Тақырып Магнитостатика Негізгі сұрақтар
жүктеу/скачать 0.57 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Холл эффектісі
- Холл тұрақтысы
- Соленоидтың магнит өрісі
| Холл эффектісі
Егер бойында тоғы бар пластинаны магнит өрісіне перпендикуляр етіп орналастырсақ, онда тоқ пен өріске ( ) параллель болатын жақтары (А және С) арасында потенциалдар айырмасы пайда болады (77-сурет). Бұл құбылыс Холл эффектісі делінеді. Пайда болған потенциалдар айырмасы тоқ пен магнит өрісінің индукциясының көбейтіндісіне тура пропорционал және пластина қалыңдығына кері пропорционал болады (9.24) мұндағы - әртүрлі металдар үшін өзгеше болатын пропорционалдық коэффицент немесе Холл тұрақтысы делінеді. 51-сурет
Холл эффектісі электрондық теория бойынша оңай түсіндіріледі. Электр тоғының өзі зарядталған бөлшектердің қозғалысы болғандықтан, магнит өрісіндегі қозғалушы зарядқа Лоренц күші әсер етеді: Бұл күштің әсерінен электрондар пластинаның жоғарғы жағына (А) жинала бастайды да А және С арасында потенциалдар айырмасы пайда болады. Осы потенциалдар айырмасының тудыраған электр өрісінің кернеулігі болады, ендеше электронға әсер етуші электрлік күш Стационарлық күйде болады, яғни бұдан (9.25) болады. Тоқ күші , ал пластинаның ауданы болғандықтан бұл формуладан (9.26) (9.27) деп жазамыз. Холл тұрақтысын анықтауға болады: Соленоидтың магнит өрісі Кез келген бет арқылы өтетін магнит индукциясы векторының ағыны (9.28) формуласына тең. Бір текті өріс үшін Магнит индукциясының ХБ жүйесіндегі бірлігі [В] =Тл.(Тесла), магнит ағынының бірлігі [Ф]=[B][S]=1Тл1м2=1Вб. (Вебер). Мысал ретінде, соленоид арқылы өтетін векторының ағынын есептейік. Соленоид ішіндегі біртекті магнит өрісінің индукциясы формуласымен анықталады. Соленоидтың бір орамы арқылы өтетін магнит ағыны Ф1=BS болады. Aл тұтас соленоид арқылы өтетін магнит ағыны (9.29) теңдеуімен анықталады. Енді бойында тоғы бар өткізгіштің магнит өрісінде қозғалғанда істелетін жұмысты анықтайық. Ұзындығы жылжымалы бөлігі бар контур біртекті магнит өрісінде болсын (52 – сурет). векторы сурет жазықтығына перпендикуляр және бізден суретке қарай бағытталған. Тоқ бағыты суретте көрсетілгендей жылжымалы өткізгіш арқылы жоғарыдан төмен қарай бағытталсын. Бойында тоғы бар өткізгішке өріс тарапынан әсер етуші күш Ампер заңы бойынша F=IBl –ға тең. ( бағыты сол қол ережесі бойынша анықталады). Осы күштің әсерінен l өткізгіш солдан оңға қарай жылжып бірінші жағдайдан екінші жағдайға келеді. Сонда өрістің істейтін жұмысы. (9.30) болады, өйткені ldx=dS өткізгіш кесіп өтетін аудан, ал BdS=dФ осы ауданды тесіп өтуші магнит индукциясы векторының ағыны. Сонымен, бойында тоғы бар өткізгіш магнит өрісінде қозғалғанда істелетін жұмыс қозғалушы өткізгіш қиып өтетін магнит ағыны мен тоқтың көбейтіндісіне тең болады. Бұл формула векторының кез келген бағыты үшін дұрыс болады. 52 – сурет Енді бойында тоғы бар контур магнит өрісінде қозғалғандағы жұмысты анықтайық. Айталық, М контур жылжып M1 жағдайына келсін (53 – сурет). 53 – сурет Контурдағы тоқтың бағыты сағат тілінің бағытымен сәйкес келеді. Ал магнит өрісінің бағыты сурет жазықтығына перпендикуляр болсын. Контурды екі бөлікке, АВС және СДА, бөліп қарастырайық. Сонда Ампер күшінің АВС мен СДА өткізгіштерінің магнит өрісінде қозғалғандағы толық жұмысы dA=dA1 +dA2 болады. Контурдың СДА бөлігіне түсірілген күштер орын ауыстыру бағытымен сүйір бұрыштар жасайды, сондықтан оның істеген жұмысы dA2 >0 оң болады. Ол жұмыс (9.30) формуласы бойынша болады. Бұл формуладағы dФ0 - (СДАА1В1С1) ауданын қиятын ағын, ал dФ2- контурдың соңғы қалпындағы (А1 Д 1С1 В1 С1) ауданын қиятын ағын. Контурдың АВС бөлігіне әсер етуші күштер контурдың қозғалу бағытымен доғал бұрыштар жасайды. Сондықтан күштердің істеген жұмыстары dA1<0 теріс болады. dФ1 ағыны (АВСДА) ауданын қияды. Сонымен толық жұмыс мұндағы dФ2 – dФ1 =dФ1 – контур арқылы өтетін магнит ағынының өзгерісі. Сонда (9.31) болады. Сонымен, бойында тоғы бар тұйық контур магнит өрісінде орын ауыстырғанда істелген жұмыс тоқ пен контур арқылы өтетін магнит ағынының өзгерісінің көбейтіндісіне тең болады. Егер контурды қиятын магнит ағыны өзгермесе орын ауыстыру жұмысы нольгеге тең болады. Мысалы, тоғы бар тұйық контурды біртекті магнит өрісінде ілгерілемелі қозғалысқа түсірсе, онда контурды қиятын магнит ағыны өзгермейді. Сондықтан қорытқы жұмыс нөлге тең болады. жүктеу/скачать 0.57 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|