2.2. Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Контур с током в магнитном поле
Основные формулы
Сила, действующая на элемент проводника с током , помещенного в магнитное поле (сила Ампера),
, (21)
где – вектор магнитной индукции поля.
Модуль силы Ампера, действующей на элемент проводника с током,, (22)
где – угол между направлением векторов и .
Полная сила, действующая на весь проводник с током, помещенный в магнитное поле с индукцией ,. (23)
Сила взаимодействия двух проводников с токами и (на единицу длины проводника), (24)
где – магнитная постоянная, – расстояние между проводниками.
Магнитный момент контура с током
, (25)
где – магнитный момент; – сила тока; – площадь, ограниченная контуром; – вектор положительной нормали к контуру.
Модуль магнитного момента. (26)
Вращающий момент, действующий на контур с током, помещенный в магнитное поле,, (27)
где – вращающий момент; – магнитный момент; – вектор магнитной индукции поля.
Модуль вектора вращающего момента, (28)
где – угол между векторами и .
Сила, действующая на контур с током, помещенный в неоднородное магнитное поле (пондеромоторная сила),, (29)
где – магнитный момент; – градиент магнитной индукции поля.
Модуль пондеромоторной силы
1) Принцип Паули запрещает сближаться бесконечно близко.
2) Много писать тут можно. Главное — характер движения молекул. В газах молекулы двигаются хаотично, кинетическая энергия превосходит потенциальную. У них нет положения равновесия. В жидкостях движение элементов более-менее упорядочено, кинет. и потенц. энергии примерно равны. Атомы имеют положения равновесия и колеблются возле них. При этом они часто переходят из одного положения равновесия другое. Это т.н. ближний порядок. В твёрдых телах потенциальные энергии превосходят кинетические. Атомы находятся в положении равновесия, при этом вероятность перехода из одного положения в другое крайне мала. Атомы упорядочиваются и образовывают кристаллические твёрдые тела, для которых присущ т.н. дальний порядок (структура не меняется на расстояниях больше атомного). Если в твёрдом теле атомы могут переходить из одного положения равновесия в другое, то такое т.т. называется аморфным
3. Они отличаются кинетической и потенциальной энергией. Молекулы горячей воды получают дополнительную кинетическую энергию за счет тепла подведённого к системе. Молекулы льда «завиксированы», и не переходят от одной к другой, хотя вблизи положений равновесия они совершают тепловые колебания с большой частотой.