Νόμος Αmpere. i r. Β dl = Β(dl ακτ +dl τοξ ) = Β rdθ = 2π. Β dl = μ ο i

Transcript

1 Νόος Αmpee = o Τυχαία κλεισή διαδροή προσεγγιζεαι από ακινικά ευθ. ήαα και κυκλικά όξα dθ dθ dl ακινικά = 0 dl όξα = dθ dl = (dl ακ +dl οξ ) = dθ = o dθ = o dθ Ρευαοφόρο ς αγωγός dl = ο Νόος Αmpee Το ολοκλήρωα ου επάνω σε υχαία κλεισή διαδροή ισούαι ε ο ρεύα () που διέρχεαι έσα από ην διαδροή επί o Ο νόος ου Ampee βοηθάει σον υπολογισό ου καανοής ρευάων ε κάποια συερία όιπως ο νόος ου Gauss βοηθάει σο υπολογισό ου Ε καανοών ση. φορίοων ε κάποια συερία

2 Να βρεθεί ο λεπού σύραος εγάλου ήκους χρησιοποιώνας ο νόο ου Ampee. dθ dθ Ο κύκλος () κλεισή διαδροή dl = dθ = = ο = Νόος Αmpee Λόγω συερίας δυν. γραές ου δεν είναι: ακινικές σον αγωγό δεν πρέπει να ξεκινούν από κάπου ούε παράλληλες σον αγωγό Το είναι οόκενροι κύκλοι Να βρεθεί ο σο εξωερικό και σο εσωερικό σύραος όπου διέρχεαι ρεύα ε ακίνα διαοής R και εγάλου ήκους χρησιοποιώνας ο νόο ου Amepee. o R Λόγω συερίας o δυν. γραές ου είναι οόκενροι κύκλοι. Ο κύκλος () κλεισή διαδροή dl = dθ = = ο Νόος Αmpee o 2 o = ο Το ρεύα έσα από η διαοή ου R 2 = j = π 2 o = = 0 o R 2 o πr 2 Το ρεύα έσα από η διαοή ου R Γιαί J= σαθερό Για < R Για = 0 Μέγιση ου = o R Για = R

3 Σωληνοειδή o o Ασθενικό αγνηικό πεδίο Ισχυρό οογενές αγνηικό πεδίο Μαγνηικό πεδίο σωληνοειδούς Υπολογίζεαι από ην υπέρθεση ων αγνηικών πεδίων ων κυκλικών δακυλίων που αποελείαι ο σωληνοειδούς

4 Υπολογισός αγνηικού πεδίου σο εσωερικό σωληνοειδούς dl = 0 l Κλεισή διαδροή ένα έρος έσα ένα έξω από ο πηνίο Ρεύα ης κάθε σπείρας dl = Νόος Αmpee l = o ολικό = o Ν l = o Ν = o (Ν / l) = o n O αριθός σπειρών σε ήκος l ανεξάρηο ης εγκάρσιας απόσασης n = Ν / l Υπολογισός αγνηικού πεδίου σο εσωερικό δακυλοειδούς σωληνοειδούς (πηνίο) Ρεύα ης κάθε σπείρας Κλεισή διαδροή dl = = o Ν Νόος Αmpee o N = Παρόοιο ε ο ευθύγραου αγωγού

5 Κίνηση φορίων σε ηλεκρικά και αγνηικού πεδία. v αγν = qv H είναι κάθεη ση v και αλλάζει όνο ην διεύθυνσή ης d dt v 2 = d dt vv = Η είναι η κενροόλος δύναη ης κυκλικής ροχιάς 2v dv dt = 2v /m = 0 άρα α επιροχ =0 α = /m = qv/m = v 2 = mv q = P q ω = v Κύκλορο = q m ν = ω = q m H συχνόηα είναι ανεξάρηη ης v E Έξοδος σωαιδίων Μαγνήης

6 Φορία κινούενα σε διασαυρωένα ηλεκρικά και αγνηικά πεδία. H συνολική δύναη είναι η δύναη Loentz α ηλ v Loentz = qe + qv Με καάλληλη επιλογή ων E, πορεί να συβεί Loentz =0: α = ηλ Ε ή qe = q v ή E = v v 1 v = E / Ε v v 2 Tα σωαίδια ε αυή η αχύηα δέχοναι συνολική δύναη Loentz = 0 όνο αυά διέρχοναι v 3 Αλλάζονας ο λόγο Ε/ επιλέγεαι άλλη ιή για η v που διέρχεαι χωρίς απόκλιση κι έσι βρίσκουε όλες ις καανοές ων αχθήων ων σωαιδίων ιας δέσης Έσι ερήθηκε ο λόγος e/m ου ηλεκρονίου σε καθοδικούς σωλήνες όπου υπήρχαν κάθεα ηλεκρικά και αγνηικά πεδία

7 Φαινόενο Hall Πολύ σηανικό φαινόενο γιαί ε βάση αυό πορούε να προσδιορίσουε ο είδος ων φορέων ου ηλεκρικού ρεύαος (ηλεκρόνια ή οπές) και να υπολογήσουε η συγκέρωσή ους αγωγός διαρρεόενος από ρεύα έσα σε αγνηικό πεδίο d Από ην συσσώρευση ηλεκρονίων ση ια πλευρά δηιουργείαι ηλεκρικό πεδίο, Ε = α ηλ E dq dt α ηλεκρόνια εκρέποναι από η αγνηική δύναη ου αγνηικού πεδίου = +ΔV (Hall) Εκρέποναι επάνω ηλεκρόνια Συγκένρωση ηλεκρονίων enadl dt - v = enav ΔV (Hall) v = ΔV/l = v qe = q v ΔV/d = v Φαινόενο Hall η εφάνιση διαφοράς δυναικού (ΔV) σε αγωγό που διαρρέεαι από ρεύα και ευρίσκεαι έσα σε αγνηικό πεδίο ena ΔV = d ena ηλ = α Μερώνας η διαφορά δυναικού ΔV (Ηall) υπολογίζεαι συγκένρωση (n) και ο είδος ων φορέων (ηλεκρόνια ή οπές) από ο πρόσηο ης ΔV Hall + φορείς ου ρεύαος ηλεκρόνια (+ΔV Hall ) Δηιουργείαι περίσεια ηλεκρονίων και αρνηικού φορίου σην επάνω πλευρά ου ηιαγωγού Σοιχειώδης όγκος v=dl/dt...και έλλεια ηλεκρονίων και εποένως περίσεια θεικού αρνηικού φορίου σην κάνω πλευρά ου ηιαγωγού Εκρέποναι επάνω οπές Από ην συσσώρευση ηλεκρονίων ση ια πλευρά δηιουργείαι διαφορά δυναικού ΔV ή άση Hall V: αχύηα ηλεκρονίων -ΔV (Hall) + - φορείς ου ρεύαος οπές (-ΔV Hall ) Και σις 2 περιπώσεις και όαν ο ρεύα οφείλεαι σε ηλεκρόνια και όαν οφείλεαι σε οπές, και α ηλεκρόνια και οι οπές εκρέποναι προς α επάνω και έσι από ο πρόσηο ης άσης Hall πορούε να προσδιορίσουε ο είδος ων φορέων

8 Μαγνηική δύναη σε ηλεκρικό σύρα θ dl = dq dt = dq dl/v d dq = dl v d = dq v snθ = dl snθ d = dl Λόγω αυής ης δύναης πορούν να καασκευασούν ηλεκρικοί κινηήρες d dl Δυνάεις ανάεσα σε σύραα ' = o d = dl = d/dl = o ' o ' ' dl ο = 4π10-7 Νs 2 /C 2 Ορισός 1 Cb Αν =' και ερούε /l=210-7 Ν/m όε α σύραα διαρρέοναι από ρεύα 1 Ampee όε α σύραα διαρρέει φορίο 1 Coulomb σε 1sec.

9 αθολογία απεροέρου Με η βοήθεια δυναοέρων ερούε η δύναη που έλκοναι οοι αγωγοί =1A =1m o /L = ο = 4π10-7 Νs 2 /C 2 =1A Όαν =1A =1m όε /L = 2 Χ 10-7 Ν/m 1 A 0 A Ρυθίζουε ε η βοήθεια ρυθισικής ανίσασης ο ρεύα ώσε να ερούε σο δυναόερο /l=210-7 Ν/m και όε α σύραα διαρρέοναι από ρεύα 1 Ampee Και καόπιν σηειώνουε ση γραική κλίακα ου αβοθολόγηου απεροέρου ην ένδειξη ου 1Α

10 a b Ροπή περισροφής θ a b Ασκείαι ροπή που περισρέφει ο πλαίσιο αρισερόσροφα = Ροπή σρέψεως σε βρόχο ρεύαος d = dl Περισρφόενο πλαίσιο ε πλευρές a,b που διαρ ρεύα έσα σε αγν πεδίο θ Όαν ο ανίχειρας δείχνει η φορά ης ροπής, όε η φορά ων δακύλων δείχνει η φορά περισροφής ου πλαισίου d = (dq v snθ) = dl snθ= dl 1 = d = dl = L = L Η δύναη ση κάθε πλευρά ου πλαισίουήκους L=a Ο άξονας περισροφής = a = (b/2)snθ + (b/2)snθ = ab snθ Η ροπή σρέψεως σο ζεύγος δυνάεων = snθ Η αγνηική διπολική ροπή ου βρόχου είνει να ευθυγραισεί ε ην περισρέφονας ο πλαίσιο περί η ικρόερη γωνία θ = ab Μαγνηική διπολική ροπή ου βρόχου Δηλ εξωερικό γινόενο ου ε ο = κανόνας δεξιού χεριού Όαν η φορά ων δακύλων δείχνει ο ρεύα όε ο ανίχειρας δείχνει η καθορίζονας η φορά περισροφής U = - Δυναική ενέργεια U : η ενέργεια που κσαναλώνουε για να εαβάλλουε ο προσαναολισό ο πλαισίου H U : ελάχιση όαν, παράλληλα H U : έγιση όαν, ανιπαράλληλα

11 Εύρεση ροπής σρέψεως σε εραγωνικό πλαίσιο: αρχή λειουργίας ηλεκρικού κινηήρα συνεχούς ρεύαος = Τεραγωνικό πλαίσιο διαρρέεαι από ρεύα I έσα σε αγνηικό πεδίο Η φορά περισροφής ου πλαισίου είναι δεξιόσροφη Ο άξονας περισροφής η φορά περισροφής ου πλαισίου ανισρέφεαι και γίνεαι αρισερόσροφη Για να διαηρηθεί η δεξιόσροφη φορά περισροφής ου πλαισίου Πρέπει να ανισραφεί η φορά ου ρεύαος Από πλάγια όψη Η ανισροφή ου ρεύαος πραγαοποιείαι ε η βοήθεια συλλεκών ή εαγωγών όπως σο παρακάω σχήα Με ην ανισροφή ου ρεύαος διαηρείαι η δεξιόσροφη φορά περισροφής ου πλαισίου Συλλέκες ή εαγωγοί Οι ακροδέκες ου πλαισίου αλλάζουν ην επαφή ους ε ους συλλέκες και έσι αλλάζει η φορά ου ρεύαος

12 Συλλέκες ή εαγωγοί + - R Ηλεκρικό οέρ συνεχούς ρεύαος + ψ - R