Магнитный поток ф через поверхность площадью s называется: Физика 10-11 класс. Электромагнитная индукция. Правило Ленца :: Класс!ная физика

Содержание

11 класс — Физика

 

Явление электромагнитной индукции было открыто Майлом Фарадеем в 1831 году. Еще за 10 лет до этого Фарадей думал о способе превратить магнетизм в электричество. Он считал, что магнитное поле и электрическое поле должны быть как-то связаны.

Открытие электромагнитной индукции

Например, с помощью электрического поля можно намагнитить железный предмет. Наверное, должна существовать возможность с помощью магнита получить электрический ток.  

Сначала Фарадей открыл явление электромагнитной индукции в неподвижных относительно друг друга проводниках. При возникновении в одной из них тока в другой катушке тоже индуцировался ток. Причем в дальнейшем он пропадал, и появлялся снова лишь при выключении питания одной катушки. 

Через некоторое время Фарадей на опытах доказал, что при перемещении катушки без тока в цепи относительно другой, на концы которой подается напряжение, в первой катушке тоже будет возникать электрический ток.

Следующим опытом было введение в катушку магнита, и при этом тоже в ней появлялся ток.  

Фарадеем была сформулирована основная причина появления тока в замкнутом контуре. В замкнутом проводящем контуре ток возникает при изменении числа линий магнитной индукции, которые пронизывают этот контур.

Чем больше будет это изменение, тем сильнее получится индукционный ток. Неважно, каким образом мы добьемся изменения числа линий магнитной индукции. Например, это можно сделать движением контура в неоднородном магнитном поле, как это происходило в опыте с магнитом или движением катушки. А можем, например, изменять силу тока в соседней с контуром катушке, при этом будет изменяться магнитное поле, создаваемое этой катушкой.

Формулировка закона

Подведем краткий итог. Явление электромагнитной индукции – это явление возникновения тока в замкнутом контуре, при изменении магнитного поля в котором находится этот контур.

Для более точной формулировки закона электромагнитной индукции необходимо ввести величину, которая бы характеризовала магнитное поле – поток вектора магнитной индукции. 2, которая расположена перпендикулярно вектору магнитной индукции.

 

При внесении в катушку магнита в ней возникает индукционный ток. Если к катушке присоединить гальванометр, то можно заметить, что направление тока будет зависеть от того приближаем ли мы магнит или удаляем его.

Магнит будет взаимодействовать с катушкой либо притягиваясь, либо отталкиваясь от нее. Это будет возникать вследствие того, что катушка с проходящим по ней током, будет подобна магниту с двумя полюсами. Направление индуцируемого тока будет определять, где у катушки будет находиться какой из полюсов.

Если приближать к катушке магнит, то в ней будет возникать индукционный ток такого направления, что катушка обязательно будет отталкиваться от магнита. Если мы будет удалять магнит от катушки, то при этом в катушке возникнет такой индукционный ток, что она будет притягиваться к магниту.

Стоит отметить, что не важно каким полюсом мы подносим или убираем магнит, всегда при подносе катушка будет отталкиваться, а при удалении притягиваться. Различие состоит в том, что при приближении магнита к катушке магнитный поток, который будет пронизывать катушку, увеличивается, так как у полюса магнита кучность линий магнитной индукции увеличивается. А при удалении магнита, магнитный поток, пронизывающий катушку, будет уменьшаться.

Узнать направление индукционного тока можно. Для этого существует правило Ленца. Оно основано на законе сохранения. Рассмотрим следующий опыт.

рисунок

Имеется катушка с подключенным к ней гальванометром. К одному и краев катушки начинаем подносить магнит, например, северным полюсом. Количество линий, которые будут пронизывать поверхность каждого витка катушки, будет увеличиваться. Следовательно, будет увеличиваться и значение магнитного потока.

Так как должен выполняться закон сохранения, должно возникнуть магнитное поле, которое будет препятствовать изменению магнитного потока. В нашем случае магнитный поток увеличивался, следовательно, ток должен течь в таком направлении, чтобы линии вектора магнитной индукции, создаваемые катушкой, были направлены в противоположном направлении линиям магнитной индукции, создаваемым магнитом.  

То есть они должны в нашем случае быть направлены вверх. Теперь воспользуемся правилом буравчика. Направляем большой палец правой руки по необходимому нам направлению линий магнитной индукции, то есть — вверх. Тогда остальные пальцы укажут, в какую сторону должен быть направлен индукционный ток. В нашем случае, слева на право.

Аналогичный процесс происходит при удалении магнита. Убираем магнит, магнитный поток уменьшается, следовательно, должно возникнуть поле которое будет увеличивать магнитный поток. То есть поле линии магнитной индукции, которого будут сонаправлены с линиями магнитной индукции, создаваемыми постоянным магнитом. В нашем случае эти лини направлены вниз. Опять пользуемся правилом буравчика и определяем направление индукционного тока.

 

После возникновения понятия о явлении электромагнитной индукции, интересно было бы узнать её количественные характеристики. Согласно опытам сила индукционного тока, которая возникнет в замкнутом контуре, будет пропорциональна изменению магнитного потока, который пронизывает этот контур.

Магнитный поток

Магнитный поток — это не что иное, как количество пронизывающих контур линий магнитной индукции. Чем больше их пронизывает контур, тем больше будет магнитный поток. Поэтому скорость изменения магнитного потока, можно представить как скорость изменения количество линий магнитной индукции, которые пронизывают контур.

За некоторое достаточно малое время ∆t магнитный поток изменится на некоторую величину ∆Ф. Следовательно, сила индукционного тока в замкнутом контуре будет пропорциональна скорости изменения магнитного потока, который пронизывает поверхность, ограниченную этим контуром.

Ii = ∆Ф/∆t.

Электродвижущая сила

Ток в цепи будет возникать при направленном движении заряженных частиц, под действием некоторых сторонних сил. Электродвижущая сила, величина численно равная работе сил по перемещению, единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура, называется электродвижущей силой. 

При изменении магнитного потока в контуре возникает электрический ток, а следовательно, возникает электродвижущая сила, которая в этом случае называется ЭДС индукции. Для её обозначение используют прописную букву Е. Мы будем обозначать ЭДС индукции Ei.

Согласно закону Ома для замкнутой цепи, будет выполняться следующее равенство:

Ii = Ei/R.

Теперь сформулируем закон электромагнитной индукции. Он будет говорить об ЭДС индукции, так как сила тока, будет зависеть от свойств проводника, а ЭДС будет определяться только изменением магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур.

Закон электромагнитной индукции

ЭДС индукции возникающая в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, которую ограничивает этот контур.

Ei = |∆Ф/∆t |.

Теперь необходимо учесть направление индукционного тока, который возникает в контуре. Для этого в формуле необходимо раскрыть модуль и поставить перед частным знак минус.

Ei = -∆Ф/∆t.

Индукционный ток должен быть направлен в направлении против положительного обхода контура. ЭДС индукции будет отрицательна.

 

Нахождение ЭДС индукции через силу Лоренца

Магнитный поток через контур может изменяться по следующим причинам:

В обоих этих случаях будет выполняться закон электромагнитной индукции. При этом происхождение электродвижущей силы в этих случаях различное. Рассмотрим подробнее второй из этих случаев

В данном случае проводник движется в магнитном поле. Вместе с проводником совершают движение и все заряды, которые находятся внутри проводника. На каждый из таких зарядов со стороны магнитного поля будет действовать сила Лоренца. Она и будет способствовать перемещению зарядов внутри проводника.

  • ЭДС индукции в данном случае будет иметь магнитное происхождение.

Рассмотрим следующий опыт: магнитный контур, у которого одна сторона подвижная, помещают в однородное магнитное поле. Подвижная сторона длиной l начинает скользить вдоль сторон MD и NC с постоянной скоростью V. При этом она постоянно остаётся параллельной стороне СD. Вектор магнитной индукции поля будет перпендикулярен проводнику и составлять угол а с направлением его скорости. На следующем рисунке представлена лабораторная установка для этого опыта:

Сила Лоренца, действующая на движущуюся частицу, вычисляется по следующей формуле:

Fл = |q|*V*B*sin(a).

Сила Лоренца будет направлена вдоль отрезка MN. Рассчитаем работу силы Лоренца:

A = Fл*l = |q|*V*B*l*sin(a).

ЭДС индукции — это отношение работы, совершаемой силой при перемещении единичного положительного заряда, к величине этого заряда. Следовательно, имеем:

Ei = A/|q| = V*B*l*sin(a).

Эта формула будет справедлива для любого проводника, движущегося в с постоянной скоростью в магнитном поле. ЭДС индукции будет только в этом проводнике, так как остальные проводники контура остаются неподвижными. Очевидно, что ЭДС индукции во всем контуре будет равняться ЭДС индукции в подвижном проводнике.

ЭДС из закона электромагнитной индукции 

Магнитный поток через тот же контур, что и в примере выше, будет равняться: 

Ф = B*S*cos(90-a) = B*S*sin(a).

Здесь угол (90-а) = угол между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности контура. За некоторое время ∆t площадь контура будет изменяться на ∆S = -l*V*∆t. Знак «минус» показывает, что площадь уменьшается. При этом за это время магнитный поток изменится:

∆Ф = -B*l*V*sin(a).

Тогда ЭДС индукции равна:

Ei = -∆Ф/∆t = B*l*V*sin(a).

Если весь контур будет двигаться внутри однородного магнитного поля с постоянной скоростью, то ЭДС индукции будет равняться нулю, так как будет отсутствовать изменение магнитного потока.

  • ЭДС индукции будет возникать и при повороте рамки внутри магнитного поля.

Микрофон – электрическое устройство, которое преобразует звуковые колебания воздуха в колебания электрического тока. Микрофоны получили широко распространение в радиовещании, телевидении и т.д.

Электродинамический микрофон

Рассмотрим, как работает микрофон, на самом простом из микрофонов – электородинамическом. Его работа основана на явлении электромагнитной индукции. Рассмотрим устройство электродинамического микрофона.

картинка

Диафрагма микрофона (2) сделана из полистирола или алюминиевой фольги. Она жестко связана со звуковой катушкой. Звуковая катушка (1) изготавливается из очень тонкой проволоки.

Катушку помешают в кольцевой зазор сильно постоянного магнита (3). Линии магнитной индукции будут перпндикулярны виткам катушки.

Когда человек говорит, возникает звуковая волна. Эта волна вызывает колебание диафрагмы, а следовательно и колебание звуковой катушки. Катушка движется в магнитном поле, в её витка индуцируется ток, и на концах катушки возникает переменная ЭДС индукции.

Это переменное напряжение вызывает колебание тока в цепи микрофона. Данные колебания могут быть поданы на громкоговоритель. Электродинамический микрофон имеет очень простую конструкцию.

Так же микрофоны этого типа имеют небольшие габариты и надежны в эксплуатации. При этом искажение преобразуемых колебаний в звуковом диапазоне невелики.

Самоиндукция

Как уже известно, если по катушке идет переменный ток, то магнитный поток, который пронизывает катушку, будет изменяться. При этом, в этом же самом проводнике возникает ЭДС индукции. Это явление называется самоиндукция.

Во время самоиндукции контур, через который проходит ток, выполняет сразу две функции. Переменный ток в проводнике вызовет появление магнитного потока, через поверхность ограниченную контуром. Магнитный поток будет изменяться с течением времени, следовательно, в контуре будет возникать ЭДС индукции.

Напряженность возникающего вихревого поля будет направлена против тока. То есть, вихревое поле будет препятствовать нарастанию тока. Если бы ток уменьшался, то вихревое поле поддерживало бы ток. Явление самоиндукции можно наблюдать, например, на следующем опыте.

Рассмотрим следующую принципиальную электрическую схему. 

Параллельно источнику питания подключены две одинаковые лампочки. В цепь одной из них последовательно включено сопротивление, а в цепь другой – катушка индуктивности. При замыкании ключа, первая лампочка вспыхнет почти мгновенно.

Вторая лампочка включится только спустя некоторое время. ЭДС самоиндукции катушки будет достаточно большим, и будет препятствовать нарастанию силы тока, поэтому свое максимальное значение сила тока достигнет только спустя некоторое время. Теперь рассмотрим следующую схему.

Здесь при размыкании ключа в катушке возникнет ЭДС самоиндукции, которая будет стараться поддерживать ток. В момент размыкания ключа через гальванометр будет протекать ток, обратно направленный по отношению к первоначальному. Сила тока при размыкании может даже превысить силу тока, который был первоначально. Следовательно, ЭДС самоиндукции будет больше ЭДС батареи.

Открытие электромагнитной индукции — Технарь

Явление электромагнитной индукции было открыто Майклом Фарадеем в 1831 году. Еще за 10 лет до этого Фарадей думал о способе превратить магнетизм в электричество. Он считал, что магнитное поле и электрическое поле должны быть как-то связаны.

Открытие электромагнитной индукции

Например, с помощью электрического поля можно намагнитить железный предмет. Наверное, должна существовать возможность с помощью магнита получить электрический ток.

Сначала Фарадей открыл явление электромагнитной индукции в неподвижных относительно друг друга проводниках. При возникновении в одной из них тока в другой катушке тоже индуцировался ток. Причем в дальнейшем он пропадал, и появлялся снова лишь при выключении питания одной катушки.

Через некоторое время Фарадей на опытах доказал, что при перемещении катушки без тока в цепи относительно другой, на концы которой подается напряжение, в первой катушке тоже будет возникать электрический ток.

Фарадеем была сформулирована основная причина появления тока в замкнутом контуре. В замкнутом проводящем контуре ток возникает при изменении числа линий магнитной индукции, которые пронизывают этот контур.

Чем больше будет это изменение, тем сильнее получится индукционный ток. Неважно, каким образом мы добьемся изменения числа линий магнитной индукции. Например, это можно сделать движением контура в неоднородном магнитном поле, как это происходило в опыте с магнитом или движением катушки. А можем, например, изменять силу тока в соседней с контуром катушке, при этом будет изменяться магнитное поле, создаваемое этой катушкой.

Формулировка закона

Явление электромагнитной индукции – это явление возникновения тока в замкнутом контуре, при изменении магнитного поля в котором находится этот контур.

Для более точной формулировки закона электромагнитной индукции необходимо ввести величину, которая бы характеризовала магнитное поле – поток вектора магнитной индукции.

Магнитный поток

Вектор магнитной индукции обозначается буквой B. Он будет характеризовать магнитное поле в любой точке пространства. Теперь рассмотрим замкнутый контур, ограничивающий поверхность площадью S. Поместим его в однородное магнитное поле.

Между вектором нормали к поверхности и вектором магнитной индукции будет некоторый угол а. Магнитный поток Ф через поверхность площадью S называется физическая величина, равная произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь поверхности и косинус угла между вектором магнитной индукции и нормалью к контуру.

Ф = B*S*cos(a).

Произведение B*cos(a) является проекцией вектора В на нормаль n. Поэтому форму для магнитного потока можно переписать следующим образом:

Ф = Bn*S.

Единицей измерения магнитного потока является вебер. Обозначается 1 Вб. Магнитный поток в 1Вб создается магнитным полем с индукцией 1 Тл через поверхность площадь 1 м2, которая расположена перпендикулярно вектору магнитной индукции.

Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция

Если электрический ток, как показали опыты Эрстеда, создает магнитное поле, то не может ли в свою очередь магнитное поле вызывать электрический ток в проводнике? Многие ученые с помощью опытов пытались найти ответ на этот вопрос, но первым решил эту задачу Майкл Фарадей (1791 — 1867).
   В 1831 г. Фарадей обнаружил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля возникает электрический ток. Этот ток назвали индукционным током.
   Индукционный ток в катушке из металлической проволоки возникает при вдвигании магнита внутрь катушки и при выдвигании магнита из катушки (рис. 192)

 

 

 

 

 

 

 

 

а также при изменении силы тока во второй катушке, магнитное поле которой пронизывает первую катушку (рис. 193).

Явление возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменениях магнитного поля, пронизывающего контур, называется электромагнитной индукцией.
   Появление электрического тока в замкнутом контуре при изменениях магнитного поля, пронизывающего контур, свидетельствует о действии в контуре сторонних сил неэлектростатической природы или о возникновении ЭДС индукции. Количественное описание явления электромагнитной индукции дается на основе установления связи между ЭДС индукции и физической величиной, называемой магнитным потоком.
   Магнитный поток. Для плоского контура, расположенного в однородном магнитном поле (рис. 194), магнитным потоком Ф через поверхность площадью

S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь S и на косинус угла между вектором и нормалью к поверхности:

Правило Ленца. Опыт показывает, что направление индукционного тока в контуре зависит от того, возрастает или убывает магнитный поток, пронизывающий контур, а также от направления вектора индукции магнитного поля относительно контура. Общее правило, позволяющее определить направление индукционного тока в контуре, было установлено в 1833 г. Э. X. Ленцем.

   Правило Ленца можно наглядно показать с помощью легкого алюминиевого кольца (рис. 195).

Опыт показывает, что при внесении постоянного магнита кольцо отталкивается от него, а при удалении притягивается к магниту. Результат опытов не зависит от полярности магнита.
   Отталкивание и притяжение сплошного кольца объясняется возникновением индукционного тока в кольце при изменениях магнитного потока через кольцо и действием на индукционный ток магнитного поля. Очевидно, что при вдвигании магнита в кольцо индукционный ток в нем имеет такое направление, что созданное этим током магнитное поле противодействует внешнему магнитному полю, а при выдвигании магнита индукционный ток в нем имеет такое направление, что вектор индукции его магнитного поля совпадает по направлению с вектором индукции внешнего поля.


   Общая формулировка правила Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через площадь, ограниченную контуром, стремится компенсировать то изменение магнитного потока, которым вызывается данный ток.
   Закон электромагнитной индукции. Экспериментальное исследование зависимости ЭДС индукции от изменения магнитного потока привело к установлению закона электромагнитной индукции:
ЭДС индукции в замкнутом контуре пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.
   В СИ единица магнитного потока выбрана такой, чтобы коэффициент пропорциональности между ЭДС индукции и изменением магнитного потока был равен единице. При этом закон электромагнитной индукции формулируется следующим образом: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

. (54.2)

С учетом правила Ленца закон электромагнитной индукции записывается следующим образом:

.(54.3)

   ЭДС индукции в катушке. Если в последовательно соединенных контурах происходят одинаковые изменения магнитного потока, то ЭДС индукции в них равна сумме ЭДС индукции в каждом из контуров. Поэтому при изменении магнитного потока в катушке, состоящей из n одинаковых витков провода, общая ЭДС индукции в n раз больше ЭДС индукции в одиночном контуре:

.(54.4)

Единица магнитного потока. Единица магнитного потока в Международной системе единиц называется вебером (Вб). Она определяется на основании использования закона электромагнитной индукции. Магнитный поток через площадь, ограниченную замкнутым контуром, равен 1 Вб, если при равномерном убывании этого потока до нуля за 1 с в контуре возникает ЭДС индукции 1 В:

, .

Для однородного магнитного поля на основании уравнения (54. 1) следует, что его магнитная индукция равна 1 Тл, если магнитный поток через контур площадью 1 м2 равен 1 Вб:

,

  .

 Вихревое электрическое поле. Закон электромагнитной индукции (54.3) по известной скорости изменения магнитного потока позволяет найти значение ЭДС индукции в контуре и при известном значении электрического сопротивления контура вычислить силу тока в контуре. Однако при этом остается нераскрытым физический смысл явления электромагнитной индукции. Рассмотрим это явление подробнее.

   Возникновение электрического тока в замкнутом контуре свидетельствует о том, что при изменении магнитного потока, пронизывающего контур, на свободные электрические заряды в контуре действуют силы. Провод контура неподвижен, неподвижными можно считать свободные электрические заряды в нем. На неподвижные электрические заряды может действовать только электрическое поле. Следовательно, при любом изменении магнитного поля в окружающем пространстве возникает электрическое поле.

Это электрическое поле и приводит в движение свободные электрические заряды в контуре, создавая индукционный электрический ток. Электрическое поле, возникающее при изменениях магнитного поля, называют вихревым электрическим полем.

   Работа сил вихревого электрического поля по перемещению электрических зарядов и является работой сторонних сил, источником ЭДС индукции.

   Вихревое электрическое поле отличается от электростатического поля тем, что оно не связано с электрическими зарядами, его линии напряженности представляют собой замкнутые линии. Работа сил вихревого электрического поля при движении электри ческого заряда по замкнутой линии может быть отлична от нуля.

   ЭДС индукции в движущихся проводниках. Явление электромагнитной индукции наблюдается и в тех случаях, когда магнитное поле не изменяется во времени, но магнитный поток через контур изменяется из-за движения проводников контура в магнитном поле. В этом случае причиной возникновения ЭДС индукции является не вихревое электрическое поле, а сила Лоренца.

   Рассмотрим прямоугольный контур в однородном магнитном поле, вектор индукции которого перпендикулярен плоскости контура. Если провод скользит с постоянной скоростью по двум проводникам контура (рис. 196), то за время площадь контура изменяется на величину , а магнитый поток через контур — на.

Поэтому ЭДС индукции в контуре будет равна

.(54.5)

В проводнике, движущемся в магнитном поле, на электрический заряд q действует сила Лоренца:

.

Вычислим работу силы Лоренца, действующей на электрический заряд q во время полного обхода контура.
   На пути длиной l работа силы Лоренца равна

.(54.6)

В неподвижных частях контура сила Лоренца равна нулю, поэтому полная работа силы Лоренца при обходе контура зарядом q равна работе силы Лоренца на движущемся участке контура.

   Рассматривая работу силы Лоренца как работу сторонних сил в контуре, мы получим выражение для ЭДС сторонних сил:

. (54.7)

Совпадение выражений (54.5). и (54.7) показывает, что причиной возникновения ЭДС индукции в контуре в этом случае является действие силы Лоренца на заряды в движущемся проводнике.


 

Скачано с www.znanio.ru

Электромагнитная индукция | Элементарная Физика

Электромагнитной индукции — это явление, при котором изменение магнитного поля вызывает появление электрических токов. Оно было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г.

Магнитный поток

Потоком вектора магнитной индукции или магнитным потоком сквозь малую поверхность площадью dS называется скалярная физическая величина, равная

где

проекция вектора В на направление нормали к площадке dS;

dS — вектор, модуль которого равен dS, а направление совпадает с направлением нормали n к площадке.

Магнитный поток сквозь произвольную поверхность площадью S равен

Если магнитное поле однородно, а поверхность плоская, то

Магнитный поток через замкнутый контур. Направление нормали n и выбранное положительное направление l обхода контура связаны правилом правого буравчика.

Если плоская поверхность расположена перпендикулярно вектору В, то угол α = 0 и

Отсюда определяется единица магнитного потока Вебер (Вб): 1 Вб – это магнитный поток, проходящий сквозь плоскую поверхность площадью

1 м², расположенную перпендикулярно однородному магнитному полю, индукция которого равна 1 Тл, т.е.

Закон Фарадея — Ленца

Фарадей экспериментально установил, что при изменении магнитного, потока пронизывающего контур, возникает ЭДС индукции, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:

Знак минус означает то, что индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток.

Это утверждение называется правилом Ленца (1833 г.).

Иллюстрация правила Ленца

Спасибо за внимание! Ставьте лайки, подписывайтесь и комментируйте 🙂

Магнитное поле. Вектор индукции магнитного поля Магнитный поток

Магнитное поле. Вектор индукции магнитного поля. Магнитный поток  [c.249]

Аналогично линиям напряженности, которые характеризуют магнитное поле в пустоте, можно построить пинии магнитной индукции. Через единицу поверхности, нормальной к линиям индукции, проводят число линий, равное местному значению вектора индукции полное число линий индукции, пересекающих нормальную к ним элементарную площадку ASn, составляет элементарный поток магнитной индукции  

[c.189]


Соотношением (59), связывающим циркуляцию вектора напряженности электрического поля Е по замкнутому контуру I со скоростью изменения по времени потока вектора магнитной индукции через площадь, охватываемую этим контуром  [c. 193]

Магнитный поток (поток магнитной индукции). Если изобразить магнитное поле силовыми линиями, густота которых пропорциональна, индукции в данной точке поля, то общее число силовых линий, пронизывающих данную поверхность, можно охарактеризовать магнитным потоком. Магнитный поток, или поток магнитной индукции, определяется произведением индукции в данной точке на элемент площади и на косинус угла между направлением вектора индукции и нормалью к площади  [c.204]

Магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, замыкается по магнитопроводу (силовые линии показаны пунктиром) и индуктирует ЭДС в рамке (и обмотке смещения, если она имеется). Вблизи нейтрали НН (рис. 10.11) магнитное поле можно считать однородным, причем вектор индукции В направлен вдоль нее. В этом случае в соответствии с законом электромагнитной индукции ЭДС, наводимая в рамке, определяется выражением  [c.90]

Магнитный поток (Вб) или поток вектора магнитной индукции сквозь поверхность 5 при равномерном поле, направленном нормально к повер. хности,  [c.111]

Магнитный поток. Для плоского контура, расположенного в однородном магнитном поле (рис. 194), магнитным потоком Ф через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции В на площадь S и на косинус угла а между вектором В и нормалью к поверхности  [c.187]

ЗАКОН [периодический Менделеева свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов Планка описывает мощность излучения черного тела как функцию температуры и длины волны подобия Рейнольдса коэффициенты, необходимые для вычисления гидравлического сопротивления геометрически подобных тел, равны, если равны соответствующие числа Рейнольдса в этом случае оба потока подобны полного тока токов проводимости циркуляция вектора напряженности магнитного поля постоянного электрического тока вдоль замкнутого контура пропорциональна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром для магнетиков циркуляция вектора магнитной индукции вдоль замкнутого контура пропорциональна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром обобщенный циркуляция вектора напряженности магнитного поля постоянного электрического тока вдоль замкнутого контура пропорциональна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром и током смещения ) постоянства кристаллической системе и к какому классу относится данный кристалл состава каждое химическое соединение, независимо от способа его получения, имеет определенный состав ) преломления (света отношение синусов углов падения и преломления на границе двух сред равно отношению скоростей света в этих средах Снеллиуса отношение синусов углов падения и преломления луча электромагнитных волн на границе раздела двух диэлектрических сред равно относительному показателю преломления двух сред (второй среды по отношению к первой) )  [c. 235]


ИЗЛУЧЕНИЕ электромагнитное [—процесс испускания электромагнитных волн, а также само переменное электромагнитное поле этих волн Вавилова — Черенкова возникает в веществе под действием гамма-излучения и проявляется Б свечении, связанном с движением свободных электронов видимое способно непосредственно вызывать зрительное ощущение в человеческом глазе при длине волн излучения от 770 до 380 нм вынужденное образуется в результате взаимодействия атомов вещества с полем при условии отдачи энергии атомов полю гамма-излучение — испускание волн возбужденных атомными ядрами при радиоактивных превращениях и ядерных реакциях, а также при распаде частиц, аннигиляции пар частица — античастица и других процессах (при длине волн в вакууме менее 0,1 нм) инфракрасное испускается нагретыми телами при длине волн в вакууме от 1 мм до 770 нм (1 нм=10 м) оптическое (свет) характеризуется длиной волны в вакууме от 10 нм до 1 мм рентгеновское возникает при взаимодействии заряженных частиц и фотонов с атомами вещества и характеризуется длинами волн в вакууме от 10—100 нм до 0,01—1 пм ультрафиолетовое является оптическим с длиной волны в вакууме от 380 до 10 нм] ИНДУКТИВНОСТЬ [характеризует магнитные свойства электрической цепи с помощью коэффициента пропорциональности между силой электрического тока, текущего в контуре, и полным магнитным потоком, пронизывающим этот контур взаимная является характеристикой магнитной связи электрических цепей, определяемой для двух контуров коэффициентом пропорциональности между силой тока в одном контуре и создаваемым этим током магнитным потоком, пронизывающим другой контур] ИНДУКЦИЯ магнитная—силовая характеристика магнитного поля, определяемая векторной величиной, модуль которой равен отношению модуля силы, действующей со стороны магнитного поля на малый элемент проводника с электрическим током, к произведению силы тока на длину проводника, расположенного перпендикулярно вектору магнитной индукции  [c. 240]

Ламинарное течение. Продольное магнитное поле не влияет на развитое ламинарное течение, что объясняется параллельностью векторов скорости потока и и магнитной индукции В. Профиль скорости и R) и коэффициент гидравлического сопротивления 4л рассчитываются по соответствующим формулам Пуазейля для ламинарного течения без магнитного поля (см. п. 1.6.2).  [c.54]

Предположим, что проводники расположены в горизонтальной плоскости, а вектор магнитной индукции направлен по вертикали (рис. 24.1). Пусть т — масса перемычки длиной I, сопротивлением Я. Индукция магнитного поля В. Для вычисления потока магнитной индукции необходимо ввести вектор п, перпендикулярный плоскости контура. Задание п одновременно определяет положительное направление на контуре по правилу буравчика (показано направленной линией на рис. 24.1). Введем обобщенные координаты Q — заряд, прошедший за интервал времени t через фиксированное сечение проводника в положительном направлении, X — декартова координата левого торца перемычки. Лагранжиан системы  [c.240]

У.4.65. Магнитный поток (поток магнитной индукции) однородного магнитного поля через плоскую поверхность, расположенную нормально вектору В  [c.62]

Поток вектора магнитной индукции является скалярной величиной. В однородном магнитном поле магнитный лоток равен произведению величины магнитной индукции на величину площади плоской площадки, ограниченной замкнутым контуром, плоскость которого перпендикулярна направлению вектора магнитной индукции  [c.6]

Рассмотрим прямоугольный контур в однородном магнитном поле, вектор индукции В которого перпендикулярен плоскости контура. Если провод скользит с постоянной скоростью V по двум проводникам контура (рис. 196), то за время At площадь контура изменяется на величину AS——luAt, а магнитый поток через контур — на  [c.189]


ТЕОРЕМА (Ирншоу система неподвижных точечных зарядов электрических, находящихся на конечных расстояниях друг от друга, не может быть устойчивой Карно термический КПД обратимого цикла Карно не зависит от природы рабочего тела и являегся функцией абсолютных температур нагревателя и холодильника Кастильяно частная производная от потенциальной энергии системы по силе равна перемещению точки приложения силы по направлению этой силы Кельвина сила (или градиент) будет больше в тех точках поля, где расстояние между соседними поверхностями уровня меньше Кенига кинетическая энергия системы равна сумме двух слагаемых — кинетической энергии поступательного движения центра инерции системы и кинетической энергии системы в ее движении относительно центра инерции Клеро с уменьшением радиуса параллели поверхности вращения увеличивается отклонение геодезической линии от меридиана Кориолнса абсолютное ускорение материальной точки рав1Ю векторной сумме переносного, относительного и кориолисова ускорений Лармора единственным результатом влияния магнитного поля на орбиту электрона в атоме является прецессия орбиты и вектора орбитального магнитного момента электрона с некоторой угловой скоростью, зависящей от внешнего магнитного поля, вокруг оси, проходящей через ядро атома и параллельной вектору индукции магнитного поля Остроградского — Гаусса [для магнитного поля магнитный поток сквозь произвольную замкнутую поверхность равен нулю для электростатического поля [c. 283]

Этот ток создает магнитный поток Фу, который, взаимодействуя с вектором индукции магнитного поля Земли Be, приведет к возникно1вению управляющего момента  [c.13]

Плотность потока энергии волн описывается вектором Пойнтинга (3.1). Следовательно, поток энергии отсутствует в точках, где либо Е, либо В равнь нулю. Это означает, что поток энергии в стоячей электромагнитной волне отсутствует через узлы и пучности в волне, поскольку пучность напряженности электрического поля совпадает с узлом индукции магнитного поля и наоборот. Поэтому с течением времени энергия движется между соседними узлами и пучностями, превращаясь из энергии магнитного поля в энергию электрического поля и обратно. С помощью (4.11) и (4.14), пользуясь формулой для объемной плотности энергии электромагнитного поля  [c.36]

ВИХРЕВЫЕ ТОКИ (токиФуко), токи, возникающие в проводниках, расположенных в вихревом электрич. поле. По закону индукции скорость уменьшения магнитного потока через данную поверхность (м а г-нитный спад) равна электрическому напряжению вдоль контура, ограничивающего эту поверхность (циркуляции вектора напряженности электрич. поля). Т. о. изменение магнитного потока создает вихревое электрич. поле, не имеющее потенциала и характеризуемое замкнутыми силовыми линиями или во всяком случае линиями, не имеющими ни начала ни конца. Поскольку в этом вихревом поле расположены проводники электричества, в них возникает (индуктируется) ток, плотность к-рого j по закону Ома пропорциональна вектору напряженности электрич. поля = = уЕ, где у — удельная проводимость. С этой точки зрения токи, индуктируемые в обмотках трансформаторов и электрич. машин, тоже являются В. т. однако благодаря сравнительно малому сечению применяемых проводов и специальному их расположению индуктируемые в этих проводах токи легко вычисляются и м. б. направлены желательным для эксплоатации образом. Поэтому принято называть В. т. только такие индуктированные токи, к-рые замыкаются в вихревом электрич. поле. Токи, индуктируемые в обмотках алектрич. машин и трансформаторов, выводятся наружу за пределы вихревого электрического поля. Это позволяет сравнительно просто рассчитывать электрич. цепь таких токов, вводя понятие эдс, индуктируемой в той части цепи, к-рая расположена в вихревом поле. Такой упрощенный расчет невозможен при определении В. т. в массивных проводах. Здесь введение эдо вместо рассмотрения вихревого поля только осложнило бы расчет. Поэтому для определе ния В. т. приходится интегрировать диферен циальные ур-ия Максвелла в данной сре де с учетом граничных условий задачи. Там где этот расчет оказывается слишком сложным пользуются эмпирич. ф-лам н и определяют соответствующие коэф-ты опытным путем Возникновение В. т. во многих случаях неже лательно, потому что по закону Джоуля они нагревают проводники. Кроме того они иска жают магнитные поля к по закону Ленца осла бляют в машинах полезный магнитный поток создавая необходимость увеличивать соответствующие ампервитки возбуждения. Изуче ние В. т. тесно связано с изучением вытеснения тока или поверхностного аффекта (см.) в проводниках, так как в массивных телах плотность тока распределяется неравномерно благодаря тому, что энергия электромагнитных волн поглощается по мере проникновения в толщу тела.[c.438]

Уравнение (7.3) выражает закон индукции Фарадея циркуляция электрического поля по произвольной замкнутой кривой равна измене нию потока магнитной индукции через произвольную поверхность, огра 1шченную этой кривой. Содержание этого уравнения иллюстрирует рис. 225, где пунктирные светлые стрелки изображают вектор В в некоторый момент I, пунктирные черные — его приращение АН за малый промежуток времени замкнутые кривые—силовые линпи электрического поля, возникающие в результате изменения магнитной индукции. Элек трические силовые линии образуют левый винт с направлением приращения вектора В. Именно этот факт выражается знаком —, стоящим перед правой частью уравнения (7.3), в отличие от знака перед правой частью уравнения (7.4).  [c.237]


МАГНЙТНЫЕ ЗЕРКАЛА (магнитные пробки), см. Магнитные ловушки. МАГНЙТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ, изме рения хар-к магнитного поля пли магн. свойств в-в (материалов). К измеряемым хар-кам лшгн. поля относятся вектор магнитной индукции В, напряжённость магнитного поля JH, поток вектора индукции магнитный поток), градиент магн. поля и др. Магн. состояние в-ва определяется намагниченностью J, магнитной восприимчивостью к, магнитной проницаемостью [А, магнитной структурой атомной.  [c.373]

Вмороженность магнитных линий связана с тем, что при изменении потока вектора магнитной индукции через контур в нем появляются электрические токи, препятствующие изменению этого потока, причем тем большие, чем выше Од при Он- °° изменение потока индукции становится невозможным. Движение вдоль силовых линий не сказывается на поле при движении в поперечном направлении силовые линии полностью увлекаются вместе с веществом (если Ск- — °°).  [c.196]

Для ламинарного режима результирующий эффект воздействия поля на течение зависит от ориентации и напряженности магнитного поля, а также от формы поперечного сечения канала. В случае продольного магнитного поля характер полностью развитого ламинарного течения не меняется, так как магнитное поле не взаимодействует с потоком из-за параллельности векторов скорости потока v и магнитной индукции B(v B). Если жидкость движется в поперечном магнитном поле (v LB), то в ней индуцируются замкнутые токи, которые приводят к возникновению объемной электромагнитной силы уХВ. Эта сила распределена по сечению канала таким образом, что она ускоряет медленно движущиеся слои жидкости у стенок и тормозит поток в центре канала, уплощая профиль скорости (эффект Гартмана). Уплощение профиля, в свою очередь, приводит к увеличению касательного напряжения на стенках Хст и, следовательно, к увеличению коэффициента сопротивления. На характер течения в поперечном магнитном поле существенное влияние оказывает и проводимость стенок, обусловливающая дополнительные потери напора.  [c.60]

Для турбулентного режима течения характер взаимодействия магнитного поля с потоком значительно сложнее, ибо в этом случае поле взаимодействует как с осредненным, так и с пульсационным движением. Это взаимодействие проявляется в виде двух эффектов — эффекта Гартмана и эффекта гашения турбулентных пульсаций. Соотношением этих эффектов определяется характер течения. Наложение поля может значительно изменить структуру потока например, погасить или ослабить пульсации скорости в направлении, перпендикулярном вектору магнитной индукции, создав тем самым резкую анизотропию турбулентности. При больших полях возможна и полная лами-наризация течения.  [c.60]

ЗАКОН [Бера для разбавленных растворов поглощающего вещества в непоглощающем растворителе коэффициент поглощения света веществом зависит от свойств растворенного вещества, длины волны света и концентрации раствора Био для вращательной дисперсии в области достаточно длинных волн, удаленной от полос поглощения света веществом, угол вращения плоскости поляризации обратно пропорционален квадрату длины волны Био — Савара — Лапласа элементарная магнитная индукция в любой точке магнитного поля, создаваемого элементом проводника с проходящим по нему постоянным электрическим током, прямо пропорциональна силе тока в проводнике, абсолютной магнитной проницаемости, векторному произведению вектора-элемента длины проводника на модуль радиуса-вектора, проведенного из элемента проводника в данную точку и обратно пропорциональна кубу модуля-вектора Бойля — Мариотта при неизменных температуре и массе произведение численных значений давления на занимаемый объем идеальным газом постоянно Брюстера отраженный свет полностью линейно поляризован при угле падения, равному углу Брюстера, тангенс которого должен быть равен относительному показателю преломления отражающей свет среды Бугера — Ламберта интенсивность J плоской волны монохроматического света уменьшается по мере прохождения через поглощающую среду по экспоненциальному закону J=Joe , где Jo — интенсивность света на выходе из слоя среды толщиной / а — показатель поглощения среды, который зависит от химической природы и состояния поглощающей среды и от волны света Бунзеиа — Роско количество вещества, прореагировавшего в фотохимической реакции, пропорционально мощности излучения и времени освещения Бернулли в стационарном потоке сумма статического и динамического давлений остается постоянной ]  [c. 231]


Теоретическое занятие 21 по дисциплине Физика 1

Теоретическое занятие № 21 по дисциплине «Физика» 1

Т (Тера) – 1 000 000 Г (Гига) – 1 000 000 М (Мега) – 1 000 к (кило) – 1 000 д (деци) – 0, 1 с (санти) – 0, 01 м (милли) – 0, 001 мк (микро) – 0, 000 001 н (нано) – 0, 000 001 п (пико) – 0, 000 000 001 2

Пусть в однородном магнитном поле находится плоский замкнутый проводник (контур) с площадью поверхности S Вектор n – нормаль к плоскости проводника между вектором – угол магнитной индукции и нормалью к плоскости проводника 3

Магнитным потоком Ф (потоком магнитной индукции) через поверхность площадью S называют величину равную произведению модуля вектора магнитной индукции В на площадь S и косинус угла между вектором магнитной индукции и вектором нормали к плоскости проводника Магнитный поток Ф измеряется в Веберах (Вб) 4

Магнитный поток Ф меняется — при вращении контура в магнитном поле (при изменении ) — при изменении В — при изменении S 5

В 1931 году Фарадей открыл явление электромагнитной индукции 6

7

Ток в цепи катушки, возникающий при движении постоянного магнита внутри катушки, называют индукционным Индукционный ток возникает при изменении магнитного потока, пронизывающего охваченную проводником площадь 8

Явление электромагнитной индукции при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур замкнутого проводника, в этом проводнике возникает электрический ток и существует в течение всего процесса изменения магнитного потока Направление индукционного тока зависит от того увеличивается или уменьшается магнитный поток, пронизывающий замкнутый контур 9

Правило Ленца (правило определения направления индукционного тока): возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван 10

Порядок применения правила Ленца: 1) установить направление линий магнитной индукции В внешнего магнитного поля (вектор В) 2) выяснить увеличивается поток магнитной индукции или уменьшается (∆Ф≷ 0) 3) установить направление линий магнитной индукции Вi магнитного поля индукционного тока ( если ∆Ф

12

13

Закон электромагнитной индукции: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром Ɛi – ЭДС индукции (В), ∆Ф – изменение магнитного потока (Вб), ∆t – промежуток времени (с). 14

Закон электромагнитной индукции: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром Ɛi – ЭДС индукции (В), ∆Ф – изменение магнитного потока (Вб), ∆t – промежуток времени (с). 15

Действие генераторов переменного тока основано на явлении электромагнитной индукции 16

17

При равномерном вращении рамки в постоянном магнитном поле угол увеличивается прямо пропорционально времени =2·π·ν·t ν – частота вращения рамки (Гц), поэтому Ф=В·S·cos 2πνt 2πν=⍵ — циклическая частота, следовательно Ф=В·S·cos⍵t Согласно закону электромагнитной индукции Ɛi=В·S·⍵·sin⍵t Ɛm=В·S·⍵ — амплитуда Ɛi 18

19

Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, собранного из пластин, на который надеты две катушки с проволочными обмотками Одна из обмоток, подключённая к источнику переменного напряжения называется первичной Другая обмотка, к которой присоединяют нагрузку, называется вторичной Коэффициент трансформации рассчитывается по формуле К=N 1/N 2 N 1 – число витков в первичной обмотке N 2 – число витков во вторичной обмотке К˃1 – понижающий трансформатор, К

21

Рассмотрим схему При замыкании цепи 1 лампа вспыхивает мгновенно, а 2 лампа с заметным опозданием При размыкании цепи 1 лампа мгновенно гаснет, а 2 лампа гаснет с заметным опозданием 22

При замыкании цепи определённое значение силы тока устанавливается не сразу, а постепенно При размыкании цепи сила тока убывает до нуля не сразу, а постепенно 23

Если по катушке течёт переменный ток, то магнитный поток, пронизывающий катушку, меняется Возникает ЭДС индукции в том же самом проводнике, по которому течёт ток Явление самоиндукции – возникновение индукционного тока в катушке при изменении силы тока в ней Возникающий в катушке индукционный ток называют током самоиндукции 24

Индуктивность L (коэффициент самоиндукции) – физическая величина, характеризующая способность катушки противодействовать изменению силы тока в ней Индуктивность L измеряется в Генри (Гн) Индуктивность катушки зависит от — формы — размеров — числа витков — наличия сердечника Чем больше индуктивность, тем сильнее противодействие изменению тока в цепи 25

Электрический ток создаёт в пространстве вокруг себя магнитное поле Магнитное поле электрического тока обладает энергией Энергия магнитного поля тока рассчитывается по формуле: Емагн. = L – индуктивность катушки (Гн), I – сила тока (А). 26

Определите направление индукционного тока в контуре по правилу Ленца: 27

Определите направление индукционного тока в контуре по правилу Ленца: 28

Работа с учебником Физика-11 по теме «Производство, передача и использование электрической энергии» — Прочесть §§ 37 – 41, страницы 114 – 125 — Ответить письменно (на листе бумаги) на вопросы после параграфов Знать ответы на вопросы: — Что называют магнитным потоком? — В каких случаях изменяется магнитный поток через площадь, ограниченную контуром? — Какое явление называется явлением электромагнитной индукции? Где используется? 29

Теоретическое занятие № 21 по дисциплине «Физика» 30

Как можно рассчитать магнитный поток. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Обобщенные сведения о магнитном потоке

Определение

Элементарный магнитный поток ($dФ$) сквозь малую поверхность $dS$ равен произведению проекции вектора магнитной индукции ($B_n$) на нормаль к элементарной площадке $dS$ на величину этой площадки:

Полный поток сквозь всю поверхность $S$ будет равен:

\[Ф=\int\limits_S{B_ndS\ \left(2\right). 5Мкс$

МАГНИТНЫЙ ПОТОК

МАГНИТНЫЙ ПОТОК (символ Ф), мера силы и протяженности МАГНИТНОГО ПОЛЯ. Поток через площадь А под прямым углом к одинаковому магнитному полю есть Ф=mНА, где m — магнитная ПРОНИЦАЕМОСТЬ среды, а Н — интенсивность магнитного поля. Плотность магнитного потока — это поток на единицу площади (символ В), который равен Н. Изменение магнитного потока через электрический проводник наводит ЭЛЕКТРОДВИЖУЩУЮ СИЛУ.

Научно-технический энциклопедический словарь .

Смотреть что такое «МАГНИТНЫЙ ПОТОК» в других словарях:

    Поток вектора магнитной индукции В через какую либо поверхность. Магнитный поток через малую площадку dS, в пределах которой вектор В неизменен, равен dФ = ВndS, где Bn проекция вектора на нормаль к площадке dS. Магнитный поток Ф через конечную… … Большой Энциклопедический словарь

    — (поток магнитной индукции), поток Ф вектора магн. индукции В через к. л. поверхность. М. п. dФ через малую площадку dS, в пределах к рой вектор В можно считать неизменным, выражается произведением величины площадки и проекции Bn вектора на… … Физическая энциклопедия

    магнитный поток — Скалярная величина, равная потоку магнитной индукции. [ГОСТ Р 52002 2003] магнитный поток Поток магнитной индукции через перпендикулярную магнитному полю поверхность, определяемый как произведение магнитной индукции в данной точке на площадь… … Справочник технического переводчика

    МАГНИТНЫЙ ПОТОК — поток Ф вектора магнитной индукции (см. (5)) В через поверхность S, нормальную вектору В в однородном магнитном поле. Единица магнитного потока в СИ (см.) … Большая политехническая энциклопедия

    Величина, характеризующая магнитное воздействие на данную поверхность. М. п. измеряется количеством магнитных силовых линий, проходящих через данную поверхность. Технический железнодорожный словарь. М.: Государственное транспортное… … Технический железнодорожный словарь

    Магнитный поток — скалярная величина, равная потоку магнитной индукции… Источник: ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ. ГОСТ Р 52002 2003 (утв. Постановлением Госстандарта РФ от 09.01.2003 N 3 ст) … Официальная терминология

    Поток вектора магнитной индукции В через какую либо поверхность. Магнитный поток через малую площадку dS, в пределах которой вектор В неизменен, равен dФ = BndS, где Вn проекция вектора на нормаль к площадке dS. Магнитный поток Ф через конечную… … Энциклопедический словарь

    Классическая электродинамика … Википедия

    магнитный поток — , поток магнитной индукции поток вектора магнитной индукции через какую либо поверхность. Для замкнутой поверхности суммарный магнитный поток равен нулю, что отражает соленоидный характер магнитного поля, т. е. отсутствие в природе … Энциклопедический словарь по металлургии

    Магнитный поток — 12. Магнитный поток Поток магнитной индукции Источник: ГОСТ 19880 74: Электротехника. Основные понятия. Термины и определения оригинал документа 12 магнитный по … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Книги

  • Магнитный поток и его преобразование , Миткевич В. Ф.. В этой книге содержится многое, на что не всегда обращается должное внимание, когда речь идет о магнитном потоке, и что не было до сих пор достаточно определенно высказано или не было…

Поток вектора магнитной индукции В через какую либо поверхность. Магнитный поток через малую площадку dS, в пределах которой вектор В неизменен, равен dФ = ВndS, где Bn проекция вектора на нормаль к площадке dS. Магнитный поток Ф через конечную… … Большой Энциклопедический словарь

МАГНИТНЫЙ ПОТОК — (поток магнитной индукции), поток Ф вектора магн. индукции В через к. л. поверхность. М. п. dФ через малую площадку dS, в пределах к рой вектор В можно считать неизменным, выражается произведением величины площадки и проекции Bn вектора на… … Физическая энциклопедия

магнитный поток — Скалярная величина, равная потоку магнитной индукции. [ГОСТ Р 52002 2003] магнитный поток Поток магнитной индукции через перпендикулярную магнитному полю поверхность, определяемый как произведение магнитной индукции в данной точке на площадь… … Справочник технического переводчика

МАГНИТНЫЙ ПОТОК — (символ Ф), мера силы и протяженности МАГНИТНОГО ПОЛЯ. Поток через площадь А под прямым углом к одинаковому магнитному полю есть Ф=mНА, где m магнитная ПРОНИЦАЕМОСТЬ среды, а Н интенсивность магнитного поля. Плотность магнитного потока это поток… … Научно-технический энциклопедический словарь

МАГНИТНЫЙ ПОТОК — поток Ф вектора магнитной индукции (см. (5)) В через поверхность S, нормальную вектору В в однородном магнитном поле. Единица магнитного потока в СИ (см.) … Большая политехническая энциклопедия

МАГНИТНЫЙ ПОТОК — величина, характеризующая магнитное воздействие на данную поверхность. М. п. измеряется количеством магнитных силовых линий, проходящих через данную поверхность. Технический железнодорожный словарь. М.: Государственное транспортное… … Технический железнодорожный словарь

Магнитный поток — скалярная величина, равная потоку магнитной индукции… Источник: ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ. ГОСТ Р 52002 2003 (утв. Постановлением Госстандарта РФ от 09.01.2003 N 3 ст) … Официальная терминология

магнитный поток — поток вектора магнитной индукции В через какую либо поверхность. Магнитный поток через малую площадку dS, в пределах которой вектор В неизменен, равен dФ = BndS, где Вn проекция вектора на нормаль к площадке dS. Магнитный поток Ф через конечную… … Энциклопедический словарь

магнитный поток — , поток магнитной индукции поток вектора магнитной индукции через какую либо поверхность. Для замкнутой поверхности суммарный магнитный поток равен нулю, что отражает соленоидный характер магнитного поля, т. е. отсутствие в природе … Энциклопедический словарь по металлургии

Магнитный поток — 12. Магнитный поток Поток магнитной индукции Источник: ГОСТ 19880 74: Электротехника. Основные понятия. Термины и определения оригинал документа 12 магнитный по … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Книги

  • Купить за 2252 грн (только Украина)
  • Магнитный поток и его преобразование , Миткевич В. Ф.. В этой книге содержится многое, на что не всегда обращается должное внимание, когда речь идет о магнитном потоке, и что не было до сих пор достаточно определенно высказано или не было…

Среди физических величин важное место занимает магнитный поток. В этой статье рассказывается о том, что это такое, и как определить его величину.

Что такое магнитный поток

Это величина, определяющая уровень магнитного поля, проходящего через поверхность. Обозначается “ФФ” и зависит от силы поля и угла прохождения поля через эту поверхность.

Рассчитывается она по формуле:

ФФ=B⋅S⋅cosα, где:

  • ФФ – магнитный поток;
  • В – величина магнитной индукции;
  • S – площадь поверхности, через которую проходит это поле;
  • cosα – косинус угла между перпендикуляром к поверхности и потоком.

Единицей измерения в системе СИ является “вебер” (Вб). 1 вебер создаётся полем величиной 1 Тл, проходящим перпендикулярно поверхности площадью 1 м².

Таким образом, поток максимален при совпадении его направления с вертикалью и равен “0”, если он параллелен с поверхностью.

Интересно. Формула магнитного потока аналогична формуле, по которой рассчитывается освещённость.

Постоянные магниты

Одним из источников поля являются постоянные магниты. Они известны много веков. Из намагниченного железа изготавливалась стрелка компаса, а в Древней Греции существовала легенда об острове, притягивающем к себе металлические части кораблей.

Постоянные магниты есть различной формы и изготавливаются из разных материалов:

  • железные – самые дешёвые, но обладают меньшей притягивающей силой;
  • неодимовые – из сплава неодима, железа и бора;
  • альнико – сплав железа, алюминия, никеля и кобальта.

Все магниты являются двухполюсными. Это заметнее всего в стержневых и подковообразных устройствах.

Если стержень подвесить за середину или положить на плавающий кусочек дерева или пенопласта, то он развернётся по направлению “север-юг”. Полюс, показывающий на север, называют северным и на лабораторных приборах красят в синий цвет и обозначают “N”. Противоположный, показывающий на юг, – красный и обозначен ” S”. Одноимёнными полюсами магниты притягиваются, а противоположными – отталкиваются.

В 1851 году Майкл Фарадей предложил понятие о замкнутых линиях индукции. Эти линии выходят из северного полюса магнита, проходят по окружающему пространству, входят в южный и внутри устройства возвращаются к северному. Ближе всего линии и напряжённость поля у полюсов. Здесь также выше притягивающая сила.

Если на устройство положить кусок стекла, а сверху тонким слоем насыпать железные опилки, то они расположатся вдоль линий магнитного поля. При расположении рядом нескольких приборов опилки покажут взаимодействие между ними: притяжение или отталкивание.

Магнитное поле Земли

Нашу планету можно представить в виде магнита, ось которого наклонена на 12 градусов. Пересечения этой оси с поверхностью называют магнитными полюсами. Как и у любого магнита, силовые линии Земли идут от северного полюса к южному. Возле полюсов они проходят перпендикулярно поверхности, поэтому там стрелка компаса ненадёжна, и приходится использовать другие способы.

Частицы «солнечного ветра» имеют электрический заряд, поэтому при движении вокруг них появляется магнитное поле, взаимодействующее с полем Земли и направляющее эти частицы вдоль силовых линий. Тем самым это поле защищает земную поверхность от космической радиации. Однако возле полюсов эти линии направлены перпендикулярно поверхности, и заряженные частицы попадают в атмосферу, вызывая северное сияние.

В 1820 году Ганс Эрстед, проводя эксперименты, увидел воздействие проводника, по которому протекает электрический ток, на стрелку компаса. Через несколько дней Андре-Мари Ампер обнаружил взаимное притяжение двух проводов, по которым протекал ток одного направления.

Интересно. Во время электросварочных работ рядом расположенные кабеля двигаются при изменении силы тока.

Позже Ампер предположил, что это связано с магнитной индукцией тока, протекающего по проводам.

В катушке, намотанной изолированным проводом, по которому протекает электрический ток, поля отдельных проводников усиливают друг друга. Для увеличения силы притяжения катушку наматывают на незамкнутом стальном сердечнике. Этот сердечник намагничивается и притягивает железные детали или вторую половину сердечника в реле и контакторах.

Электромагнитная индукция

При изменении магнитного потока в проводе наводится электрический ток. Этот факт не зависит от того, какими причинами было вызвано это изменение: перемещением постоянного магнита, движением провода или изменением силы тока в рядом расположенном проводнике.

Это явление было открыто Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Его эксперименты показали, что ЭДС (электродвижущая сила), появляющаяся в контуре, ограниченном проводниками, прямопропорциональна скорости изменения потока, проходящего через площадь этого контура.

Важно! Для возникновения ЭДС провод должен пересекать силовые линии. При движении вдоль линий ЭДС отсутствует.

Если катушка, в которой возникает ЭДС, включена в электрическую цепь, то в обмотке возникает ток, создающий в катушке индуктивности своё электромагнитное поле.

При движении проводника в магнитном поле в нём наводится ЭДС. Её направленность зависит от направления движения провода. Метод, при помощи которого определяется направление магнитной индукции, называется «метод правой руки».

Расчёт величины магнитного поля важен для проектирования электрических машин и трансформаторов.

Видео

Что такое магнитный поток?

Для того чтобы дать точную количественную формулировку закона электромагнитной индукции Фарадея, нужно ввести новую величину — поток вектора магнитной индукции .

Вектор магнитной индукции характеризует магнитное поле в каждой точке пространства. Можно ввести еще одну величину, зависящую от значений вектора не в одной точке, а во всех точках поверхности, ограниченной плоским замкнутым контуром.

Для этого рассмотрим плоский замкнутый проводник (контур), ограничивающий поверхность площадью S и помещенный в однородное магнитное поле (рис. 2.4). Нормаль (вектор, модуль которого равен единице) к плоскости проводника составляет угол с направлением вектора магнитной индукции . Магнитным потоком Ф (потоком Вектора магнитной индукции) через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь S и косинус угла между векторами и :

Произведение представляет собой проекцию вектора магнитной индукции на нормаль к плоскости контура. Поэтому

Магнитный поток тем больше, чем больше В n и S. Величина Ф названа «магнитным потоком» по аналогии с потоком воды, который тем больше, чем больше скорость течения воды и площадь сечения трубы.

Магнитный поток графически можно истолковать как величину, пропорциональную числу линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью S.

Единицей магнитного потока является вебер. в 1 вебер (1 Вб) создается однородным магнитным полем с индукцией 1 Тл через поверхность площадью 1 м 2 , расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции.

Магнитный поток зависит от ориентации поверхности, которую пронизывает магнитное поле.

Обобщенные сведения о магнитном потоке

Сегодняшний урок по физике у нас с вами посвящен теме о магнитном потоке. Для того чтобы дать точную количественную формулировку закона электромагнитной индукции Фарадея нам нужно будет ввести новую величину, которая собственно называется магнитный поток или поток вектора магнитной индукции.

Из предыдущих классов вы уже знаете, что магнитное поле описывается вектором магнитной индукции B. Исходя из понятия вектор индукции B, мы и можем найти магнитный поток. Для этого мы с вами рассмотрим замкнутый проводник или контур с площадью S. Допустим, через него проходит однородное магнитное поле с индукцией B. Тогда магнитным потоком F вектор магнитной индукции через поверхность площадью S называют величину произведения модуля вектора магнитной индукции B на площадь контура S и на cos угла между вектором B и нормалью cos альфа:



В общем, мы с вами пришли к такому выводу, что если поместить в магнитное поле контур с током, то все линии индукции этого магнитного поля будут проходить через контур. То есть, можно смело говорить, что линия магнитной индукции и есть этой самой магнитной индукцией, которая находится в каждой точке этой линии. Или же можно сказать, что линии магнитной индукции являются потоком вектора индукции по ограниченному и описываемому этими линиями пространству, т. е магнитным потоком.

А теперь давайте вспомним, чему равняется единица магнитного потока:



Направление и количество магнитного потока

Но необходимо так же знать, что каждый магнитный поток имеет свое направление и количественное значение. В этом случае можно сказать, что контур проникает в определенный магнитный поток. И также, следует отметить, что от величины контура зависит и величина магнитного потока, то есть, чем больше размер контура, тем больший магнитный поток будет проходить через него.

Здесь можно подвести итог и сказать, что магнитный поток зависит от площади пространства, через которую он проходит. Если мы, например, возьмем неподвижную рамку определенного размера, которая пронизана постоянным магнитным полем, то в этом случае магнитный поток, который проходит через эту рамку, будет постоянным.

При увеличении силы магнитного поля, естественно и увеличится магнитная индукция. Кроме того и пропорционально возрастет величина магнитного потока в зависимости от возросшей величине индукции.

Практическое задание

1. Посмотрите внимательно на данный рисунок и дайте ответ на вопрос: Как может измениться магнитный поток, если контур будет вращаться вокруг оси ОО»?


2. Как вы думаете, как может измениться магнитный поток, если взять замкнутый контур, который расположен под некоторым углом к линиям магнитной индукции и его площадь уменьшить в два раза, а модуль вектора увеличить в четыре раза?
3. Посмотрите на варианты ответов и скажите, как нужно сориентировать рамку в однородном магнитном поле, чтобы поток через эту рамку равнялся нулю? Какой из ответов будет правильным?



4. Внимательно посмотрите на рисунок изображенных контуров I и II и дайте ответ, как при их вращении может измениться магнитный поток?



5. Как вы думаете, от чего зависит направление индукционного тока?
6. В чем отличие магнитной индукции от магнитного потока? Назовите эти отличия.
7. Назовите формулу магнитного потока и величины, которые входят в эту формулу.
8. Какие вы знаете способы измерения магнитного потока?

Это интересно знать

А известно ли вам, что повышенная солнечная активность влияет на магнитное поле Земли и приблизительно каждые одиннадцать с половиной лет она возрастает так, что может нарушить радиосвязь, вызвать сбой работы компаса и отрицательно сказываться на самочувствии человека. Такие процессы называют магнитными бурями.

Мякишев Г. Я., Физика . 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с: ил.

6.3: Объяснение закона Гаусса — Physics LibreTexts

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Состояние Закон Гаусса
  • Объясните условия, при которых можно использовать закон Гаусса
  • Применение закона Гаусса в соответствующих системах

Теперь мы можем определить электрический поток через произвольную замкнутую поверхность из-за произвольного распределения заряда.2} dA.2\) скорость увеличения площади поверхности.

Линии электрического поля Изображение

Альтернативный способ понять, почему поток через замкнутую сферическую поверхность не зависит от радиуса поверхности, состоит в том, чтобы посмотреть на силовые линии электрического поля. Обратите внимание, что каждая линия поля от до , проходящая через поверхность на радиусе \(R_1\), также пронизывает поверхность на расстоянии \(R_2\) (рисунок \(\PageIndex{2}\)).

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Потоки через сферические поверхности радиусов \(R_1\) и \(R_2\), окружающие заряд q , равны, независимо от размера поверхности, поскольку все E -линии поля, которые пронизывают одну поверхность изнутри наружу, также пронизывают другую поверхность в том же направлении.

Таким образом, общее количество силовых линий электрического поля, проходящих через две поверхности изнутри наружу, равно. Это чистое количество линий электрического поля, которое получается путем вычитания количества линий в направлении снаружи внутрь из числа линий в направлении изнутри наружу, дает визуальную меру электрического потока через поверхности.

Как видите, если на замкнутой поверхности нет зарядов, то электрический поток через нее должен быть равен нулю.Типичная линия поля входит в поверхность в точке \(dA_1\) и выходит в точке \(dA_2\). Каждая линия, входящая на поверхность, должна также покинуть эту поверхность. Следовательно, чистый «поток» силовых линий на поверхность или из нее равен нулю (рис. \(\PageIndex{3a}\)). То же самое произойдет, если внутрь замкнутой поверхности включить заряды одинакового и противоположного знака, так что суммарный включенный заряд равен нулю (рис. \(\PageIndex{3b}\)). Поверхность, имеющая одинаковое количество зарядов, имеет одинаковое количество пересекающих ее силовых линий, независимо от формы или размера поверхности, если поверхность заключает в себе одинаковое количество зарядов (рис. \(\PageIndex{3c}\ )).

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Понимание потока с точки зрения силовых линий. а) Электрический поток через замкнутую поверхность из-за заряда вне этой поверхности равен нулю. (b) Заряды заключены, но поскольку включенный чистый заряд равен нулю, чистый поток через закрытую поверхность также равен нулю. (c) Форма и размер поверхностей, окружающих заряд, не имеют значения, потому что все поверхности, окружающие один и тот же заряд, имеют одинаковый поток.

Формулировка закона Гаусса

Закон Гаусса обобщает этот результат на случай любого числа зарядов и любого расположения зарядов в пространстве внутри замкнутой поверхности.Согласно закону Гаусса поток электрического поля \(\vec{E}\) через любую замкнутую поверхность, также называемую гауссовой поверхностью , равен суммарному заряду, заключенному \((q_{enc})\) деленное на диэлектрическую проницаемость свободного пространства \((\epsilon_0)\):

\[\Phi_{Замкнутый\, Поверхность} = \dfrac{q_{enc}}{\epsilon_0}.\]

Это уравнение верно для зарядов любого знака , потому что мы определяем вектор площади замкнутой поверхности так, чтобы он указывал наружу. Если заключенный заряд отрицательный (рис. \(\PageIndex{4b}\)), то поток через \(S\) или \(S’\) отрицательный.

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Электрический поток через любую замкнутую поверхность, окружающую точечный заряд q , определяется законом Гаусса. а) Заключенный заряд положительный. (b) Заключенный заряд отрицательный.

Поверхность Гаусса не обязательно должна соответствовать реальному физическому объекту; действительно, это редко будет. Это математическая конструкция, которая может иметь любую форму при условии, что она замкнута. Однако, поскольку наша цель состоит в том, чтобы интегрировать поток по нему, мы склонны выбирать формы, которые являются в высшей степени симметричными.

Если заряды являются дискретными точечными зарядами, то мы просто добавляем их. Если заряд описывается непрерывным распределением, то нам нужно соответствующим образом интегрировать, чтобы найти общий заряд, который находится внутри замкнутого объема. Например, поток через гауссову поверхность \(S\) на рисунке \(\PageIndex{5}\) равен

\[\Phi = (q_1 + q_2 + q_5)/\epsilon_0.\]

Обратите внимание, что \(q_{enc}\) – это просто сумма точечных зарядов. Если бы распределение заряда было непрерывным, нам нужно было бы соответствующим образом интегрировать, чтобы вычислить общий заряд в пределах гауссовой поверхности.

Рисунок \(\PageIndex{5}\): Показанный поток через гауссову поверхность из-за распределения заряда равен \(\Phi = (q_1 + q_2 + q_5)/\epsilon_0\).

Напомним, что для электрического поля справедлив принцип суперпозиции. Следовательно, полное электрическое поле в любой точке, в том числе и на выбранной гауссовой поверхности, представляет собой сумму всех существующих в этой точке электрических полей. Это позволяет нам записать закон Гаусса в терминах полного электрического поля.

Закон Гаусса

Поток \(\Phi\) электрического поля \(\vec{E}\) через любую замкнутую поверхность S (поверхность Гаусса) равен заключенному суммарному заряду \((q_{enc})\ ) разделить на диэлектрическую проницаемость свободного пространства \((\epsilon_0)\):

\[\Phi = \oint_S \vec{E} \cdot \hat{n} dA = \dfrac{q_{enc}}{\epsilon_0}.\]

Чтобы эффективно использовать закон Гаусса, вы должны иметь четкое представление о том, что представляет каждый член уравнения. Поле \(\vec{E}\) представляет собой полное электрическое поле в каждой точке гауссовой поверхности. В это полное поле входят вклады зарядов как внутри, так и вне гауссовой поверхности. Однако \(q_{enc}\) — это всего лишь заряд внутри гауссовой поверхности. Наконец, поверхность Гаусса — это любая замкнутая поверхность в пространстве. Эта поверхность может совпадать с реальной поверхностью проводника или быть воображаемой геометрической поверхностью.Единственное требование, предъявляемое к гауссовой поверхности, состоит в том, что она должна быть замкнутой (рис. \(\PageIndex{5}\)).

Рисунок \(\PageIndex{6}\): Бутылка Клейна , частично заполненная жидкостью. Можно ли использовать бутылку Клейна в качестве поверхности Гаусса?

Пример \(\PageIndex{1}\): электрический поток через поверхности Гаусса

Рассчитайте электрический поток через каждую гауссову поверхность, показанную на рисунке \(\PageIndex{7}\).

Рисунок \(\PageIndex{7}\): Различные поверхности Гаусса и заряды.2/С\).

эл. \(\frac{4.0\, \mu C + 6.0 \, \mu C — 10.0 \, \mu C}{\epsilon_0} = 0\).

Значение

В особом случае замкнутой поверхности расчеты потока становятся суммой зарядов. В следующем разделе это позволит нам работать с более сложными системами.

Упражнение \(\PageIndex{1}\)

Рассчитайте электрический поток через замкнутую кубическую поверхность для каждого распределения заряда, показанного на рисунке \(\PageIndex{8}\).2/С\)

Ответ д

0

Используйте эту симуляцию, чтобы настроить величину заряда и радиус гауссовой поверхности вокруг него. Посмотрите, как это влияет на общий поток и величину электрического поля на поверхности Гаусса.

Diplomatic Spouses Ltd. – Семейный клуб дипломатов

Diplomatic Spouses — это организация, которая организует множество веселых мероприятий в течение всего года.Одним из занятий является путешествие по Бангладеш.

В Бангладеш есть много привлекательных мест, отмеченных на карте мира как объекты всемирного наследия или высоко оцененные иностранными туристами как «обязательные к посещению».

Кокс-Базар, самые длинные непрерывные морские пляжи в мире (400 миль), пляжи Куаката, Сундарбаны – родина королевского бенгальского тигра, Парарпур, древний буддистский монастырь в Богре, чайные сады Силхета и образ жизни плантаторов чая , Сен-Мартен — красивый коралловый остров и многое другое.Эти экзотические и захватывающие места ждут вас с богатой историей, удивительной природной красотой и теплым гостеприимством местных жителей.

Наши члены и партнеры будут иметь возможность посетить все эти места. Дипломатические супруги планируют организовать туры с надлежащими разрешениями от соответствующего органа и полной безопасностью.

Дополнительные действия

  • Речной круиз
  • Игры в бинго для развлечения
  • Прием вновь прибывших дипломатов и членов их семей
  • Sayonara Party» для увольняющихся дипломатов и членов их семей
  • Публикация информационного бюллетеня
  • Ужин по сбору средств
  • Торжественное мероприятие в особые дни года
  • Соблюдение религиозных праздников, таких как Рождество, Курбан-Байрам, Курбан-байрам, Пасхальное воскресенье, Пуджи и др.
  • Ярмарки и карнавалы
  • Фестиваль еды
  • Блошиный рынок
  • Художественная выставка
  • Продажа гаража

           и многие другие……

Благотворительная деятельность

Diplomatic Spouses также намеревается потратить прибыль на множество благотворительных мероприятий.Часть средств, собранных в результате мероприятий, будет направлена ​​на развитие малообеспеченных женщин и детей Бангладеш.

Другие цели помощи человечеству:

  • Сделать пожертвование в детские дома и приюты
  • Организация мероприятий для детей улицы/трущоб, таких как конкурсы рисунков, игры и т. д.
  • Сделайте пожертвование неправительственным организациям, которые работают для нуждающихся женщин и детей в округе
  • Создать приемные семьи для приюта детей, оставшихся без родителей или найденных на улице, или жертв торговли детьми или детского труда.
  • Создайте женщин-предпринимателей, чтобы установить права женщин на расширение возможностей и независимость.

Поверхность потока — FusionWiki

Данная гладкая поверхность S с нормалью n является поверхностью потока гладкого векторного поля B , когда

$ \vec B \cdot \vec n = 0 $

везде на S . Другими словами, магнитное поле нигде не пересекает поверхность S , т.е.е., магнитный поток, пересекающий S , равен нулю. Затем можно определить скалярную функцию потока ( f ) так, чтобы ее значение было постоянным на поверхности S , и

$ \vec B \cdot \vec \nabla f = 0 $

В трех измерениях единственная замкнутая поверхность потока, соответствующая ненулевому векторному полю, является топологическим тороидом. [1] Этот факт лежит в основе конструкции магнитных удерживающих устройств.

Предполагая, что поверхности потока имеют тороидальную топологию, функция f определяет набор из вложенных поверхностей , поэтому имеет смысл использовать эту функцию для маркировки поверхностей потока, т. е. f можно использовать как » «радиальная» координата. Каждая тороидальная поверхность f заключает в себе объем V(f) . Поверхность, соответствующая бесконечно малому объему 90 241 V 90 242, по существу является линией, соответствующей тороидальная ось (называется магнитной осью , когда B представляет собой магнитное поле).

Поток F через произвольную поверхность S определяется выражением

$ F = \int_S{\vec B \cdot \vec n dS} $
Диаграмма, показывающая поверхности, определяющие полоидальный (красный) и тороидальный (синий) поток.

Когда B представляет собой магнитное поле с тороидальными вложенными поверхностями потока, два магнитных потока могут быть определены двумя соответствующими поверхностями. [2] Полоидальный поток определяется выражением

$ \psi = \int_{S_p}{\vec B \cdot \vec n dS} $

где S p представляет собой кольцеобразную ленту, натянутую между магнитной осью и поверхностью потока f .(Дополнительно S p можно принять за поверхность, охватывающую центральное отверстие тора. [3] ) Точно так же тороидальный поток определяется выражением

$ \phi = \int_{S_t}{\vec B \cdot \vec n dS} $

где S t — полоидальное сечение поверхности потока. Естественно использовать ψ или φ для обозначения поверхностей потока вместо нефизического обозначения f .

См. также

Ссылки

  1. ↑ Теорема Пуанкаре-Хопфа.
  2. ↑ RD Hazeltine, JD Meiss, Plasma Confinement , Courier Dover Publications (2003) ISBN 0486432424
  3. ↑ AH Boozer, Физика удерживаемой магнитным полем плазмы , Rev. Mod. физ. 76 (2005) 1071 — 1141

Обобщенная функция потока для трехмерного магнитного пересоединения: Physics of Plasmas: Vol 18, No 10

По аналогии с точкой x в двумерном векторном поле фиксированная точка x 0 двумерного отображения Говорят, что гиперболический , когда собственные значения λ S , λ U U u u jacobian Matrix Jij = ∂f1, i / ∂f1, j на x 0 удовлетворяют | λ S | < 1 < |λ u |.Как и в случае с точкой x, соответствующие собственные векторы определяют линейные подпространства, а карта F 1 имеет глобальные устойчивые и неустойчивые многообразия W s ( x 0 0 ), 2 x 0 0 ), u ( x 0 ), которые касаются этих линейных подпространств с размерами x 0 . Для каждой гиперболической неподвижной точки есть две ветви каждого многообразия.

по определению, W W S S ( x 0 0 ) и U U U U U U U U U ( x ) тогда F1(x)∈Ws(x0), и аналогично для W u ( x 0 ).Под отображением F F 1 , очки на W S S ( x ) Переместите ближе к x u ( x 0 ) отойти подальше. В случае нашего магнитного поля, W S ( x 0 ) и W U U ( x 0 ) соответствуют кривым на границе Z = 0 (или эквивалентно z  = 1).Их инвариантность означает, что силовые линии, начинающиеся на любом многообразии для z  = 0, должны заканчиваться на одном и том же многообразии для z  =  1. Таким образом, объединение таких силовых линий определяет магнитную поверхность в трехмерной области, создаваемую каждым многообразием.

A. Интегрируемые поля

Самый простой для понимания тип трехмерного поля — это интегрируемое поле, где силовые линии лежат на слоении поверхностей потока. На рис. 3(а) показан пример такого поля, определяемого добавлением однородной z -компоненты к двумерному магнитному полю.Линии поля 3D-поля лежат на вертикальных поверхностях, которые проецируются на линии поля 2D-поля. Три нулевые точки двумерного поля теперь соответствуют вертикальным линиям поля, то есть фиксированным точкам ( e 1 , h 1 , h 2 ). Сепаратрисы двумерного поля соответствуют глобальным многообразиям трехмерного отображения силовых линий. Каков поток «острова», содержащего e 1 ? Есть два естественных потока: (1) вертикальный поток через нижнюю границу в пределах этой области и (2) горизонтальный поток, пересекающий заштрихованную серым цветом вертикальную поверхность между линиями поля e 1 и h 2 .Первый поток не существует в исходном двумерном поле, но измеряется непосредственно от B·n на нижней границе. Второй поток измеряется с помощью обобщенной функции потока по разности A(e1)-A(h3). Это явно аналогично двумерному случаю (разд. ). Обратите внимание, что в этом интегрируемом поле A(h2)=A(h3), поэтому идентичный поток для этой островной области будет измеряться как A(e1)-A(h2). «Барьер» вокруг острова состоит из двух магнитных поверхностей: 1) ветвь W u ( h 1 ), совпадающая с ветвью W s H H 2 ) (в красном онлайн) и (2) филиал W S S S ( H 1 ), который совпадает с ветвью W U ( h 2 ) (синим цветом онлайн).

B. Гетероклинические клубки

К сожалению, простота интегрируемого случая противоречит сложности, типичной для общего трехмерного магнитного поля. Если к рис. 3(а) применить малое z -зависимое возмущение, три фиксированные точки сохранятся и сохранят свой эллиптический/гиперболический характер, но регулярные глобальные многообразия разобьются на гетероклинических клубков (рис. 3(б). )). В этой общей ситуации устойчивые и неустойчивые многообразия пересекаются трансверсально в дискретных точках, а не совпадают, образуя регулярные сепаратрисы, как в двумерном или интегрируемом случаях.Из единственности силовых линий следует, что пересечение может иметь место только между устойчивым многообразием и неустойчивым многообразием. Два устойчивых многообразия никогда не могут пересекаться, равно как и два неустойчивых многообразия. Пересечение устойчивого многообразия с неустойчивым многообразием одной и той же неподвижной точки называется гомоклинической точкой , а пересечение многообразий из разных неподвижных точек — гетероклинической точкой (рис. 4). В этой статье нам не нужно различать эти две точки, и мы будем называть обе точки гетероклиническими.

Ключевой результат о гетероклинических пересечениях, впервые полученный Пуанкаре, заключается в том, что единственное пересечение между двумя многообразиями Wh2s и Wh3u подразумевает существование бесконечного числа пересечений между этими двумя кривыми. Это просто следует из того, что точка пересечения лежит на обоих многообразиях. Она не может быть фиксированной точкой, и каждая итерация по определению также должна лежать на обоих многообразиях. Бесконечное число пересечений при приближении к любой из фиксированных точек h 1 , h 2 приводит к очень запутанному пути многообразия кривых.Названный гомоклиническим клубком , это главный путь к хаосу в 2D-отображениях. Эта возможность хаоса в отображении силовых линий является основным фактором, усложняющим разделение потока в трехмерном поле.

C. Частичные барьеры

Поскольку глобальные многообразия для 3D-поля могут быть бесконечно длинными (в отличие от 2D), области разделения потока должны быть определены частичными барьерами : кривые, содержащие сегменты одного или нескольких глобальных многообразий, заканчивается в гиперболических неподвижных точках. 15 15. D. Beigie, A. Leonard, and S. Wiggins, Chaos, Solitons Fractals 4 , 749 (1994). https://doi.org/10.1016/0960-0779(94)

-7 Чтобы формально определить частичный барьер, пусть Whs[x1,x2] обозначает сегмент Whs между двумя точками x 1 , x 2 . Рассмотрим точку пересечения p∈Wh2u∩Wh3s. Эта точка p является первичной точкой пересечения или пипсом , если отрезки Wh2u[h2,p] и Wh3s[p,h3] пересекаются только в точке p (и, возможно, в точке h 1 , если 1 h 2  =  h 1 , Ром-Кедар и др. 20 20. V. Rom-Kedar, A. Leonard и S. Wiggins, J. Fluid Mech. 214 , 347 (1990). https://doi.org/10.1017/S00221120

167). Частичный барьер начинается и заканчивается в гиперболических фиксированных точках (возможно, одних и тех же) и состоит из одного или нескольких сегментов глобального многообразия, пересекающихся в точках. Он не содержит дополнительных фиксированных точек. На рис. 5(а) показан частичный барьер между гиперболическими фиксированными точками

h 1 и h 2 с двумя сегментами Wh2u[h2,p] и Wh3s[p,h3] пересекается в точке p .Барьер отделяет заштрихованную область A от незаштрихованной области A ‘. В этом выборе точки нет ничего особенного: выбор другой точки изменил бы барьер, а также форму областей A и A ′. Но потоки разделения определяются только A в фиксированных точках, поэтому они не зависят от выбора частичного барьера. Барьер на рисунке 5 называется «частичным», потому что определенные силовые линии пересекают его в отображении F 1 .Хотя ни одна линия магнитного поля не может пересекать магнитную поверхность, создаваемую каждым глобальным коллектором, это не препятствует пересечению силовыми линиями частичного барьера, если он состоит из более чем одного глобального коллектора. В оставшейся части этого раздела мы покажем, что поток, пересекающий барьер в каждом направлении под F 1 , четко определен (независимо от выбора пункта p ), и, кроме того, что чистый поток, пересекающий барьер это просто A(h3)-A(h2). Ключом к пониманию того, какие силовые линии пересекают частичный барьер, является динамика лепестков . 15,20–22 15. D. Beigie, A. Leonard, and S. Wiggins, Chaos, Solitons Fractals 4 , 749 (1994). https://doi.org/10.1016/0960-0779(94)

-7 20. V. Rom-Kedar, A. Leonard и S. Wiggins, J. Fluid Mech. 214 , 347 (1990). https://doi.org/10.1017/S00221120

167 21. R. S. MacKay, J. D. Meiss и I. C. Percival, Physica D

13 , 55 (1984). https://doi.org/10.1016/0167-2789(84)-7 22. Дж. Д. Мейсс, преп.Мод. физ. 64 , 795 (1992). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.64.795 Лепесток представляет собой замкнутую область, ограниченную сегментами Wh2u[p1,p2], Wh3s[p1,p2] между двумя соседними точками p 1 , p 2 (например, рис. 4). Важными динамическими правилами, управляющими лепестками, являются 20 20. V. Rom-Kedar, A. Leonard и S. Wiggins, J. Fluid Mech. 214 , 347 (1990). https://doi.org/10.1017/S00221120

167

1.

Сопоставление лепестков с лепестками под номером F 1 . Это следует из непрерывности отображения и того факта, что W u и W s являются инвариантными многообразиями, которые не могут пересекаться силовыми линиями.

2
2.

Заказ очков на W U и W S поддерживается, поэтому для данной пары пересекающихся коллекторов есть фиксированное число м лепестков, лежащих между p и F 1 ( p ), то же самое для любой точки p .

в нашем случае F F 1 — сохранение ориентации (| J |> 0 потому что B Z > 0), так что м должно быть даже.

подумайте снова на рисунке 5, где м = 4. В сопоставлении F 1 , две лепестки E 1 , E 2 Крест от A до A ‘, в то время как два лепестка C 1 , C 2 пересекаются от A ′ до A .Эти четыре лепестка, лежащие как раз между p и F 1 ( p ), являются лепестками турникета : они содержат именно те точки, которые пересекают частичный барьер под F 1 . Поток в лепестке L измеряется интегрированием Φ(L)=∫LBz(x,y,0)dxdy по z  = 0. Что произойдет, если мы выберем другую точку для определения частичного барьера? Тогда турникет будет состоять из разных лепестков.Но приведенные выше динамические правила гарантируют, что лепестков турникета по-прежнему будет четыре, а их потоки будут такими же, как и при первоначальном выборе точки. Теорема 1 . (Чистый поток). . Пусть p будет пунктом Wh2u и Wh3u , определяющим частичный барьер между областями A и A (ориентированный, как на рисунке 5). Для I = 1, ..,
= 1, .., M /2, Пусть E E I Быть доли сопоставлены из A до на F 1 , и C i доли, нанесенные на карту от A’ до A.Тогда
A(h3)-A(h2)=∑i=1m/2(Φ(Ei)-Φ(Ci)),
и эта сумма не зависит от выбора пункта стр .

Доказательство . Мы уже знаем из правил динамики доли, что сумма не зависит от выбора пункта.

Эскиз на рисунке 6 иллюстрирует магнитные поверхности, созданные Wh2u и Wh3u, для барьера на рисунке 5. Чтобы получить наш результат, мы рассмотрим два замкнутых контура, по одному на каждой из этих поверхностей.Начните со следующей замкнутой петли на поверхности, созданной Wh2u
Lu≡Fz(p)∪Wh2u[F1(p),h2]∪Fz-1(h2)∪Wh2u[h2,p]. (7) (7)
здесь, нотация F Z Z ( p ) означает полевую линию, прослеженную от P на нижней границе до F 1 ( P ) на верхней границе, а Fz-1 означает силовую линию, проведенную вниз от верхней границы к нижней границе. Теперь сформируйте замкнутый контур на поверхности Wh3s
Ls≡Fz(p)∪Wh3s[F1(p), h3]∪Fz-1(h3)∪Wh3s[h3,p]. (8) (8)
Интеграл A вокруг каждой петли должен исчезнуть, поэтому, используя периодичность A × E Z ,
A (P) -∫wh2u [P) ,F1(p)]A·dl-A(h2)=0, (9)
A(p)-∫Wh3s[p,F1(p)]A·dl-A(h3 )=0. (10)
Вычитание уравнения. (10) из уравнения (9) дает
A(h3)-A(h2)=∫Wh2u[p,F1(p)]A·dl-∫Wh3s[p,F1(p)]A·dl. (11)
Правая часть — магнитный поток через замкнутый контур в плоскости z  = 0 (или z  = 1), охватывающий все лепестки турникета.Поскольку F F 1 ( E E
I ) окружают против часовой стрелки и F 1 ( C I ) окружают по часовой стрелке, результат следует из теоремы Стокса . □

Теорема 1 показывает, что для двух гиперболических точек, соединенных частичным барьером, разница в их значениях A в точности равна суммарному потоку, пересекающему этот частичный барьер. Если ч 2  =  ч 1 , т.е.е., два коллектора принадлежат одной и той же фиксированной точке , тогда не может быть чистого потока через барьер. В предельном случае, когда h 1 и h 2 соединены регулярной сепаратрисой (т. е. два глобальных многообразия точно совпадают, как в двумерном поле), существует фактически бесконечно много лепестков нулевой площади . В этом предельном случае теорема 1 сводится к A(h3)=A(h2), как и в 2D.

Для простоты наши иллюстрации избегают вторичных пересечений между лепестками (см. Rom-Kedar et al. 20 20. V. Rom-Kedar, A. Leonard и S. Wiggins, J. Fluid Mech. 214 , 347 (1990). https://doi.org/10.1017/S00221120

167). Однако даже при наличии вторичных пересечений можно показать, что A(h3)-A(h2) дает суммарный поток через частичный барьер.

D. Область общего разделения потоков

Чтобы понять природу нашего нового разделения потоков, давайте рассмотрим область R на рис. 7(а), границей которой является цепочка частичных барьеров, состоящая из чередующихся сегментов. W U U и W и W S из четырех гиперболических фиксированных точек H I , I = 1, …, 4.Точное определение каждого частичного барьера не является уникальным из-за свободы выбора определения точки, но это не влияет ни на один из потоков, которые мы здесь опишем. точка e , потому что топологическая степень F 1 на R равна 1 по определению границы. В этом отношении ситуация аналогична аналогичной области в двумерном магнитном поле, которое должно содержать о-точку (рис. 1).Однако есть ключевое отличие, когда мы пытаемся определить «поток» области R . В двумерном поле частичные барьеры были бы заменены регулярными сепаратрисами, а функция потока A имела бы одно и то же значение через каждые ч i . Тогда поток региона будет однозначно определен как A ( e ) – A ( h 1 ). В трехмерном случае такой уникальный поток не может быть определен. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим разницу в A между каждой парой фиксированных точек, которые определяют 8 физических потоков, показанных на рисунке 7 (b)
ψ1=A(h3 )-A(h2),φ1=A(e)-A(h2),ψ2=A(h4)-A(h3),φ2=A(e)-A(h3),ψ3=A(h5)- A(h4),φ3=A(e)-A(h4),ψ4=A(h2)-A(h5),φ4=A(e)-A(h5).
ψ i представляют собой чистые потоки через каждый частичный барьер, а φ i измеряют потоки через поверхности в области. Но не все эти 8 потоков независимы. Разделив R на 4 подобласти R i , как на рис. 7(b), суммарный поток в каждую R i должен обратиться в нуль (для периодического поля), поэтому ограничения
ψi=φi-φi+1,fori=1,…,4. (12)
Суммирование всех этих уравнений приводит к ∑iψi=0, выражающему сохранение потока во всей области R . Это ясно из уравнения. (12) что различия между φ и связаны с чистым потоком через частичные барьеры. Если все ψ i  = 0, как в двумерном поле, все φ i должны быть равны, что дает нам однозначно определенный поток. Но если какой-либо из ψ i отличен от нуля, в R нет значимого одиночного потока.

Интересно, что мы видим, что изменение A(e) добавляет одинаковую величину к каждому φ i . Таким образом, хотя структура недостаточно проста для определения уникального потока в R , существует уникальный пересоединенный поток . Это подчеркивает, что именно значения A в фиксированных точках определяют наше распределение потоков, а не отдельные потоки ψ i , φ i , которые не являются независимыми. Обратите внимание, что это изменение A(e) не влияет ни на одно из ψ i , поэтому оно представляет собой чисто локальное неидеальное событие в области R .Напротив, изменения A(hi) влияют более чем на одну область разбиения, приводя к пересоединению в обычном смысле.

свойства\магнитный поток — calculate.org


Что такое магнитный поток?

Произведение магнитного поля, проходящего через поверхность, расположенную перпендикулярно полю, называется магнитным потоком. В более общем смысле это скалярное произведение магнитного поля и вектора площади.

Магнитный поток через поверхность прямо пропорционален чистой плотности или количеству силовых линий магнитного поля, проходящих через эту поверхность.Магнитный поток определяется интегралом магнитного поля по площади поверхности. Если поверхность S представляет собой плоскую поверхность с площадью A, а магнитное поле постоянно с величиной B, можно использовать упрощенную версию формулы: Φ=BA Cosθ Если поверхность расположена параллельно магнитному полю, вектор площади будет образуют угол 90 градусов с полем, и в результате магнитный поток будет равен нулю. Если поверхность расположена перпендикулярно полю, вектор площади образует с полем угол, равный 0, и, следовательно, магнитный поток будет наибольшим.Интеграл магнитного потока через поверхность S определяется как интеграл магнитного поля по площади поверхности S. Φ=∫∫B.ds, где – магнитный поток B – магнитное поле, S – поверхность (площадь ) а также ‘.’ обозначает скалярный продукт,

Магнитный поток через закрытую поверхность

Согласно закону магнетизма Гаусса, полный магнитный поток через замкнутую поверхность равен нулю. Замкнутая поверхность — это поверхность, подобная сфере или диску. Φ=∫∫B.ds=0 для любой замкнутой поверхности S.

Магнитный поток через открытую поверхность

В электромагнетизме большое значение имеет магнитный поток, проходящий через открытую поверхность. Электродвижущая сила возникает, когда изменяющийся магнитный поток проходит через проводящую катушку. Согласно закону Фарадея: E=-dφ/dt , где E — ЭДС, а производная — от Φ, потока через поверхность по времени, T.

Это принцип работы электрического генератора.Наиболее распространенные генераторы используют принцип магнитного потока для производства электроэнергии. Изменяющийся магнитный поток наводит в катушке ЭДС. ЭДС заставляет ток течь в катушке, производя электричество.

Измерение магнитного потока

Устройство, используемое для измерения магнитного потока, называется флюксметром . Оно состоит из катушек и электроники, которая оценивает изменение напряжения в катушке для измерения магнитного потока.

Добавьте эту страницу в закладки в своем браузере с помощью Ctrl и d или с помощью одного из этих сервисов: (открывается в новом окне)

Каков магнитный поток через треугольник

Магнитный поток (в Вб) через треугольник равен 0.0646 Вб.

Каков магнитный поток через контур? Магнитный поток является мерой количества магнитных силовых линий, проходящих через площади. Если петля провода с площадью A находится в магнитном поле B, магнитный поток определяется как: … Изменить магнитное поле. Измените площадь петли на . Измените угол между полем и контуром .

Кроме того, каково направление магнитного потока? Общее направление для магнитного потока течет от северного (N) к южному (S) полюсу.Кроме того, эти магнитные линии образуют замкнутые петли, которые выходят на северном полюсе магнита и входят в южный полюс.

Наконец, всегда ли магнитный поток равен 0? В то время как магнитный поток через закрытую поверхность всегда равен нулю , магнитный поток через открытую поверхность не обязательно должен быть равен нулю и является важной величиной в электромагнетизме.

Часто задаваемый вопрос:

Как рассчитать магнитный поток?

ΦB=B⋅A=BAcosθ Φ B = B ⋅ A = BA cos ⁡ , где B — величина магнитного поля (в единицах Тесла, Тл), A — площадь поверхности, а θ угол между магнитными силовыми линиями и нормалью (перпендикуляром) к А.

Как рассчитать поток?

Знать формулу электрического потока.

  1. Электрический поток через поверхность A равен точечному произведению векторов электрического поля и площадей E и A.
  2. Скалярное произведение двух векторов равно произведению их соответствующих величин, умноженному на косинус угла между ними.

Какое уравнение для плотности магнитного потока?

Плотность магнитного потока

Количество Блок Формула
Плотность магнитного потока вебера на метр2 В = Φ/площадь
Плотность электрического потока кулона на метр2 Д = С/Область

Почему магнитный поток равен нулю на замкнутой поверхности?

Закон Гаусса для магнетизма применяется к магнитному потоку через замкнутую поверхность .… Поскольку линий магнитного поля являются непрерывными петлями, все замкнутых поверхностей имеют столько же входящих силовых линий магнитного поля, сколько и выходящих. Следовательно, чистый магнитный поток через замкнутую поверхность равен нулю .

Может ли магнитный поток быть равным нулю, даже если магнитное поле не равно нулю?

Ответ. Объяснение: Внутри любой замкнутой поверхности всегда будет магнитных диполей. Поскольку каждый полюс диполя будет обеспечивать равный и противоположный поток через поверхность, да, магнитный поток через закрытую поверхность будет всегда равен нулю .… Там чистый поток будет в общем случае не ноль .

Может ли магнитный поток быть отрицательным?

3 ответа. Да, магнитный поток может быть отрицательным . Это просто зависит от того, куда идет поле. Скажем, есть лист и магнитное поле проходит через него спереди назад, мы можем назвать поток там положительным и отрицательным , когда наоборот.

Чему равен магнитный поток?

Магнитный поток (часто обозначаемый Φ или Φ B ) через поверхность является компонентом магнитного поля, проходящего через эту поверхность. В самом общем виде магнитный поток определяется как ΦB=∬AB⋅dA ΦB = ∬AB ⋅dA. Это интеграл (сумма) всего магнитного поля , проходящего через бесконечно малые элементы площади dA.

Имеет ли поток направление?

Эти потоки являются векторами в каждой точке пространства, а имеют определенную величину и направление .

Направлен ли поток в направлении магнитного поля?

Каждая точка на поверхности связана с направлением , называемым нормалью поверхности; магнитный поток через точку является компонентом магнитного поля вдоль этого направления .

Каково направление плотности магнитного потока?

Плотность магнитного потока или магнитная индукция — это число силовых линий, проходящих через единицу площади материала, B.Единицей магнитной индукции является тесла (Тл).

Каково направление электрического потока?

находится в противоположном направлении к нормали к поверхности. Электрический поток через верхнюю грань (FGHK) положительный, потому что электрическое поле и нормаль находятся в одном и том же направлении . Электрический поток через другие грани равен нулю, так как электрическое поле перпендикулярно векторам нормали к этим граням.

Как найти магнитный поток через петлю?

Рассчитайте изменение магнитного потока через круглую петлю.

  1. Решение: A = π R2 = π ( 0,040 м)2 = 0,0050 м2 Когда петля горизонтальна, θ = 0, а поток равен.
  2. Φ1 =BAcosθ =(0,17 Тл)(0,0050 м2)(1) = 8,5×10-4 Тм2 …
  3. Φ2 = B A cosθ = (0,17 T)(0,0050 м2)( 0 ) = 0 Tm2 …
  4. Φ2 – Φ1 = 0 – 8,5×10-4 Tm2 = – 8,5×10-4 Tm2

Чему равен магнитный поток в контуре?

Количество линий поля через катушку называется магнитным потоком .Когда петля перемещается параллельно однородному магнитному полю , количество линий поля , проходящих через петлю , и индуцированный ток не изменяются.

Какая часть потока через контур изменяется?

Существует три способа изменить магнитный поток через контур : изменить напряженность магнитного поля (увеличить, уменьшить) по площади поверхности. Изменить площадь петли (увеличить за счет расширения петли , уменьшить за счет сжатия петли )

Чему равен магнитный поток через катушку?

Индуцированный ток создает магнитное поле, которое противодействует изменению магнитного потока .Величина ЭДС индукции может быть рассчитана с использованием закона Фарадея. Магнитное поле внутри длинной катушки равно B = μ 0 (Н/л)I. Поток через катушку равен NBA = μ 0 (N 2 /л)IA.

Как найти магнитный поток катушки?

Величину ЭДС индукции можно рассчитать по закону Фарадея.

  1. Магнитное поле внутри длинной катушки B = μ0(N/ℓ)I.
  2. Поток через катушку NBA = μ0(N2/л)IA.
  3. Изменение потока в единицу времени равно μ0(N2/ℓ)A ∆I/∆t = L*∆I/∆t, поскольку I — единственная величина, изменяющаяся со временем.

Чему равен магнитный поток через контур?

Магнитный поток является мерой количества магнитных силовых линий, проходящих через площадь. Если петля провода с площадью A находится в магнитном поле B, магнитный поток определяется как: … Изменить магнитное поле.Измените площадь петли на . Измените угол между полем и контуром .

(Посетили 9 раз, сегодня посетили 1 раз)

Родственные

Популяризация магнитных знаний — поверхностный магнетизм, остаточная намагниченность и магнитный поток

Популяризация знаний о магнитных поверхностях, магнетизме, остаточной намагниченности и магнитном потоке

Поверхностная магнитная прочность

Понятие: Поверхностная намагниченность относится к интенсивности магнитной индукции определенной точки на поверхности магнита (тогда поверхностный магнетизм центра и края различен), которая представляет собой значение, измеренное измерителем Гаусса, контактирующим с определенной поверхностью магнита. магнит, а не общие магнитные характеристики магнита.

Измерение: Измеритель Гаусса, также называемый измерителем Теслы, обычно используется для измерения магнетизма. Элементы датчика Холла на измерителях Гаусса разных производителей разные, и измеряемый магнетизм одного и того же магнита тоже разный. Кроме того, следует отметить, что стандарты измерения Гаусса, используемые в разных странах, различны.

Поверхностный магнетизм связан с отношением высоты к диаметру магнита (отношением высоты к диаметру магнита).Чем больше отношение высоты к диаметру, тем выше поверхностный магнетизм, т. е. чем больше площадь поверхности, перпендикулярная направлению намагничивания, тем ниже поверхностный магнетизм; чем больше размер направления намагниченности, тем выше магнетизм стола.

Магнитный поток

Понятие: В однородном магнитном поле с напряженностью магнитной индукции B имеется плоскость площадью S, перпендикулярная направлению магнитного поля.Произведение напряженности магнитной индукции В на площадь S называется магнитным потоком, проходящим через эту плоскость, именуемым магнитным потоком, а символ «Ф», единицей измерения является веберовская (Вб). Магнитный поток — это физическая величина, которая представляет собой распределение магнитного поля. Это скаляр, но он имеет положительные и отрицательные значения, которые представляют только его направление. Φ=B·S, когда существует угол θ между вертикальной плоскостью S и B, Φ=B·S·cosθ

Величину магнитного потока, проходящего через некоторую плоскость, можно наглядно объяснить количеством магнитных линий индукции, проходящих через эту плоскость.В одном и том же магнитном поле чем больше интенсивность магнитной индукции, тем плотнее магнитные линии индукции. Следовательно, чем больше В и чем больше S, тем больше магнитный поток, а значит, и число магнитных линий, проходящих через эту поверхность, больше. Если есть два магнитных потока в противоположных направлениях через плоскость, результирующий магнитный поток в это время представляет собой алгебраическую сумму магнитных потоков в противоположном направлении.

Измерение: Флюксметр — это прибор для измерения магнитного потока, и его необходимо согласовать с измерительной катушкой (медная проволока диаметром 0.1-0,5). В последние годы отечественные производители постоянных магнитов широко используют катушки Гельмгольца для обнаружения сыпучих продуктов (Гельмголя Магнитная катушка представляет собой устройство, создающее однородное магнитное поле на небольшой площади. Благодаря открытому характеру катушки Гельмгольца ее легко вставлять или вынимать другие инструменты или непосредственно проводить визуальное наблюдение, поэтому его часто используют в экспериментах по физике Устройство (названо в честь немецкого физика Германа фон Гельмгольца)

Остаток

Понятие: Остаточная намагниченность относится к магнитной индукции, сохраняющейся в ферромагнитном теле, когда внешнее магнитное поле постепенно уменьшается до нуля после того, как внешнее магнитное поле намагничивается до состояния насыщения.Его полное название — остаточная напряженность магнитной индукции (Br представляет). Остаточная намагниченность определяется характеристиками самого магнита, а остаточная намагниченность одного и того же магнита при определенных условиях постоянна и имеет единственное значение.

Связь между остаточной намагниченностью и поверхностным магнетизмом: оба основаны на Гауссе, но нет соответствующей связи между поверхностным магнетизмом и остаточной намагниченностью. То есть у двух магнитов с одинаковой остаточной намагниченностью величина поверхностного магнетизма может не совпадать.Форма, размер и намагниченность

1) Два магнита одинаковой формы, производительности и размера, чем выше поверхностный магнетизм, тем сильнее остаточная намагниченность

2) Два магнита с разными формами, характеристиками и размерами не могут быть оценены просто по уровню поверхностного магнетизма.

Взаимосвязь между остаточной намагниченностью и магнитным потоком: Когда магнитная цепь магнита замкнута, можно использовать флюксметр для измерения магнитного потока, а затем рассчитать остаточную намагниченность.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.