Меню

Взаимодействие параллельных токов презентация



Презентация «Взаимодействие токов» 11 класс

Код для использования на сайте:

Скопируйте этот код и вставьте себе на сайт

Для скачивания поделитесь материалом в соцсетях

После того как вы поделитесь материалом внизу появится ссылка для скачивания.

Подписи к слайдам:

©Сулименко Нелли. Ученица 11 класса. МБОУ Александровская СОШ. х. Александров Ростовская область.

Взаимодействие токов. Открытие: Закон взаимодействия токов был открыт экспериментально задолго до создания теории относительности. Он значительно сложнее закона Кулона, описывающего взаимодействие неподвижных точечных зарядов. Этим и объясняется, что в его исследовании приняли участие многие ученые, а существенный вклад внесли Био (1774 — 1862), Савар (1791 — 1841), Ампер (1775 — 1836) и Лаплас(1749 — 1827). Между неподвижными электрическими зарядами действуют силы, определяемые законом Кулона. Согласно теории близкодействия это взаимодействие осуществляется так: каждый из зарядов создает электрическое поле, которое действует на другой заряд.

  • Между неподвижными электрическими зарядами действуют силы, определяемые законом Кулона. Согласно теории близкодействия это взаимодействие осуществляется так: каждый из зарядов создает электрическое поле, которое действует на другой заряд.
  • Если другие концы проводников замкнуть проволокой так, чтобы в проводниках возникли токи противоположного направления, то проводники начнут отталкиваться друг от друга.

Опыт I:

  • Возьмем два гибких проводника, укрепим их вертикально, а затем присоединим нижними концами к полюсам источника тока. Притяжения или отталкивания проводников при этом не обнаружится.

Магнитное поле. Источниками магнитного поля являются движущиеся электрические заряды. Магнитное поле возникает в пространстве, окружающем проводники с током, подобно тому, как в пространстве, окружающем неподвижные электрические заряды, возникает электрическое поле. Основные свойства магнитного поля:

  • Магнитное поле порождается электрическим током
  • Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток

Открытие магнитного поля:

  • Изучение магнитного поля началось в 1269, когда французский ученый Petrus Peregrinus де Maricourt наметил магнитное поле на поверхности сферического магнита использованием железа иглы, отмечая, что результирующее поле линии перешли в двух точках он назвал «полюсов» те точки, по аналогии с полюса Земли.
  • В 1819 году, Ганс Христиан Эрстед обнаружил, что электрический ток создает магнитное поле, окружающих его.

Ганс Христиан Эрстед

Замкнутый контур с током в магнитном поле.

  • Для изучения магнитного поля можно взять замкнутый контур малых размеров.
  • Подводящие ток проводники нужно расположить близко друг к другу или сплести вместе.
  • Тогда результирующая со стороны магнитного поля на эти проводники, будет равна нулю.

Опыт II:

  • Подвесим на тонких гибких проводниках, сплетенных вместе, маленькую плоскую рамку, состоящую из нескольких витков проволоки. На расстоянии, значительно большем размеров рамки, вертикально расположим провод. Рамка при пропускании электрического тока через нее и через провод поворачивается и располагается так, что провод оказывается в плоскости рамки.

При изменении направления тока в проводе рамка поворачивается на 180°. Магнитное поле создается не только токами в проводниках.

  • При изменении направления тока в проводе рамка поворачивается на 180°. Магнитное поле создается не только токами в проводниках.

Магнитное поле создается не только электрическим током, но и постоянными магнитами.

  • Магнитное поле создается не только электрическим током, но и постоянными магнитами.
  • Если мы подвесим на гибких проводах плоскую рамку с током между полюсами магнита, то рамка будет поворачиваться до тех пор, пока ее плоскость не установится перпендикулярно линии, соединяющей полюсы магнита. Таким образом, магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие.

Источник

Презентация на тему: Взаимодействие электрических токов

№ слайда 1 Взаимодействие электрических токов Изучение нового материала 11 класс

Взаимодействие электрических токов Изучение нового материала 11 класс

№ слайда 2 Цели урока: Сформировать у учащихся представление о природе взаимодействия токов

Цели урока: Сформировать у учащихся представление о природе взаимодействия токов; Выяснить физическую сущность этого явления;Применить знания при решении задач;Выяснить историю открытия;Способствовать развитию самостоятельности учащихся.

№ слайда 3 Опыт Эрстеда
№ слайда 4 Электрический ток действует на магнитную стрелку, т.е. создаёт магнитное поле.

Электрический ток действует на магнитную стрелку, т.е. создаёт магнитное поле.

№ слайда 5 Ампер доказал, что магнитное поле действует на проводник с током

Ампер доказал, что магнитное поле действует на проводник с током

№ слайда 6 Гипотеза Ампера Магнитные свойства тела определяются замкнутыми электрическими т

Гипотеза Ампера Магнитные свойства тела определяются замкнутыми электрическими токами внутри него

№ слайда 7 Взаимодействие проводников с током

Взаимодействие проводников с током

№ слайда 8 Задание: Объясните причину взаимодействия двух параллельных проводников с током?

Задание: Объясните причину взаимодействия двух параллельных проводников с током?

№ слайда 9 Физика магнитного взаимодействия токов.

Физика магнитного взаимодействия токов.

№ слайда 10 ЗАДАЧАПо двум прямолинейным проводникам большой длины, расположенным в воздухе н

ЗАДАЧАПо двум прямолинейным проводникам большой длины, расположенным в воздухе на расстоянии 50 см друг от друга, текут токи 20 и 30 А соответственно. Определите силу взаимодействия магнитных полей токов на каждый метр длины проводников.

№ слайда 11 РЕШЕНИЕ: Сила взаимодействия магнитных полей токов равна: F = k I1I2 l / r .Расс

РЕШЕНИЕ: Сила взаимодействия магнитных полей токов равна: F = k I1I2 l / r .Рассчитаем ее значение: F = (2 * 10 –2 H/А 2 * 20А * 30А * 1м) / 5* 10 –1 м = 2,4 * 10 –4Н. Ответ : F = 2,4 * 10 –4Н.

Источник

Взаимодействие параллельных токов

Одним из важных примеров магнитного взаимодействия токов является взаимодействие параллельных токов. Закономерности этого явления были экспериментально установлены Ампером.

Слайд 15 из презентации «Физика «Сила Ампера»» к урокам физики на тему «Индукция»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке физики, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как. ». Скачать всю презентацию «Физика «Сила Ампера».ppt» можно в zip-архиве размером 463 КБ.

Читайте также:  Бьет током от автомобиля при касании

Индукция

«Магнитная индукция» — Магнитное поле создается не только электрическим током, но и постоянными магнитами. Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряды). Поля с замкнутыми силовыми линиями называют вихревыми. В 1820 году Андре Ампер открыл закон взаимодействия проводников с током. Магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами).

«Физика Сила Лоренца» — В Полевой физике доказывается, что использование полевой добавки к массе математически эквивалентно релятивистской зависимости массы от скорости: Классическая масса тела: ? Даже на Земле при наличии полей иной природы Wanother , например электрических, отношение двух типов масс меняется: Полное равенство двух типов масс в окрестностях Земли и Солнечной системы.

«Индукция магнитного поля» — Определите направление силы на Рисунке №1. Проблемный опыт. Какое магнитное поле называют однородным? В магнитное поле с индукцией В поместили проводник с током. Как определить модуль вектора магнитной индукции? Как называется единица измерения магнитной индукции? От чего зависит модуль вектора магнитной индукции?

«Электричество и магнетизм» — Зависимость магнитной индукции. Коэффициент пропорциональности. Диамагнетизм. Ферромагнетики. Общий орбитальный момент. Атом в магнитном поле. Исследования. Температура Кюри. Напряженность. Магнитные моменты электронов и атомов. Алгебраическая сумма. Теорема Лармора. Проекция спинового магнитного момента.

«Правило левой руки» — Правило левой руки для заряженной частицы. Электрические заряды находятся в покое. Правило левой руки для проводника с током. Каким способом можно усилить магнитное поле катушки. Определите направление силы. В какую сторону отклонится электрон под действием магнитного поля. Правило левой руки. Сила со стороны магнитного поля.

«Свойства магнитов» — Магниты действуют друг на друга. Магнетит. Применение магнитов. Магнитобол. Магниты, их свойства. Компас йога. Геркон. Железный шарик. Свойства полюсов магнитов. Взаимодействие магнита с железным шариком. Определение сторон света. Подъем железных предметов. Магниты используются в играх. Полюсы магнита.

Источник

Магнитное поле тока ПЛАН 1. Магнитное поле и его характеристики 2. Закон Био Савара Лапласа 3. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов 4. Единицы. — презентация

Презентация была опубликована 6 лет назад пользователемГеннадий Жулидов

Похожие презентации

Презентация на тему: » Магнитное поле тока ПЛАН 1. Магнитное поле и его характеристики 2. Закон Био Савара Лапласа 3. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов 4. Единицы.» — Транскрипт:

1 Магнитное поле тока ПЛАН 1. Магнитное поле и его характеристики 2. Закон Био Савара Лапласа 3. Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов 4. Единицы измерения магнитных величин. 5. Сила Лоренца. 6. Циркуляция и поток вектора В для магнитного поля в вакууме. Теорема Гаусса для поля 7. Магнитное поле соленоида и тороида. 8. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле 9. Эффект Холла.

2 1. Магнитное поле и его характеристики 1820 г. Х. Эрстед. На магнитную стрелку, расположенную вблизи проводника с током, действуют силы, которые стремятся повернуть стрелку. А. Ампер. Силовое взаимодействие двух проводников с токами. Закон взаимодействия токов. В пространстве, окружающем токи и постоянные магниты, возникает силовое поле, называемое магнитным. Магнитное поле действует только на движущиеся в этом поле электрические заряды При исследовании магнитного поля используют замкнутый плоский контур с током (рамка с током)

3 За направление магнитного поля в данной точке принимается направление, вдоль которого располагается положительная нормаль к рамке направление, совпадающее с направлением силы, которая действует на северный полюс магнитной стрелки, помещенной в данную точку. В качестве положительного направления нормали принимается направление, связанное с током правилом правого винта

4 Рамка с током поворачивается в магнитном поле. Вращающий момент сил зависит как от свойств поля в данной точке, так и от свойств рамки: В — вектор магнитной индукции, P m — вектор магнитного момента рамки с током. Для плоского контура с током I S — площадь поверхности контура (рамки), n — единичный вектор нормали к поверхности рамки. Направление P m совпадает с направлением положительной нормали.

5 Магнитная индукция в данной точке однородного магнитного поля определяется максимальным вращающим моментом, действующим на рамку с магнитным моментом, равным единице, когда нормаль к рамке перпендикулярна направлению поля Вектор магнитной индукции В может быть выведен также из закона Ампера и из выражения для силы Лоренца.

6 Магнитное поле изображают с помощью линий магнитной индукции линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора В. Их направление задается правилом правого винта. Линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают проводники с током. Магнитное поле не имеет источников – магнитных зарядов. Силовые поля, обладающие этим свойством, называются вихревыми.

8 Гипотеза А. Ампера: в любом теле существуют микроскопические токи, обусловленные движением электронов в атомах и молекулах. Молекулярные токи создают свое магнитное поле и могут поворачиваться в магнитных полях макро токов. Вектор магнитной индукции В характеризует результирующее магнитное поле, создаваемое всеми макро- и микротоками Магнитное поле макро токов описывается вектором напряженности Н. Для однородной изотропной среды: В= 0 Н, 0 магнитная постоянная магнитная проницаемость среды, показывающая, во сколько раз магнитное поле макро токов Н усиливается за счет поля микротоков среды.

Читайте также:  Формула для глубины проникновения тока

9 2. Закон Био Савара Лапласа Магнитное поле постоянных токов различной формы изучалось французскими учеными Ж. Био и Ф. Саваром. Результаты этих опытов были обобщены французским математиком и физиком П. Лапласом. Принцип суперпозиции: Если магнитное поле создается несколькими проводниками с током, то индукция результирующего поля есть векторная сумма индукций полей, создаваемых каждым проводником в отдельности.

10 Закон Био Савара Лапласа для проводника с током I, элемент которого dl создает в некоторой точке А индукцию поля dB Направление dB определяется правилом векторного произведения векторов или по правилу правого винта.

11 Магнитное поле прямого тока тока, текущего по тонкому прямому проводу бесконечной длины. В произвольной точке А, удаленной от оси проводника на расстояние R, векторы dB от всех элементов тока имеют одинаковое направление, перпендикулярное плоскости чертежа («к нам»).

12 Магнитное поле в центре кругового проводника с током. Все элементы кругового проводника с током создают в центре магнитное поле одинакового направления вдоль нормали от витка.

13 3. Закон Ампера АМПЕР Андре Мари (1775 – 1836) – французский физик математик и химик. Основные физические работы посвящены электродинамике. Сформулировал правило для определения действия магнитного поля тока на магнитную стрелку. Обнаружил влияние магнитного поля Земли на движущиеся проводники с током.

14 В 1820 г. А. М. Ампер экспериментально установил, что два проводника с током взаимодействуют друг с другом с силой: где b – расстояние между проводниками, а k – коэффициент пропорциональности зависящий от системы единиц.

15 В современной записи в системе СИ, закон Ампера выражается формулой: Это сила с которой магнитное поле действует на бесконечно малый проводник с током I. Модуль силы действующей на проводник

16 Если магнитное поле однородно и проводник перпендикулярен силовым линиям магнитного поля, то Работа силы Ампера

17 Направление силы определяется направлением векторного произведения или правилом левой руки (что одно и тоже). Ориентируем пальцы по направлению первого вектора, второй вектор должен входить в ладонь и большой палец показывает направление векторного произведения.

18 Физический смысл магнитной индукции: В – величина, численно равная силе, с которой магнитное поле действует на проводник единичной длины, по которому течет единичный ток. Размерность индукции

19 Взаимодействие двух параллельных бесконечных проводников с током Пусть R – расстояние между проводниками. Каждый из проводников создает магнитное поле, которое действует по закону Ампера на другой проводник с током. Два параллельных тока одинакового направления притягиваются друг к другу, а противоположных направлений отталкиваются друг от друга

21 Воздействие магнитного поля на рамку с током Рамка с током I находится в однородном магнитном поле α – угол между и (направление нормали связано с направлением тока правилом буравчика).

22 Сила Ампера, действующая на сторону рамки длиной l, равна: Вращающий момент равен: M – вращающий момент силы, P – магнитный момент.

23 4. Единицы измерения магнитных величин Закон Ампера используется для установления единицы силы тока – ампер.

24 Ампер – сила тока неизменного по величине, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого сечения, расположенным на расстоянии один метр, один от другого в вакууме вызывает между этими проводниками силу Тогда

25 1 Тл (один тесла равен магнитной индукции однородного магнитного поля, в котором) на плоский контур с током, имеющим магнитный момент 1 А·м 2 действует вращающий момент 1 Н·м. 1 Тл равен магнитной индукции при которой магнитный поток сквозь площадку 1 м 2, перпендикулярную направлению поля равен 1 Вб

26 ТЕСЛА Никола ( )- сербский ученый в области электротехники, радиотехники Разработал ряд конструкций многофазных генераторов, электродвигателей и трансформа- торов. Сконструировал ряд радио- управляемых самоходных механизмов. Изучал физиологическое действие токов высокой частоты. Построил в 1899 радиостанцию на 200 к Вт в Колорадо и радиоантенну высотой 57,6 м в Лонг-Айленде. Изобрел электрический счетчик, частотомер и др.

27 Таблица основных характеристик магнитного поля Наименование Обозна чение СИСГССИ/СГС Магнитная индукция ВГс 10 4 Напряженность магнитного поля НА/мЭ Магнитная постоянная μ0μ0 1 Поток магнитной индукции ФBФB Вб (Тл·м 2 ) Мкс 10 8

28 5. Сила Лоренца Сила, действующая на электрический заряд q во внешнем электромагнитном поле, зависит не только от его местоположения и напряженности электрического поля E(x,y,z) в этой точке: qE(x,y,z), но, в общем случае, и от скорости его движения v и величины индукции магнитного поля В(x,y,z). Выражение для этой силы было получено в конце XIX в. голландским физиком Г.А. Лоренцем

29 Получим формулу для расчета силы Лоренца Найдем силу, действующую на один заряд со стороны магнитного поля. По закону Ампера сила, действующая на проводник с током в магнитном поле ток причем, тогда

Читайте также:  Длительно допустимый ток аашв 3х70

30 Т.к. nSdl –число зарядов в объёме Sdl, тогда для одного заряда

31 ЛОРЕНЦ Хендрик Антон ( ) – нидерландский физик-теоретик, создатель классической электронной теории, член Нидерландской АН. Вывел формулу, связывающую диэлектрическую проницаемость с плотностью диэлектрика, дал выражение для силы, действующей на движущийся заряд в электромагнитном поле (сила Лоренца), объяснил зависимость электропроводности вещества от теплопроводности, развил теорию дисперсии света. Разработал электродинамику движущихся тел. В 1904 вывел формулы, связывающие между собой пространственные координаты и моменты времени одного и того же события в двух различных инерциальных системах отсчета (преобразования Лоренца).

32 Направлена сила Лоренца перпендикулярно к плоскости, в которой лежат векторы V и B. К движущемуся положительному заряду применимо правило левой руки или «правило буравчика»

33 Направление действия силы для отрицательного заряда – противоположно, следовательно, к электронам применимо правило правой руки. Часто лоренцевой силой называют сумму электрических и магнитных сил:

34 2 2 dt rd mF K F L FF qE K F q[V B] L F

35 Основные выводы Сила Лоренца: Полная сила, действующая на заряд в электромагнитном поле, равна Магнитная составляющая силы Лоренца перпендикулярна вектору скорости, элементарная работа этой силы равна нулю. Cила F m меняет направление движения, но не величину скорости. Модель Модель Пример Пример

36 6. Циркуляция вектора магнитной индукции Возьмем контур l охватывающий прямой ток I, и вычислим для него циркуляцию вектора магнитной индукции т.е.

37 это теорема о циркуляции вектора B: циркуляция вектора магнитной индукции равна току, охваченному контуром, умноженному на магнитную постоянную: Если ток не охватывается контуром

38 Если контур охватывает несколько токов, то циркуляция вектора B равна алгебраической сумме токов, охваченных контуром произвольной формы. Магнитные поля называют вихревыми или соленоидальными. Магнитному полю нельзя приписывать потенциал.

39 Линии напряженности электрического поля начинаются и заканчиваются на зарядах. Магнитных зарядов в природе нет. Опыт показывает, что линии B всегда замкнуты Поэтому теорема Гаусса для вектора магнитной индукции B записывается так:

40 7. Магнитное поле соленоида Бесконечно длинный соленоид — тонкий провод, намотанный плотно виток к витку на цилиндрический каркас Соленоид можно представить в виде системы одинаковых круговых токов с общей прямой осью. Поле внутри и вне соленоида однородное.

41 магнитная индукция внутри соленоида где n – число витков на единицу длины, I – ток в соленоиде (в проводнике). Вне соленоида: Бесконечно длинный соленоид аналогичен плоскому конденсатору. Произведение nI – называется число ампер витков на метр.

42 -В точке, лежащей на середине оси конечного соленоида магнитное поле будет максимальным: где L – длина соленоида, R – диаметр витков. -В произвольной точке конечного соленоида

43 Магнитное поле тороида Тороид представляет собой тонкий провод, плотно (виток к витку) намотанный на каркас в форме тора (бублика). Возьмём контур L в виде окружности радиуса r, центр которого. совпадает с центром тора R.

44 Внутри тора Контур вне тороида токов не охватывает, поэтому вне тороида

45 8. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле Рассмотрим контур с током, образованный неподвижными проводами и скользящей по ним подвижной перемычкой длиной l Этот контур находится во внешнем однородном магнитном поле B, перпендикулярном к плоскости контура.

46 На элемент тока I (подвижный провод) длиной l действует сила Ампера, направленная вправо: Пусть проводник переместится параллельно самому себе на расстояние dx. При этом совершится работа: Работа, совершаемая проводником с током при перемещении, численно равна произведению тока на магнитный поток, пересечённый этим проводником.

47 9. Эффект Холла Одним из проявлений магнитной составляющей силы Лоренца в веществе служит эффект, обнаруженный в 1879 г. американским физиком Э.Г. Холлом (1855–1938). Эффект Холла состоит в возникновении на боковых гранях проводника с током, помещенного в поперечное магнитное поле, разности потенциалов, пропорциональной величине тока I и индукции магнитного поля В.

48 Представим себе проводник в виде плоской ленты, расположенной в магнитном поле с индукцией B направленной от нас. В случае а) верхняя часть проводника будет заряжаться отрицательно, в случае б) положительно.

49 Это позволяет экспериментально определить знак носителя заряда в проводнике. При равной концентрации носителей заряда обоих знаков возникает холловская разность потенциалов. Подсчитаем величину холловской разности потенциалов (Uх). Обозначим: E x – напряженность электрического поля, обусловленного ЭДС Холла, h – толщина ленты проводника.

50 Перераспределение зарядов прекратится, когда сила qE x уравновесит лоренцеву силу, т.е. или Где – коэффициент Холла.

51 Холловская разность потенциалов Где – коэффициент Холла.

52 Исследования ЭДС Холла привели к удивительным выводам: Металлы могут обладать проводимостью р –типа (Zn, Cd – у них дырки более подвижные, чем электроны). Это металлы с чуть перекрывающимися знаками, т.е. полуметаллы.

53 Число носителей заряда: Измерение Холловской разности потенциалов позволяет определить: 1)знак заряда; 2)количество носителей.

Источник