Τι είναι η μαγνητική ροή;

Προκειμένου να δοθεί μια ακριβής ποσοτική διατύπωση του νόμου του Faraday για την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, είναι απαραίτητο να εισαχθεί μια νέα τιμή - η ροή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής.

Το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής χαρακτηρίζει το μαγνητικό πεδίο σε κάθε σημείο του χώρου. Μπορείτε να εισάγετε μια άλλη τιμή που εξαρτάται από τις τιμές του διανύσματος όχι σε ένα σημείο, αλλά σε όλα τα σημεία της επιφάνειας που οριοθετούνται από ένα επίπεδο κλειστό περίγραμμα.

Για να το κάνετε αυτό, σκεφτείτε έναν επίπεδο κλειστό αγωγό (κύκλωμα), που περιορίζει την επιφάνεια S και τοποθετείται σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο (Εικ. 2.4). Το κανονικό (διάνυσμα του οποίου το μέτρο είναι ίσο με ένα) στο επίπεδο του αγωγού σχηματίζει γωνία με την κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής. Η μαγνητική ροή Ф (ροή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής) διαμέσου μιας επιφάνειας με εμβαδόν S είναι μια τιμή ίση με το γινόμενο του συντελεστή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής από την περιοχή S και το συνημίτονο της γωνίας μεταξύ των διανυσμάτων και:

Το προϊόν είναι μια προβολή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής στο κανονικό προς το επίπεδο περιγράμματος. Να γιατί

Η μαγνητική ροή είναι μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερα είναι τα B n και S. Η τιμή του Φ ονομάζεται «μαγνητική ροή» κατ' αναλογία με τη ροή του νερού, η οποία είναι όσο μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερη μεγαλύτερη ταχύτηταροή νερού και επιφάνεια διατομής σωλήνα.

Η μαγνητική ροή μπορεί να ερμηνευτεί γραφικά ως μια ποσότητα ανάλογη με τον αριθμό των γραμμών μαγνητικής επαγωγής που διαπερνούν μια επιφάνεια της περιοχής S.

Η μονάδα μαγνητικής ροής είναι Βέμπερ. σε 1 weber (1 Wb) δημιουργείται από ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο με επαγωγή 1 T μέσω μιας επιφάνειας 1 m 2 που βρίσκεται κάθετα στο διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής.

Η μαγνητική ροή εξαρτάται από τον προσανατολισμό της επιφάνειας που διαπερνά το μαγνητικό πεδίο.

Γενικευμένες πληροφορίες για τη μαγνητική ροή

Το σημερινό μάθημα της φυσικής μαζί μας είναι αφιερωμένο στο θέμα του μαγνητική ροή. Για να δώσουμε μια ακριβή ποσοτική διατύπωση του νόμου του Faraday για την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, θα χρειαστεί να εισαγάγουμε μια νέα ποσότητα, η οποία στην πραγματικότητα ονομάζεται μαγνητική ροή ή ροή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής.

Από τις προηγούμενες κατηγορίες, γνωρίζετε ήδη ότι το μαγνητικό πεδίο περιγράφεται από το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής Β. Με βάση την έννοια του διανύσματος επαγωγής Β, μπορούμε να βρούμε τη μαγνητική ροή. Για να γίνει αυτό, θα εξετάσουμε έναν κλειστό αγωγό ή κύκλωμα με εμβαδόν S. Ας υποθέσουμε ότι διέρχεται από αυτό ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο με επαγωγή Β. Τότε η μαγνητική ροή F το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής μέσω μιας επιφάνειας με εμβαδόν S είναι η τιμή του γινόμενου του συντελεστή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής Β και του εμβαδού του κυκλώματος S και συν της γωνίας μεταξύ του κανονικού διανύσματος al.

Γενικά, έχουμε καταλήξει στο συμπέρασμα ότι αν τοποθετήσουμε ένα κύκλωμα με ρεύμα σε μαγνητικό πεδίο, τότε όλες οι γραμμές επαγωγής αυτού του μαγνητικού πεδίου θα περάσουν από το κύκλωμα. Δηλαδή, μπορούμε με ασφάλεια να πούμε ότι η γραμμή μαγνητικής επαγωγής είναι αυτή ακριβώς η μαγνητική επαγωγή, η οποία βρίσκεται σε κάθε σημείο αυτής της γραμμής. Ή μπορούμε να πούμε ότι οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής είναι η ροή του διανύσματος επαγωγής κατά μήκος του χώρου που περιορίζεται και περιγράφεται από αυτές τις γραμμές, δηλαδή μαγνητική ροή.

Και τώρα ας θυμηθούμε τι ισούται με τη μονάδα μαγνητικής ροής:

Κατεύθυνση και ποσότητα μαγνητικής ροής

Αλλά είναι επίσης απαραίτητο να γνωρίζουμε ότι κάθε μαγνητική ροή έχει τη δική της κατεύθυνση και ποσοτική τιμή. Σε αυτή την περίπτωση, μπορούμε να πούμε ότι το κύκλωμα διαπερνά μια συγκεκριμένη μαγνητική ροή. Και επίσης, πρέπει να σημειωθεί ότι το μέγεθος της μαγνητικής ροής εξαρτάται επίσης από το μέγεθος του κυκλώματος, δηλαδή όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος του κυκλώματος, τόσο μεγαλύτερη θα περάσει η μαγνητική ροή μέσα από αυτό.

Εδώ μπορούμε να συνοψίσουμε και να πούμε ότι η μαγνητική ροή εξαρτάται από την περιοχή του χώρου από την οποία διέρχεται. Αν, για παράδειγμα, πάρουμε ένα σταθερό πλαίσιο συγκεκριμένου μεγέθους, το οποίο το διαπερνά σταθερό μαγνητικό πεδίο, τότε σε αυτή την περίπτωση η μαγνητική ροή που διέρχεται από αυτό το πλαίσιο θα είναι σταθερή.

Με την αύξηση της ισχύος του μαγνητικού πεδίου, η μαγνητική επαγωγή θα αυξηθεί φυσικά. Επιπλέον, το μέγεθος της μαγνητικής ροής θα αυξηθεί επίσης αναλογικά, ανάλογα με το αυξημένο μέγεθος της επαγωγής.

Πρακτική εργασία

1. Κοιτάξτε προσεκτικά αυτό το σχήμα και δώστε μια απάντηση στην ερώτηση: Πώς μπορεί να αλλάξει η μαγνητική ροή εάν το κύκλωμα περιστρέφεται γύρω από τον άξονα OO";

2. Πώς πιστεύετε, πώς μπορεί να αλλάξει η μαγνητική ροή αν πάρουμε ένα κλειστό κύκλωμα, το οποίο βρίσκεται σε μια ορισμένη γωνία ως προς τις γραμμές της μαγνητικής επαγωγής, και το εμβαδόν του είναι στο μισό και το διανυσματικό δομοστοιχείο τετραπλασιάζεται;
3. Κοιτάξτε τις επιλογές απάντησης και πείτε μου πώς να προσανατολίσω το πλαίσιο σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο έτσι ώστε η ροή μέσω αυτού του πλαισίου να είναι μηδέν; Ποια από τις απαντήσεις θα είναι σωστή;

4. Κοιτάξτε προσεκτικά το σχέδιο των εικονιζόμενων κυκλωμάτων I και II και δώστε μια απάντηση, πώς μπορεί να αλλάξει η μαγνητική ροή κατά την περιστροφή τους;

5. Τι πιστεύετε ότι καθορίζει την κατεύθυνση του ρεύματος επαγωγής;
6. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μαγνητικής επαγωγής και μαγνητικής ροής; Ονομάστε αυτές τις διαφορές.
7. Ποιος είναι ο τύπος της μαγνητικής ροής και οι ποσότητες που περιλαμβάνονται σε αυτόν τον τύπο.
8. Ποιες μεθόδους μέτρησης μαγνητικής ροής γνωρίζετε;

Είναι ενδιαφέρον να γνωρίζουμε

Γνωρίζατε ότι η αυξημένη ηλιακή δραστηριότητα επηρεάζει το μαγνητικό πεδίο της Γης και περίπου κάθε εντεκάμισι χρόνια αυξάνεται με τέτοιο τρόπο που μπορεί να διαταράξει τις ραδιοεπικοινωνίες, να προκαλέσει βλάβη της πυξίδας και να επηρεάσει αρνητικά την ανθρώπινη ευημερία. Τέτοιες διεργασίες ονομάζονται μαγνητικές καταιγίδες.

Myakishev G. Ya., Φυσική. 11η τάξη: σχολικό βιβλίο. για γενική εκπαίδευση ιδρύματα: βασικά και προφίλ. επίπεδα / G. Ya. Myakishev, B. V. Bukhovtsev, V. M. Charugin; εκδ. V. I. Nikolaev, N. A. Parfenteva. - 17η έκδ., αναθεωρημένη. και επιπλέον - Μ.: Εκπαίδευση, 2008. - 399 σελ.: εικ.

Μεταξύ των πολλών ορισμών και εννοιών που σχετίζονται με ένα μαγνητικό πεδίο, θα πρέπει να επισημανθεί η μαγνητική ροή, η οποία έχει μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται ευρέως στην ηλεκτρονική και την ηλεκτροτεχνική, στο σχεδιασμό οργάνων και συσκευών, καθώς και στον υπολογισμό διαφόρων κυκλωμάτων.

Η έννοια της μαγνητικής ροής

Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να καθοριστεί ακριβώς αυτό που ονομάζεται μαγνητική ροή. Αυτή η τιμή πρέπει να λαμβάνεται υπόψη σε συνδυασμό με ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο. Είναι ομοιογενές σε κάθε σημείο του καθορισμένου χώρου. Μια ορισμένη επιφάνεια, η οποία έχει κάποια σταθερή περιοχή, που συμβολίζεται με το σύμβολο S, εμπίπτει στη δράση ενός μαγνητικού πεδίου. Οι γραμμές πεδίου δρουν σε αυτήν την επιφάνεια και τη διασχίζουν.

Έτσι, η μαγνητική ροή Ф, που διασχίζει την επιφάνεια με την περιοχή S, αποτελείται από έναν ορισμένο αριθμό γραμμών που συμπίπτουν με το διάνυσμα Β και διέρχονται από αυτήν την επιφάνεια.

Αυτή η παράμετρος μπορεί να βρεθεί και να εμφανιστεί ως ο τύπος Φ = BS cos α, στον οποίο α είναι η γωνία μεταξύ της κανονικής κατεύθυνσης προς την επιφάνεια S και του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής Β. Με βάση αυτόν τον τύπο, μπορεί κανείς να προσδιορίσει τη μαγνητική ροή με μέγιστη αξίαστο οποίο cos α \u003d 1, και η θέση του διανύσματος Β θα γίνει παράλληλη προς την κανονική κάθετη στην επιφάνεια S. Και, αντίστροφα, η μαγνητική ροή θα είναι ελάχιστη εάν το διάνυσμα Β βρίσκεται κάθετα στην κανονική.

Σε αυτήν την έκδοση, οι διανυσματικές γραμμές απλώς γλιστρούν κατά μήκος του επιπέδου και δεν το διασχίζουν. Δηλαδή, η ροή λαμβάνεται υπόψη μόνο κατά μήκος των γραμμών του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής που διασχίζει μια συγκεκριμένη επιφάνεια.

Για να βρεθεί αυτή η τιμή, χρησιμοποιείται weber ή volt-second (1 Wb \u003d 1 V x 1 s). Αυτή η παράμετρος μπορεί να μετρηθεί σε άλλες μονάδες. Η μικρότερη τιμή είναι το maxwell, που είναι 1 Wb = 10 8 μs ή 1 μs = 10 -8 Wb.

Ενέργεια μαγνητικού πεδίου και ροή μαγνητικής επαγωγής

Αν περάσει ηλεκτρικό ρεύμα από έναν αγωγό, τότε σχηματίζεται γύρω του ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο έχει ενέργεια. Η προέλευσή του σχετίζεται με την ηλεκτρική ισχύ της πηγής ρεύματος, η οποία καταναλώνεται εν μέρει για να ξεπεραστεί το EMF αυτοεπαγωγής που εμφανίζεται στο κύκλωμα. Αυτή είναι η λεγόμενη αυτοενέργεια του ρεύματος, λόγω της οποίας σχηματίζεται. Δηλαδή, οι ενέργειες του πεδίου και του ρεύματος θα είναι ίσες μεταξύ τους.

Η τιμή της αυτοενέργειας του ρεύματος εκφράζεται με τον τύπο W \u003d (L x I 2) / 2. Αυτός ο ορισμός θεωρείται ίσος με το έργο που γίνεται από μια πηγή ρεύματος που υπερνικά την αυτεπαγωγή, δηλαδή το EMF αυτοεπαγωγής και δημιουργεί ρεύμα στο ηλεκτρικό κύκλωμα. Όταν το ρεύμα σταματήσει να ενεργεί, η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου δεν εξαφανίζεται χωρίς ίχνος, αλλά απελευθερώνεται, για παράδειγμα, με τη μορφή τόξου ή σπινθήρα.

Η μαγνητική ροή που εμφανίζεται στο πεδίο είναι επίσης γνωστή ως ροή μαγνητικής επαγωγής με θετική ή αρνητική τιμή, η φορά της οποίας υποδεικνύεται συμβατικά από ένα διάνυσμα. Κατά κανόνα, αυτή η ροή διέρχεται από ένα κύκλωμα μέσω του οποίου ρέει ηλεκτρικό ρεύμα. Με μια θετική κατεύθυνση της κανονικής σε σχέση με το περίγραμμα, η κατεύθυνση της κίνησης του ρεύματος είναι μια τιμή που καθορίζεται σύμφωνα με το . Σε αυτή την περίπτωση, η μαγνητική ροή που δημιουργείται από το κύκλωμα με ηλεκτροπληξία, και περνώντας από αυτό το περίγραμμα, θα έχει πάντα τιμή μεγαλύτερη από το μηδέν. Οι πρακτικές μετρήσεις δείχνουν επίσης αυτό.

Η μαγνητική ροή μετριέται συνήθως σε μονάδες που καθορίζονται από το διεθνές σύστημα SI. Αυτό είναι το ήδη γνωστό Weber, το οποίο είναι το μέγεθος της ροής που διέρχεται από ένα επίπεδο εμβαδού 1 m2. Η επιφάνεια αυτή τοποθετείται κάθετα στις γραμμές του μαγνητικού πεδίου με ομοιόμορφη δομή.

Αυτή η έννοια περιγράφεται καλά από το θεώρημα Gauss. Αντανακλά την απουσία μαγνητικών φορτίων, έτσι οι γραμμές επαγωγής αναπαρίστανται πάντα ως κλειστές ή πηγαίνουν στο άπειρο χωρίς αρχή ή τέλος. Δηλαδή, η μαγνητική ροή που διέρχεται από κάθε είδους κλειστές επιφάνειες είναι πάντα μηδενική.

1. Η αρχή του ενεργού ραντάρ.
2. Ραντάρ παλμών. Αρχή λειτουργίας.
3. Βασικός χρονισμός λειτουργίας ενός παλμικού ραντάρ.
4. Τύποι προσανατολισμού ραντάρ.
5. Σχηματισμός σάρωσης στο ραντάρ PPI.
6. Η αρχή λειτουργίας του ημερολογίου επαγωγής.
7. Τύποι απόλυτων υστερήσεων. Υδροακουστικό ημερολόγιο Doppler.
8. Καταγραφέας δεδομένων πτήσης. Περιγραφή της δουλειάς.
9. Σκοπός και αρχή λειτουργίας του AIS.
10.Μετάδοση και λήψη πληροφοριών AIS.
11. Οργάνωση ραδιοεπικοινωνίας σε AIS.
12. Η σύνθεση του εξοπλισμού του πλοίου AIS.
13. Δομικό διάγραμμα του AIS του πλοίου.
14. Η αρχή λειτουργίας του GPS SNS.
15. Η ουσία της λειτουργίας διαφορικού GPS.
16.Πηγές σφαλμάτων στο GNSS.
17. Δομικό διάγραμμα του δέκτη GPS.
18. Η έννοια του ECDIS.
19. Ταξινόμηση ENC.
20. Διορισμός και ιδιότητες του γυροσκοπίου.
21. Η αρχή λειτουργίας της γυροσκοπικής πυξίδας.
22. Η αρχή λειτουργίας μιας μαγνητικής πυξίδας.

Ηλεκτρονικά θερμόμετραχρησιμοποιούνται ευρέως ως μετρητές θερμοκρασίας. Μπορείτε να εξοικειωθείτε με ψηφιακά θερμόμετρα επαφής και χωρίς επαφή στον ιστότοπο http://mera-tek.ru/termometry/termometry-elektronnye. Αυτές οι συσκευές παρέχουν κυρίως μέτρηση θερμοκρασίας σε τεχνολογικές εγκαταστάσεις λόγω της υψηλής ακρίβειας μέτρησης και της υψηλής ταχύτητας εγγραφής.

Στα ηλεκτρονικά ποτενσιόμετρα, τόσο η ένδειξη όσο και η καταγραφή, χρησιμοποιείται αυτόματη σταθεροποίηση ρεύματος στο κύκλωμα του ποτενσιόμετρου και συνεχής αντιστάθμιση θερμοστοιχείου.

Σύνδεση αγωγού- μέρος της τεχνολογικής διαδικασίας σύνδεσης του καλωδίου. Οι κλώνοι αγωγοί με εμβαδόν διατομής από 0,35 έως 1,5 mm 2 συνδέονται με συγκόλληση μετά τη συστροφή των μεμονωμένων συρμάτων (Εικ. 1). Εάν αποκατασταθούν με μονωτικούς σωλήνες 3, τότε πριν στρίψετε τα σύρματα, πρέπει να τοποθετηθούν στον πυρήνα και να μετακινηθούν στην τομή της θήκης 4.

Ρύζι. 1. Σύνδεση πυρήνων με συστροφή: 1 - αγώγιμος πυρήνας. 2 - μόνωση πυρήνα. 3 - μονωτικός σωλήνας. 4 - θήκη καλωδίου. 5 - επικασσιτερωμένα σύρματα. 6 - συγκολλημένη επιφάνεια

Συμπαγείς αγωγοίεπικαλύπτονται, στερεώνονται πριν από τη συγκόλληση με δύο επιδέσμους δύο ή τριών στροφών από επικασσιτερωμένο χάλκινο σύρμα με διάμετρο 0,3 mm (Εικ. 2). Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ειδικά τερματικά wago 222 415, τα οποία σήμερα έχουν γίνει πολύ δημοφιλή λόγω της ευκολίας χρήσης και της αξιοπιστίας λειτουργίας.

Κατά την εγκατάσταση ηλεκτρικών ενεργοποιητών, το περίβλημά τους πρέπει να γειώνεται με σύρμα με διατομή τουλάχιστον 4 mm 2 μέσω της βίδας γείωσης. Το σημείο σύνδεσης του αγωγού γείωσης καθαρίζεται σχολαστικά και μετά τη σύνδεση, εφαρμόζεται ένα στρώμα γράσου CIATIM-201 για να τον προστατεύει από τη διάβρωση. Στο τέλος της εγκατάστασης, με τη βοήθεια του ελέγχου της τιμής, που πρέπει να είναι τουλάχιστον 20 MΩ, και της συσκευής γείωσης, που δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10 Ω.

Ρύζι. 1. Διάγραμμα ηλεκτρικών συνδέσεων του μπλοκ αισθητήρα ενός ηλεκτρικού μηχανισμού μονής στροφής. A - μονάδα ενισχυτή BU-2, B - μονάδα μαγνητικού αισθητήρα, C - ηλεκτρικός ενεργοποιητής

21.03.2019

Τύποι αναλυτών αερίων

Χρησιμοποιώντας αέριο σε κλιβάνους, διάφορες συσκευές και εγκαταστάσεις, είναι απαραίτητο να ελέγχεται η διαδικασία της καύσης του προκειμένου να διασφαλιστεί η ασφαλής λειτουργία και η αποτελεσματική λειτουργία του εξοπλισμού. Ταυτόχρονα, η ποιοτική και ποσοτική σύνθεση περιβάλλον αερίουκαθορίζεται χρησιμοποιώντας συσκευές που ονομάζονται

Η εικόνα δείχνει ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο. Ομογενής σημαίνει το ίδιο σε όλα τα σημεία ενός δεδομένου όγκου. Στο πεδίο τοποθετείται μια επιφάνεια με εμβαδόν S. Οι γραμμές πεδίου τέμνουν την επιφάνεια.

Προσδιορισμός μαγνητικής ροής:

Η μαγνητική ροή Ф μέσω της επιφάνειας S είναι ο αριθμός των γραμμών του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής Β που διέρχονται από την επιφάνεια S.

Τύπος μαγνητικής ροής:

Εδώ α είναι η γωνία μεταξύ της διεύθυνσης του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής Β και της κάθετης προς την επιφάνεια S.

Μπορεί να φανεί από τον τύπο της μαγνητικής ροής ότι η μέγιστη μαγνητική ροή θα είναι στο cos α = 1, και αυτό θα συμβεί όταν το διάνυσμα B είναι παράλληλο με το κανονικό στην επιφάνεια S. Η ελάχιστη μαγνητική ροή θα είναι στο cos α = 0, αυτό θα είναι όταν το διάνυσμα B είναι κάθετο στην κανονική στην επιφάνεια S, γιατί σε αυτή την περίπτωση το διάνυσμα B είναι κατά μήκος της εγκάρσιας επιφάνειας S.

Και σύμφωνα με τον ορισμό της μαγνητικής ροής, λαμβάνονται υπόψη μόνο εκείνες οι γραμμές του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής που τέμνουν μια δεδομένη επιφάνεια.

Η μαγνητική ροή μετριέται σε webers (volt-second): 1 wb \u003d 1 v * s. Επιπλέον, το Maxwell χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της μαγνητικής ροής: 1 wb \u003d 10 8 μs. Αντίστοιχα, 1 μs = 10 -8 wb.

Η μαγνητική ροή είναι ένα βαθμωτό μέγεθος.

ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΤΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

Γύρω από έναν αγωγό με ρεύμα υπάρχει ένα μαγνητικό πεδίο που έχει ενέργεια. Από πού προέρχεται; Η πηγή ρεύματος που περιλαμβάνεται στο ηλεκτρικό κύκλωμα έχει απόθεμα ενέργειας. Τη στιγμή του κλεισίματος του ηλεκτρικού κυκλώματος, η πηγή ρεύματος δαπανά μέρος της ενέργειάς της για να ξεπεράσει τη δράση του αναδυόμενου EMF αυτοεπαγωγής. Αυτό το μέρος της ενέργειας, που ονομάζεται δική της ενέργειαρεύμα, και πηγαίνει στο σχηματισμό ενός μαγνητικού πεδίου. Η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου είναι ίση με την αυτοενέργεια του ρεύματος. Η αυτοενέργεια του ρεύματος είναι αριθμητικά ίση με το έργο που πρέπει να κάνει η πηγή ρεύματος για να ξεπεράσει το EMF αυτοεπαγωγής προκειμένου να δημιουργηθεί ρεύμα στο κύκλωμα.

Η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από το ρεύμα είναι ευθέως ανάλογη με το τετράγωνο της έντασης του ρεύματος. Πού εξαφανίζεται η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου αφού σταματήσει το ρεύμα; - ξεχωρίζει (όταν ανοίγει ένα κύκλωμα με αρκετά μεγάλο ρεύμα, μπορεί να εμφανιστεί σπινθήρας ή τόξο)

4.1. Ο νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Αυτο-επαγωγή. Επαγωγή

Βασικοί τύποι

Ο νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής (νόμος του Faraday):

, (39)

πού είναι το επαγωγικό emf· είναι η συνολική μαγνητική ροή (σύνδεση ροής).

Η μαγνητική ροή που δημιουργείται από το ρεύμα στο κύκλωμα,

όπου είναι η αυτεπαγωγή του κυκλώματος· είναι η ισχύς του ρεύματος.

Ο νόμος του Faraday όπως εφαρμόζεται στην αυτεπαγωγή

Το emf επαγωγής που συμβαίνει όταν το πλαίσιο περιστρέφεται με ρεύμα σε ένα μαγνητικό πεδίο,

όπου είναι η επαγωγή του μαγνητικού πεδίου, είναι η περιοχή του πλαισίου, είναι η γωνιακή ταχύτητα περιστροφής.

ηλεκτρομαγνητική αυτεπαγωγή

, (43)

πού είναι η μαγνητική σταθερά· είναι η μαγνητική διαπερατότητα της ουσίας· είναι ο αριθμός των στροφών της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας· είναι η περιοχή τομής της στροφής· είναι το μήκος της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας.

Ρεύμα ανοιχτού κυκλώματος

όπου είναι η ισχύς του ρεύματος που καθορίζεται στο κύκλωμα· είναι η αυτεπαγωγή του κυκλώματος· είναι η αντίσταση του κυκλώματος· είναι ο χρόνος ανοίγματος.

Η ισχύς του ρεύματος όταν το κύκλωμα είναι κλειστό

. (45)

Ωρα χαλάρωσης

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων

Παράδειγμα 1

Το μαγνητικό πεδίο αλλάζει σύμφωνα με το νόμο , όπου = 15 mT,. Ένα κυκλικό αγώγιμο πηνίο με ακτίνα = 20 cm τοποθετείται σε μαγνητικό πεδίο υπό γωνία προς την κατεύθυνση του πεδίου (την αρχική χρονική στιγμή). Βρείτε το emf επαγωγής που εμφανίζεται στο πηνίο σε χρόνο = 5 s.

Λύση

Σύμφωνα με το νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, το emf επαγωγής που προκύπτει στο πηνίο, όπου είναι η μαγνητική ροή συζευγμένη στο πηνίο.

πού είναι η περιοχή του πηνίου, είναι η γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής και της κανονικής προς το περίγραμμα:.

Ας αντικαταστήσουμε τις αριθμητικές τιμές: = 15 mT,, = 20 cm = = 0,2 m,.

Οι υπολογισμοί δίνουν .

Σύμφωνα με το νόμο του Faraday, όπου, τότε, αλλά, επομένως.

Το σύμβολο «–» υποδηλώνει ότι το επαγωγικό emf και το ρεύμα επαγωγής κατευθύνονται αριστερόστροφα.

ΑΥΤΟΕΠΑΓΩΓΗ

Κάθε αγωγός μέσω του οποίου ρέει ηλεκτρικό ρεύμα βρίσκεται στο δικό του μαγνητικό πεδίο.

Όταν η ισχύς του ρεύματος αλλάζει στον αγωγό, το m.field αλλάζει, δηλ. η μαγνητική ροή που δημιουργείται από αυτό το ρεύμα αλλάζει. Μια αλλαγή στη μαγνητική ροή οδηγεί στην εμφάνιση ενός ηλεκτρικού πεδίου δίνης και ένα επαγωγικό EMF εμφανίζεται στο κύκλωμα. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αυτοεπαγωγή.Αυτοεπαγωγή είναι το φαινόμενο του EMF επαγωγής σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα ως αποτέλεσμα της αλλαγής της ισχύος του ρεύματος. Το EMF που προκύπτει ονομάζεται emf αυτοεπαγωγής.

Εκδήλωση του φαινομένου της αυτεπαγωγής

Κλείσιμο του κυκλώματος Όταν ένα κύκλωμα είναι κλειστό, το ρεύμα αυξάνεται, γεγονός που προκαλεί αύξηση της μαγνητικής ροής στο πηνίο, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό πεδίο δίνης, που κατευθύνεται ενάντια στο ρεύμα, δηλ. εμφανίζεται ένα EMF αυτο-επαγωγής στο πηνίο, το οποίο εμποδίζει την άνοδο του ρεύματος στο κύκλωμα (το πεδίο της δίνης επιβραδύνει τα ηλεκτρόνια). Σαν άποτέλεσμα Το L1 ανάβει αργότερα,από το L2.

Ανοικτό κύκλωμα Όταν ανοίγει το ηλεκτρικό κύκλωμα, το ρεύμα μειώνεται, υπάρχει μείωση της m.flow στο πηνίο, εμφανίζεται ένα ηλεκτρικό πεδίο στροβιλισμού, κατευθυνόμενο σαν ρεύμα (τείνει να διατηρεί την ίδια ένταση ρεύματος), δηλ. Στο πηνίο εμφανίζεται ένα αυτοεπαγωγικό emf, το οποίο διατηρεί το ρεύμα στο κύκλωμα. Ως αποτέλεσμα, το L όταν είναι απενεργοποιημένο αναβοσβήνει έντονα.Συμπέρασμα στην ηλεκτρική μηχανική, το φαινόμενο της αυτοεπαγωγής εκδηλώνεται όταν το κύκλωμα είναι κλειστό (το ηλεκτρικό ρεύμα αυξάνεται σταδιακά) και όταν το κύκλωμα ανοίγει (το ηλεκτρικό ρεύμα δεν εξαφανίζεται αμέσως).

ΕΠΑΓΩΓΗ

Από τι εξαρτάται το EMF της αυτεπαγωγής; Το ηλεκτρικό ρεύμα δημιουργεί το δικό του μαγνητικό πεδίο. Η μαγνητική ροή μέσω του κυκλώματος είναι ανάλογη με την επαγωγή του μαγνητικού πεδίου (Φ ~ B), η επαγωγή είναι ανάλογη με την ένταση ρεύματος στον αγωγό (B ~ I), επομένως η μαγνητική ροή είναι ανάλογη με την ένταση του ρεύματος (Ф ~ I). Το emf αυτοεπαγωγής εξαρτάται από τον ρυθμό μεταβολής της ισχύος ρεύματος στο ηλεκτρικό κύκλωμα, από τις ιδιότητες του αγωγού (μέγεθος και σχήμα) και από τη σχετική μαγνητική διαπερατότητα του μέσου στο οποίο βρίσκεται ο αγωγός. Ένα φυσικό μέγεθος που δείχνει την εξάρτηση του EMF αυτοεπαγωγής από το μέγεθος και το σχήμα του αγωγού και από το περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται ο αγωγός ονομάζεται συντελεστής αυτοεπαγωγής ή αυτεπαγωγή. Επαγωγή - φυσική. μια τιμή αριθμητικά ίση με το EMF της αυτοεπαγωγής που εμφανίζεται στο κύκλωμα όταν η ισχύς του ρεύματος αλλάζει κατά 1 αμπέρ σε 1 δευτερόλεπτο. Επίσης, η αυτεπαγωγή μπορεί να υπολογιστεί με τον τύπο:

όπου F είναι η μαγνητική ροή μέσω του κυκλώματος, I είναι η ισχύς του ρεύματος στο κύκλωμα.

Μονάδες SI για αυτεπαγωγή:

Η επαγωγή του πηνίου εξαρτάται από: τον αριθμό των στροφών, το μέγεθος και το σχήμα του πηνίου και τη σχετική μαγνητική διαπερατότητα του μέσου (ένας πυρήνας είναι δυνατός).

EMF ΑΥΤΟΕΠΑΓΩΓΗΣ

Το EMF αυτοεπαγωγής αποτρέπει την αύξηση της ισχύος ρεύματος όταν το κύκλωμα είναι ενεργοποιημένο και τη μείωση της ισχύος ρεύματος όταν το κύκλωμα είναι ανοιχτό.

Για να χαρακτηρίσουμε τη μαγνήτιση μιας ουσίας σε μαγνητικό πεδίο, χρησιμοποιούμε μαγνητική ροπή (Π Μ ). Είναι αριθμητικά ίση με τη μηχανική ροπή που βιώνει μια ουσία σε ένα μαγνητικό πεδίο με επαγωγή 1 Τ.

Η μαγνητική ροπή μιας μονάδας όγκου μιας ουσίας τη χαρακτηρίζει μαγνήτιση - Ι , καθορίζεται από τον τύπο:

Εγώ=R Μ /V , (2.4)

Οπου V είναι ο όγκος της ουσίας.

Η μαγνήτιση στο σύστημα SI μετριέται, όπως η τάση, σε Είμαι, η ποσότητα είναι διανυσματική.

Χαρακτηρίζονται οι μαγνητικές ιδιότητες των ουσιών μαζική μαγνητική επιδεκτικότητα - ντο Ο , η ποσότητα είναι αδιάστατη.

Αν ένα σώμα τοποθετηθεί σε μαγνητικό πεδίο με επαγωγή ΣΕ 0 , τότε συμβαίνει μαγνήτιση. Ως αποτέλεσμα, το σώμα δημιουργεί το δικό του μαγνητικό πεδίο με επαγωγή ΣΕ " , το οποίο αλληλεπιδρά με το μαγνητιστικό πεδίο.

Σε αυτή την περίπτωση, το διάνυσμα επαγωγής στο περιβάλλον (ΣΕ)θα αποτελείται από διανύσματα:

Β = Β 0 + V " (παραλείφθηκε το σύμβολο του διανύσματος), (2.5)

Οπου ΣΕ " - επαγωγή του ίδιου του μαγνητικού πεδίου της μαγνητισμένης ουσίας.

Η επαγωγή του δικού της πεδίου καθορίζεται από τις μαγνητικές ιδιότητες της ουσίας, οι οποίες χαρακτηρίζονται από ογκομετρική μαγνητική επιδεκτικότητα - ντο Ο , η έκφραση είναι αληθής: ΣΕ " = ντο Ο ΣΕ 0 (2.6)

Διαιρέστε με Μ 0 έκφραση (2.6):

ΣΕ " /Μ Ο = ντο Ο ΣΕ 0 /Μ 0

Παίρνουμε: H " = ντο Ο H 0 , (2.7)

Αλλά H " καθορίζει τη μαγνήτιση μιας ουσίας Εγώ , δηλ. H " = Εγώ , στη συνέχεια από (2.7):

Ι=γ Ο H 0 . (2.8)

Έτσι, εάν η ουσία βρίσκεται σε εξωτερικό μαγνητικό πεδίο με ισχύ H 0 , τότε μέσα σε αυτό η επαγωγή ορίζεται από την έκφραση:

Β=Β 0 + V " = m 0 H 0 +m 0 H " = m 0 (Η 0 +Ι)(2.9)

Η τελευταία έκφραση είναι αυστηρά έγκυρη όταν ο πυρήνας (ουσία) βρίσκεται εντελώς σε ένα εξωτερικό ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο (ένας κλειστός δακτύλιος, ένα απείρως μακρύ σωληνοειδές κ.λπ.).

Η ροή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής Β διαμέσου οποιασδήποτε επιφάνειας. Η μαγνητική ροή μέσω μιας μικρής περιοχής dS, εντός της οποίας το διάνυσμα B είναι αμετάβλητο, ισούται με dФ = ВndS, όπου Bn είναι η προβολή του διανύσματος στην κανονική προς την περιοχή dS. Μαγνητική ροή Ф μέσω του τελικού ... ... Μεγάλο εγκυκλοπαιδικό λεξικό

ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΡΟΗ- (ροή μαγνητικής επαγωγής), ροή Ф του μαγνητικού διανύσματος. επαγωγή Β έως γ.λ. επιφάνεια. Το M. p. dΦ μέσω μιας μικρής περιοχής dS, εντός της οποίας το διάνυσμα B μπορεί να θεωρηθεί αμετάβλητο, εκφράζεται με το γινόμενο του μεγέθους της περιοχής και της προβολής Bn του διανύσματος στο ... ... Φυσική Εγκυκλοπαίδεια

μαγνητική ροή- Μια κλιμακωτή τιμή ίση με τη ροή της μαγνητικής επαγωγής. [GOST R 52002 2003] μαγνητική ροή Η ροή της μαγνητικής επαγωγής μέσω μιας επιφάνειας κάθετης στο μαγνητικό πεδίο, που ορίζεται ως το γινόμενο της μαγνητικής επαγωγής σε ένα δεδομένο σημείο και την περιοχή ... ... Εγχειρίδιο Τεχνικού Μεταφραστή

ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΡΟΗ- (σύμβολο F), μέτρο της ισχύος και της έκτασης του ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ. Η ροή διαμέσου της περιοχής Α σε ορθή γωνία προς το ίδιο μαγνητικό πεδίο είναι Ф=mNA, όπου m είναι η μαγνητική διαπερατότητα του μέσου και H είναι η ένταση του μαγνητικού πεδίου. Η πυκνότητα μαγνητικής ροής είναι η ροή ... ... Επιστημονικό και τεχνικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό

ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΡΟΗ- ροή Ф του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής (βλέπε (5)) В μέσω της επιφάνειας S, κάθετη προς το διάνυσμα В σε ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο. Η μονάδα μαγνητικής ροής στο SI (βλ.) ... Μεγάλη Πολυτεχνική Εγκυκλοπαίδεια

ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΡΟΗ- μια τιμή που χαρακτηρίζει τη μαγνητική επίδραση σε μια δεδομένη επιφάνεια. Το M. p. μετριέται από τον αριθμό των μαγνητικών γραμμών δύναμης που διέρχονται από μια δεδομένη επιφάνεια. Τεχνικό λεξικό σιδηροδρόμων. Μ .: Κρατικές μεταφορές ...... Τεχνικό λεξικό σιδηροδρόμων

μαγνητική ροή- κλιμακωτή ποσότητα ίση με τη ροή της μαγνητικής επαγωγής... Πηγή: ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ. ΟΡΟΙ ΚΑΙ ΟΡΙΣΜΟΙ ΒΑΣΙΚΩΝ ΕΝΝΟΙΩΝ. GOST R 52002 2003 (εγκεκριμένο από το Διάταγμα του Κρατικού Προτύπου της Ρωσικής Ομοσπονδίας της 01/09/2003 N 3 st) ... Επίσημη ορολογία

μαγνητική ροή- τη ροή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής Β μέσω οποιασδήποτε επιφάνειας. Η μαγνητική ροή μέσω μιας μικρής περιοχής dS, εντός της οποίας το διάνυσμα Β είναι αμετάβλητο, ισούται με dΦ = BndS, όπου Bn είναι η προβολή του διανύσματος στην κανονική προς την περιοχή dS. Μαγνητική ροή Ф μέσω του τελικού ... ... εγκυκλοπαιδικό λεξικό

μαγνητική ροή- , ροή μαγνητικής επαγωγής ροή του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής μέσω οποιασδήποτε επιφάνειας. Για μια κλειστή επιφάνεια, η συνολική μαγνητική ροή είναι μηδέν, η οποία αντανακλά την ηλεκτρομαγνητική φύση του μαγνητικού πεδίου, δηλαδή την απουσία στη φύση του ... Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό Μεταλλουργίας

μαγνητική ροή- 12. Μαγνητική ροή Ροή μαγνητικής επαγωγής Πηγή: GOST 19880 74: Ηλεκτρολογία. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. Όροι και ορισμοί πρωτότυπο έγγραφο 12 magnetic on ... Λεξικό-βιβλίο αναφοράς όρων κανονιστικής και τεχνικής τεκμηρίωσης

Βιβλία

• , Mitkevich V. F. Αυτό το βιβλίο περιέχει πολλά στα οποία δεν δίνεται πάντα η δέουσα προσοχή όσον αφορά τη μαγνητική ροή και που δεν έχουν εκφραστεί ακόμη επαρκώς με σαφήνεια ή δεν έχουν εκφραστεί με αρκετή σαφήνεια ... Αγορά για 2252 UAH (μόνο Ουκρανία)
• Η μαγνητική ροή και ο μετασχηματισμός της, VF Mitkevich Αυτό το βιβλίο θα δημιουργηθεί σύμφωνα με την παραγγελία σας χρησιμοποιώντας την τεχνολογία Print-on-Demand. Υπάρχουν πολλά σε αυτό το βιβλίο στα οποία δεν δίνεται πάντα η δέουσα προσοχή όταν πρόκειται για…