Interacción de cargas en movimiento. La acción de las cargas en movimiento (corrientes eléctricas) entre sí difiere de la interacción de Coulomb de las cargas fijas.
La interacción de cargas en movimiento se llama magnética.

Ejemplos de la manifestación de la interacción magnética:

* atracción o repulsión de dos conductores paralelos con corriente;
* magnetismo de algunas sustancias, por ejemplo, mineral de hierro magnético, a partir del cual se fabrican imanes permanentes; girar una flecha de luz hecha de material magnético cerca de un conductor de corriente
* rotación del marco con corriente en un campo magnético.
*

interacción magnética llevado a cabo a través campo magnético.
El campo magnético es una forma especial de existencia de la materia.
Propiedades del campo magnético:

* generado por cargas en movimiento (corriente eléctrica) o alternas campo eléctrico;
* detectado por acción en electricidad o una aguja magnética.

Vector de inducción magnética. Los experimentos muestran que el campo magnético produce un efecto de orientación en el circuito portador de corriente y la aguja magnética, obligándolos a colocarse en una dirección determinada. Por lo tanto, para caracterizar el campo magnético, se debe utilizar un valor cuya dirección esté asociada con la orientación del circuito con corriente o la aguja magnética en el campo magnético. Este valor se denomina vector de inducción magnética B.
Se toma la dirección del vector de inducción magnética:

* la dirección de la normal positiva al plano del circuito con corriente,
* dirección del polo norte de una aguja magnética colocada en un campo magnético.

El módulo del vector B es igual a la relación del par máximo que actúa sobre el marco con corriente en un punto dado del campo al producto de la intensidad de corriente I y el área del circuito S.
B \u003d Mmáx / (I S). (una)

El par M depende de las propiedades del campo y está determinado por el producto I·S.

El valor del vector de inducción magnética, determinado por la fórmula (1), depende únicamente de las propiedades del campo.
La unidad de medida B es 1 Tesla.

Representación gráfica de campos magnéticos. Para una representación gráfica de campos magnéticos, se utilizan líneas de inducción magnética (líneas de campo magnético). Una línea de inducción magnética es una línea, en cada punto del cual el vector de inducción magnética se dirige tangencialmente a ella.
Las líneas de inducción magnética son líneas cerradas.

Ejemplos de campos magnéticos:
1. Conductor recto con corriente
Las líneas de inducción magnética son círculos concéntricos centrados en el conductor.

2. Corriente circular
La dirección del vector de inducción magnética está relacionada con la dirección de la corriente en el circuito por la regla del tornillo derecho.

3. Solenoide con corriente
Dentro de un solenoide largo con corriente, el campo magnético es uniforme y las líneas de inducción magnética son paralelas entre sí. La dirección B y la dirección de la corriente en las vueltas del solenoide están relacionadas por la regla del tornillo derecho

El principio de superposición de campos. Si en cualquier región del espacio hay una imposición de varios campos magnéticos, entonces el vector de inducción magnética del campo resultante es igual a la suma vectorial de las inducciones de campos individuales:
B=SBi

Las fuerzas que actúan entre cargas eléctricas fijas están determinadas por la ley de Coulomb. Cada carga crea un campo que actúa sobre otra carga y viceversa. Sin embargo, pueden existir otras fuerzas entre las cargas eléctricas. Se pueden encontrar si se lleva a cabo el siguiente experimento.

Tomemos dos conductores flexibles, fijémoslos verticalmente y luego conectemos los extremos inferiores a los polos de la fuente de corriente. No hay atracción ni repulsión. Pero si los otros extremos están conectados con un cable de modo que surjan corrientes de dirección opuesta en los conductores, entonces los conductores comenzarán a repelerse entre sí. En el caso de corrientes en la misma dirección, los conductores se atraen.

El fenómeno de la interacción de las corrientes fue descubierto por el físico francés Ampère en 1820. En el mismo año, el físico danés Oersted descubrió que la aguja magnética gira cuando una corriente eléctrica pasa a través de un conductor situado cerca de ella.

Las interacciones entre conductores con corriente, es decir, interacciones entre cargas eléctricas en movimiento, se denominan magnético. Las fuerzas con las que los conductores que transportan corriente actúan entre sí se denominan fuerzas magnéticas.

un campo magnetico

Así como en el espacio que rodea las cargas eléctricas inmóviles, surge campo eléctrico, en el espacio que rodea las cargas en movimiento, un campo magnético. Una corriente eléctrica en uno de los conductores crea un campo magnético a su alrededor, que actúa sobre la corriente en el segundo conductor. Y el campo creado por la corriente eléctrica del segundo conductor actúa sobre el primero.

El campo magnético es una forma especial de materia a través de la cual se lleva a cabo la interacción entre partículas cargadas eléctricamente en movimiento.

El campo magnético es creado no solo por corriente eléctrica, sino también por imanes permanentes. Basándose en sus experimentos, Ampere concluyó que la interacción de las corrientes con un imán y los imanes entre sí se puede explicar si asumimos que hay corrientes circulares moleculares no amortiguadas dentro del imán.

El paso de una corriente eléctrica puede ir acompañado del calentamiento y la luminiscencia de una sustancia, sus diversas transformaciones químicas y la interacción magnética. De todas las acciones conocidas de la corriente, sólo la interacción magnética acompaña a la corriente eléctrica en cualquier condición, en cualquier medio y en el vacío.

1. campo de movimiento cobrar. Ley de Bio-Savvar (campo eléctrico que fluye)

Principal la tarea de la magnetostática es la capacidad de calcular. características del campo. La ley B-S-L usando el principio de superposición da método más simple cálculo de campos.

dB de inducción, creado. exactamente UNA.

dB=(   (I dl sin/r 2)

dH=(I dl sen/(4r 2)

inducción magnética Campo creado por un elemento conductor dl con corriente I en el punto A a una distancia r de dl proporcional. intensidad de corriente, dl, seno del ángulo entre r y dl y arr. proporción. el cuadrado de la distancia r.

dB=(  ·(I· /r 3)

El valor de s-on B-S-L radica en que conociendo dH y dB a partir de dl, se puede calcular H y B del conductor finito. tamaños diferentes formularios

un campo magnetico- es una forma de materia (distinta de la materia) que existe en el espacio que rodea a los imanes permanentes, conductores con corriente y cargas que se mueven. El campo magnético junto con el campo eléctrico forma un solo campo electromagnético.

El campo magnético no solo es creado por imanes permanentes, cargas en movimiento y corrientes en los conductores, sino que también actúa sobre ellos.

El término "campo magnético" fue introducido en 1845 por M. Faraday. Para esta época ya se conocían algunos fenómenos de la electrodinámica, que requieren explicación:

1. El fenómeno de la interacción de los imanes permanentes (el establecimiento de una aguja magnética a lo largo del meridiano magnético de la Tierra, la atracción de los polos opuestos, la repulsión de los polos del mismo nombre), conocido desde la antigüedad y estudiado sistemáticamente por W. Hilbert (los resultados se publicaron en 1600 en su tratado "Sobre un imán, cuerpos magnéticos y sobre el gran imán: la Tierra").

2. En 1820, el científico danés G. X. Oersted descubrió que la aguja magnética, que se coloca al lado del conductor por donde fluye la corriente, gira, tratando de ser perpendicular al conductor.

3. En el mismo año, el físico francés Ampère, que se interesó en los experimentos de Oersted, reveló la interacción de 2 conductores rectilíneos con la corriente: si las corrientes en los conductores fluyen en una dirección (paralela), entonces los conductores se atraen (Fig. a), si están en direcciones opuestas (antiparalelas), entonces se repelen entre sí (Fig. b).

Las interacciones entre conductores con corriente, es decir, interacciones entre cargas eléctricas en movimiento, se denominan magnético, y las fuerzas con las que los conductores que transportan corriente actúan entre sí, - fuerzas magnéticas.

Basado en la teoría de acción de corto alcance, que fue seguida por M. Faraday, la corriente en uno de los conductores no puede afectar directamente la corriente en el otro conductor. Análogamente al caso de las cargas eléctricas estacionarias, cerca de las cuales existe un campo eléctrico, se concluyó que en el espacio que rodea a las corrientes existe un campo magnético que actúa con alguna fuerza sobre otro conductor portador de corriente colocado en este campo, o en un imán permanente. A su vez, el campo magnético creado por el segundo conductor que lleva corriente actúa sobre la corriente en el primer conductor.

Así como un campo eléctrico se detecta por su efecto sobre una carga de prueba introducida en este campo, un campo magnético se puede detectar por el efecto de orientación de un campo magnético en un bucle con una corriente pequeña (en comparación con las distancias a las que el campo magnético cambia notablemente) dimensiones.

Los cables que suministran corriente al marco deben estar tejidos (o colocados uno cerca del otro), luego la fuerza resultante que actúa desde el lado del campo magnético en estos cables será igual a cero. Las fuerzas que actúan sobre dicho marco con corriente lo rotarán, de modo que su plano sea perpendicular a las líneas de inducción del campo magnético. En el ejemplo que se muestra en la figura anterior, el marco girará de modo que el conductor con corriente esté en el plano del marco. Cuando cambia la dirección de la corriente en el conductor, el marco girará 180 °. En el campo entre los polos de un imán permanente, el marco girará en un plano perpendicular al magnético. lineas de fuerza imán.

Introducción……………………………………………………………………….3

YO.Introducción al fenómeno………………………………………………..5

1. Configuración experimental…………………………..5
2. Fuerza de interacción de corrientes paralelas………………6

1.3 Campo magnético cerca de dos conductores paralelos…………………………………………………….……………….9

II.La magnitud cuantitativa de las fuerzas.……………………………………10

2.1 Cálculo cuantitativo de la fuerza que actúa sobre

corriente en un campo magnético…………………………………………..10

tercero interacción eléctrica…………………………………13

3.1 Interacción de conductores paralelos………………13

Conclusión…………………………………………………………………..15

Lista de literatura usada…………………………………16

Introducción

Relevancia:

Para una comprensión más completa del tema del electromagnetismo, es necesario considerar con más detalle la sección de interacción de dos conductores paralelos con corriente. En este artículo, se consideran las características de la interacción de dos conductores paralelos con corriente. Se explica su mutua atracción y repulsión. El componente cuantitativo de las fuerzas de amperios se calcula para el experimento realizado durante el trabajo. Describe el efecto recíproco de los campos magnéticos existentes alrededor de los conductores con corriente, y la presencia de la componente eléctrica de la interacción, cuya existencia a menudo se desprecia.

Objetivo:

Considerar empíricamente la existencia de fuerzas que intervienen en la interacción de dos conductores con corriente y darles una característica cuantitativa.

Tareas:

1. Considere experimentalmente la presencia de fuerzas de amperios en los conductores a través de los cuales pasa la corriente eléctrica.
2. Describir la interacción de los campos magnéticos alrededor de los conductores con la corriente.
3. Dé una explicación de los fenómenos en curso de atracción y repulsión de los conductores.
4. Hacer un cálculo cuantitativo de las fuerzas de interacción de dos conductores.
5. Considere teóricamente la presencia de un componente eléctrico de la interacción de dos conductores con la corriente.

Tema de estudio:

Fenómenos electromagnéticos en conductores.

Objeto de estudio:

La fuerza de interacción de los conductores paralelos con la corriente.

Métodos de búsqueda:

Análisis de literatura, observación y estudio experimental.

I. Conocimiento del fenómeno

1.1 Introducción al fenómeno

Para nuestra demostración, necesitamos tomar dos tiras muy delgadas de papel de aluminio de unos 40 cm de largo, reforzarlas en una caja de cartón, como se muestra en la Figura 1. Las tiras deben ser flexibles, sueltas, deben estar cerca, pero sin tocarse. La distancia entre ellos debe ser de solo 2 o 3 mm. Después de conectar las tiras con cables delgados, les conectamos baterías, de modo que en ambas tiras la corriente fluya en direcciones opuestas. Esta conexión provocará un cortocircuito en la batería y provocará una corriente de corta duración de 5A.

Para evitar que las baterías fallen, se deben conectar durante unos segundos cada vez.

Ahora conectemos una de las baterías con signos opuestos y dejemos que la corriente fluya en una dirección.

Con una conexión exitosa, el efecto visible es pequeño, pero fácil de observar.

Prestemos atención al hecho de que este efecto no está relacionado de ninguna manera con los mensajes de carga a las tiras. Permanecen electrostáticamente neutros. Para asegurarse de que no les pase nada a las rayas cuando están realmente están cargando a esta baja tensión conectar ambas regletas a un polo de la batería, o una de ellas a un polo y la otra al segundo. (Pero no cerraremos el circuito para evitar la aparición de corrientes en las tiras.)

1.2 La fuerza de la interacción de corrientes paralelas

Durante el experimento, observamos una fuerza que no se puede explicar en términos de electrostática. Cuando la corriente fluye en una sola dirección en dos conductores paralelos, existe una fuerza de atracción entre ellos. Cuando las corrientes fluyen en direcciones opuestas, los cables se repelen entre sí.

El valor real de esta fuerza que actúa entre corrientes paralelas, y su dependencia de la distancia entre los cables se puede medir usando un dispositivo simple en forma de balanza. En vista de la ausencia de tal, tomemos con fe los resultados de los experimentos que muestran que esta fuerza es inversamente proporcional a la distancia entre los ejes de los cables: F1/r.

Dado que esta fuerza debe deberse a alguna influencia que se propaga de un alambre a otro, tal geometría cilíndrica creará una fuerza que depende inversamente de la primera potencia de la distancia. Recuerde que el campo electrostático se propaga desde un cable cargado, también con una dependencia de la distancia de la forma 1/r.

Según los experimentos, también está claro que la fuerza de interacción entre los cables depende del producto de las corrientes que fluyen a través de ellos. Por simetría, podemos concluir que si esta fuerza es proporcional a yo1 , debe ser proporcional y yo2. Que esta fuerza es directamente proporcional