Контрольные вопросы. 
Физические основы получения информации

• 2.1. Какими величинами характеризуется электрическое поле и свойства материалов в электрическом поле? Каковы единицы их измерений?
• 2.2. На какие группы делятся материалы по своим электрическим свойствам?
• 2.3. В чем разница энергетических зонных диаграмм проводников, изоляторов и полупроводников?
• 2.4. Что происходит при поляризации диэлектриков в электрическом поле?
• 2.5. Каково влияние температуры на электрическую проводимость проводников и полупроводников?
• 2.6. Какими величинами характеризуется магнитное поле и свойства материалов в магнитном поле? Каковы единицы их измерений?
• 2.7. На какие группы делятся материалы по своим магнитным свойствам?
• 2.8. Что происходит при намагничивании ферромагнетиков в постоянном магнитном поле?
• 2.9. Что такое кривая первоначального намагничивания, петля гистерезиса, основная кривая намагничивания?
• 2.10. В чем заключаются явления магнитоупругости и магнитострикции?
• 2.11. Какие уравнения описывают взаимосвязь электрического и магнитного полей?

Задачи

2.1. Определить разность потенциалов между точками 1 и 2 в однородном электрическом поле напряженностью Е = 1 В/м при расстоянии между точками 1 = 5 см и расстоянии между проходящими через эти точки силовыми линиями а = 3 см (рис. 2.9).

Решение

Согласно (2.3) в однородном электрическом поле.

где, а — угол между прямой, соединяющей точки, и направлением силовых линий. Нетрудно заметить, что Отсюда

2.2. Определить точку кривой первоначального намагничивания В (Н), для которой имеет место равенство значений относительных нормальной р, и дифференциальной p_d магнитных проницаемостей.

Решение

Относительные нормальная и дифференциальная магнитные проницаемости согласно соотношениям разд. 2.3 связаны с величинами магнитной индукции В и напряженности магнитного поля Н следующим образом:

Геометрический смысл нормальной магнитной проницаемости в некоторой точке кривой намагничивания заключается в равенстве ее значения тангенсу угла наклона прямой, соединяющей рассматриваемую точку с началом координат, а геометрический смысл дифференциальной магнитной проницаемости заключается в равенстве ее значения тангенсу угла наклона касательной в рассматриваемой точке кривой намагничивания. Отсюда вытекает, что при равенстве значений р_г и |i_d должно иметь место совпадение прямой, соединяющей точку кривой намагничивания с началом координат, и касательной к кривой намагничивания (рис. 2.10). Данному условию помимо точки, совпадающей с началом координат, удовлетворяет точка кривой первоначального намагничивания, которой соответствует максимальное значение угла наклона прямой, соединяющей эту точку с началом координат, и, соответственно, максимальное значение относительной нормальной магнитной проницаемости.

Рис. 2.10. Определение точки на кривой первоначального намагничивания, для которой выполняется равенство р_г = р₍/.

2.3. Определить мгновенное значение ЭДС е в момент времени t = 0,2 с, наводимой в контуре прямоугольной формы с размерами 4×6 см, находящемся в однородном магнитном поле, силовые линии которого составляют с плоскостью контура угол Р = 30°, а индукция изменяется во времени по закону B{t) = В_т е^ч = 0,1 е^ч.

Решение

Согласно закону электромагнитной индукции (2.17) ЭДС, наводимая в контуре,

Магнитный поток Ф индукции В однородного магнитного поля через площадь S контура при величине угла, а между направлениями силовых линий и нормали к плоскости контура определяется согласно (2.8) следующим образом:

Дифференцированием величины Ф по времени получаем:

Площадь контура S = 4 • 1СГ² • 6 • 10″ ² = 24 • 10 ⁴, а угол, а = 90″ - Р = 90″ - 30° = 60°, следовательно