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
потому что северный магнитный полюс — условная точка на земной поверхности, в которой магнитное поле земли направлено строго вниз (под углом 90° к поверхности). следует отметить, что с точки зрения этот полюс является «южным», поскольку притягивает северный полюс стрелки компаса.
"северный" полюс определяется как полюс магнита, который, будучи подвешенный в свободном состоянии, указывает на северный полюс земли. аналогично, "южный" полюс магнита указывает на южный полюс земли.или, согласно определению magnetic materials producers association (mmpa): «северный полюс магнита – это тот полюс, который указывает на северный полюс. поэтому северный полюс магнита отталкивает конец стрелки компаса, указывающего на север». другими словами, если вы хотите использовать компас, помните, конец стрелки, указывающий на юг, покажет на северный полюс магнита.
A = v R T ln(V2/V1) = (T/M) m R ln(V2/V1) [1]
средний квадрат скорости молекул в данном процессе:
V² = 3RT/M
T/M = V²/(3R) [2]
объединим уравнения [1] и [2]:
A = (m V²)/3 * ln(V2/V1) [3]
напишем закон Менделеева-Клапейрона:
P1 V1 = (T/M) m R
учитывая уравнение [2], получим:
P1 = (m V²)/(3 V1) [4]
запишем закон Бойля-Мариотта:
P1 V1 = P0 V2
V2 = (P1 V1)/P0
учитывая уравнение [4], получим:
V2 = (m V²)/(3 P0) [5]
объединим уравнения [5] и [3]:
A = (m V²)/3 * ln[(m V²)/(3 P0 V1)]
A = ((3.04*10^(6))/3)*ln((3.04*10^(6))/(3*10^(5)*10^(-3)))
A ≈ 9346566.74004 Дж ≈ 9.3 МДж