Електромагнітна індукція (ср). План 1. Робота…

Електромагнітна індукція (СР).

План

1. Робота поля при переміщенні провідника (контуру) зі струмом в цьому полі.

2. Електромагнітна індукція. Закон Фарадея.

3. Правило Ленца. Струми Фуко.

4. Самоіндукція. Індуктивність. Е. Р.С. самоіндукції.

5. Енергія магнітного поля.

1. Робота поля при переміщенні провідника (контуру) зі струмом в

Цьому полі.

Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...

Розглянемо випадок, коли прямолінійний провідник довжиною l зі

Струмом І переміщується по направляючим дротам в однорідному магнітному полі з індукцією Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота.... Площина переміщення провідника перпендикулярна полю.

Робота по переміщенню провідника l здійснюється Амперовою силою F(F=Const) на відстань dx:

Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...,

Де: dA – елементарна робота; F – сила; dx — елементарне переміщення провідника l; Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...-елементарна площина, описана провідником при переміщенні на dx.

Згідно визначення потоку індукції магнітного поля крізь площину dS маємо: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота..., отже: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота....

Робота переміщення провідника зі струмом в магнітному полі або робота струму в магнітному полі дорівнює добутку сили струму на зміну потоку магнітної індукції крізь площу, яку обтікає цей струм.

2. Електромагнітна індукція.

Якщо електричний струм створює магнітне поле (дослід Ерстеда з магнітною стрілкою), то чи може, навпаки, магнітне поле породжувати струм? Ствердно відповісти на це питання вдалося першим в 1831 р. Майклу Фарадею.

Фарадей дослідним шляхом встановив, що електричний струм збуджується в замкненому контурі у випадках, коли контур, розміщений в магнітному полі, деформується, коли контур обертається чи рухається в неоднорідному полі, або коли нерухомий контур знаходиться в нестаціонарному полі.

Електромагнітна індукція – це фізичне явище виникнення електричного струму в замкненому контурі при зміні магнітного поля, яке пронизує цей провідний контур.

Індукційний струм – це струм, який збуджується магнітним полем в замкненому контурі.

Електрорушійна сила індукції – це не електростатична е. р.с., яка зумовлює індукційний струм.

На підставі своїх дослідів М. Фарадей сформулював висновок (закон електромагнітної індукції): в замкненому контурі індукується струм в усіх випадках, коли відбувається зміна потоку магнітної індукції крізь площу, обмежену контуром.

За законом Фарадея: електрорушійна сила індукції пропорційна швидкості зміни потоку магнітної індукції: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота..., де: Ф – потік магнітної індукції; t — час.

3. Правило Ленца. Струми Фуко.

Дослід вказує на те, що напрям індукційного струму в контурі залежить від того, зростає, чи зменшується магнітний потік, що пронизує контур.

Загальне правило, яке дозволяє встановити напрям індукційного струму в контурі, сформулював в 1833 р. Е. Х. Ленц.

Правило Ленца: індукційний струм має такий напрям, що його власне магнітне поле компенсує зміну потоку магнітної індукції, яка викликає цей струм.

Тобто власне магнітне поле індукційного струму заважає зміні потоку магнітної індукції, яка викликала появу індукційного струму.

В усіх випадках електромагнітної індукції має місце перетворення енергії з одних видів в інші. Електрорушійна сила індукції згідно закону Фарадея та правила Ленца має вираз: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота....

Знак „-„ вказує, що е. р.с. індукції εі спрямована так, що вектор індукції індукційного струму протидіє зміні потоку магнітної індукції dФ: якщо потік збільшується (dФ>0), то εі<0 і поле індукційного струму спрямоване назустріч потоку; якщо потік зменшується (dФ<0), то εі>0 і напрями поля інд. струму та потоку співпадають.

Формула для εі дає можливість дати таке формулювання для одиниці потоку магнітної індукції – вебера: якщо потік магнітної індукції крізь площу, обмежену контуром, змінюється на 1 Вб за 1с, то в контурі індукується е. р.с., яка дорівнює 1В: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...

4. Самоіндукція. Індуктивність. Е. Р.С. самоіндукції.

Коли змінний струм проходить через контур, виникає змінний потік магнітної індукції, який пронизує контур. Це приводить до появи ЕРС індукції і додаткового струму. Таке явище називають самоіндукцією., а додатковий струм – екстраструмом. За правилом Ленца екстраструм протилежно напрямлений зростаючому і збігається з убиваючим струмом джерела, ввімкненого в коло.

Індуктивність. Магнітний потік через контури, які мають різні розміри і форму, при заданому струмі неоднаковий. Велична, що дорівнює потоку магнітної індукції через площу поверхні такого контуру, в якому сила струму дорівнює одиниці, називається коефіцієнтом самоіндукції, або індуктивністю Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...:

Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота....

Індуктивність залежить від форми і розмірів провідника, а також магнітних властивостей середовища, в якому він розташований. Індуктивність довгого соленоїда довжиною Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота..., з кількістю витків на одиницю довжини Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота... і площею поперечного перерізу Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...Дорівнює:

Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота....

Вимірюють індуктивність у Генрі (Гн):1 Гн= 1Вб/А. ЕРС самоіндукції: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота....

Зупинимося тепер на фізичній природі е. р.с. індукції. У випадках руху провідного контуру в магнітному полі е. р.с. індукції зумовлюється дією лоренцевої сили на заряди в контурі, які в цьому випадку є рухомими.

Розглянемо випадок руху контуру в перпендикулярному однорідному магнітному полі.

Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...

Провідник СД (частина контуру) рухається в полі Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота... зі швидкістю Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...; разом з ним рухаються і електрони е; рух е спрямований протилежно напряму руху струму (бо струм — рух позитивно заряджених часток); згідно правила лівої руки на електрони діє лоренцева сила Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота..., спрямована вгору. Внаслідок цього на дільниці Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота... відбудеться розділ зарядів, тобто вільні електрони піднімуться вгору, і між точками Д та С виникне різниця потенціалів, яка дорівнює е. р.с. індукції:

Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...,

Де: dS – площа, яку описує ділянка l внаслідок руху на відстань dx за час dt.

Оскільки: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота... маємо: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота....

У випадку нерухомого контуру, який знаходиться в нестаціонарному магнітному полі, Лоренцева сила на заряди вже не діє, і виникнення е. р.с. індукції зумовлюється вихровим електричним полем.

Вихрове електричне поле – це ел. поле з замкненими силовими лініями (не мають ні початку, ні кінця). За Максвелом: змінне магнітне поле з напруженістю Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота... утворює в просторі вихрове (змінне) електричне поле з напруженістю Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота..., при цьому лінії напруженості магнітного поля концентрично охоплюються лініями напруженості електричного поля.

Сили вихрового електричного поля розділяють заряди в провідному контурі, утворюючи в ньому змінну різницю потенціалів, яка дорівнює е. р.с. індукції.

Індукційні струми виникають в усіх провідних середовищах.

Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...

Сили вихрового електричного поля розділяють заряди в провідному контурі, утворюючи в ньому змінну різницю потенціалів, яка дорівнює е. р.с. індукції.

Індукційні струми виникають в усіх провідних середовищах.

Струми Фуко – це індукційні струми, які виникають в суцільних масивних провідниках, які пронизуються змінним магнітним полем.

Струми Фуко – вихрові струми, вони замикаються в товщі провідників, проходячи в площинах, які перпендикулярні потоку магнітної індукції.

Використовують стуми Фуко для плавлення металів у непровідних тиглях (індукційна плавка); у магнітопроводах трансформаторів та інших електричних машин зі струмами Фуко ведуть боротьбу, набираючи магнітопроводи з окремих тонких ізольованих пластин, або роблячи їх з феритів.

5. Енергія магнітного поля.

Як вже відомо, магнітні поле повністю пов‘язане зі струмом: воно з‘являється та зникає разом з появою, зміною та зникненням струму. Тому магнітне поле має енергію, яка дорівнює роботі струму по створенню цього поля, або, що те ж саме, по створенню потоку магнітної індукції, пов‘язаного зі струмом.

За наявністю у магнітного поля енергії пов‘язана фізична сутність явища електромагнітної індукції. Процеси для, наприклад, самоіндукції протікають таким чином: сила струму в довільному замкненому контурі зростає напротязі деякого відрізка часу, тому що частина енергії струму витрачається в цей час на створення магнітного поля; це „гальмування” зростаючого струму рівносильне виникненню в контурі струму протиіндукції; коли струм досягає максимального значення він стає сталим і сталим залишається його магнітне поле. Якщо струм вимкнути, то зникає і його магнітне поле, але енергія магнітного поля перетворюється в енергію струму самоіндукції, який підсилює вимкнений струм.

Таким чином, явище електромагнітної індукції базується на взаємних перетвореннях енергій електричного та магнітного полів.

Отримаємо вираз для енергії магнітного поля. Нехай в довільному контурі струм зростає від нуля до максимального значення І; цей струм створює магнітний потік:

Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...; Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...;

Робота по створенню цього потоку Ф дорівнює: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...

Отже енергія магнітного поля, пов‘язаного зі струмом в контурі дорівнює цій роботі: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...

Магнітне поле тороїда зосереджено в об‘ємі тороїда, тому об‘єм тороїда це і є об‘єм магнітного поля тороїда. Обчислимо енергію магнітного поля тороїда.

Напруженість поля: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...; сила струму в тороїді: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...;

Де: l — довжина; n — число витків тороїда. З урахуванням виразу для ідуктивності тороїда Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота..., отримуємо: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...,

Де: Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота... — об‘єм тороїда.

Таким чином енергія магнітного поля пропорційна квадрату його напруженості та об‘єму охопленого ним простору.

Густина енергії магнітного поля – це відношення енергії поля до об’єму, що займає поле:

Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота....

Якщо у просторі існують одночасно електричне та магнітне поле, то маємо густину електромагнітного поля:

Електромагнітна індукція (СР). План 1. Робота...

Реферати

  • комплексные показатели качества товара
  • определение кинетического потенциала
  • органолептические методы контроля качества
  • технологического процесса выработки свинины без кости
  • технологическая схема производства полуфабрикатов из свинины
  • класифікація дефектів харчових продуктів
  • Клиент для комментариев WordPress
Tagged with: , , , ,
Posted in Фізика
Перелік предметів:
  1. Інформаційні технологіі в галузі
  2. Інформаційні технологіі в системах якості стандартизаціісертифікаціі
  3. Історія української культури
  4. Бухоблік у ресторанному господарстві
  5. Діловодство
  6. Мікропроцесорні системи управління технологічними процесами
  7. Науково-практичні основи технологіі молока і молочних продуктів
  8. Науково-практичні основи технологіі м’яса і м’ясних продуктів
  9. Організація обслуговування у підприємствах ресторанного господарства
  10. Основи наукових досліджень та технічноі творчості
  11. Основи охорони праці
  12. Основи підприємницькоі діяльності та агробізнесу
  13. Політологія
  14. Технологічне обладнання для молочноі промисловості
  15. Технологічне обладнання для м’ясноі промисловості
  16. Технологічний семінар
  17. Технологія зберігання консервування та переробки молока
  18. Технологія зберігання консервування та переробки м’яса
  19. Технологія продукціі підприємств ресторанного господарства
  20. Технохімічний контроль
  21. Технохімічний контроль
  22. Управління якістю продукціі ресторанного господарства
  23. Вища математика 3к.1с
  24. Вступ до фаху 4к.2с.
  25. Загальні технології харчових виробництв
  26. Загальна технологія харчових виробництв 4к.2с.
  27. Мікробіологія молока і молочних продуктів 3к.1с
  28. Математичні моделі в розрахунках на еом
  29. Методи контролю харчових виробництв
  30. Основи фізіології та гігієни харчування 3к.1с
  31. Отримання доброякісного молока 3к.1с
  32. Прикладна механіка
  33. Прикладна механіка 4к.2с.
  34. Теоретичні основи технології харчових виробництв
  35. Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса
  36. Фізика
  37. Харчові та дієтичні добавки
  38. Фізичне виховання 3к.1с

На русском

  1. Методы контроля пищевых производств
  2. Общая технология пищевых производств
  3. Теоретические основы технологий пищевых производств
  4. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
LiveInternet