Ap kustīgiem elektriskajiem lādiņiem ir kaut kas. Elektriskais lauks

ELEKTROMAGNĒTISKAIS LAUKS

Šis ģenerējot viens otru mainīgi elektriskie un magnētiskie lauki.
Elektro teorija magnētiskais lauks izveidots Džeimss Maksvels 1865. gadā
Viņš teorētiski pierādīja, ka:
jebkuras izmaiņas magnētiskajā laukā laika gaitā izraisa izmaiņas elektriskais lauks, un jebkuras elektriskā lauka izmaiņas laika gaitā rada mainīgu magnētisko lauku.
Ja elektriskie lādiņi pārvietojas ar paātrinājumu, tad to radītais elektriskais lauks periodiski mainās un pats rada telpā mainīgu magnētisko lauku utt.
Elektromagnētiskā lauka avoti var būt:
- kustīgs magnēts;
- elektriskais lādiņš, kas pārvietojas ar paātrinājumu vai svārstās (atšķirībā no lādiņa, kas pārvietojas ar nemainīgu ātrumu, piemēram, līdzstrāvas gadījumā vadītājā šeit tiek izveidots pastāvīgs magnētiskais lauks).
Elektriskais lauks pastāv apkārt vienmēr ir elektriskais lādiņš, jebkurā atskaites sistēmā, magnētiskā – tajā, attiecībā pret kuru pārvietojas elektriskie lādiņi,
elektromagnētiskais– atskaites sistēmā, attiecībā pret kuru elektriskie lādiņi pārvietojas ar paātrinājumu.

MĒĢINI RISINĀT!

Dzintara gabals tika noberzts pret audumu, un tas tika uzlādēts ar statisko elektrību. Kādu lauku var atrast ap nekustīgu dzintaru? Apkārt kustīgam?

Uzlādēts ķermenis atrodas miera stāvoklī attiecībā pret zemes virsmu. Automašīna pārvietojas vienmērīgi un taisni attiecībā pret zemes virsmu. Vai ir iespējams noteikt pastāvīgs magnētiskais lauks ar automašīnu saistītajā atskaites rāmī?

Kāds lauks parādās ap elektronu, ja viņš: atrodas miera stāvoklī; pārvietojas ar nemainīgu ātrumu; pārvietojas ar paātrinājumu?

Kineskopā plūsma tiek izveidota vienmērīgi kustīgie elektroni. Vai ir iespējams noteikt magnētisko lauku atskaites rāmī, kas saistīts ar vienu no kustīgajiem elektroniem?

ELEKTROMAGNĒTISKIE VIĻŅI

Tas ir elektromagnētiskais lauks, kas izplatās telpā ar ierobežotu ātrumu,
atkarībā no vides īpašībām.

Elektromagnētisko viļņu īpašības:
- izplatīties ne tikai vielā, bet arī vakuumā;
- izplatīties vakuumā ar gaismas ātrumu (C = 300 000 km/s);
-Šo šķērsviļņi;
- tie ir ceļojoši viļņi (pārneses enerģija).

Elektromagnētisko viļņu avots ir strauji pārvietojas elektriskie lādiņi.
Elektrisko lādiņu svārstības pavada elektromagnētiskais starojums, kura frekvence ir vienāda ar lādiņu svārstību frekvenci.

Kustīga lādiņa magnētiskais lauks var rasties ap strāvu nesošo vadītāju. Tā kā elektroniem, kas tajā pārvietojas, ir elementārs elektriskais lādiņš. To var novērot arī citu lādiņnesēju kustības laikā. Piemēram, joni gāzēs vai šķidrumos. Ir zināms, ka šī sakārtotā lādiņu nesēju kustība izraisa magnētiskā lauka parādīšanos apkārtējā telpā. Tādējādi var pieņemt, ka magnētiskais lauks neatkarīgi no strāvas rakstura, kas to izraisa, rodas arī ap vienu lādiņu kustībā.

Vispārējais lauks iekšā vidi veidojas no atsevišķu lādiņu radīto lauku summas. Šo secinājumu var izdarīt, pamatojoties uz superpozīcijas principu. Pamatojoties uz dažādiem eksperimentiem, tika iegūts likums, kas nosaka punktveida lādiņa magnētisko indukciju. Šis lādiņš brīvi pārvietojas vidē ar nemainīgu ātrumu.

Formula 1 ir likums elektromagnētiskā indukcija par kustīgu punktu maksu

Kur r rādiusa vektors, kas iet no lādiņa uz novērošanas punktu

J maksas

V lādiņa ātruma vektors

2. formula - indukcijas vektora modulis

Kur alfa tas ir leņķis starp ātruma vektoru un rādiusa vektoru

Šīs formulas nosaka pozitīva lādiņa magnētisko indukciju. Ja tas jāaprēķina negatīvam lādiņam, lādiņš jāaizstāj ar mīnusa zīmi. Uzlādes ātrumu nosaka attiecībā pret novērošanas punktu.

Lai noteiktu magnētisko lauku, kad lādiņš pārvietojas, varat veikt eksperimentu. Šajā gadījumā lādiņam nav obligāti jāpārvietojas elektrisko spēku ietekmē. Eksperimenta pirmā daļa sastāv no izlaišanas caur riņķveida vadītāju. elektriskā strāva. Līdz ar to ap to veidojas magnētiskais lauks. Darbība, ko var novērot, kad magnētiskā adata, kas atrodas blakus spolei, novirzās.

1. attēlā - apļveida spole ar strāvu iedarbojas uz magnētisko adatu

Attēlā redzama spole ar strāvu labajā pusē ir tai perpendikulāra plakne;

Eksperimenta otrajā daļā mēs ņemsim cietu metāla disku, kas uzstādīts uz ass, no kuras tas ir izolēts. Šajā gadījumā diskam tiek piešķirts elektriskais lādiņš, un tas spēj ātri griezties ap savu asi. Virs diska ir piestiprināta magnētiskā adata. Ja pagriežat disku ar uzlādi, jūs redzēsit, ka bultiņa griežas. Turklāt šī bultiņas kustība būs tāda pati kā tad, kad strāva pārvietojas ap gredzenu. Ja maināt diska uzlādi vai griešanās virzienu, bultiņa novirzīsies otrā virzienā.

Uz jautājumu Vai magnētisko lauku veido kustīgs lādiņš? autora dots I-staris labākā atbilde ir Viss ir tieši tā. Kustība ir relatīva. Tāpēc magnētiskais lauks tiks novērots sistēmā, attiecībā pret kuru pārvietojas lādiņš. Lai izveidotu magnētisko lauku, nemaz nav nepieciešams, lai kustētos divas atšķirīgi lādētas daļiņas. Vienkārši strāvai plūstot vadītājos, lādiņi tiek kompensēti un priekšplānā izvirzās vājāki (salīdzinājumā ar elektrostatiskajiem) magnētiskajiem efektiem.
Aprēķinus magnētisko lauku vienādojumu atvasināšanai no SRT un Kulona lauka var atrast jebkurā elektrodinamikas mācību grāmatā. Piemēram, Feynman Lectures on Physics, 5. sēj. (Electricity and Magnetism) Ch. 13 (Magnetostatika) 6. paragrāfā ir detalizēti aplūkots tieši šis jautājums.
Apmācību var atrast vietnē http://lib. homelinux. org/_djvu/P_Physics/PG_General courses/Feynman/Fejnman R., R.Lejton, M.Se"nds. Volume 5. E"lektrichestvo i Magnetizm (ru)(T)(291s).djvu
6. sējumā (Elektrodinamika) ir daudz interesantas informācijas.
http:// lib. homelinux. org/_djvu/P_Physics/PG_General courses/Feynman/Fejnman R., R.Lejton, M.Se"nds. Volume 6. E"lektrodinamika (ru)(T)(339s).djvu
(noņemiet tikai papildu atstarpes vietnes adresē)
Un starojums un magnētiskais lauks no uzlādētās nūjas, ar kuru tu vicināsi, būs mazs nevis ātruma, bet lādiņa nenozīmīguma (un tik maza lādiņa kustības rezultātā radītā strāvas daudzuma dēļ - var aprēķināt pats).

Atbildēt no Iesūkties[guru]
Pats kustības jēdziens ir relatīvs. Līdz ar to, jā, vienā koordinātu sistēmā būs magnētiskais lauks, citā citādāks, trešajā vispār nebūs. Patiesībā magnētiskā lauka nav vispār, ir vienkārši ērti aprakstīt īpašās relativitātes teorijas ietekmi uz lādiņu pārvietošanu, ieviešot fiktīvu lauku, ko sauc par magnētisko, kas ievērojami vienkāršo aprēķinus. Pirms relativitātes teorijas parādīšanās magnētiskais lauks tika uzskatīts par neatkarīgu vienību, un tikai tad tika konstatēts, ka tam piedēvētos spēkus var lieliski aprēķināt bez tā, pamatojoties uz relativitātes teoriju un Kulona likumu. Bet, protams, relativitātes teoriju ir daudz grūtāk pielietot praksē nekā gimleta likumu 😉 Un tā kā elektriskie un magnētiskie lauki izrādās cieši saistīti (lai gan otrais ir vizuāla interpretācija par izmaiņu sekām pirmkārt), viņi runā par vienu elektromagnētisko lauku.
Kas attiecas uz skraidīšanu pa istabu ar uzlādētu nūju, tad relativitātes teorija nav vajadzīga - protams, veidojas magnētiskais lauks, izstaro viļņus un tā tālāk, tikai ļoti vāji. Izveidotā lauka intensitātes aprēķināšana ir skolēna uzdevums.

Atbildēt no Atzīsties[guru]
Nu atkal es smēķēju tualetē fizikas vietā... Vai ir grūti atvērt mācību grāmatu? Tajā skaidri norādīts "elektromagnētiskais lauks" utt., utt. Mūsu Lisapets mīl rakstīt, jā. mūžīgās kustības mašīnas izgudrot. Uz vērpes laukiem..

Atbildēt no VintHeXer[aktīvs]
Vispār jau IMHO pēc Ampera likuma un vēl kādas ļoti gudras formulas, kuras apzīmējumā ir leņķa sinuss, tas jau parāda, ka lādētas daļiņas kustība vadītājā ir nepieciešama (atkal IMHO), jo strāva spēks būs pie sprieguma un pretestības... Spriegums it kā ir tāds, kāds ir (daļiņa ir uzlādēta), bet pretestība ir vakuumā...
Vispār, kas pie velna zina... Īpaši par lādētas daļiņas kustību vakuumā))

Atbildēt no Krab Вark[guru]
Nu jāmeklē detalizēts secinājums fizikas mācību grāmatās. Šo var lejupielādēt, piemēram, šeit :)
"lai arī ar jūsu palīdzību, bet bērni pamazām atvasinās strāvu magnētisko pievilcību vai atgrūšanos elektriski neitrālos vadītājos no Kulona likuma un relativitātes teorijas. Viņiem tas būs radīts brīnums ar savām rokām. Vairāk iekšā vidusskola nav nepieciešams. Universitātē viņiem nejauši izskaidros, kā Maksvela elektromagnētisko lauku vienādojumi izriet no Kulona likuma par stacionāriem lādiņiem un formulām kvadrātisko diferenciālo formu transformācijām relativitātes teorijā. "
Kopumā šādos jautājumos ir jāatzīmē rūtiņa komentāru sniegšanai...

Magnētiskais lauks Vikipēdijā
Apskatiet Wikipedia rakstu par magnētisko lauku

Rada ap sevi, ir sarežģītāks par to, kas raksturīgs lādiņam, kas atrodas stacionārā stāvoklī. Ēterī, kur telpa netiek traucēta, lādiņi ir līdzsvaroti. Tāpēc to sauc par magnētiski un elektriski neitrālu.

Sīkāk aplūkosim šāda lādiņa uzvedību atsevišķi, salīdzinot ar stacionāro, un padomāsim par Galileja principu un vienlaikus par Einšteina teoriju: cik konsekventa tā patiesībā ir?

Atšķirība starp kustīgiem un stacionāriem lādiņiem

Viens lādiņš, būdams nekustīgs, rada elektrisko lauku, ko var saukt par ētera deformācijas rezultātu. Un kustīgs elektriskais lādiņš rada gan elektrisko, gan To nosaka tikai cits lādiņš, tas ir, magnēts. Izrādās, ka lādiņi miera stāvoklī un kustībā ēterī nav viens otram līdzvērtīgi. Vienmērīgi lādiņš neizstaro un nezaudēs enerģiju. Bet, tā kā daļa no tā tiek tērēta magnētiskā lauka radīšanai, šim lādiņam būs mazāk enerģijas.

Piemērs vieglākai izpratnei

To ir vieglāk ilustrēt ar piemēru. Ja paņemat divus identiskus stacionārus lādiņus un novietojat tos tālu viens no otra tā, lai lauki nevarētu mijiedarboties, viens no tiem tiks atstāts tāds, kāds ir, bet otrs tiks pārvietots. Sākotnēji stacionāram lādiņam būs nepieciešams paātrinājums, kas radīs magnētisko lauku. Daļa šī lauka enerģijas aizies uz elektromagnētiskais starojums, kas ir vērsta uz bezgalīgu telpu, kas pēc apstāšanās neatgriezīsies kā pašindukcija. Ar citas uzlādes enerģijas daļas palīdzību tiks izveidots pastāvīgs magnētiskais lauks (pieņemot nemainīgu uzlādes ātrumu). Tā ir ētera deformācijas enerģija. Kad magnētiskais lauks paliek nemainīgs. Ja salīdzinām divus lādiņus, tad kustīgajam būs mazāk enerģijas. Tas viss ir kustīgā lādiņa dēļ, kuram viņam jātērē enerģija.

Tādējādi kļūst skaidrs, ka abos lādiņos stāvoklis un enerģija ir ļoti atšķirīgi. Elektriskais lauks iedarbojas uz stacionāriem un kustīgiem lādiņiem. Bet pēdējo ietekmē arī magnētiskais lauks. Tāpēc tai ir mazāk enerģijas un potenciāla.

Kustīgie lādiņi un Galileo princips

Abu lādiņu stāvokli var izsekot arī kustībā un nekustīgā stāvoklī fiziskais ķermenis, kurā nav kustīgu lādētu daļiņu. Un šeit var objektīvi pasludināt Galileja principu: fizisks un elektriski neitrāls ķermenis, kas kustas vienmērīgi un taisni, nav atšķirams no tā, kas atrodas miera stāvoklī attiecībā pret Zemi. Izrādās, ka elektrībai neitrālie un uzlādētie ķermeņi miera stāvoklī un kustībā izpaužas atšķirīgi. Galileo principu nevar izmantot ēterī, un to nevar piemērot kustīgiem un stacionāriem lādētiem ķermeņiem.

Principa neatbilstība uzlādētiem ķermeņiem

Mūsdienās ir sakrājies ļoti daudz teoriju un darbu par laukiem, kas rada kustīgu elektrisko lādiņu. Piemēram, Heaviside parādīja, ka elektriskais vektors, ko veido lādiņš, ir radiāls visā. Magnētiskās spēka līnijas, kuras kustības laikā veido punktveida lādiņš, ir apļi, un to centros ir kustības līnijas. Cits zinātnieks Sērls atrisināja lādiņa sadalījuma problēmu kustīgā sfērā. Tika konstatēts, ka tas ģenerē lauku, kas līdzīgs tam, ko rada kustīgs elektriskais lādiņš, neskatoties uz to, ka pēdējais nav sfēra, bet gan saspiests sferoīds, kurā polārā ass ir vērsta kustības virzienā. Mortons vēlāk parādīja, ka kustībā esošā elektrificētā sfērā blīvums uz virsmas nemainīsies, bet spēka līnijas to vairs neatstās 90 grādu leņķī.

Enerģija, kas ieskauj sfēru, kļūst lielāka, kad tā kustas, nekā tad, kad sfēra atrodas miera stāvoklī. Tas notiek tāpēc, ka papildus elektriskajam laukam ap kustīgo sfēru parādās arī magnētiskais lauks, kā tas notiek ar lādiņu. Tāpēc, lai veiktu darbu, uzlādētai sfērai būs nepieciešams lielāks ātrums nekā tai, kas ir elektriski neitrāla. Kopā ar maksu, efektīvā masa sfēras. Autori ir pārliecināti, ka tas notiek konvekcijas strāvas pašindukcijas dēļ, ko kustīgs elektriskais lādiņš rada no kustības sākuma. Tādējādi Galileo princips tiek atzīts par nepieņemamu ķermeņiem, kas uzlādēti ar elektrību.

Einšteina idejas un ēteris

Tad kļūst skaidrs, kāpēc Einšteins neiedalīja vietu ēterim SRT. Galu galā pats ētera klātbūtnes atpazīšanas fakts jau iznīcina inerciālo un neatkarīgo atskaites sistēmu līdzvērtības principu. Un tas, savukārt, ir SRT pamats.

Ap jebkuru strāvu nesošo vadītāju, t.i. kustīgi elektriskie lādiņi, ir magnētiskais lauks. Strāva jāuzskata par magnētiskā lauka avotu! Ap stacionāriem elektriskiem lādiņiem ir tikai elektriskais lauks, un ap kustīgiem lādiņiem ir gan elektriskais, gan magnētiskais lauks. HANS ØRSTEDS ()

1. Magnētiskais lauks rodas tikai kustīgu elektrisko lādiņu tuvumā. 2. Tas vājinās, attālinoties no strāvu nesošā vadītāja (vai kustīgā lādiņa), un nevar norādīt precīzas lauka robežas. 3. Iedarbojas uz magnētiskajām adatām noteiktā veidā 4. Ir enerģija un ir sava iekšējā struktūra, kas tiek parādīts, izmantojot magnētiskā lauka līnijas. Magnētiskās līnijas Strāvas magnētiskais lauks ir slēgtas līnijas, kas aptver vadītāju

Ja ķēdes ar strāvu ir savienotas virknē vienā vietā telpā, tad šādu veidojumu sauc par solenoīdu. Magnētiskais lauks ir koncentrēts solenoīda iekšpusē, izkliedēts ārpusē, un magnētiskā lauka līnijas solenoīda iekšpusē ir paralēlas viena otrai un lauks solenoīda iekšpusē tiek uzskatīts par viendabīgu, ārpus solenoīda - nehomogēnu. Ievietojot tērauda stieni solenoīda iekšpusē, mēs iegūstam vienkāršu elektromagnētu. Izņemot to vienādos apstākļos Elektromagnēta magnētiskais lauks ir daudz spēcīgāks nekā solenoīda magnētiskais lauks.

Vai Zemes magnētiskie poli sakrīt ar ģeogrāfiskajiem poliem? Vai atrašanās vieta ir mainījusies? magnētiskie stabi planētas vēsturē? No kā ir uzticams dzīvības aizsargs uz Zemes kosmiskie stari? Kāds ir izskata iemesls magnētiskās vētras uz mūsu planētas? Ar ko ir saistītas magnētiskās anomālijas? Kāpēc magnētiskajai adatai ir ļoti noteikts virziens visās Zemes vietās? Kur viņa rāda?