Физика. Лекция 519.Энергия магнитного поля.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. Эта у нас последняя теоретическая тема по магнитным явлениям - энергия магнитного поля. И давайте начнем с опыта, который мы с вами уже проделывали.

И так мы поставили перед собой задачу найти энергию магнитного поля. И для этого нам необходимо создать такие условия, когда работа источника тока расходовалась бы исключительно на образование магнитного тока. И давайте такую систему сконструируем.

Теперь давайте сделаем следующий шаг...теперь давайте найдем величину работы, которую необходимо совершить для того, что бы найденную нами величину заряда пропустить по данной электрической цепи. За счет чего совершается эта работа? Эта работа совершается за счет работы сторонних сил внутри источника тока. И как найти работу этих сторонних сил, если она переместила по цепи заряд q. И вот давайте работу этих сторонних сил и найдем.

И так мы нашли чему равна энергия магнитного поля катушки, но кроме того необходимо помнить, что катушка всего лишь хранилище, а энергией обладает само магнитное поле. Поэтому желательно получить формулу, которая позволяла бы найти энергию не через характеристики катушки, а через характеристики самого поля. И давайте вспомним какая величина характеризует поле? Такой величиной является вектор магнитной индукции.

А теперь давайте займемся использованием формул магнитной индукции и индуктивности для подстановки в формулу энергии магнитного поля катушки...

И так нам удалось выразить энергию магнитного поля через характеристику самого магнитного поля, но, правда, которая зависит от того в какой среде этом магнитное поле создано. И это энергия того магнитного поля, которое сосредоточено в катушке. А что если мы это поле создадим другим способом? Какая разница? В выше приведенной формуле нет никаких характеристик кроме того объема, которое занимает это магнитное поле от катушки в этой формуле "уже ничего не осталось". У нас в любом помещении и, например, в учебном классе есть Земное магнитное поле и если мы возьмем один кубический метр пространства, то зная индукцию и объем поля, то мы можем посчитать магнитную энергию.

А теперь давайте вспомним, что электрическое и магнитные поля между собой тесно связаны. Например, когда меняется магнитное поле и мы об этом с вами говорили, то возникает вихревое электрическое поле. Но, ведь, вихревое электрическое поле - это такое же поле в котором есть вектор напряженности и оно тоже обладает энергией. Значит, если у нас в пространстве сосуществуют электрическое и магнитное поле, то энергия сосредоточенная в этом пространстве представляет собой сумму магнитной оставляющей и электрической составляющей.

И давайте посчитаем магнитную энергию поля, сосредоточенной в учебном классе.

И в заключении лекции давайте посмотрим советский образовательный кино фрагмент о гипотезе Ампера.

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора