Закон Ома для замкнутой цепи.

5. Работа и мощность элект-го тока. Закон Джоуля-Ленца.Если через сопр-ие R течет ток I, то кулоновские силы совершают “+” работу: A=qU=IUt, где q – кол-ва электричества, протекшее через поперечное сечение проводника за промежуток времени t: q=It. При этом происходит выделение тепла Q. Очевидно, что Q=A, или Q=IUΔt=I²RΔt=(U²/R)/Δt. (Закон Джоуля – Ленца). Мощность тока (измеряется в ваттах (Вт)) – работа, совершаемая за единицу времени и равная W=Q/Δt=IU=I²R=U²/R. Полная мощность W₀, развиваемая источником, идет на выделение тепла во внешнем и внутреннем сопр-ях и равна W₀=I²(R+r)=IE=E²(R+r). Мощность, выделяемая во внешнем сопр-ии, называется полезной мощностью и равна W_полез= E²R/(R+r)². Мощность, выделяемая во внутреннем сопр-ии, использована быть не может и называется теряемой мощностью W_тер=I²r= E² r /(R+r)².

6. Сила Лоренца. Движение точечного заряда в постоянном однородном магнитном поле.Магнитное поле характеризуется векторной величиной В, называемой магнитной индукцией (единица измерения-тесла (Тл)). Сила, действующая на заряд q, движущийся со скоростью v в электрическом поле с напряженностью E и магнитном поле с индукцией B–сила Лоренца равна F=q(E+ vB). При отсутствии электрического поля заряженная частица в однородном магнитном поле, двигающаяся перпендикулярно направлению магнитного поля, описывает окружность. При движении под углом к магнитному полю частица описывает винтовую линию.

7. Магнитное поле, создаваемое током и движущимися зарядами. Закон Био-Савара.Вокруг проводников с током и постоянных магнитов существует магнитное поле. Оно возникает вокруг любого направленно движущегося электрического заряда, а также при наличии переменного во времени электрического поля. Магнитное поле можно обнаружить, помещая в него магнитные стрелки или проводники с током, так как оно оказывает на них ориентированное действие. Закон Био-Савара позволяет определить индукцию магнитного поля по заданному распределению токов в некоторой точке Р, находящейся на расстоянии r от элемента тока Idl: dB=(μ₀Idl)/4πr². Где =/r, а -радиус-вектор, направленный от dl в точку P.

8. Циркуляция вектора индукции статического магнитного поля. Магнитное поле прямолинейного проводника с током.Интеграл по замкнутому контуру, охватывающему ток I определяется выражением:, где= Тл.м/А–магнитная проницаемость вакуума. Поскольку циркуляция вектора магнитной индукции не равна нулю, в отличие от электростатического поля, магнитное поле не является потенциальным и называется вихревым. Постоянный ток создает магнитное поле. Постоянный ток, протекающий по прямолинейному проводнику, создает магнитное поле, линии индукции которого образуют концентрические окружности вокруг проводника. Сила, действующая на проводник длиной l с током I, расположенный в магнитном поле, равна векторному произведению F=IlB.

9. Поток вектора индукции магнитного поля через замкнутую поверхность.Рассмотримзамкнутую поверхность. В этом случае поверхность не имеет границы–контура, с направлением обхода которого можно было бы связать направление нормали к точкам поверхности. Если мы хотим приписать потоку выходящему (изнутри поверхности наружу) положительный знак, а входящему–отрицательный, то следует пользоваться единичной внешней нормалью к рассматриваемой поверхности. Поскольку линии магнитной индукции не имеют источников и являются замкнутыми, число линий, входящих с одной стороны поверхности, в точности равно числу линий, выходящих с другой ее стороны, и сумма равна нулю: , т.е. магнитный поток через замкнутую поверхность тождественно равен нулю.На замкнутый плоский контур с циркулирующим по нему током (пробный ток) магнитное поле оказывает ориентирующее воздействие. Возникающий при этом вращающий момент зависит от индукции магнитного поля В, силы тока I и площади S, охватываемой контуром: τ = ISB. Направление вектора S определяется нормалью к плоскости S. Произведение p=IS называется магнитным дипольным моментом. Направление p совпадает с нормалью к плоскости S.

10. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле.Поместим в магнитное поле проводник длинной l, по которому течет ток I. На проводник действует сила, прямо пропорциональная силе тока, текущего по проводнику, индукции магнитного поля, длине проводника, и зависящая от ориентации проводника в магнитном поле. |F|=IBlsina, где a - угол между направлением тока в проводнике и направлением вектора магнитной индукции B, Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить так, что магнитные силовые линии входят в ладонь, четыре вытянутых пальца направить по току, то отогнутый большой палец укажет направление силы. Очевидно, что сила Ампера равна нулю, если проводник расположен вдоль силовых линий поля и максимальна, если проводник перпендикулярен силовым линиям. Движение заряженных частиц в магнитном поле. На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера F_А IBlsina.Ток, в свою очередь, это направленное движение заряженных частиц. Сила тока равна I=qnvS, где q – заряд частицы, n-концентрация движущихся заряженных частиц, v-средняя скорость их направленного движения, S-площадь поперечного сечения проводника. Подставив I в выражение для F_А, получим F_А= qnvSBlsina, где nsl=N – общее число частиц, создающих ток.