(1775-1836) Францын физикч, математикч, химич

Андре Мари Амперсонгодог электродинамикийн үндэслэгч юм. Тэрээр физикт "хүчдэл", "гүйдлийн хүч", "гүйдлийн чиглэл", "галванометр" гэсэн олон ойлголт, нэр томъёог нэвтрүүлсэн. Тэрээр мөн зүү дээрх гүйдлийн үйлчлэлд үндэслэн гальванометрийн санааг гаргаж ирэв.

Эрдэмтэн 1775 оны 1-р сарын 22-нд Лионы худалдаачны гэр бүлд төрж, гэртээ боловсрол эзэмшжээ. Залуу эрийн шинжлэх ухааны хандлага маш эрт илэрсэн: 13 настайдаа тэрээр дифференциал тооцооллыг эзэмшсэн.

Ирээдүйн нэрт эрдэмтний аав нь сайн номын сантай байсан бөгөөд арван дөрвөн настай байхдаа Андре Д.Дидро, Ж.Д'Аламбер нарын алдарт Францын нэвтэрхий толь бичгийн 20 ботийг бүгдийг нь уншдаг байв. Математикийн янз бүрийн салбарууд (жишээлбэл, тоглоомын онол, геометр, конус хэсэг), биологи, физик, геологи, хэл шинжлэл, гүн ухаан, хими хэдэн долоо хоногийн дотор Эйлер, Бернулли нарын бүтээлүүдийг эх хувилбараар нь уншихын тулд латин хэл сурчээ Арван найман настайдаа Андре дээд математик, байгалийн ухаан, түүнчлэн Грек, Итали хэлийг сурчээ.

Андре Мари Амперын амьдралмаш хэцүү байсан. 1793 оны хувьсгалд түүний аав хохирогчдын дунд байсан бөгөөд гильотинаар цаазлагдсан. Аавынх нь үхэл түүний хувьд маш том цохилт болсон. Тэр цагаас хойш залуу өөрөө амьдралаа залгуулах хэрэгтэй болсон. Тэрээр хувийн хичээл зааж, дараа нь Буркан-Бресийн төв сургуульд физик, химийн хичээл заажээ. 1803 онд Ампер Лицейд математик, одон орон судлалын багшаар томилогдов. 1802 онд тоглоомын математикийн онолын талаар магадлалын онолын тухай нийтлэл хэвлүүлсний дараа 1804 онд Парисын Политехникийн сургуульд багшаар ажиллах санал тавьж, 1807 онд профессор болжээ. Ампер тэнд 1804-1824 он хүртэл ажилласан.

Амьдралынхаа хоёр дахь хагасыг өнгөрөөсөн Парис руу явахаасаа өмнө эрдэмтэн өөр нэгэн үйл явдал болсон - хайртай эхнэрийнхээ үхэл. Тэрээр энэ шокноос насан туршдаа гарч чадаагүй. Ампер азгүйтэлд байнга өртдөг байсан: амжилтгүй болсон хоёр дахь гэрлэлт, хожим нь Францын уран зохиолын алдартай түүхчдийн нэг болсон түүний хүү Жан-Жак Амперын бүтэлгүй амьдрал. Түүний эргэн тойрон дахь хүмүүст Андре Ампер хачирхалтай хүн шиг санагдаж байв: ухаангүй, алсын хараагүй, итгэмтгий, гадаад төрхөндөө төдийлөн анхаардаггүй. Мөн тэрээр хүмүүсийн талаар юу бодож байгаагаа шууд хэлдэг зуршилтай байв.

А.Амперын (1802-1809) анхны бүтээлүүд нь магадлалын онол, дифференциал тэгшитгэлд зориулагдсан байсан бөгөөд 1814 онд тэрээр Парисын Шинжлэх ухааны академийн гишүүнээр сонгогджээ. Хэсэгчилсэн дифференциал тэгшитгэлийг шийдвэрлэх ажил нь математикийн түүхэн дэх эрин үе юм. Италийн эрдэмтэн Амедео Авогадро Амперээс үл хамааран хийн молекулын бүтцийн онолыг дэвшүүлсэн нь химийн шинжлэх ухааны хөгжилд томоохон хувь нэмэр оруулсан юм.

1820 онд Данийн физикч Ханс Кристиан Эрстед (1777-1851) цахилгаан гүйдлийн соронзон орныг нээж, цахилгаан ба соронзон хоёрын холбоог тогтоожээ. 1820 оны 9-р сарын 4-нд Францын эрдэмтэн Доминик Франсуа Араго (1786-1853) Парисын Шинжлэх Ухааны Академийн хурал дээр Эрстедийн туршилтын талаар аман илтгэл тавьж, дараагийн хурал буюу 9-р сарын 11-нд энгийн инсталляци угсарч, тэр тэднийг харуулсан. Ампер Эрстэдийн туршилтуудыг сонирхож, дахин давтаж, энэ чиглэлд эрчимтэй ажиллаж, цахилгаан эрчим хүчний шинэ салбар болох электродинамикийг хөгжүүлж эхлэв. Тэр өөрөө жижиг лабораторийн ширээ барьсан. 9-р сарын 18-нд Академийн дараагийн хурал дээр тэрээр судалгааныхаа анхны тайланг хийж байна. Ампер соронзон эффектийн хэмжээ нь цахилгаан гүйдлийн хөдөлгөөний эрчмээс хамаардаг болохыг тогтоожээ. Энэ эрчмийг хэмжихийн тулд тэрээр дэлхийд анх удаа одоогийн хүч чадлын тухай ойлголтыг нэвтрүүлсэн бөгөөд түүний нэгжийг ампер гэж нэрлэжээ.

1820 оны 9-р сарын 25-нд тэрээр академийн тэнхимд дахин очиж, параллель дамжуулагч ба гүйдлийн хооронд механик харилцан үйлчлэл байгааг тогтоосон алдартай туршилтуудаа үзүүлэв. Тэрээр гүйдлийн харилцан чиглэлээс хамааран энэхүү харилцан үйлчлэлийн шинж чанарыг (таталцал эсвэл түлхэлт) тодорхойлдог хуулийг боловсруулсан. Дараа нь Ампер хоёр одоогийн элементийн харилцан үйлчлэлийн хүчийг тооцоолох томъёог гаргаж авсан.

1820 оны үлдсэн гурван сарын хугацаанд тэрээр цахилгаан гүйдлийн харилцан үйлчлэлийн талаархи ажлын үндсэн үр дүнг агуулсан 9 харилцаа холбоог хийжээ. Дараа нь тэрээр энгийн соронзыг дугуй гүйдэлтэй тэнцэхийг тогтоож, бүх соронзон харилцан үйлчлэл нь биед нуугдаж буй дугуй цахилгаан молекулын гүйдлийн харилцан үйлчлэлд буурдаг гэсэн санааг олж авсан. Амперын энэхүү таамаглал зөвхөн 20-р зуунд батлагдсан. Мөн онд тэрээр цахилгаан соронзон үзэгдлийг ашиглан дохио дамжуулахыг санал болгов.

1822 онд Андре соленоидын соронзон нөлөөг олж нээсэн - гүйдэл бүхий ороомог: гүйдэлээр урсдаг соленоид нь байнгын соронзтой тэнцүү юм. Эрдэмтэн мөн санааг дэвшүүлсэн бөгөөд түүний мөн чанар нь соленоидын соронзон орныг дотор нь зөөлөн төмөр цөм байрлуулж бэхжүүлэх явдал байв. Ийнхүү Ампер өөрөө ч мэдэлгүй цахилгаан соронзыг зохион бүтээсэн тул цахилгаан соронзыг нээх нэр төрийн хэрэг 1825 онд Английн физикч Уильям Стержеон (1783-1850)-д очжээ.

1824 оноос хойш Ампер Парисын Дээд Сургуульд профессороор ажиллаж байв. Тэрээр 1826 онд "Туршлагад тулгуурласан электродинамик үзэгдлийн онол" хэмээх бүтээлдээ судалгаагаа хураангуйлав. Энэ нь электродинамикийн үндсэн хуулиудын нэг болох одоогийн Амперын хууль гэгддэг гүйдлийн харилцан үйлчлэлийн хүчний тоон хуулийг анх гаргасан юм. Олон физикчид энэ томъёоны түгээмэл байдлыг тэмдэглэжээ. Эрдэмтний нээлтүүдийн хамгийн үнэн зөв бөгөөд товч тайлбарыг цахилгаан соронзон орны онолыг үндэслэгч Жеймс Клерк Максвелл (1831-1879) өгсөн бөгөөд Амперыг "Цахилгааны Ньютон" гэж нэрлэжээ.

1829 онд физикч коммутатор, цахилгаан соронзон телеграф зохион бүтээжээ. 1830 онд Петербургийн Шинжлэх ухааны академийн гишүүнээр сонгогджээ. Амьдралынхаа сүүлийн жилүүдэд тэрээр дахин математик, дараа нь шинжлэх ухааны философийг судалж эхлэв.

Францын агуу эрдэмтний амьдрал алдар нэрд гарсан ч амар хялбар болсонгүй. Тэр одоо ч гэсэн өөрийн мөнгөөр ​​хөгжмийн зэмсэг худалдаж авч, урласан. Мөнгө дутмаг байсан тэрээр их сургуулийн удирдлагуудаас нэмэлт ажил гуйхаас өөр аргагүй болжээ. Хэдэн сарын турш электродинамикийн ажлаа орхиж, Ампер мужийн сургуулиудад шалгалт хийж, янз бүрийн сэдвээр оюутнуудын мэдлэгийг шалгаж, тавилга, бэх, шохойн зардлын тайлан бичдэг байв. Эрх баригчид физикчийг гутаан доромжлох боломжийг таашааж байсан бололтой, гэхдээ тэрээр маш даруухан хүн байсан бөгөөд түүний хүч чадалгүйд зовж шаналж, үнэт цагаа дэмий хоосон зүйлд үрэх хэрэгцээ шаардлагад нийцсэн байв. Амьдралын бүх сорилтыг үл харгалзан тэрээр үргэлж эелдэг, өрөвч сэтгэлтэй, хөгжилтэй хүн хэвээр байв.

Түүний нээлтийг олон хамт олон эргэлзсэн инээмсэглэл, үл ойлголцолтой угтсан. Амперыг нас барсны дараа л түүний бүтээлүүдийг үнэлэв. Франсуа Арагогийн хэлснээр "Амперийн үхэл бол үндэсний золгүй явдал юм."

Андре Мари Ампер 1836 оны 6-р сарын 10-нд Марсель хотод эрүүл мэндээ сайжруулна гэж найдаж өмнөд замдаа уушгины хатгалгаа өвчнөөр нас баржээ. Энэ үед тэрээр бүтээлч чадлынхаа оргил үе байсан. Түүний чандрыг 1869 онд Марсель хотоос Парис руу Монмартрийн оршуулгын газарт хүргэжээ. Түүний булшны чулуун дээр "Тэр агуу хүн шиг эелдэг, эелдэг байсан" гэсэн үгс сийлсэн байдаг.

Эрдэмтэн мөн химийн элементүүдийг шинж чанарын харьцуулалт дээр үндэслэн ангилах анхны оролдлогыг хийсэн. Гэхдээ Амперийн нэрийг алдаршуулсан эдгээр судалгаанууд биш, харин түүний математикийн бүтээлүүд биш байв. Тэрээр цахилгаан соронзон судлалын чиглэлээр хийсэн судалгааныхаа ачаар шинжлэх ухааны сонгодог, дэлхийд алдартай эрдэмтэн болсон. 1820 онд Данийн физикч Г.-Х. Оерстед гүйдэл дамжуулагчийн ойролцоо соронзон зүү хазайдаг болохыг олж мэдэв. Энэ бол цахилгаан гүйдлийн гайхалтай шинж чанарыг олж мэдсэн - соронзон орон үүсгэх явдал юм. Ампер энэ үзэгдлийг нарийвчлан судалсан. Бүхэл бүтэн цуврал туршилтуудын үр дүнд соронзон үзэгдлийн мөн чанарын тухай шинэ үзэл бодол түүнд бий болжээ. Шаргуу хөдөлмөрийн эхний долоо хоногийн төгсгөлд тэрээр Эрстедээс дутахааргүй ач холбогдолтой нээлт хийж, гүйдлийн харилцан үйлчлэлийг нээсэн. Нэг чиглэлд гүйдэл урсах хоёр зэрэгцээ утас бие биенээ татдаг бөгөөд хэрэв гүйдлийн чиглэлүүд эсрэг байвал утаснууд нь түлхэгдэнэ гэдгийг олж мэдэв. Ампер энэ үзэгдлийг гүйдэл үүсгэдэг соронзон орны харилцан үйлчлэлээр тайлбарлав. Одоогийн болон соронзон оронтой утаснуудын харилцан үйлчлэлийн үр нөлөөг одоо цахилгаан мотор, цахилгаан реле болон олон цахилгаан хэмжих хэрэгсэлд ашиглаж байна. Ампер тэр даруй Академид үр дүнг мэдээлэв. 1820 оны 9-р сарын 18-нд өгсөн илтгэлдээ тэрээр анхны туршилтуудаа харуулж, "Үүнтэй холбогдуулан би бүх соронзон үзэгдлийг цэвэр цахилгаан нөлөө болгон бууруулсан" гэсэн үгээр төгсгөжээ. 9-р сарын 25-нд болсон уулзалтын үеэр тэрээр эдгээр санааг улам бүр хөгжүүлж, гүйдлийн эргэн тойронд эргэлдэж буй ороомог (соленоид) нь соронз мэт харилцан үйлчилдэг туршилтуудыг харуулсан. Амперын шинэ санааг бүх эрдэмтэд ойлгоогүй. Түүний зарим нэр хүндтэй хамтрагчид ч санал нийлэхгүй байв. Ампер дамжуулагчийн гүйдэлтэй харилцан үйлчлэлийн тухай анхны илтгэл тавьсны дараа дараахь сонин тохиолдол гарсан гэж орчин үеийн хүмүүс хэлэв. “Таны бидэнд хэлсэн зүйлд яг юу шинэлэг байна вэ? - гэж түүний өрсөлдөгчдийн нэг нь Ампераас асуув. "Хэрэв хоёр гүйдэл соронзон зүүнд нөлөөлдөг бол тэдгээр нь бие биендээ нөлөөлдөг гэдгийг хэлэх нь зүйтэй." Алипер энэ эсэргүүцлийн хариуг тэр даруй олсонгүй. Гэвч дараа нь Араго түүнд туслахаар ирэв. Тэр халааснаасаа хоёр түлхүүр гаргаж ирээд: - Тэр тус бүр суманд бас нөлөөлсөн боловч бие биедээ ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй тул та нарын дүгнэлт буруу байна. Ампер үндсэндээ миний хүндэлдэг профессор Эрстедийн нээлтээс хамаагүй илүү ач холбогдолтой шинэ үзэгдлийг нээсэн юм." 182 Шинжлэх ухааны өрсөлдөгчдийнхөө дайралтыг үл харгалзан. Ампер туршилтаа үргэлжлүүлэв. Тэрээр гүйдлийн харилцан үйлчлэлийн хуулийг математикийн хатуу томьёоны хэлбэрээр олохоор шийдэж, одоо түүний нэрийг авсан энэ хуулийг олсон. Ийнхүү Амперын ажилд алхам алхмаар туршилт, математикийн онол дээр суурилсан электродинамик хэмээх шинэ шинжлэх ухаан гарч ирэв. Энэ шинжлэх ухааны бүх үндсэн санааг Максвеллийн хэлснээр хоёр долоо хоногийн дотор "энэ цахилгаан эрчим хүчний Ньютоны толгойноос гарч ирсэн". 1820-1826 онуудад Ампер электродинамикийн талаар хэд хэдэн онолын болон туршилтын бүтээлүүдийг хэвлүүлж, академийн физикийн тэнхимийн бараг бүх хурал дээр энэ сэдвээр илтгэл тавьж байв. 1826 онд түүний эцсийн сонгодог бүтээл болох "Зөвхөн туршлагаас гаргасан электродинамик үзэгдлийн онол" хэвлэгджээ. Энэ номыг бүтээх ажил маш хүнд нөхцөлд явагдсан. Тухайн үед бичсэн захидлуудын нэгэнд. Ампер хэлэхдээ: "Би шөнө оройтож сэрүүн байхаас өөр аргагүйд хүрдэг ... Хоёр курс лекц уншихад ачаалал ихтэй байгаа ч надад хэдхэн минут л байна. ”

1820 онд Ампер dl гүйдэл бүхий дамжуулагч элементэд соронзон орон үйлчлэх хүч нь (3.4.1) -тэй тэнцүү байна гэж тогтоосон бөгөөд энд вектор нь гүйдлийн чиглэлтэй давхцаж байна. Амперийн хүчний хэмжээ (3.4.2)-тай тэнцүү байна 1820 онд Ампер dl гүйдэл бүхий дамжуулагч элементэд соронзон орон үйлчлэх хүч нь (3.4.1) -тэй тэнцүү байна гэж Ампер тогтоосон бөгөөд үүнд вектор чиглэлтэй давхцаж байна. гүйдлийн. Амперын хүчний хэмжээ нь (3.4.2) 3.4 Амперын хууль

Ампер хүчний чиглэлийг зүүн гарын дүрмээр тодорхойлно: зүүн гарын дөрвөн хуруу нь гүйдлийн чиглэлд чиглэгдэх ёстой бөгөөд ингэснээр соронзон индукцийн вектор далдуу мод руу орж, дараа нь нугалсан эрхий хуруу нь Амперын чиглэлийг өгнө. хүч. Ампер хүчний чиглэлийг зүүн гарын дүрмээр тодорхойлно: зүүн гарын дөрвөн хуруу нь гүйдлийн чиглэлд чиглэгдэх ёстой бөгөөд ингэснээр соронзон индукцийн вектор далдуу мод руу орж, дараа нь нугалсан эрхий хуруу нь Амперын чиглэлийг өгнө. хүч.

Амперын хууль дээр үндэслэн бид бие биенээсээ d зайд байрлах хоёр зэрэгцээ шууд гүйдлийн харилцан үйлчлэлийн хүчийг тодорхойлно. Эхлээд гүйдэл нэг чиглэлд урсах тохиолдлыг авч үзье. I 1 гүйдэл нь B 1 соронзон орон үүсгэдэг бөгөөд энэ нь I 2 гүйдэл дээр ажилладаг ба эсрэгээр. d зайд I 1 гүйдлийн соронзон индукц нь тэнцүү байна Амперын хуульд үндэслэн бид бие биенээсээ d зайд байрлах хоёр зэрэгцээ шууд гүйдлийн харилцан үйлчлэлийн хүчийг тодорхойлно. Эхлээд гүйдэл нэг чиглэлд урсах тохиолдлыг авч үзье. I 1 гүйдэл нь B 1 соронзон орон үүсгэдэг бөгөөд энэ нь I 2 гүйдэл дээр ажилладаг ба эсрэгээр. d зайд I 1 гүйдлийн соронзон индукц тэнцүү байна

I 2 гүйдлийн чиглэл ба соронзон индукцийн вектор B 1 хоорондын өнцөг нь 90º байна. Иймд Амперын хуулийн дагуу I 1 гүйдлийн соронзон орон нь I 2 гүйдлийн нэгжийн уртад хүчээр үйлчилнэ (3.4.3) Энэ хүчний хэмжээс нь I 2 гүйдлийн чиглэл ба соронзон индукцийн вектор хоорондын өнцөг юм. B 1 нь 90º-тэй тэнцүү байна. Тиймээс Амперын хуулийн дагуу I 1 гүйдлийн соронзон орон нь I 2 гүйдлийн нэгж урттай хүчээр ажилладаг (3.4.3) Энэ хүчний хэмжээ

Үүнтэй адилаар I 2 гүйдлийн соронзон орон нь гүйдлийн нэгжийн уртад I 1 хүчээр үйлчилнэ. Эдгээр хүчний чиглэлүүд эсрэгээрээ байна. Тиймээс нэг чиглэлд урсах гүйдэл нь бие биенээ татдаг. Хэрэв гүйдлийн чиглэлүүд эсрэг байвал F 21 () ба F 12 () хүчний чиглэл өөрчлөгдөнө. Тиймээс бие бие рүүгээ урсах гүйдэл нь бие биенээ түлхэж байдаг. Үүнтэй адилаар I 2 гүйдлийн соронзон орон нь гүйдлийн нэгжийн уртад I 1 хүчээр үйлчилнэ. Эдгээр хүчний чиглэлүүд эсрэгээрээ байна. Тиймээс нэг чиглэлд урсах гүйдэл нь бие биенээ татдаг. Хэрэв гүйдлийн чиглэлүүд эсрэг байвал F 21 () ба F 12 () хүчний чиглэл өөрчлөгдөнө. Тиймээс бие бие рүүгээ урсах гүйдэл нь бие биенээ түлхэж байдаг.

Амперийн томьёо (3.4.3) нь гүйдлийн нэгж болох амперыг тодорхойлоход хэрэглэгддэг. Ампер гэдэг нь шууд гүйдлийн хүч бөгөөд хязгааргүй урттай хоёр зэрэгцээ шулуун дамжуулагчийг дайран өнгөрөх ба бие биенээсээ 1 м зайд байрлах ба тэдгээрийн хооронд нэг метр уртад 2·10 -7 Н-тэй тэнцэх татах хүчийг үүсгэдэг. . I 1 = I 2 = 1 A гүйдлийг (3.4.3) -д орлуулснаар бид эндээс Ампер хүчний томъёог (3.4.3) гүйдлийн хүч чадлын нэгж - амперийг тодорхойлоход ашигладаг. Ампер гэдэг нь шууд гүйдлийн хүч бөгөөд хязгааргүй урттай хоёр зэрэгцээ шулуун дамжуулагчийг дайран өнгөрөх ба бие биенээсээ 1 м зайд байрлах ба тэдгээрийн хооронд нэг метр уртад 2·10 -7 Н-тэй тэнцэх татах хүчийг үүсгэдэг. . I 1 = I 2 = 1 A гүйдлийг (3.4.3) -д орлуулж, бид олж авна

Одоо бид соронзон индукцийн нэгжийг тодорхойлж болно B. Дамжуулагч элемент dl нь соронзон индукцийн векторт перпендикуляр байг. Дараа нь (3.4.3) дагуу бид байна Сүүлийн томъёог соронзон индукцийн нэгжийг тодорхойлоход ашигладаг. Соронзон индукцийн нэгж нь Тесла - энэ бол талбайн перпендикуляр шулуун дамжуулагчийн уртын метр бүрт 1 Н хүчээр ажилладаг, 1 А хүчний гүйдэл урсдаг ийм жигд соронзон орны соронзон индукц юм. Одоо бид соронзон индукцийн нэгжийг тодорхойлж болно B. Дамжуулагчийн элемент dl нь соронзон индукцийн векторт перпендикуляр байна. Дараа нь (3.4.3) дагуу бид байна Сүүлийн томъёог соронзон индукцийн нэгжийг тодорхойлоход ашигладаг. Соронзон индукцийн нэгж нь Тесла - энэ бол талбайн перпендикуляр шулуун дамжуулагчийн уртын метр бүрт 1 Н хүчээр ажилладаг, 1 А гүйдэл урсдаг ийм жигд соронзон орны соронзон индукц юм.

Соронзон орон дотор хөдөлж буй цахилгаан цэнэгт үйлчлэх хүчийг олцгооё. В индукцтэй соронзон орон дотор байрлах I гүйдэл бүхий дамжуулагчийг авч үзье. dt хугацаанд dl дамжуулагчийн хэсгээр q хэмжээтэй dn цэнэгүүдийг дамжуулъя. Дараа нь дамжуулагчаар урсах гүйдэл нь соронзон орон дотор хөдөлж буй цахилгаан цэнэгт үйлчлэх хүчийг олъё. В индукцтэй соронзон орон дотор байрлах I гүйдэл бүхий дамжуулагчийг авч үзье. dt хугацаанд dl дамжуулагчийн хэсгээр q хэмжээтэй dn цэнэгүүдийг дамжуулъя. Дараа нь дамжуулагчаар урсах гүйдэл нь 3.5 Лоренцын хүч юм

Амперын хуулийн дагуу (3.4.2) дамжуулагчийн энэ хэсэгт соронзон орны талаас хүч үйлчилнэ дамжуулагчийн энэ хэсэгт соронзон орны талаас хүч үйлчилдэг

Цэнэгийн хөдөлгөөний хурд нь F L хүчийг Лоренцын хүч гэж нэрлэдэг. (3.4.1) томъёоноос харахад Лоренцын хүч нь хурдны вектор ба соронзон индукцийн вектортой перпендикуляр байна. Тиймээс бид үүнийг вектор хэлбэрээр бичиж болно (3.5.1) Лоренцын хүчний чиглэл нь Амперын хүчний нэгэн адил зүүн гарын дүрмээр тодорхойлогддог. Цэнэгийн хөдөлгөөний хурд нь F L хүчийг Лоренцын хүч гэж нэрлэдэг. (3.4.1) томъёоноос харахад Лоренцын хүч нь хурдны вектор ба соронзон индукцийн вектортой перпендикуляр байна. Тиймээс бид үүнийг вектор хэлбэрээр бичиж болно (3.5.1) Лоренцын хүчний чиглэл нь Амперын хүчний нэгэн адил зүүн гарын дүрмээр тодорхойлогддог.

Лоренцын хүч нь хурдны вектор, улмаар шилжилтийн вектор руу перпендикуляр чиглэсэн тул цэнэг дээр ажиллахгүй. Тиймээс тогтмол соронзон орон нь цэнэгтэй бөөмийн энергийг өөрчилдөггүй. Соронзон орон нь зөвхөн хурдны векторын чиглэлийг өөрчилдөг боловч хурдны хэмжээг өөрчилдөггүй. (3.5.1) томъёоноос харахад цэнэг хөдөлгөөнгүй бол Лоренцын хүч тэг болно. Тиймээс тогтмол соронзон орон нь тайван байдалд байгаа цэнэгт ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй. Лоренцын хүч нь хурдны вектор, улмаар шилжилтийн вектор руу перпендикуляр чиглэсэн тул цэнэг дээр ажиллахгүй. Тиймээс тогтмол соронзон орон нь цэнэгтэй бөөмийн энергийг өөрчилдөггүй. Соронзон орон нь зөвхөн хурдны векторын чиглэлийг өөрчилдөг боловч хурдны хэмжээг өөрчилдөггүй. (3.5.1) томъёоноос харахад цэнэг хөдөлгөөнгүй бол Лоренцын хүч тэг болно. Тиймээс тогтмол соронзон орон нь тайван байдалд байгаа цэнэгт ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй.

Энэ тохиолдолд тойрог дахь бөөмийн эргэлтийн хугацаа нь хурдаас хамаардаггүй. Үүнийг хурдасгуурт ашигладаг. A) Циклотронд - цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн хурдатгал нь 10 5 В-ийн хоорондох хүчдэлтэй хувьсах цахилгаан талбайд Е тохиолддог. Хурдасгасан бөөмсийн хамгийн их энерги нь 25 МэВ байна. Бөөмийн траектори нь спиральтай ойрхон байна. Бөөмийн массын харьцангуй өөрчлөлтийн улмаас синхрончлолыг зөрчиж, бөөмсийн хурд, энергийн цаашдын өсөлтөөс сэргийлдэг. Энэ тохиолдолд тойрог дахь бөөмийн эргэлтийн хугацаа нь хурдаас хамаардаггүй. Үүнийг хурдасгуурт ашигладаг. A) Циклотронд - цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн хурдатгал нь 10 5 В-ийн хоорондох хүчдэлтэй хувьсах цахилгаан талбайд Е тохиолддог. Хурдасгасан бөөмсийн хамгийн их энерги нь 25 МэВ байна. Бөөмийн траектори нь спиральтай ойрхон байна. Бөөмийн массын харьцангуй өөрчлөлтийн улмаас синхрончлолыг зөрчиж, бөөмсийн хурд, энергийн цаашдын өсөлтөөс сэргийлдэг.

B) Фазотронд (синхроциклотрон) - синхрончлолын зөрчлийг цахилгаан талбайн давтамжийг багасгах замаар нөхдөг E C) Синхротронд - соронзон индукцийг өөрчлөх замаар синхрончлолыг m/B = const. Энэ нь зөвхөн электронуудыг хурдасгахад ашиглагддаг. D) Протоны синхротрон (синхрофазотрон) - синхрончлолыг E ба B-ийн өөрчлөлтөөр хангадаг бөгөөд ингэснээр радиус нь тогтмол хэвээр байх бөгөөд зам нь спираль биш, харин тойрог юм. Протоны энерги 76 МэВ хүрдэг. TPU дээр Сириус электрон синхрофазотрон нь электронуудыг v = c хурдтай хурдасгадаг бөгөөд тэдгээр нь 950 МэВ энергитэй байдаг. B) Фазотронд (синхроциклотрон) - синхрончлолын зөрчлийг цахилгаан талбайн давтамжийг багасгах замаар нөхдөг E C) Синхротронд - соронзон индукцийг өөрчлөх замаар синхрончлолыг m/B = const. Энэ нь зөвхөн электронуудыг хурдасгахад ашиглагддаг. D) Протоны синхротрон (синхрофазотрон) - синхрончлолыг E ба B-ийн өөрчлөлтөөр хангадаг бөгөөд ингэснээр радиус нь тогтмол хэвээр байх бөгөөд зам нь спираль биш, харин тойрог юм. Протоны энерги 76 МэВ хүрдэг. TPU дээр Сириус электрон синхрофазотрон нь электронуудыг v = c хурдтай хурдасгадаг бөгөөд тэдгээр нь 950 МэВ энергитэй байдаг.

1879 онд Холл гүйдлийн чиглэл ба соронзон индукцийн вектортой перпендикуляр соронзон орон дээр байрлуулсан металл хавтан дээр хөндлөн цахилгаан орон үүсдэг болохыг олж мэдэв. a зузаан ба өргөн d нимгэн металл хавтанг авч үзье. Хавтангаар j нягттай гүйдэл гүйнэ. Соронзон орон В нь хажуугийн нүүрэнд перпендикуляр чиглэнэ. 1879 онд Холл гүйдлийн чиглэл ба соронзон индукцийн вектортой перпендикуляр соронзон орон дээр байрлуулсан металл хавтан дээр хөндлөн цахилгаан орон үүсдэг болохыг олж мэдэв. a зузаан ба өргөн d нимгэн металл хавтанг авч үзье. Хавтангаар j нягттай гүйдэл гүйнэ. Соронзон орон В нь хажуугийн нүүрэнд перпендикуляр чиглэнэ. 3.6 Холл эффект

Лоренцын хүчний нөлөөн дор электронууд дээд хавтан дээр дарагдсан тул сөрөг цэнэгийн илүүдэл гарч ирдэг. Харин доод хавтан нь электрон дутагдалтай болно. Үүний үр дүнд хөндлөн цахилгаан орон гарч ирнэ - Hall талбар Е танхим. Холл талбар нь Лоренцын хүчний эсрэг электронуудад үйлчилдэг. Тиймээс богино хугацааны дараа цэнэгийн тогтмол тархалтыг хөндлөн чиглэлд - хавтангийн зузаан (өндөр) дагуу тогтооно. Энэ тэнцвэрт байдал нь Холл талбайн цахилгаан хүчний тэнцүү байдалд тохирч, Лоренцын хүчний нөлөөн дор электронууд дээд хавтан дээр дарагдсан тул сөрөг цэнэгийн илүүдэл гарч ирдэг. Харин доод хавтан нь электрон дутагдалтай болно. Үүний үр дүнд хөндлөн цахилгаан орон гарч ирнэ - Hall талбар Е танхим. Холл талбар нь Лоренцын хүчний эсрэг электронуудад үйлчилдэг. Тиймээс богино хугацааны дараа цэнэгийн тогтмол тархалтыг хөндлөн чиглэлд - хавтангийн зузаан (өндөр) дагуу тогтооно. Энэ тэнцвэрт байдал нь Холл талбайн цахилгаан хүч ба Лоренцын хүчний тэнцүү байдалтай тохирч байна.

Доод болон дээд нүүрэн дээрх потенциалын зөрүүг олцгооё. n нь электроны концентрацийг гүйдлийн нягтаар илэрхийлнэ. Хурдыг тооцохгүйгээр Холлын потенциалын зөрүүг (3.6.1) гэж илэрхийлж болно, энд Холл тогтмол байна. R-ийн тэмдгээр та цэнэгийн тээвэрлэгчдийн тэмдгийг тодорхойлж болно. Доод ба дээд нүүрэн дээрх потенциалын зөрүүг олцгооё. n нь электроны концентрацийг гүйдлийн нягтаар илэрхийлнэ. Хурдыг тооцохгүйгээр Холлын потенциалын зөрүүг (3.6.1) гэж илэрхийлж болно, энд Холл тогтмол байна. R-ийн тэмдгээр та цэнэгийн тээвэрлэгчдийн тэмдгийг тодорхойлж болно.

Цахилгаан орны хүч чадлын векторын эргэлттэй адилтгаж, L хаалттай хэлхээний дагуух соронзон индукцийн векторын эргэлтийг интеграл (3.7.1) гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь хэлхээний тойргийн дагуу чиглэсэн хэлхээний элементийн вектор нь проекц юм. соронзон индукцийн векторын векторын чиглэл рүү чиглэсэн, векторуудын хоорондох өнцөг юм Цахилгаан орны хүч чадлын векторын эргэлттэй адилаар L хаалттай хэлхээний дагуух соронзон индукцийн векторын эргэлтийг интеграл (3.7.1) гэнэ. ) энд - хэлхээний тойргийн дагуу чиглэсэн хэлхээний элементийн вектор, векторын чиглэл рүү соронзон индукцийн векторын проекц, векторуудын хоорондох өнцөг 3.7 Соронзон векторын индукцийн эргэлт.

Тогтмол гүйдлийн нөлөөгөөр үүссэн соронзон орны эргэлтийг жишээ болгон авч үзье. Гүйдэлд перпендикуляр хавтгайд гүйдлийн эргэн тойронд хаалттай гогцоо сонгоцгооё. Контурын цэг бүрт соронзон индукцийн вектор нь сонгосон цэгийг дайран өнгөрөх R радиустай тойрог руу тангенциал байдлаар чиглэнэ. Тиймээс бид жишээ болгон тогтмол гүйдлийн улмаас үүссэн соронзон орны эргэлтийг олъё гэж бичиж болно. Гүйдэлд перпендикуляр хавтгайд гүйдлийн эргэн тойронд битүү гогцоо сонгоцгооё. Контурын цэг бүрт соронзон индукцийн вектор нь сонгосон цэгийг дайран өнгөрөх R радиустай тойрог руу тангенциал байдлаар чиглэнэ. Тиймээс бид бичиж болно

Тогтмол гүйдлийн хувьд, тэгвэл, L контурын дагуу В векторын эргэлт тэнцүү байна L контур дээр өнцөг нь 0-ээс 2 болж өөрчлөгддөг тул (3.7.2) Тогтмол гүйдлийн хувьд тиймээс эргэлт. Хаалттай гогцооны дагуух В вектор L нь контур дээр L-тэй тэнцүү, өнцөг нь 0-ээс 2 болж өөрчлөгддөг тул (3.7.2)

Үүссэн томъёо (3.7.2) нь гүйдэл дамжуулагчийг тойрсон дурын хэлбэрийн контурын хувьд хүчинтэй. Цусны эргэлтийн тэмдэг нь тойрч гарах чиглэлээс хамаарна. Хэрэв тойрч гарах чиглэл нь гүйдлийн чиглэлтэй баруун гар талын системийг бүрдүүлдэг бол эргэлтийг эерэг, өөрөөр хэлбэл сөрөг гэж үзнэ. Гүйдлийн I-г алгебрийн хэмжигдэхүүн гэж үзвэл эргэлтийн тэмдгийг анхаарч үзэх боломжтой: хэрэв гүйдэл нь баруун гар талын эрэгний дүрмийн дагуу дугуйны чиглэлтэй холбоотой байвал гүйдэл нь эерэг гэж тооцогддог, эс тэгвээс гүйдэл нь сөрөг гэж тооцогддог. Үүссэн томъёо (3.7.2) нь гүйдэл дамжуулагчийг тойрсон дурын хэлбэрийн контурын хувьд хүчинтэй. Цусны эргэлтийн тэмдэг нь тойрч гарах чиглэлээс хамаарна. Хэрэв тойрч гарах чиглэл нь гүйдлийн чиглэлтэй баруун гар талын системийг бүрдүүлдэг бол эргэлтийг эерэг, өөрөөр хэлбэл сөрөг гэж үзнэ. Гүйдлийн I-г алгебрийн хэмжигдэхүүн гэж үзвэл эргэлтийн тэмдгийг анхаарч үзэх боломжтой: хэрэв гүйдэл нь баруун гар талын эрэгний дүрмийн дагуу дугуйны чиглэлтэй холбоотой байвал гүйдэл нь эерэг гэж тооцогддог, эс тэгвээс гүйдэл нь сөрөг гэж тооцогддог.

Хэрэв хэлхээ нь гүйдлийг хамрахгүй бол хэлхээг тойрон явахдаа радиаль шулуун шугам нь эхлээд цагийн зүүний дагуу (1-2-р хэсэг), дараа нь цагийн зүүний эсрэг (2-1-р хэсэг) эргэдэг. Иймд ийм контурыг бүрэн тойрох үед өнцөг өөрчлөгдөхгүй тул В векторын эргэлт тэгтэй тэнцүү байна. Хэрэв хэлхээ нь гүйдлийг хамрахгүй бол хэлхээг тойрон явахдаа радиаль шулуун шугам нь эхлээд цагийн зүүний дагуу (1-2-р хэсэг), дараа нь цагийн зүүний эсрэг (2-1-р хэсэг) эргэдэг. Иймд ийм контурыг бүрэн тойрох үед өнцөг өөрчлөгдөхгүй тул В векторын эргэлт тэгтэй тэнцүү байна.

Хэрэв хэлхээ нь хэд хэдэн гүйдлийг хамардаг бол соронзон орны суперпозиция зарчмын дагуу бид (3.7.3) Энэ томъёо нь вакуум дахь соронзон орны нийт гүйдлийн хуулийг илэрхийлдэг (соронзон индукцийн эргэлтийн теорем). вектор) - дурын хаалттай хэлхээний дагуух соронзон индукцийн векторын эргэлт нь хэлхээнд хамрагдсан гүйдлийн алгебрийн нийлбэрээр бүтээгдэхүүний соронзон тогтмолтай тэнцүү байна. Томьёог (3.7.3) хэрэглэхдээ гүйдэл бүрийг хэлхээнд хэдэн удаа бүрхсэнтэй тэнцэх хэмжээгээр тооцох ёстой. Томъёо (3.7.3) зөвхөн вакуум дахь талбайд хүчинтэй. Хэрэв хэлхээ нь хэд хэдэн гүйдлийг хамардаг бол соронзон орны суперпозиция зарчмын дагуу бид (3.7.3) Энэ томъёо нь вакуум дахь соронзон орны нийт гүйдлийн хуулийг илэрхийлдэг (соронзон индукцийн эргэлтийн теорем). вектор) - дурын хаалттай хэлхээний дагуух соронзон индукцийн векторын эргэлт нь хэлхээнд хамрагдсан гүйдлийн алгебрийн нийлбэрээр бүтээгдэхүүний соронзон тогтмолтай тэнцүү байна. Томьёог (3.7.3) хэрэглэхдээ гүйдэл бүрийг хэлхээнд хэдэн удаа бүрхсэнтэй тэнцэх хэмжээгээр тооцох ёстой. Томъёо (3.7.3) зөвхөн вакуум дахь талбайд хүчинтэй.

(3.7.3)-ыг цахилгаан орны хүч чадлын векторын эргэлтийн томьёотой харьцуулж үзвэл цахилгаан оронтой адилгүй битүү гогцооны дагуух соронзон орны эргэлт тэг биш байна. Энэ нь соронзон орны эргэлтийн шинж чанарын үр дагавар юм. (3.7.3)-ыг цахилгаан орны хүч чадлын векторын эргэлтийн томьёотой харьцуулж үзвэл цахилгаан оронтой адилгүй битүү гогцооны дагуух соронзон орны эргэлт тэг биш байна. Энэ нь соронзон орны эргэлтийн шинж чанарын үр дагавар юм.

2.1. Амперын хууль.

• 2.1. Амперын хууль.

• 2.2. Хоёр зэрэгцээ төгсгөлгүй дамжуулагчийн гүйдэлтэй харилцан үйлчлэл.

• 2.3. Гүйдэл дамжуулах хүрээн дэх соронзон орны нөлөө.

• 2.4. Соронзон хэмжигдэхүүнийг хэмжих нэгж.

• 2.5. Лоренцын хүч.

• 2.6. Холл эффект.

• 2.7. Соронзон индукцийн векторын эргэлт.

• 2.8. Соленоидын соронзон орон.

• 2.9. Торойдын соронзон орон.

• 2.10. Соронзон орон дахь гүйдэл дамжуулагчийг хөдөлгөх ажил.

АМПЕР Андре Мари

• АМПЕР Андре Мари(1775 - 1836) - Францын физикч, математикч, химич.

• Физикийн үндсэн бүтээлүүд нь электродинамикад зориулагдсан байдаг. Соронзон зүү дээрх гүйдлийн соронзон орны нөлөөллийг тодорхойлох дүрмийг боловсруулсан. Хөдөлгөөнт гүйдэл дамжуулагчдад дэлхийн соронзон орны нөлөөллийг олж илрүүлсэн.

IN 1820

• IN 1820 A. M. Amper туршилтаар хоёр гүйдэл дамжуулагч бие биетэйгээ хүчээр харилцан үйлчилдэг болохыг тогтоожээ.

• (2.1.1)

• Хаана бнь дамжуулагчийн хоорондох зай, ба к– нэгжийн системээс хамаарах пропорциональ коэффициент.

• Амперын хуулийн анхны илэрхийлэлд соронзон орныг тодорхойлсон ямар ч хэмжигдэхүүн ороогүй болно. Дараа нь бид гүйдлийн харилцан үйлчлэл нь соронзон оронгоор дамждаг тул хууль нь соронзон орны шинж чанарыг агуулсан байх ёстойг олж мэдсэн.

• Орчин үеийн SI тэмдэглэгээнд, Амперын хуулийг дараах томъёогоор илэрхийлнэ.

• (2.1.2)

• Энэ нь I гүйдэлтэй хязгааргүй жижиг дамжуулагч дээр соронзон орон үйлчлэх хүч юм.

• Дамжуулагчид үйлчлэх хүчний модуль

• (2.1.3)

• Хэрэв соронзон орон жигд, дамжуулагч нь соронзон орны шугамд перпендикуляр байвал

• (2.1.4)

• хөндлөн огтлолтой дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх гүйдэл хаана байна С.

• Хүчний чиглэлийг хөндлөн бүтээгдэхүүний чиглэл эсвэл зүүн гарын дүрмээр (энэ нь ижил зүйл) тодорхойлно. Бид хуруугаа эхний векторын чиглэлд чиглүүлж, хоёр дахь вектор нь далдуу мод руу орох ёстой бөгөөд эрхий хуруу нь вектор бүтээгдэхүүний чиглэлийг харуулна.

• Цагаан будаа. 2.1

• Амперын хуулиас соронзон индукцийн физик утга тодорхой харагдаж байна: В нь нэгж гүйдэл урсаж буй нэгж урттай дамжуулагч дээр соронзон орон үйлчлэх хүчинтэй тоогоор тэнцүү хэмжигдэхүүн юм.

• Индукцийн хэмжээ

Болъё б I2 I1энэ салбарт байдаг.

• Болъё б- дамжуулагчийн хоорондох зай. Асуудлыг ийм байдлаар шийдэх ёстой: дамжуулагчийн нэг I2соронзон орон үүсгэдэг, хоёрдугаарт I1энэ салбарт байдаг.

• Цагаан будаа. 2.2

I 2 зайнд бТүүнээс:

• Гүйдлээр үүсгэгдсэн соронзон индукц I 2 зайнд бТүүнээс:

• (2.2.1)

• Хэрэв I1 Тэгээд I2 нэг хавтгайд хэвтэж, дараа нь хоорондох өнцөг B2 Тэгээд I1 шууд, тиймээс одоогийн элемент дээр ажиллах хүч I1 dl

• (2.2.2)

• Дамжуулагчийн уртын нэгж бүрийн хувьд хүч байдаг.

• (2.2.3)

• (мэдээжийн хэрэг, эхний дамжуулагчийн талаас яг ижил хүч хоёр дахь дээр ажилладаг).

• Үүссэн хүч нь эдгээр хүчний аль нэгтэй тэнцүү байна! Хэрэв эдгээр хоёр дамжуулагч гурав дахь хэсэгт нөлөөлж байвал тэдгээрийн соронзон орныг вектороор нэмэх шаардлагатай.

• Цагаан будаа. 2.2

Гүйдэл бүхий хүрээ I α – Гимлет дүрэм).

• Гүйдэл бүхий хүрээ Iжигд соронзон орон дотор байна α – ба хоорондын өнцөг (хэвийн чиглэл нь гүйдлийн чиглэлтэй холбоотой Гимлет дүрэм).

л, тэнцүү байна: ,

• Урттай хүрээний хажуу талд ажиллаж буй ампер хүч л, тэнцүү байна: ,

• Энд

• Нөгөө тал руу нь урт лижил хүч үйлчилнэ. Үр дүн нь "хос хүч" буюу эргүүлэх момент юм.

• (2.3.1)

• мөр хаана байна:

• Учир нь фунт = Sхүрээний талбай бол бид дараах зүйлийг бичиж болно.

• Энд бид соронзон индукцийн илэрхийлэлийг бичсэн:

• (2.3.3)

• М- эргэдэг

• хүч чадлын мөч,

• П- соронзон

• мөч.

• Тиймээс, энэ эргэлтийн моментийн нөлөөн дор хүрээ нь эргэлддэг

• Нэг талын урт бАмперын хүч мөн ажилладаг F2– хүрээг сунгаж, хүч нь тэнцүү хэмжээтэй, эсрэг чиглэлтэй тул хүрээ хөдөлдөггүй, энэ тохиолдолд М= 0, төлөв тогтвортой тэнцвэрт байдал .

• Цагаан будаа. 2.4

Хэзээ ба эсрэг параллель байх вэ, M = 0 тогтворгүй тэнцвэр хөмрөх болно.

• Хэзээ ба эсрэг параллель байх вэ, M = 0(хөшүүрэг нь тэг учраас) энэ бол төлөв юм тогтворгүй тэнцвэр . Хүрээ нь шахагдаж, бага зэрэг хөдөлвөл тэр даруй эргүүлэх момент үүсдэг хөмрөх болно.

• Нэг төрлийн бус талбарт хүрээ нь эргэлдэж, илүү хүчтэй талбайн хэсэг рүү тэлэх болно.

• Цагаан будаа. 2.4

• Амперын хуулийг гүйдлийн нэгж болох амперийг тогтооход ашигладаг.

• (2.4.1)

Тэгэхээр, Ампер

• Тэгэхээр, Ампер- вакуум орчинд нэг метрийн зайд байрлах хязгааргүй урттай, өчүүхэн хөндлөн огтлолтой хоёр зэрэгцээ шулуун дамжуулагчийг дайран өнгөрөхөд эдгээр дамжуулагчийн хооронд хүчийг үүсгэдэг тогтмол хэмжээний гүйдлийн хүч.

• Хэмжээ ба хэмжээг эндээс тодорхойлно уу:

• SI-д:

• GHS руу: μ0 = 1

• Биот-Саварт-Лаплас хуулиас гүйдэл бүхий шулуун дамжуулагчийн хувьд Та соронзон орны индукцийн хэмжээг олж болно:

1 Т 2

• 1 Т(нэг тесла нь жигд соронзон орны соронзон индукцтэй тэнцүү) 1 А м соронзон момент бүхий гүйдэл бүхий хавтгай хэлхээнд 21 Нм-ийн эргүүлэх хүчийг хэрэглэнэ.

• Нэг Тесла 1 T = 104 Гаусс.

• Гаусс– Гауссын нэгжийн систем дэх хэмжлийн нэгж (GHS).

• TESLA Никола (1856 - 1943) - Сербийн цахилгаан инженер, радио инженерийн чиглэлээр ажилладаг эрдэмтэн

• Тэрээр олон фазын генератор, цахилгаан мотор, трансформаторын хэд хэдэн загварыг боловсруулсан. Тэрээр хэд хэдэн радио удирдлагатай өөрөө явагч механизмуудыг зохион бүтээсэн.

• Өндөр давтамжийн гүйдлийн физиологийн нөлөөг судалсан. 1899 онд тэрээр Колорадо мужид 200 кВт чадалтай радио станц, Лонг-Айлендад 57,6 м өндөр радио антенн барьжээ. Цахилгаан тоолуур, давтамж хэмжигч гэх мэтийг зохион бүтээсэн.

Өөр нэг тодорхойлолт: 2

• Өөр нэг тодорхойлолт: 1 T нь 1 м талбайд соронзон урсгал гүйх соронзон индукцтэй тэнцүү байна. 2, талбайн чиглэлтэй перпендикуляр нь 1 Вб.

• Цагаан будаа. 2.5

• Соронзон урсгалыг хэмжих нэгж Wb нь Германы физикч Вильгельм Вебер (1804 - 1891), Халле, Геттинген, Лейпциг зэрэг их сургуулийн профессорын нэрэмжит нэрээр нэрлэгдсэн.

• Бид аль хэдийн хэлсэнчлэн, соронзон урсгал Ф, гадаргуугаар дамжин өнгөрөх S - соронзон орны шинж чанаруудын нэг(Зураг 2.5)

• Цагаан будаа. 2.5

• Соронзон урсгалын SI нэгж:

• Энд Максвелл (Mks) - CGS дахь соронзон урсгалыг хэмжих нэгжийг цахилгаан соронзон орны онолыг бүтээгч алдарт эрдэмтэн Жеймс Максвелл (1831 - 1879) -ийн нэрээр нэрлэсэн.

• Соронзон орны хүчийг А м-1 хэмждэг

• Соронзон орны үндсэн шинж чанаруудын хүснэгт

Цахилгаан nхурдтай хөдөлж байна

• Цахилгаан их хэмжээний цуглуулга юм nхурдтай хөдөлж байна

• хураамж.

• Соронзон талбайгаас нэг цэнэгт үйлчлэх хүчийг олъё.

• Амперын хуулийн дагуу соронзон орон дахь гүйдэл дамжуулагч дээр ажиллах хүч (2.5.1)

• гэхдээ одоогийн Тэгээд

Учир нь nSг л – эзлэхүүн дэх цэнэгийн тоо Сг би,Дараа нь нэг төлбөрт

• Учир нь nSг л – эзлэхүүн дэх цэнэгийн тоо Сг би,Дараа нь нэг төлбөрт

ЛОРЕНЗ Хендрик Антон

• ЛОРЕНЗ Хендрик Антон(1853 - 1928) - Голландын онолын физикч, сонгодог электрон онолыг бүтээгч, Нидерландын Шинжлэх ухааны академийн гишүүн.

• 23 онд Лейдений их сургуульд суралцсан. “Гэрлийн тусгал, хугарлын онолын тухай” докторын зэрэг хамгаалсан. 25 настайдаа Лейдений их сургуулийн профессор, онолын физикийн тэнхимийн эрхлэгч.

Тэрээр диэлектрикийн нягтыг диэлектрикийн нягттай холбосон томьёог гаргаж, цахилгаан соронзон орон дахь хөдөлж буй цэнэгт үйлчлэх хүчний илэрхийлэл (Лоренцын хүч), бодисын цахилгаан дамжуулах чанар нь дулаан дамжилтын чанараас хамаарлыг тайлбарлаж, мөн гэрлийн дисперсийн онолыг боловсруулсан. Хөдөлгөөнт биеийн электродинамикийг боловсруулсан. 1904 онд тэрээр хоёр өөр инерцийн лавлагааны системд (Лоренцын хувиргалт) ижил үйл явдлын орон зайн координат ба цаг хугацааны моментуудыг холбосон томъёог гаргаж авсан.

Лоренцын хүчний модуль:

• Лоренцын хүчний модуль:

• , (2.5.3)

• энд α нь хоорондох өнцөг юм Тэгээд.

• (2.5.4)-ээс харахад шугамын дагуу хөдөлж буй цэнэг нь хүчээр нөлөөлөхгүй нь тодорхой байна ().

• Лоренцын хүч нь векторууд байрлах хавтгайд перпендикуляр чиглэнэ Тэгээд. Хөдөлгөөнт эерэг цэнэг рүү зүүн гарын дүрэм үйлчилнэ эсвэл

• « Гимлет дүрэм»

руу .

• Сөрөг цэнэгийн хүчний чиглэл нь эсрэг байдаг тул руу баруун гарын дүрэм электронуудад хамаарна.

• Лоренцын хүч нь хөдөлж буй цэнэгтэй перпендикуляр чиглэгддэг тул i.e. перпендикуляр,Энэ хүчний хийсэн ажил үргэлж тэг байна. Тиймээс Лоренцын хүч цэнэгтэй бөөм дээр үйлчилж, бөөмийн кинетик энергийг өөрчилж чадахгүй.

• Ихэнхдээ Лоренцын хүч нь цахилгаан ба соронзон хүчний нийлбэр юм:

• (2.5.4)

• энд цахилгаан хүч нь бөөмсийг хурдасгаж, энергийг нь өөрчилдөг.

• Бид өдөр бүр телевизийн дэлгэц дээр хөдөлж буй цэнэгийн соронзон хүчний нөлөөг ажигладаг (Зураг 2.7).

• Дэлгэцийн хавтгайн дагуух электрон цацрагийн хөдөлгөөн нь хазайлтын ороомгийн соронзон орны нөлөөгөөр өдөөгддөг. Хэрэв та байнгын соронзыг дэлгэцийн хавтгайд ойртуулах юм бол түүний электрон цацрагт үзүүлэх нөлөөг зураг дээр гарч буй гажуудлаас амархан анзаарч болно.

Сэдэв 10. СОРОНЗНЫ ТАЛБАЙ ДАХЬ ХӨДӨЛГӨӨН ЦЭНЭГТ ҮЙЛЧИЛГЭЭГҮЙ ХҮЧ.

10.1. Амперын хууль.

10.3. Гүйдэл дамжуулах хүрээн дэх соронзон орны нөлөө. 10.4. Соронзон хэмжигдэхүүнийг хэмжих нэгж. 10.5. Лоренцын хүч.

10.6. Холл эффект.

10.7. Соронзон индукцийн векторын эргэлт.

10.8. Соленоидын соронзон орон.

10.9. Торойдын соронзон орон.

10.10. Соронзон орон дахь гүйдэл дамжуулагчийг хөдөлгөх ажил.

10.1. Амперын хууль.

1820 онд A. M. Amper туршилтаар гүйдэл дамжуулагч хоёр дамжуулагч хоорондоо хүчээр харилцан үйлчилдэг болохыг тогтоожээ.

Энд b нь дамжуулагчийн хоорондох зай, аk нь нэгжийн системээс хамаарах пропорциональ коэффициент юм.

Амперын хуулийн анхны илэрхийлэлд соронзон орныг тодорхойлсон ямар ч хэмжигдэхүүн ороогүй болно. Дараа нь бид гүйдлийн харилцан үйлчлэл нь соронзон оронгоор дамждаг тул хууль нь соронзон орны шинж чанарыг агуулсан байх ёстойг олж мэдсэн.

Орчин үеийн SI тэмдэглэгээнд Амперын хуулийг дараах томъёогоор илэрхийлдэг.

Хэрэв соронзон орон жигд, дамжуулагч нь соронзон орны шугамд перпендикуляр байвал

Энд I = qnυ dr S – хөндлөн огтлолын S бүхий дамжуулагчаар дамжих гүйдэл.

F хүчний чиглэлийг вектор бүтээгдэхүүний чиглэл эсвэл зүүн гарын дүрмээр (энэ нь ижил зүйл) тодорхойлно. Бид хуруугаа эхний векторын чиглэлд чиглүүлж, хоёр дахь вектор нь далдуу мод руу орох ёстой бөгөөд эрхий хуруу нь вектор бүтээгдэхүүний чиглэлийг харуулна.

Амперын хууль бол хурднаас хамаардаг үндсэн хүчний анхны нээлт юм. Хүч чадал хөдөлгөөнөөс хамаарна! Өмнө нь ийм зүйл болж байгаагүй.

10.2. Хоёр зэрэгцээ төгсгөлгүй дамжуулагчийн гүйдэлтэй харилцан үйлчлэл.

Дамжуулагчийн хоорондох зайг b гэж үзье. Асуудлыг ийм байдлаар шийдэх ёстой: дамжуулагчийн нэг нь I 2 нь соронзон орон үүсгэдэг, хоёр дахь нь I 1 нь энэ талбарт байдаг.

Үүнээс b зайд I 2 гүйдэл үүсгэсэн соронзон индукц:

B 2 = μ 2 0 π I b 2 (10.2.1)

Хэрэв I 1 ба I 2 нэг хавтгайд орвол B 2 ба I 1 хоёрын хоорондох өнцөг шулуун байна.

(мэдээжийн хэрэг, эхний дамжуулагчийн талаас яг ижил хүч хоёр дахь дээр ажилладаг). Үүссэн хүч нь эдгээр хүчний аль нэгтэй тэнцүү байна! Хэрэв энэ хоёр дамжуулагч бол

гурав дахь нь нөлөөлнө, дараа нь тэдгээрийн соронзон орны B 1 ба B 2-ыг вектороор нэмэх шаардлагатай.

10.3. Гүйдэл дамжуулах хүрээн дэх соронзон орны нөлөө.

I гүйдэл бүхий хүрээ нь жигд соронзон орон B, α нь n ба B хоорондох өнцөг (хэвийн чиглэл нь гүйдлийн чиглэлтэй холбоотой байдаг гимлет дүрмээр).

l урттай хүрээний хажуу талд үйлчлэх ампер хүч нь дараахтай тэнцүү байна.

F1 = IlB(B l ).

l урттай нөгөө талд ижил хүч үйлчилнэ. Үр дүн нь "хос хүч" эсвэл "момент" юм.

M = F1 h = IlB bsinα,

гар h = bsinα. lb = S нь хүрээний талбай тул бид бичиж болно

M = IBS sinα = Pm sinα.

Энд бид соронзон индукцийн илэрхийлэлийг бичсэн:

Энд M нь хүчний эргэлт, P нь соронзон момент юм.

Соронзон индукцийн физик утга В нь соронзон орон урсаж буй нэгж урттай дамжуулагч дээр үйлчлэх хүчинтэй тоон утгаараа тэнцүү хэмжигдэхүүн юм.

нэгж гүйдэл. B = I F l ; Индукцийн хэмжээс [B] = A N м. .

Тэгэхээр энэ эргэлтийн моментийн нөлөөгөөр хүрээ нь n r ||B байхаар эргэх болно. b урттай талууд нь Ampere F 2-ийн хүчээр нөлөөлдөг - энэ нь хүрээг сунгах гэх мэт.

Хүч нь тэнцүү хэмжээтэй, эсрэг чиглэлтэй тул хүрээ хөдөлдөггүй, энэ тохиолдолд M = 0, тогтвортой тэнцвэрийн төлөв

N ба B нь эсрэг параллель байх үед M = 0 (гар нь тэг учраас) энэ нь тогтворгүй тэнцвэрийн төлөв юм. Хүрээ нь багасч, бага зэрэг хөдөлж байвал тэр даруй гарч ирнэ

n r ||B байхаар эргэх эргүүлэх момент (Зураг 10.4).

Нэг төрлийн бус талбарт хүрээ нь эргэлдэж, илүү хүчтэй талбайн хэсэг рүү тэлэх болно.

10.4. Соронзон хэмжигдэхүүнийг хэмжих нэгж.

Таны таамаглаж байгаагаар гүйдлийн нэгж болох Амперыг тогтооход Амперын хууль ашигладаг.

Тиймээс Ампер гэдэг нь хязгааргүй урттай, өчүүхэн жижиг хөндлөн огтлолтой хоёр зэрэгцээ шулуун дамжуулагчийг дайран өнгөрч, нэг метрийн зайд нөгөөгөөсөө вакуумд байрладаг тогтмол хэмжээний гүйдэл юм.

эдгээр дамжуулагчийн хооронд 2 10 − 7 Н м-ийн хүчийг үүсгэдэг.

Нэг Тесла 1 Т = 104 Гаусс.

Гаусс нь Гауссын нэгжийн системийн (GUS) хэмжлийн нэгж юм.

1 Т (нэг тесла нь жигд соронзон орны соронзон индукцтэй тэнцүү) 1 Нм эргүүлэх момент нь 1 А м2 соронзон момент бүхий гүйдэл бүхий хавтгай хэлхээнд ажилладаг.

Хэмжилтийн нэгж В нь Сербийн эрдэмтэн Никола Теслагийн (1856 - 1943) нэрээр нэрлэгдсэн бөгөөд тэрээр асар олон шинэ бүтээл хийсэн.

Өөр нэг тодорхойлолт: 1 T нь талбайн чиглэлд перпендикуляр 1 м2 талбайд соронзон урсгал 1 Вб байх үед соронзон индукцтэй тэнцүү байна.

Соронзон урсгалыг хэмжих нэгж Wb нь Германы физикч Вильгельм Вебер (1804 - 1891), Халле, Геттингем, Лейпциг зэрэг их сургуулийн профессорын нэрэмжит нэрээр нэрлэгдсэн.

Бид аль хэдийн хэлсэнчлэн, S гадаргуугаар дамжин өнгөрөх соронзон урсгал Ф нь соронзон орны шинж чанаруудын нэг юм (Зураг 10.5).