|
Ãëàâà 3. Ýëåêòðîìàãíèòíîå ïîëå
§ 38. Ìàãíèòíûé ïîòîê
Íà ðèñóíêå 116, à èçîáðàæ¸í ïðîâîëî÷íûé êîíòóð, ïîìåù¸ííûé â îäíîðîäíîå ìàãíèòíîå ïîëå. Ïðèíÿòî ãîâîðèòü, ÷òî êîíòóð â ìàãíèòíîì ïîëå ïðîíèçûâàåòñÿ îïðåäåë¸ííûì ìàãíèòíûì ïîòîêîì Ô, èëè ïîòîêîì âåêòîðà ìàãíèòíîé èíäóêöèè.
Îïûòû ïîêàçûâàþò, ÷òî ìàãíèòíûé ïîòîê ñêâîçü êîíòóð ïðîïîðöèîíàëåí ìîäóëþ âåêòîðà èíäóêöèè îäíîðîäíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ è ïëîùàäè, îãðàíè÷åííîé ýòèì êîíòóðîì. Êðîìå òîãî, ìàãíèòíûé ïîòîê çàâèñèò îò òîãî, êàê ðàñïîëîæåíà ïëîñêîñòü êîíòóðà ïî îòíîøåíèþ ê ëèíèÿì ìàãíèòíîé èíäóêöèè.
Äîïóñòèì, ÷òî èíäóêöèÿ ìàãíèòíîãî ÏÎËß, ïðîíèçûâàþùåãî îãðàíè÷åííóþ êîíòóðîì ïëîùàäü, ñòàëà áîëüøå. Ýòî ìîãëî ïðîèçîéòè, íàïðèìåð, â ðåçóëüòàòå óâåëè÷åíèÿ ñèëû òîêà, ñîçäàþùåãî ýòî ìàãíèòíîå ïîëå, èëè ïðè ïåðåìåùåíèè êîíòóðà â äðóãîå, áîëåå ñèëüíîå ïîëå.
Ïîñêîëüêó ìàãíèòíûé ïîòîê ïðîïîðöèîíàëåí èíäóêöèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ, òî ïðè å¸ óâåëè÷åíèè â ï ðàç (îò çíà÷åíèÿ äî çíà÷åíèÿ Â2 = nÂ1, êàê ïîêàçàíî íà ðèñ. 116, à, á) âî ñòîëüêî æå ðàç âîçðàñò¸ò è ïîòîê Ô, ïðîíèçûâàþùèé ïëîùàäü S äàííîãî êîíòóðà.
Ïðè òîì æå ñàìîì ìàãíèòíîì ïîëå ñ èíäóêöèåé Â1 ìàãíèòíûé ïîòîê, ïðîíèçûâàþùèé áîëüøóþ ïëîùàäü S' (ðèñ. 116, â), áóäåò âî ñòîëüêî æå ðàç áîëüøå ïîòîêà ÷åðåç ïëîùàäü S (ñì. ðèñ. 116, à), âî ñêîëüêî ðàç S' áîëüøå, ÷åì S.
Åñëè ïëîñêîñòü êîíòóðà ïåðïåíäèêóëÿðíà ëèíèÿì ìàãíèòíîé èíäóêöèè (ñì. ðèñ. 116, à), òî ïðè äàííîé èíäóêöèè Â1 ïîòîê Ô, ïðîíèçûâàþùèé îãðàíè÷åííóþ ýòèì êîíòóðîì ïëîùàäü S, ìàêñèìàëåí.
Ïðè âðàùåíèè êîíòóðà âîêðóã îñè ÎÎ' ïðîõîäÿùèé ñêâîçü íåãî ìàãíèòíûé ïîòîê óìåíüøàåòñÿ (ïî çàêîíó êîñèíóñà) è ñòàíîâèòñÿ ðàâíûì íóëþ, êîãäà ïëîñêîñòü êîíòóðà ðàñïîëàãàåòñÿ ïàðàëëåëüíî ëèíèÿì ìàãíèòíîé èíäóêöèè (ðèñ. 116, ã).  ýòîì ñëó÷àå ëèíèè ìàãíèòíîé èíäóêöèè êàê áû ñêîëüçÿò ïî ïëîñêîñòè ðàìêè, íå ïðîíèçûâàÿ å¸.
Òàêèì îáðàçîì, ìàãíèòíûé ïîòîê, ïðîíèçûâàþùèé ïëîùàäü êîíòóðà, ìåíÿåòñÿ ïðè èçìåíåíèè ìîäóëÿ âåêòîðà ìàãíèòíîé èíäóêöèè , ïëîùàäè êîíòóðà S è ïðè âðàùåíèè êîíòóðà, ò. å. ïðè èçìåíåíèè åãî îðèåíòàöèè ïî îòíîøåíèþ ê ëèíèÿì èíäóêöèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ.
Åñëè æå êîíòóð âðàùàåòñÿ òàê, ÷òî ïðè ëþáîì åãî ïîëîæåíèè ëèíèè ìàãíèòíîé èíäóêöèè ëåæàò â ïëîñêîñòè êîíòóðà, íå ïåðåñåêàÿ îãðàíè÷åííóþ èì ïëîùàäü (ðèñ. 117), òî ïîòîê íå ìåíÿåòñÿ: â ëþáîé ìîìåíò âðåìåíè îí ðàâåí íóëþ.
Âîïðîñû
1. Îò ÷åãî çàâèñèò ìàãíèòíûé ïîòîê, ïðîíèçûâàþùèé ïëîùàäü ïëîñêîãî êîíòóðà, ïîìåù¸ííîãî â îäíîðîäíîå ìàãíèòíîå ïîëå?
2. Êàê ìåíÿåòñÿ ìàãíèòíûé ïîòîê ïðè óâåëè÷åíèè â ï ðàç ìàãíèòíîé èíäóêöèè, åñëè íè ïëîùàäü, íè îðèåíòàöèÿ êîíòóðà íå ìåíÿþòñÿ?
3. Ïðè êàêîé îðèåíòàöèè êîíòóðà ïî îòíîøåíèþ ê ëèíèÿì ìàãíèòíîé èíäóêöèè ìàãíèòíûé ïîòîê, ïðîíèçûâàþùèé ïëîùàäü ýòîãî êîíòóðà, ìàêñèìàëåí; ðàâåí íóëþ?
4. Ìåíÿåòñÿ ëè ìàãíèòíûé ïîòîê ïðè òàêîì âðàùåíèè êîíòóðà, êîãäà ëèíèè ìàãíèòíîé èíäóêöèè òî ïðîíèçûâàþò åãî, òî ñêîëüçÿò ïî åãî ïëîñêîñòè?
Óïðàæíåíèå 35
Ïðîâîëî÷íàÿ êàòóøêà Ê1 ñî ñòàëüíûì ñåðäå÷íèêîì âêëþ÷åíà â öåïü èñòî÷íèêà ïîñòîÿííîãî òîêà ïîñëåäîâàòåëüíî ñ ðåîñòàòîì R è êëþ÷îì Ê (ðèñ. 118). Ýëåêòðè÷åñêèé òîê, ïðîòåêàþùèé ïî âèòêàì êàòóøêè Ê1( ñîçäà¸ò â ïðîñòðàíñòâå âîêðóã íå¸ ìàãíèòíîå ïîëå.  ïîëå êàòóøêè Ê1 íàõîäèòñÿ òàêàÿ æå êàòóøêà Ê2.
Êàêèì îáðàçîì ìîæíî ìåíÿòü ìàãíèòíûé ïîòîê, ïðîíèçûâàþùèé êàòóøêó Ê2? Ðàññìîòðèòå âñå âîçìîæíûå âàðèàíòû.
|