταν η τροχιά ενός φορτισμένου σωματιδίου είναι παράλληλη με τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου. Στην περίπτωση αυτή, το σωματίδιο έχει ευθύγραμμη τροχιά κίνησης και σταθερά . Δύναμη Lorenzδεν επηρεάζει την κίνηση του σωματιδίου με κανέναν τρόπο, γιατί στην περίπτωση αυτή απουσιάζει εντελώς.

Στην απλούστερη περίπτωση, ένα φορτισμένο σωματίδιο έχει μια τροχιά κίνησης κάθετη στις γραμμές του μαγνητικού πεδίου. Μετά δύναμη Lorenzδημιουργεί μια κεντρομόλο επιτάχυνση, αναγκάζοντας ένα φορτισμένο σωματίδιο να κινηθεί σε κύκλο.

Σημείωση

Η δύναμη του Λόρεντς ανακαλύφθηκε το 1892 από τον Χέντρικ Λόρεντς, έναν Ολλανδό φυσικό. Σήμερα, χρησιμοποιείται αρκετά συχνά σε διάφορες ηλεκτρικές συσκευές, η δράση των οποίων εξαρτάται από την τροχιά των κινούμενων ηλεκτρονίων. Για παράδειγμα, πρόκειται για καθοδικούς σωλήνες σε τηλεοράσεις και οθόνες. Όλα τα είδη επιταχυντών που επιταχύνουν φορτισμένα σωματίδια σε τεράστιες ταχύτητες, μέσω της δύναμης Lorentz, ορίζουν τις τροχιές της κίνησής τους.

Χρήσιμες συμβουλές

Μια ειδική περίπτωση της δύναμης Lorentz είναι η δύναμη Ampère. Η κατεύθυνσή του υπολογίζεται σύμφωνα με τον κανόνα του αριστερού χεριού.

Πηγές:

• Δύναμη Lorentz
• Κανόνας αριστερού χεριού δύναμης Lorentz

Είναι πολύ λογικό και κατανοητό ότι σε διαφορετικά σημεία της διαδρομής η ταχύτητα του σώματος είναι ανομοιόμορφη, αλλού είναι μεγαλύτερη και αλλού πιο αργή. Προκειμένου να μετρηθούν οι αλλαγές στην ταχύτητα ενός σώματος σε χρονικά διαστήματα, η έννοια του " επιτάχυνση". Υπό επιτάχυνση m νοείται ως αλλαγή στην ταχύτητα κίνησης ενός αντικειμένου του σώματος για μια ορισμένη χρονική περίοδο, κατά την οποία συνέβη η αλλαγή της ταχύτητας.

Θα χρειαστείτε

• Να γνωρίζετε την ταχύτητα κίνησης ενός αντικειμένου σε διαφορετικές περιοχές σε διαφορετικά χρονικά διαστήματα.

Εντολή

Ορισμός της επιτάχυνσης σε ομοιόμορφα επιταχυνόμενη .
Αυτός ο τύπος κίνησης είναι ότι ένα αντικείμενο επιταχύνει με την ίδια τιμή σε ίσους χρόνους. Έστω σε μία από τις στιγμές κίνησης t1 της κίνησής του v1, και τη στιγμή t2 η ταχύτητα θα ήταν v2. Τότε το αντικείμενο θα μπορούσε να υπολογιστεί με τον τύπο:
a = (v2-v1)/(t2-t1)

Η μαγνητική επαγωγή είναι ένα διανυσματικό μέγεθος και επομένως, εκτός από την απόλυτη τιμή, χαρακτηρίζεται κατεύθυνση. Για να το βρείτε, πρέπει να βρείτε τους πόλους ενός μόνιμου μαγνήτη ή την κατεύθυνση του ρεύματος που δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο.

Θα χρειαστείτε

• - μαγνήτης αναφοράς.
• - τρέχουσα πηγή.
• - δεξί έμφραγμα
• - άμεσος αγωγός
• - πηνίο, πηνίο σύρματος, ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα.

Εντολή

μαγνητικός επαγωγή. Για να το κάνετε αυτό, βρείτε το και τον πόλο. Συνήθως ο μαγνήτης είναι μπλε και ο νότος είναι ¬–. Εάν οι πόλοι του μαγνήτη είναι άγνωστοι, πάρτε έναν μαγνήτη αναφοράς και φέρτε τον με τον βόρειο πόλο στο άγνωστο. Το άκρο που έλκεται στον βόρειο πόλο του μαγνήτη αναφοράς θα είναι ο πόλος του μαγνήτη του οποίου η επαγωγή πεδίου μετράται. γραμμές μαγνητικός επαγωγήβγείτε από τον βόρειο πόλο και μπείτε στον νότιο πόλο. Το διάνυσμα σε κάθε σημείο της ευθείας κινείται εφαπτομενικά προς την κατεύθυνση της ευθείας.

Προσδιορίστε την κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικός επαγωγήάμεσος αγωγός με ρεύμα. Το ρεύμα ρέει από τον θετικό πόλο της πηγής στον αρνητικό. Πάρτε το στόμιο, το οποίο βιδώνεται όταν περιστρέφεται δεξιόστροφα, ονομάζεται το σωστό. Ξεκινήστε να το βιδώνετε προς την κατεύθυνση όπου το ρεύμα ρέει από τον αγωγό. Περιστρέφοντας τη λαβή θα εμφανιστεί η κατεύθυνση των κλειστών κυκλικών γραμμών μαγνητικός επαγωγή. Διάνυσμα μαγνητικός επαγωγήσε αυτή την περίπτωση θα περάσει εφαπτομενικά στον κύκλο.

Βρείτε την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου του πηνίου με ρεύμα, ή. Για να το κάνετε αυτό, συνδέστε τον αγωγό σε μια πηγή ρεύματος. Πάρτε το δεξί όργανο και περιστρέψτε τη λαβή του προς την κατεύθυνση του ρεύματος που διαρρέει τις στροφές από τον θετικό πόλο της πηγής ρεύματος προς τον αρνητικό. Η μεταφορική κίνηση της ράβδου του διαφράγματος θα δείξει την κατεύθυνση των γραμμών του μαγνητικού πεδίου. Για παράδειγμα, εάν η λαβή του τεμαχίου προς την κατεύθυνση του ρεύματος είναι αριστερόστροφα (προς τα αριστερά), τότε, στρίβοντας, κινείται προς τα εμπρός προς τον παρατηρητή. Επομένως, τα μαγνητικά πεδία κατευθύνονται και προς τον παρατηρητή. Μέσα σε ένα πηνίο, πηνίο ή σωληνοειδές, οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου είναι ευθείες, σε κατεύθυνση και απόλυτη τιμή συμπίπτουν με το διάνυσμα μαγνητικός επαγωγή.

Χρήσιμες συμβουλές

Ως το σωστό όργανο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα κανονικό τιρμπουσόν για να ανοίξετε τα μπουκάλια.

Η επαγωγή συμβαίνει σε έναν αγωγό κατά τη διέλευση των γραμμών πεδίου δύναμης, εάν κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο. Η επαγωγή χαρακτηρίζεται από μια κατεύθυνση που μπορεί να προσδιοριστεί σύμφωνα με καθιερωμένους κανόνες.

Θα χρειαστείτε

• - αγωγός με ρεύμα σε μαγνητικό πεδίο.
• - τρυφάκι ή βίδα.
• - ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα με ρεύμα σε μαγνητικό πεδίο.

Εντολή

Για να μάθετε την κατεύθυνση της επαγωγής, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα από τα δύο πράγματα: τον κανόνα gimlet ή τον κανόνα του δεξιού χεριού. Το πρώτο είναι κυρίως για ένα ευθύ σύρμα στο οποίο υπάρχει ρεύμα. Ο κανόνας του δεξιού χεριού ισχύει για πηνίο ή ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα που τροφοδοτείται από ρεύμα.

Για να μάθετε την κατεύθυνση της επαγωγής χρησιμοποιώντας τον κανόνα gimlet, προσδιορίστε την πολικότητα του σύρματος. Το ρεύμα ρέει πάντα από θετικό σε αρνητικό. Τοποθετήστε το όργανο ή τη βίδα κατά μήκος του τρέχοντος σύρματος: η μύτη του στελέχους πρέπει να κοιτάζει προς τον αρνητικό πόλο και η λαβή προς τον θετικό. Ξεκινήστε να περιστρέφετε το στόμιο ή τη βίδα σαν να το στρίβετε, δηλαδή κατά μήκος. Η επαγωγή που προκύπτει έχει τη μορφή κλειστών κύκλων γύρω από το καλώδιο που τροφοδοτείται από το ρεύμα. Η κατεύθυνση της επαγωγής θα συμπίπτει με τη φορά περιστροφής της λαβής ή της κεφαλής της βίδας.

Ο κανόνας του δεξιού χεριού λέει:
Εάν πάρετε το πηνίο ή την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα στην παλάμη του δεξιού σας χεριού, έτσι ώστε τέσσερα δάχτυλα να βρίσκονται προς την κατεύθυνση της ροής του ρεύματος στις στροφές, τότε ο αντίχειρας που βρίσκεται στην άκρη θα δείχνει την κατεύθυνση της επαγωγής.

Για να προσδιορίσετε την κατεύθυνση της επαγωγής χρησιμοποιώντας το δεξί χέρι, είναι απαραίτητο να πάρετε μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα ή ένα πηνίο με ρεύμα έτσι ώστε η παλάμη να βρίσκεται στο θετικό και τέσσερα δάχτυλα του χεριού προς την κατεύθυνση του ρεύματος στις στροφές: το μικρό το δάχτυλο είναι πιο κοντά στο συν και ο δείκτης στο. Βάλτε τον αντίχειρά σας στο πλάι (σαν να δείχνει τη χειρονομία ""). Η κατεύθυνση του αντίχειρα θα υποδεικνύει την κατεύθυνση της επαγωγής.

Σχετικά βίντεο

Σημείωση

Εάν αλλάξει η κατεύθυνση του ρεύματος στον αγωγό, τότε το στόμιο πρέπει να ξεβιδωθεί, δηλαδή να περιστραφεί αριστερόστροφα. Η κατεύθυνση της επαγωγής θα συμπίπτει επίσης με τη φορά περιστροφής της λαβής του στελέχους.

Χρήσιμες συμβουλές

Μπορείτε να προσδιορίσετε την κατεύθυνση της επαγωγής φανταζόμενοι νοερά την περιστροφή ενός τεμαχίου ή μιας βίδας. Δεν χρειάζεται να το έχετε στο χέρι.

Πηγές:

• Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή

Κάτω από τις γραμμές επαγωγής κατανοήστε τις γραμμές δύναμης του μαγνητικού πεδίου. Για να αποκτήσει κανείς πληροφορίες για αυτό το είδος της ύλης, δεν αρκεί να γνωρίζει την απόλυτη τιμή της επαγωγής, πρέπει να γνωρίζει και την κατεύθυνσή της. Η κατεύθυνση των γραμμών επαγωγής μπορεί να βρεθεί χρησιμοποιώντας ειδικά όργανα ή χρησιμοποιώντας τους κανόνες.

Θα χρειαστείτε

• - ευθύς και κυκλικός αγωγός.
• - πηγή συνεχούς ρεύματος.
• - μόνιμος μαγνήτης.

Εντολή

Συνδέστε έναν ευθύ αγωγό στο τροφοδοτικό DC. Αν το διαρρέει ρεύμα, είναι μαγνητικό πεδίο, οι γραμμές δύναμης του οποίου είναι ομόκεντροι κύκλοι. Προσδιορίστε την κατεύθυνση των γραμμών δύναμης χρησιμοποιώντας τον κανόνα. Το δεξί όργανο είναι μια βίδα που κινείται προς τα εμπρός όταν περιστρέφεται προς τα δεξιά (δεξιόστροφα).

Προσδιορίστε την κατεύθυνση του ρεύματος στον αγωγό, δεδομένου ότι ρέει από τον θετικό πόλο της πηγής στον αρνητικό. Τοποθετήστε τον άξονα της βίδας παράλληλα με τον αγωγό. Ξεκινήστε να το περιστρέφετε έτσι ώστε η ράβδος να αρχίσει να κινείται προς την κατεύθυνση του ρεύματος. Σε αυτή την περίπτωση, η φορά περιστροφής της λαβής θα δείχνει την κατεύθυνση των γραμμών του μαγνητικού πεδίου.

Μαζί με τη δύναμη Ampère, την αλληλεπίδραση Coulomb, τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, η έννοια της δύναμης Lorentz συναντάται συχνά στη φυσική. Αυτό το φαινόμενο είναι ένα από τα θεμελιώδη στην ηλεκτρική μηχανική και την ηλεκτρονική, μαζί με και άλλα. Δρα σε φορτία που κινούνται σε μαγνητικό πεδίο. Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε εν συντομία και με σαφήνεια τι είναι η δύναμη Lorentz και πού εφαρμόζεται.

Ορισμός

Όταν τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσα από έναν αγωγό, ένα μαγνητικό πεδίο αναπτύσσεται γύρω του. Ταυτόχρονα, εάν τοποθετήσετε τον αγωγό σε ένα εγκάρσιο μαγνητικό πεδίο και τον μετακινήσετε, θα προκύψει EMF ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Εάν ένα ρεύμα ρέει μέσω ενός αγωγού που βρίσκεται σε μαγνητικό πεδίο, η δύναμη Ampere δρα σε αυτόν.

Η τιμή του εξαρτάται από το ρεύμα ροής, το μήκος του αγωγού, το μέγεθος του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής και το ημίτονο της γωνίας μεταξύ των γραμμών του μαγνητικού πεδίου και του αγωγού. Υπολογίζεται με τον τύπο:

Η υπό εξέταση δύναμη είναι κάπως παρόμοια με αυτή που συζητήθηκε παραπάνω, αλλά δεν δρα σε έναν αγωγό, αλλά σε ένα κινούμενο φορτισμένο σωματίδιο σε ένα μαγνητικό πεδίο. Ο τύπος μοιάζει με:

Σπουδαίος!Η δύναμη Lorentz (Fl) δρα σε ένα ηλεκτρόνιο που κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο και το Ampere δρα σε έναν αγωγό.

Από τους δύο τύπους μπορεί να φανεί ότι τόσο στην πρώτη όσο και στη δεύτερη περίπτωση, όσο πιο κοντά είναι το ημίτονο της γωνίας άλφα στις 90 μοίρες, τόσο μεγαλύτερη είναι η επίδραση του Fa ή του Fl στον αγωγό ή το φορτίο, αντίστοιχα.

Έτσι, η δύναμη Lorentz δεν χαρακτηρίζει μια αλλαγή στο μέγεθος της ταχύτητας, αλλά τι είδους επιρροή συμβαίνει από την πλευρά του μαγνητικού πεδίου σε ένα φορτισμένο ηλεκτρόνιο ή ένα θετικό ιόν. Όταν εκτίθεται σε αυτά, το Fl δεν λειτουργεί. Κατά συνέπεια, αλλάζει η κατεύθυνση της ταχύτητας του φορτισμένου σωματιδίου και όχι το μέγεθός του.

Όσον αφορά τη μονάδα μέτρησης της δύναμης Lorentz, όπως στην περίπτωση άλλων δυνάμεων στη φυσική, χρησιμοποιείται μια τέτοια ποσότητα όπως ο Newton. Τα συστατικά του:

Πώς κατευθύνεται η δύναμη Lorentz;

Για να προσδιορίσετε την κατεύθυνση της δύναμης Lorentz, όπως και με τη δύναμη Ampère, λειτουργεί ο κανόνας του αριστερού χεριού. Αυτό σημαίνει, για να καταλάβετε πού κατευθύνεται η τιμή του Fl, πρέπει να ανοίξετε την παλάμη του αριστερού σας χεριού έτσι ώστε οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής να εισέλθουν στο χέρι και τα τεντωμένα τέσσερα δάχτυλα να δείχνουν την κατεύθυνση του διανύσματος ταχύτητας. Στη συνέχεια, ο αντίχειρας, λυγισμένος σε ορθή γωνία με την παλάμη, δείχνει την κατεύθυνση της δύναμης Lorentz. Στην παρακάτω εικόνα βλέπετε πώς να προσδιορίσετε την κατεύθυνση.

Προσοχή!Η κατεύθυνση της δράσης του Λορέντσι είναι κάθετη στην κίνηση του σωματιδίου και στις γραμμές μαγνητικής επαγωγής.

Σε αυτή την περίπτωση, για να είμαστε πιο ακριβείς, για θετικά και αρνητικά φορτισμένα σωματίδια, σημασία έχει η κατεύθυνση των τεσσάρων εκτεταμένων δακτύλων. Ο κανόνας του αριστερού χεριού που περιγράφεται παραπάνω έχει διατυπωθεί για ένα θετικό σωματίδιο. Εάν είναι αρνητικά φορτισμένο, τότε οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής θα πρέπει να κατευθύνονται όχι στην ανοιχτή παλάμη, αλλά στην πίσω πλευρά της και η κατεύθυνση του διανύσματος Fl θα είναι αντίθετη.

Τώρα θα πούμε με απλά λόγια τι μας δίνει αυτό το φαινόμενο και τι πραγματικό αποτέλεσμα έχει στις χρεώσεις. Ας υποθέσουμε ότι ένα ηλεκτρόνιο κινείται σε επίπεδο κάθετο προς την κατεύθυνση των γραμμών της μαγνητικής επαγωγής. Έχουμε ήδη αναφέρει ότι το Fl δεν επηρεάζει την ταχύτητα, αλλά αλλάζει μόνο την κατεύθυνση της κίνησης των σωματιδίων. Τότε η δύναμη Lorentz θα έχει κεντρομόλο αποτέλεσμα. Αυτό αντικατοπτρίζεται στο παρακάτω σχήμα.

Εφαρμογή

Από όλες τις περιοχές όπου χρησιμοποιείται η δύναμη Lorentz, μία από τις μεγαλύτερες είναι η κίνηση των σωματιδίων στο μαγνητικό πεδίο της γης. Αν θεωρήσουμε τον πλανήτη μας ως μεγάλο μαγνήτη, τότε τα σωματίδια που βρίσκονται κοντά στους βόρειους μαγνητικούς πόλους κάνουν μια επιταχυνόμενη κίνηση σε μια σπείρα. Ως αποτέλεσμα αυτού, συγκρούονται με άτομα από την ανώτερη ατμόσφαιρα και βλέπουμε το βόρειο σέλας.

Ωστόσο, υπάρχουν και άλλες περιπτώσεις που ισχύει αυτό το φαινόμενο. Για παράδειγμα:

• σωλήνες καθοδικών ακτίνων. Στα ηλεκτρομαγνητικά τους συστήματα εκτροπής. Οι CRT χρησιμοποιούνται για περισσότερα από 50 χρόνια σε μια ποικιλία συσκευών, που κυμαίνονται από τον πιο απλό παλμογράφο έως τηλεοράσεις διαφόρων σχημάτων και μεγεθών. Είναι περίεργο ότι σε θέματα αναπαραγωγής χρωμάτων και εργασίας με γραφικά, ορισμένοι εξακολουθούν να χρησιμοποιούν οθόνες CRT.
• Ηλεκτρικές μηχανές - γεννήτριες και κινητήρες. Αν και η δύναμη του Ampere είναι πιο πιθανό να δράσει εδώ. Αλλά αυτές οι ποσότητες μπορούν να θεωρηθούν ως γειτονικές. Ωστόσο, πρόκειται για πολύπλοκες συσκευές κατά τη λειτουργία των οποίων παρατηρείται η επίδραση πολλών φυσικών φαινομένων.
• Σε επιταχυντές φορτισμένων σωματιδίων προκειμένου να ορίσουν τις τροχιές και τις κατευθύνσεις τους.

συμπέρασμα

Για να συνοψίσουμε και να περιγράψουμε τις τέσσερις κύριες θέσεις αυτού του άρθρου με απλούς όρους:

1. Η δύναμη Lorentz δρα σε φορτισμένα σωματίδια που κινούνται σε ένα μαγνητικό πεδίο. Αυτό προκύπτει από τον κύριο τύπο.
2. Είναι ευθέως ανάλογο με την ταχύτητα του φορτισμένου σωματιδίου και τη μαγνητική επαγωγή.
3. Δεν επηρεάζει την ταχύτητα των σωματιδίων.
4. Επηρεάζει την κατεύθυνση του σωματιδίου.

Ο ρόλος του είναι αρκετά μεγάλος στους «ηλεκτρικούς» χώρους. Ένας ειδικός δεν πρέπει να παραβλέπει τις βασικές θεωρητικές πληροφορίες σχετικά με τους θεμελιώδεις φυσικούς νόμους. Αυτή η γνώση θα είναι χρήσιμη, καθώς και για όσους ασχολούνται με επιστημονική εργασία, σχεδιασμό και μόνο για τη γενική ανάπτυξη.

Τώρα ξέρετε τι είναι η δύναμη Lorentz, με τι ισούται και πώς δρα σε φορτισμένα σωματίδια. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, ρωτήστε τις στα σχόλια κάτω από το άρθρο!

υλικά

Βασικοί Νόμοι της Δυναμικής. Οι νόμοι του Νεύτωνα - πρώτος, δεύτερος, τρίτος. Η αρχή της σχετικότητας του Γαλιλαίου. Ο νόμος της παγκόσμιας έλξης. Βαρύτητα. Δυνάμεις ελαστικότητας. Το βάρος. Δυνάμεις τριβής - ανάπαυση, ολίσθηση, κύλιση + τριβή σε υγρά και αέρια.

Κινηματική. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. Ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση. Ομοιόμορφη κίνηση. Ομοιόμορφη κυκλική κίνηση. Σύστημα αναφοράς. Τροχιά, μετατόπιση, διαδρομή, εξίσωση κίνησης, ταχύτητα, επιτάχυνση, σχέση γραμμικής και γωνιακής ταχύτητας.

απλούς μηχανισμούς. Μοχλός (μοχλός πρώτου είδους και μοχλός δεύτερου είδους). Μπλοκ (σταθερό μπλοκ και κινητό μπλοκ). Κεκλιμένο επίπεδο. Υδραυλική πίεση. Ο χρυσός κανόνας της μηχανικής

Νόμοι διατήρησης στη μηχανική. Μηχανικό έργο, ισχύς, ενέργεια, νόμος διατήρησης της ορμής, νόμος διατήρησης ενέργειας, ισορροπία στερεών

Κυκλική κίνηση. Εξίσωση κίνησης σε κύκλο. Γωνιακή ταχύτητα. Κανονική = κεντρομόλος επιτάχυνση. Περίοδος, συχνότητα κυκλοφορίας (περιστροφή). Σχέση γραμμικής και γωνιακής ταχύτητας

Μηχανικές δονήσεις. Ελεύθερες και εξαναγκασμένες δονήσεις. Αρμονικές δονήσεις. Ελαστικές ταλαντώσεις. Μαθηματικό εκκρεμές. Μετασχηματισμοί ενέργειας κατά τη διάρκεια αρμονικών δονήσεων

μηχανικά κύματα. Ταχύτητα και μήκος κύματος. Εξίσωση ταξιδιού κύματος. Φαινόμενα κυμάτων (διάθλαση, παρεμβολή...)

Υδρομηχανική και Αερομηχανική. Πίεση, υδροστατική πίεση. ο νόμος του Πασκάλ. Βασική εξίσωση υδροστατικής. Συγκοινωνούντα σκάφη. Νόμος του Αρχιμήδη. Συνθήκες πλου τηλ. Ροή ρευστού. ο νόμος του Μπερνούλι. Φόρμουλα Torricelli

Μοριακή φυσική. Βασικές διατάξεις των Τ.Π.Ε. Βασικές έννοιες και τύποι. Ιδιότητες ενός ιδανικού αερίου. Βασική εξίσωση του ΜΚΤ. Θερμοκρασία. Η εξίσωση κατάστασης για ένα ιδανικό αέριο. Εξίσωση Mendeleev-Klaiperon. Νόμοι αερίων - ισόθερμη, ισοβαρή, ισοχώρη

Οπτική κυμάτων. Θεωρία σωματικών κυμάτων του φωτός. Κυματικές ιδιότητες του φωτός. διασπορά του φωτός. Φωτεινή παρεμβολή. Αρχή Huygens-Fresnel. Περίθλαση φωτός. Πόλωση φωτός

Θερμοδυναμική. Εσωτερική ενέργεια. Δουλειά. Ποσότητα θερμότητας. Θερμικά φαινόμενα. Πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής. Εφαρμογή του πρώτου θερμοδυναμικού νόμου σε διάφορες διεργασίες. Εξίσωση ισοζυγίου θερμότητας. Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής. Θερμικές μηχανές

Ηλεκτροστατική. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. Ηλεκτρικό φορτίο. Ο νόμος της διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου. ο νόμος του Κουλόμπ. Η αρχή της υπέρθεσης. Η θεωρία της στενής δράσης. Δυναμικό ηλεκτρικού πεδίου. Πυκνωτής.

Σταθερό ηλεκτρικό ρεύμα. Ο νόμος του Ohm για ένα τμήμα κυκλώματος. Λειτουργία και συνεχές ρεύμα. Νόμος Joule-Lenz. Ο νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα. Ο νόμος του Faraday για την ηλεκτρόλυση. Ηλεκτρικά κυκλώματα - σειριακή και παράλληλη σύνδεση. Οι κανόνες του Kirchhoff.

Ηλεκτρομαγνητικές δονήσεις. Ελεύθερες και εξαναγκασμένες ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις. Ταλαντωτικό κύκλωμα. Εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα. Πυκνωτής σε κύκλωμα AC. Ένας επαγωγέας («σωληνοειδές») σε κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος.

Ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Η έννοια του ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Ιδιότητες ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. κυματικά φαινόμενα

Είστε εδώ τώρα:Ένα μαγνητικό πεδίο. Διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής. Ο κανόνας του gimlet. Ο νόμος του Ampere και η δύναμη του Ampere. Δύναμη Lorentz. Κανόνας του αριστερού χεριού. Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, μαγνητική ροή, κανόνας Lenz, νόμος ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, αυτοεπαγωγή, ενέργεια μαγνητικού πεδίου

Η κβαντική φυσική. Η υπόθεση του Πλανκ. Το φαινόμενο του φωτοηλεκτρικού φαινομένου. Η εξίσωση του Αϊνστάιν. Φωτόνια. Τα κβαντικά αξιώματα του Bohr.

Στοιχεία της θεωρίας της σχετικότητας. Αξιώματα της θεωρίας της σχετικότητας. Σχετικότητα του ταυτόχρονου, αποστάσεις, χρονικά διαστήματα. Σχετικιστικός νόμος πρόσθεσης ταχυτήτων. Η εξάρτηση της μάζας από την ταχύτητα. Ο βασικός νόμος της σχετικιστικής δυναμικής...

Λάθη άμεσων και έμμεσων μετρήσεων. Απόλυτο, σχετικό λάθος. Συστηματικά και τυχαία σφάλματα. Τυπική απόκλιση (σφάλμα). Πίνακας για τον προσδιορισμό των σφαλμάτων έμμεσων μετρήσεων διαφόρων συναρτήσεων.

Ισχύς ενισχυτή, που ενεργεί σε τμήμα του αγωγού μήκους Δ μεγάλομε ρεύμα Εγώβρίσκεται σε μαγνητικό πεδίο σι,

Η έκφραση για τη δύναμη Ampere μπορεί να γραφτεί ως:

Αυτή η δύναμη ονομάζεται Δύναμη Lorentz . Η γωνία α σε αυτή την έκφραση είναι ίση με τη γωνία μεταξύ της ταχύτητας και διάνυσμα μαγνητικής επαγωγήςΗ κατεύθυνση της δύναμης Lorentz που ενεργεί σε ένα θετικά φορτισμένο σωματίδιο, καθώς και η κατεύθυνση της δύναμης Ampère, μπορούν να βρεθούν από κανόνας του αριστερού χεριούή από κανόνας του gimlet. Η αμοιβαία διάταξη των διανυσμάτων και για ένα θετικά φορτισμένο σωματίδιο φαίνεται στο Σχ. 1.18.1.

Εικόνα 1.18.1. Η αμοιβαία διάταξη των διανυσμάτων και η μονάδα δύναμης Lorentz είναι αριθμητικά ίση με την περιοχή του παραλληλογράμμου που βασίζεται στα διανύσματα και πολλαπλασιάζεται με το φορτίο q

Η δύναμη Lorentz κατευθύνεται κάθετα στα διανύσματα και

Όταν ένα φορτισμένο σωματίδιο κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο, η δύναμη Lorentz δεν λειτουργεί.Επομένως, το μέτρο του διανύσματος ταχύτητας δεν αλλάζει όταν το σωματίδιο κινείται.

Εάν ένα φορτισμένο σωματίδιο κινείται σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο υπό τη δράση της δύναμης Lorentz, και η ταχύτητά του βρίσκεται σε ένα επίπεδο κάθετο στο διάνυσμα, τότε το σωματίδιο θα κινηθεί κατά μήκος ενός κύκλου ακτίνας

Η περίοδος περιστροφής ενός σωματιδίου σε ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο είναι

που ονομάζεται συχνότητα κυκλοτρονίων . Η συχνότητα του κυκλοτρονίου δεν εξαρτάται από την ταχύτητα (και επομένως και από την κινητική ενέργεια) του σωματιδίου. Το γεγονός αυτό χρησιμοποιείται σε κυκλοτρόνια – επιταχυντές βαρέων σωματιδίων (πρωτόνια, ιόντα). Το σχηματικό διάγραμμα του κυκλοτρονίου φαίνεται στο σχ. 1.18.3.

Ένας θάλαμος κενού τοποθετείται ανάμεσα στους πόλους ενός ισχυρού ηλεκτρομαγνήτη, στον οποίο υπάρχουν δύο ηλεκτρόδια με τη μορφή κοίλων μεταλλικών ημικύλινδρων ( πράξεις ). Εφαρμόζεται εναλλασσόμενη ηλεκτρική τάση στους δείκτες, του οποίου η συχνότητα είναι ίση με τη συχνότητα του κυκλοτρονίου. Τα φορτισμένα σωματίδια εγχέονται στο κέντρο του θαλάμου κενού. Τα σωματίδια επιταχύνονται από ένα ηλεκτρικό πεδίο στο κενό μεταξύ των φύλλων. Στο εσωτερικό των μορίων, τα σωματίδια κινούνται υπό τη δράση της δύναμης Lorentz κατά μήκος ημικυκλίων, η ακτίνα των οποίων αυξάνεται όσο αυξάνεται η ενέργεια των σωματιδίων. Κάθε φορά που ένα σωματίδιο διέρχεται από το κενό μεταξύ των άκρων, επιταχύνεται από το ηλεκτρικό πεδίο. Έτσι, σε ένα κυκλότρον, όπως και σε όλους τους άλλους επιταχυντές, ένα φορτισμένο σωματίδιο επιταχύνεται από ένα ηλεκτρικό πεδίο και διατηρείται σε τροχιά από ένα μαγνητικό πεδίο. Τα κυκλοτρόνια καθιστούν δυνατή την επιτάχυνση των πρωτονίων σε ενέργεια της τάξης των 20 MeV.

Τα ομοιόμορφα μαγνητικά πεδία χρησιμοποιούνται σε πολλές συσκευές και, ειδικότερα, σε φασματόμετρα μάζας - συσκευές με τις οποίες μπορείτε να μετρήσετε τις μάζες των φορτισμένων σωματιδίων - ιόντων ή πυρήνων διαφόρων ατόμων. Για τον διαχωρισμό χρησιμοποιούνται φασματόμετρα μάζας ισότοπα, δηλαδή πυρήνες ατόμων με το ίδιο φορτίο αλλά διαφορετικές μάζες (για παράδειγμα, 20 Ne και 22 Ne). Το απλούστερο φασματόμετρο μάζας φαίνεται στο Σχ. 1.18.4. Ιόντα που εκπέμπονται από την πηγή μικρό, περάστε από πολλές μικρές τρύπες που σχηματίζουν ένα στενό δοκάρι. Μετά μπαίνουν μέσα επιλογέας ταχύτητας , στο οποίο κινούνται τα σωματίδια διέσχισαν ομοιόμορφα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Ένα ηλεκτρικό πεδίο δημιουργείται μεταξύ των πλακών ενός επίπεδου πυκνωτή, ένα μαγνητικό πεδίο δημιουργείται στο κενό μεταξύ των πόλων ενός ηλεκτρομαγνήτη. Η αρχική ταχύτητα των φορτισμένων σωματιδίων κατευθύνεται κάθετα στα διανύσματα και

Ένα σωματίδιο που κινείται σε διασταυρωμένα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία υπόκειται σε ηλεκτρική δύναμη και Μαγνητική δύναμη Lorentz. Υπό όρους μι = υ σιαυτές οι δυνάμεις ισορροπούν ακριβώς η μία την άλλη. Εάν πληρούται αυτή η προϋπόθεση, το σωματίδιο θα κινηθεί ομοιόμορφα και σε ευθεία γραμμή και, έχοντας πετάξει μέσα από τον πυκνωτή, θα περάσει από την τρύπα στην οθόνη. Για δεδομένες τιμές των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων, ο επιλογέας θα επιλέξει σωματίδια που κινούνται με ταχύτητα υ = μι / σι.

Στη συνέχεια, σωματίδια με την ίδια ταχύτητα εισέρχονται στον θάλαμο του φασματόμετρου μάζας, στον οποίο δημιουργείται ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο.Τα σωματίδια κινούνται στον θάλαμο σε επίπεδο κάθετο στο μαγνητικό πεδίο, υπό την επίδραση της δύναμης Lorentz. Οι τροχιές των σωματιδίων είναι κύκλοι ακτίνων R = Μυ / qB". Μετρώντας τις ακτίνες των τροχιών για γνωστές τιμές του υ και ΣΙ"η σχέση μπορεί να οριστεί q / Μ. Στην περίπτωση των ισοτόπων ( q 1 = q 2) ένα φασματόμετρο μάζας σάς επιτρέπει να διαχωρίζετε σωματίδια με διαφορετικές μάζες.

Τα σύγχρονα φασματόμετρα μάζας καθιστούν δυνατή τη μέτρηση των μαζών των φορτισμένων σωματιδίων με ακρίβεια μεγαλύτερη από 10–4.

Εάν η ταχύτητα ενός σωματιδίου έχει μια συνιστώσα κατά την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου, τότε ένα τέτοιο σωματίδιο θα κινηθεί σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο σε μια σπείρα. Σε αυτή την περίπτωση, η ακτίνα της σπείρας Rεξαρτάται από το μέτρο της συνιστώσας υ ┴ του διανύσματος κάθετου στο μαγνητικό πεδίο και το βήμα της έλικας Π– επί του συντελεστή της διαμήκους συνιστώσας υ || (Εικ. 1.18.5).

Έτσι, η τροχιά ενός φορτισμένου σωματιδίου, όπως ήταν, περιστρέφεται γύρω από τις γραμμές μαγνητικής επαγωγής. Αυτό το φαινόμενο χρησιμοποιείται στην τεχνολογία για μαγνητική θερμομόνωση πλάσματος υψηλής θερμοκρασίας, δηλαδή ένα πλήρως ιονισμένο αέριο σε θερμοκρασία περίπου 10 6 Κ. Μια ουσία σε αυτή την κατάσταση λαμβάνεται σε εγκαταστάσεις τύπου "Tokamak" κατά τη μελέτη ελεγχόμενων θερμοπυρηνικών αντιδράσεων. Το πλάσμα δεν πρέπει να έρχεται σε επαφή με τα τοιχώματα του θαλάμου. Η θερμομόνωση επιτυγχάνεται με τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου ειδικής διαμόρφωσης. Για παράδειγμα, στο σχ. Το 1.18.6 δείχνει την τροχιά ενός φορτισμένου σωματιδίου μέσα μαγνητικό μπουκάλι(ή παγιδευμένος ).

Ένα παρόμοιο φαινόμενο συμβαίνει στο μαγνητικό πεδίο της Γης, το οποίο αποτελεί προστασία για όλα τα έμβια όντα από ρεύματα φορτισμένων σωματιδίων από το διάστημα. Τα γρήγορα φορτισμένα σωματίδια από το διάστημα (κυρίως από τον Ήλιο) «συλλαμβάνονται» από το μαγνητικό πεδίο της Γης και σχηματίζουν το λεγόμενο ζώνες ακτινοβολίας (Εικ. 1.18.7), όπου τα σωματίδια, όπως στις μαγνητικές παγίδες, κινούνται εμπρός και πίσω κατά μήκος σπειροειδών τροχιών μεταξύ του βόρειου και του νότιου μαγνητικού πόλου σε χρόνους της τάξης των κλασμάτων του δευτερολέπτου. Μόνο στις πολικές περιοχές κάποια από τα σωματίδια εισβάλλουν στην ανώτερη ατμόσφαιρα, προκαλώντας σέλας. Οι ζώνες ακτινοβολίας της Γης εκτείνονται από αποστάσεις της τάξης των 500 km έως δεκάδες ακτίνες της Γης. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι ο νότιος μαγνητικός πόλος της Γης βρίσκεται κοντά στον βόρειο γεωγραφικό πόλο (στα βορειοδυτικά της Γροιλανδίας). Η φύση του επίγειου μαγνητισμού δεν έχει ακόμη μελετηθεί.

ερωτήσεις δοκιμής

1. Περιγράψτε τα πειράματα των Oersted και Ampère.

2. Ποια είναι η πηγή του μαγνητικού πεδίου;

3. Ποια είναι η υπόθεση του Ampère που εξηγεί την ύπαρξη ενός μαγνητικού πεδίου ενός μόνιμου μαγνήτη;

4. Ποια είναι η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ ενός μαγνητικού πεδίου και ενός ηλεκτρικού;

5. Διατυπώστε τον ορισμό του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής.

6. Γιατί το μαγνητικό πεδίο ονομάζεται δίνη;

7. Διατυπώστε νόμους:

Α) Αμπέρ;

Β) Bio-Savart-Laplace.

8. Ποια είναι η απόλυτη τιμή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής του πεδίου συνεχούς ρεύματος;

9. Διατυπώστε τον ορισμό της μονάδας ισχύος ρεύματος (αμπέρ) στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων.

10. Γράψτε τους τύπους που εκφράζουν την τιμή:

Α) τη μονάδα του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής.

Β) Οι δυνάμεις του Ampere.

Β) Δυνάμεις Lorentz.

Δ) την περίοδο περιστροφής ενός σωματιδίου σε ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο.

Ε) την ακτίνα καμπυλότητας του κύκλου, όταν ένα φορτισμένο σωματίδιο κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο.

Τεστ για αυτοέλεγχο

Τι παρατηρήθηκε στο πείραμα του Oersted;

1) Αλληλεπίδραση δύο παράλληλων αγωγών με ρεύμα.

2) Αλληλεπίδραση δύο μαγνητικών βελόνων

3) Περιστροφή της μαγνητικής βελόνας κοντά στον αγωγό όταν διέρχεται ρεύμα από αυτόν.

4) Η εμφάνιση ηλεκτρικού ρεύματος στο πηνίο όταν ωθείται ένας μαγνήτης σε αυτό.

Πώς αλληλεπιδρούν δύο παράλληλοι αγωγοί αν διέρχονται ρεύματα από αυτούς προς την ίδια κατεύθυνση;

Ελκύονται?

αποκρούω;

Η δύναμη και η ροπή των δυνάμεων είναι ίσες με μηδέν.

Η δύναμη είναι μηδέν, αλλά η ροπή δεν είναι μηδενική.

Ποιος τύπος καθορίζει την έκφραση για το μέτρο δύναμης Ampere;

Ποιος τύπος καθορίζει την έκφραση του συντελεστή δύναμης Lorentz;

ΣΙ)

ΣΤΟ)

ΣΟΛ)

0,6 Ν; 2) 1 N; 3) 1,4 Ν; 4) 2,4 N.

1) 0,5 Τ; 2) 1 T; 3) 2 Τ; 4) 0,8 Τ .

Ένα ηλεκτρόνιο με ταχύτητα V πετάει σε μαγνητικό πεδίο με μέτρο επαγωγής Β κάθετο στις μαγνητικές γραμμές. Ποια έκφραση αντιστοιχεί στην ακτίνα της τροχιάς του ηλεκτρονίου;

Απάντηση: 1)
2)

4)

8. Πώς θα αλλάξει η περίοδος περιστροφής ενός φορτισμένου σωματιδίου σε ένα κυκλοτρόνιο με αύξηση της ταχύτητάς του κατά 2 φορές; (V<< c).

1) θα αυξηθεί κατά 2 φορές. 2) Θα αυξηθεί κατά 2 φορές.

3) Αύξηση κατά 16 φορές. 4) Δεν θα αλλάξει.

9. Ποιος τύπος καθορίζει το μέτρο επαγωγής ενός μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται στο κέντρο ενός κυκλικού ρεύματος με ακτίνα κύκλου R;

1)
2)
3)
4)

10. Το ρεύμα στο πηνίο είναι Εγώ. Ποιος από τους τύπους καθορίζει το μέτρο επαγωγής μαγνητικού πεδίου στη μέση ενός πηνίου με μήκος μεγάλο με τον αριθμό των στροφών N ?

1)
2)
3)
4)

Εργαστήριο Αρ.

Προσδιορισμός της οριζόντιας συνιστώσας της επαγωγής του μαγνητικού πεδίου της Γης.

Σύντομη θεωρία για εργαστηριακή εργασία.

Το μαγνητικό πεδίο είναι ένα υλικό μέσο που μεταδίδει τις λεγόμενες μαγνητικές αλληλεπιδράσεις. Το μαγνητικό πεδίο είναι μια από τις εκδηλώσεις του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.

Οι πηγές των μαγνητικών πεδίων είναι τα κινούμενα ηλεκτρικά φορτία, οι αγωγοί που μεταφέρουν ρεύμα και τα εναλλασσόμενα ηλεκτρικά πεδία. Δημιουργούμενο από κινούμενα φορτία (ρεύματα), το μαγνητικό πεδίο, με τη σειρά του, δρα μόνο στα κινούμενα φορτία (ρεύματα), ενώ δεν έχει επίδραση στα σταθερά φορτία.

Το κύριο χαρακτηριστικό του μαγνητικού πεδίου είναι το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής :

Το μέτρο του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής είναι αριθμητικά ίσο με τη μέγιστη δύναμη που ασκείται από την πλευρά του μαγνητικού πεδίου σε έναν αγωγό μοναδιαίου μήκους, μέσω του οποίου ρέει ρεύμα μοναδιαίας ισχύος. Διάνυσμα σχηματίζει ένα δεξιό τριπλό με το διάνυσμα της δύναμης και την κατεύθυνση του ρεύματος. Έτσι, η μαγνητική επαγωγή είναι το χαρακτηριστικό ισχύος ενός μαγνητικού πεδίου.

Η μονάδα SI μαγνητικής επαγωγής είναι ο Tesla (T).

Οι δυναμικές γραμμές ενός μαγνητικού πεδίου ονομάζονται νοητές γραμμές, σε κάθε σημείο των οποίων οι εφαπτομένες συμπίπτουν με την κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής. Οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου είναι πάντα κλειστές, δεν τέμνονται ποτέ.

Ο νόμος του Αμπέρ καθορίζει τη δράση της δύναμης ενός μαγνητικού πεδίου σε έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα.

Αν σε μαγνητικό πεδίο με επαγωγή Τοποθέτησε έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα και μετά σε κάθε στοιχείο κατευθυνόμενου ρεύματος αγωγός, δρα η δύναμη Ampère, που καθορίζεται από τη σχέση

.

Η κατεύθυνση της δύναμης Ampère συμπίπτει με την κατεύθυνση του εγκάρσιου γινομένου
, εκείνοι. είναι κάθετο στο επίπεδο στο οποίο βρίσκονται τα διανύσματα και (Εικ. 1).

Ρύζι. 1. Για να προσδιορίσετε την κατεύθυνση της δύναμης Ampère

Αν ένα κάθετος , τότε η κατεύθυνση της δύναμης Ampere μπορεί να προσδιοριστεί από τον κανόνα του αριστερού χεριού: κατευθύνετε τέσσερα τεντωμένα δάχτυλα κατά μήκος του ρεύματος, τοποθετήστε την παλάμη κάθετα στις γραμμές δύναμης, τότε ο αντίχειρας θα δείξει την κατεύθυνση της δύναμης Ampere. Ο νόμος του Αμπέρ είναι η βάση για τον ορισμό της μαγνητικής επαγωγής, δηλ. Η σχέση (1) προκύπτει από τον τύπο (2) γραμμένο σε βαθμωτή μορφή.

Η δύναμη Lorentz είναι η δύναμη με την οποία ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο δρα σε ένα φορτισμένο σωματίδιο που κινείται σε αυτό το πεδίο. Ο τύπος δύναμης Lorentz ελήφθη για πρώτη φορά από τον G. Lorentz ως αποτέλεσμα της γενίκευσης της εμπειρίας και έχει τη μορφή:

.

όπου
είναι η δύναμη που ασκείται σε ένα φορτισμένο σωματίδιο σε ένα ηλεκτρικό πεδίο με ένταση ;
– δύναμη που επενεργεί σε ένα φορτισμένο σωματίδιο σε ένα μαγνητικό πεδίο.

Ο τύπος για τη μαγνητική συνιστώσα της δύναμης Lorentz μπορεί να ληφθεί από το νόμο του Ampere, δεδομένου ότι το ρεύμα είναι μια διατεταγμένη κίνηση ηλεκτρικών φορτίων. Εάν το μαγνητικό πεδίο δεν ενεργούσε σε κινούμενα φορτία, δεν θα είχε επίδραση σε έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα. Η μαγνητική συνιστώσα της δύναμης Lorentz δίνεται από:

.

Αυτή η δύναμη κατευθύνεται κάθετα στο επίπεδο στο οποίο βρίσκονται τα διανύσματα της ταχύτητας και επαγωγή μαγνητικού πεδίου ; η κατεύθυνση του συμπίπτει με την κατεύθυνση του διανυσματικού γινομένου
Για q > 0 και με κατεύθυνση
Για q>0 (Εικ. 2).

Ρύζι. 2. Να προσδιοριστεί η κατεύθυνση της μαγνητικής συνιστώσας της δύναμης Lorentz

Αν το διάνυσμα κάθετο στο διάνυσμα , τότε η κατεύθυνση της μαγνητικής συνιστώσας της δύναμης Lorentz για θετικά φορτισμένα σωματίδια μπορεί να βρεθεί από τον κανόνα του αριστερού χεριού και για τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια από τον κανόνα του δεξιού χεριού. Δεδομένου ότι η μαγνητική συνιστώσα της δύναμης Lorentz κατευθύνεται πάντα κάθετα στην ταχύτητα , τότε δεν εκτελεί εργασία για τη μετακίνηση του σωματιδίου. Μπορεί να αλλάξει μόνο την κατεύθυνση της ταχύτητας , κάμψτε την τροχιά του σωματιδίου, δηλ. λειτουργούν ως κεντρομόλος δύναμη.

Ο νόμος Biot-Savart-Laplace χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των μαγνητικών πεδίων (ορισμοί ) που δημιουργούνται από αγωγούς με ρεύμα.

Σύμφωνα με το νόμο Biot-Savart-Laplace, κάθε στοιχείο ενός αγωγού που κατευθύνεται από το ρεύμα δημιουργεί σε ένα σημείο σε απόσταση από αυτό το στοιχείο, το μαγνητικό πεδίο, η επαγωγή του οποίου καθορίζεται από τη σχέση:

.

όπου
H/m είναι η μαγνητική σταθερά. µ είναι η μαγνητική διαπερατότητα του μέσου.

Ρύζι. 3. Στο νόμο Biot-Savart-Laplace

Κατεύθυνση
συμπίπτει με την κατεύθυνση του γινομένου του διανύσματος
, δηλ.
κάθετο στο επίπεδο στο οποίο βρίσκονται τα διανύσματα και . ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ
είναι μια εφαπτομένη στη γραμμή πεδίου, η κατεύθυνση της οποίας μπορεί να προσδιοριστεί από τον κανόνα του αυλακιού: εάν η μεταφορική κίνηση της άκρης του αυλακιού κατευθύνεται κατά μήκος του ρεύματος, τότε η φορά περιστροφής της λαβής θα καθορίσει την κατεύθυνση της γραμμή μαγνητικού πεδίου (Εικ. 3).

Για να βρείτε το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από ολόκληρο τον αγωγό, πρέπει να εφαρμόσετε την αρχή της υπέρθεσης των πεδίων:

.

Για παράδειγμα, ας υπολογίσουμε τη μαγνητική επαγωγή στο κέντρο του κυκλικού ρεύματος (Εικ. 4).

Ρύζι. 4. Στον υπολογισμό του πεδίου στο κέντρο του κυκλικού ρεύματος

Για κυκλικό ρεύμα
και
, οπότε η σχέση (5) σε βαθμωτή μορφή έχει τη μορφή:

Ο νόμος του πλήρους ρεύματος (θεώρημα της κυκλοφορίας της μαγνητικής επαγωγής) είναι ένας άλλος νόμος για τον υπολογισμό των μαγνητικών πεδίων.

Ο συνολικός τρέχων νόμος για ένα μαγνητικό πεδίο στο κενό έχει τη μορφή:

.

όπου σι μεγάλο – προβολή στο στοιχείο του αγωγού κατευθύνεται από το ρεύμα.

Η κυκλοφορία του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής κατά μήκος οποιουδήποτε κλειστού κυκλώματος είναι ίση με το γινόμενο της μαγνητικής σταθεράς και του αλγεβρικού αθροίσματος των ρευμάτων που καλύπτονται από αυτό το κύκλωμα.

Το θεώρημα Ostrogradsky-Gauss για ένα μαγνητικό πεδίο έχει ως εξής:

.

όπου σι n – διανυσματική προβολή στο κανονικό στον ιστότοπο dS.

Η ροή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής μέσω μιας αυθαίρετης κλειστής επιφάνειας είναι ίση με μηδέν.

Η φύση του μαγνητικού πεδίου προκύπτει από τους τύπους (9), (10).

Η προϋπόθεση για τη δυνατότητα του ηλεκτρικού πεδίου είναι η ισότητα προς το μηδέν της κυκλοφορίας του διανύσματος έντασης
.

Το δυναμικό ηλεκτρικό πεδίο δημιουργείται από ακίνητα ηλεκτρικά φορτία. Οι γραμμές πεδίου δεν είναι κλειστές, ξεκινούν με θετικά φορτία και τελειώνουν σε αρνητικά.

Από τον τύπο (9) βλέπουμε ότι σε ένα μαγνητικό πεδίο η κυκλοφορία του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής είναι μη μηδενική, επομένως, το μαγνητικό πεδίο δεν είναι δυναμικό.

Από τη σχέση (10) προκύπτει ότι δεν υπάρχουν μαγνητικά φορτία ικανά να δημιουργήσουν δυνητικά μαγνητικά πεδία. (Στην ηλεκτροστατική, ένα παρόμοιο θεώρημα σιγοκαίει της μορφής
.

Οι μαγνητικές γραμμές δύναμης κλείνουν στον εαυτό τους. Ένα τέτοιο πεδίο ονομάζεται πεδίο στροβιλισμού. Έτσι, το μαγνητικό πεδίο είναι ένα πεδίο δίνης. Η κατεύθυνση των γραμμών πεδίου καθορίζεται από τον κανόνα gimlet. Σε έναν ευθύγραμμο άπειρο μακρύ αγωγό με ρεύμα, οι γραμμές δύναμης έχουν τη μορφή ομόκεντρων κύκλων που καλύπτουν τον αγωγό (Εικ. 3).