Вектор магнитной индукции измеряется в: Модуль вектора магнитной индукции – определяется формула, величина в веществе, закон Ампера (11 класс)

Содержание

Вектор магнитной индукции — Энциклопедия по машиностроению XXL

Векторы магнитной индукции и напряженности магнитного поля В н И в обоих случаях, как в изотропных, так и в анизотропных средах, ввиду равенства магнитной проницаемости ц единице в оптике совпадают по направлению.  [c.247]

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

А-1 м При исследовании магнитного поля с помощью контура с током за направление вектора магнитной индукции В в том месте, где расположена рамка  [c.178]


Линия, в любой точке которой вектор магнитной индукции В направлен по касательной, называется линией магнитной индукции.  [c.179]

Направление вектора магнитной индукции в этом случае определяется следующим правилом. Если смотреть вдоль проводника по направлению тока, т. е. по направлению движения  [c.179]

Линии индукции магнитного поля, созданного катушкой с током, показаны на рисунке 185. Вектор магнитной индукции входит в катушку с той стороны, с какой направление тока в витках катушки представляется соответствующим ходу часовой стрелки.  

[c.179]

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]

Пример. Гироскопический радиус. Каков радиус траектории электрона, движущегося в циклотроне со скоростью 10 см/с в плоскости, перпендикулярной к вектору магнитной индукции В, величина которого равна 10 Гс  

[c.128]

В плоскости волнового фронта, т. е. в плоскости, перпендикулярной к М, расположены вектор О (электрической индукции) и вектор Н (напряженности магнитного поля), который совпадает с вектором магнитной индукции В = р//, ибо р в оптике для большинства сред равно 1. Вектор же Е (напряженность электрического поля), не совпадающий с О, образует с N угол, отличный от прямого ). Оба вектора Е и О всегда перпендикулярны к //, так что общее расположение векторов соответствует рис. 26.4. Сказанное и построение рис. 26.4 относится к каждой из указанных выше линейно-поляризованных волн в отдельности.  [c.500]

Электроны движутся в плоском конденсаторе. Плоскости г/ = 0, y = d являются катодом и анодом. Разность потенциалов между ними равна Uq. Вектор магнитной индукции постоянного однородного поля В= (О, О, В). Электроны эмитируются с начальной скоростью Vo = 0. Найти значение В, при котором ток отсутствует.  

[c.40]

Если поместить проводник с током в среду, которая намагничивается (магнетик), то возникает дополнительная напряженность магнитного поля Н, суммирующаяся с напряженностью внешнего поля Но результирующую напряженность В называют вектором магнитной индукции  [c.188]

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]


Уравнение для завихренности вектора напряженности магнитного поля (61) с помощью (38) заменим уравнением завихренности вектора магнитной индукции  [c.195]

Здесь В = Вх + By В — величина вектора магнитной индукции, а = rot В. При выводе выражений (726) было использовано также условие неразрывности магнитных силовых линий (63).  [c.198]

Пусть (рис. 13.16) вектор магнитной индукции перпендикулярен к направлению течения В=(0, 0), т. е. фронт скачка  [c.230]

Видно, что наиболее сильное воздействие на величину турбулентного трения в плоском пограничном слое оказывает окружное магнитное поле, что объясняется его влиянием на две составляющие пульсационной скорости, входящие в выражение для напряжения трения. Описанный метод учета влияния магнитного поля на турбулентность можно применять и в том случае, если направление магнитного поля не совпадает с направлением одной из составляющих пульсационной скорости при этом вектор магнитной индукции следует разложить на компоненты, параллельные составляющим скорости, и затем вести расчет по приведенным выше формулам, учитывая воздействие на турбулентность каждого компонента вектора магнитной индукции.  [c.253]

Вектор магнитной индукции 188  

[c.298]

Поляризация электромагнитных волн определяется поведением вектора напряженности электрического поля волны, который всегда перпендикулярен лучу. При линейной поляризации конец вектора напряженности с началом на луче в фиксированный момент времени при перемещении по лучу описывает синусоиду на плоскости, в которой лежат луч и вектор напряженности. Эта плоскость называется плоскостью колебаний вектора напряженности электрического поля. Плоскостью поляризации называется плоскость (в которой колеблется вектор магнитной индукции волны), перпендикулярная плоскости колебаний вектора напряженности электрического ПОЛЯ. Однако плоскость поляризации в этом смысле в настоящее время практически не используется и поля-  

[c.33]

Здесь 8,/А — антисимметричный тензор (6123 = 8231 = 6312=1, 6132 = 6321 = 6213 = —1, остальные компоненты равны нулю), В = цоЯмагнитная проницаемость. Я, — компоненты вектора напряженности магнитного поля.  [c.238]

Уравнение (XV.5) показывает, что вектор магнитной индукции соленоидален, т. е. расхождение этого вектора равно нулю.  [c.391]

Нормальная составляюш,ая вектора магнитной индукции остается непрерывной при переходе через поверхность раздела,  [c.394]

В случае использования преобразователя, показанного на рис. 41,6, вектор магнитной индукции направлен по касательной к поверхности изделия, поэтому в изделии будут возникать в основном продольные волны  

[c.225]

Физические основы электромагнитного удержания расплава. Как известно, в магнитном поле на элемент среды, несущей ток, действует ЭМС, направленная перпендикулярно вектору плотности тока I и вектору магнитной индукции В в соответствии с известным правилом левой руки.  [c.21]

Магнитный потов (Ф) — произведение площади, ограниченной контуром, и проекции вектора магнитной индукции на направление нормали к этой площади.  [c.514]

Магнитный поток или поток вектора магнитной индукции сквозь поверхность S  

[c.449]

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]

Вектор магнитной индукции равен  [c.18]

Составим выражение для циркуляции напряженности электрического поля Е по бесконечно малому контуру ab d (рис. 13.7), вызванного изменением по времени вектора магнитной индукции дВ1д1, перпендикулярного вектору Е  [c.194]

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]

Из магнитной газодинамики известно, что в общем случав скорости распространения слабых магнитогазодинамических волн, которые подразделяются на быстрые (с) и медленные (с ), а также скорость распространения альфвеновской волны (Ь) зависят от угла б между выбранным направлением и вектором магнитной индукции В  [c.233]

Наконец, радиочастотный метод был применен для определения магнитного момента нейтрона. В опытах Блоха и Альвареца [ ] использовалось то обстоятельство, что при прохождении пучка нейтронов через кусок намагниченного железа сильнее рассеиваются нейтроны, магнитный момент которых JJ- параллелен вектору магнитной индукции В в железе. Благодаря этому, пучок нейтронов, проходя через намагниченное железо, поляризуется», т. е. в нем начинают преобладать нейтроны с определенным направлением магнитного момента. Если пучок нейтронов пропустить последовательно через два куска намагниченного железа, то такой случай будет аналогичен случаю прохождения света последовательно через два НИКОЛЯ. Как известно, если НИКОЛИ скрещены», то свет не проходит через них, если они поставлены параллельно», то свет проходит. Аналогично, пучок нейтронов легче пройдет через два куска железа с параллельным намагничиванием и  [c.577]

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]

Согласно Максвелла уравнениям, источниками М. п. являются электрич. токи, маги, моменты и переменные электрич. ноля (о природе источииков М. п. в разл. средах см. в ст. Магнетизм, Магнетизм макрочастиц). М. п. в среде обычно характеризуется. двумя аксиальными векторами магнитной индукцией В и напряжённостью магнитного поля Н. Эти векторы не независимы, а связаны между собой т. н. материальным ур-ннем В В(Н), различным для различных сред. О более общей зависимости В=В Н, Г, р,. ..) (Г — теми-ра, р — давление,. . . ) говорят как о магн. ур-нии состояния вещества. В вакууме Я=Н (в СГ( ) и ]п И х Н (в СИ), где p,Q — магнитная постоянная. Различие между векторами К и в среде связано с наличием в ней микроскопия, магн. моментов. В СИ  [c.665]

МАГНИТОМЕТРЫ — приборы для измерения модуля полного вектора магнитной индукции или его составляющих. Наряду с термином М. употребляются термины Атесламетр и гауссметр (по наименованию единицы измеряемой величины), а также термин измеритель магнитной индукции . Место М. среди других магнитоизмерит. приборов показано на рис.  [c.699]


НАПРЯЖЁННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ — аксиальный вектор Н(г, t), определяющий [наряду с вектором магнитной индукции В г, f)] свойства макроско-пич. магн, поля. В случае вакуума двухвекторное описание магн. поля является чисто формальным, поэтому в гауссовой системе единиц в вакууме В = Н, хотя, в силу традиций, и измеряются в единицах с разным наименованием В — в гауссах (Гс), а Н — в эрстедах (Э). В СИ сохраняется различие и для вакуума В Pq Н, где До — магнитная постоянная. Измеряется Н. м. и. в СИ в амперах на метр (А/м), 1 А/м — = 4я-10 -зэ.  [c.245]

149953 (Вступительные вопросы по физике для заочников, поступающих в СГАУ.) — документ, страница 5

Подобно электрическому полю, магнитное поле существует реально, независимо от нас, от наших знаний о нем.

Магнитная индукция – способность магнитного поля оказывать силовое действие на проводник с током (векторная величина). Измеряется вТл.

За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса S к северному N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле. Это направление совпадает с направлением положительной нормали к замкнутому контуру с током.

Направление вектора магнитной индукции устанавливают с помощью правила буравчика:

если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.

Линии магнитной индукции.

Линия, в любой точке которой вектор магнитной индукции направлен по касательной – линии магнитной индукции. Однородное поле – параллельные линии, неоднородное поле – кривыми линиями. Чем больше линий, тем больше сила этого поля. Поля с замкнутыми силовыми линиями называют вихревыми. Магнитное поле — вихревое поле.

М агнитный поток –величина равная произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь и на косинус угла между вектором и нормалью к поверхности.

С ила Ампера равна произведению вектора магнитной индукции на силу тока, длину участка проводника и на синус угла между магнитной индукцией и участком проводника.

где l – длина проводника, B – вектор магнитной индукции.

Силу Ампера применяют в громкоговарителях, динамиках.

Принцип работы: По катушке протекает переменный электрический ток с частотой, равной звуковой частоте от микрофона или с выхода радиоприемника. Под действием силы Ампера катушка колеблется вдоль оси громкоговорителя в такт с колебаниями тока. Эти колебания передаются диафрагме, и поверхность диафрагмы излучает звуковые волны.

32. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.

Силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля, называю силой Лоренца.

Сила Лоренца. Поскольку ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов, то естественно предположить, что сила Ампера является равнодействующей сил, действующих на отдельные заряды, движущиеся в проводнике. Опытным путём установлено, что на заряд, движущийся в магнитном поле, действительно действует сила. Эту силу называют силой Лоренца. Модуль FL силы находится по формуле

где В — модуль индукции магнитного поля, в котором движется заряд, q и v — абсолютная величина заряда и его скорость, — угол между векторами v и В. Эта сила перпендикулярна к векторам v и В, её направление находится по правилу левой руки: если руку расположить так, чтобы четыре вытянутых пальца совпадали с направлением движения положительного заряда, линии индукции магнитного поля входили в ладонь, то отставленный на 900 большой палец показывает направление силы. В случае отрицательной частицы направление силы противоположное.

Так как сила Лоренца перпендикулярна скорости частицы, то. она не совершает работу.

Силу Лоренца применяют в телевизорах, масс-спектограф.

Принцип работы: Вакуумная камера прибора помещена в магнитное поле. Ускоренные электрическим полем заряженные частицы (электроны или ионы), описав дугу, попадают на фотопластинку, где оставляют след, позволяющий с большой точностью измерить радиус траектории. По этому радиусу определяется удельный заряд иона. Зная же заряд иона, легко определить его массу.

33. Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость. Ферромагнетизм.

Магнитная проницаемость. Постоянные магниты могут быть изготовлены лишь из немногих веществ, но все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются, т. е. сами создают магнитное поле. Благодаря этому вектор магнитной индукции В в однородной среде отличается от вектора Во в той же точке пространства в вакууме.

О тношение характеризующее магнитные свойства среды, получило название магнитной проницаемости среды.

В однородной среде магнитная индукция равна: где магнитная проницаемость данной среды безразмерная величина, показывающая во сколько раз μ в данной среде, больше μ в вакууме.

Магнитные свойства любого тела определяются замкнутыми электрическими токами внутри него.

Парамагнетиками называются вещества, которые создают слабое магнитное поле, по направлению совпадающее с внешним полем. Магнитная проницаемость наиболее сильных парамагнетиков мало отличается от единицы: 1,00036- у платины и 1,00034- у жидкого кислорода. Диамагнетиками называются вещества, которые создают поле, ослабляющее внешнее магнитное поле. Диамагнитными свойствами обладают серебро, свинец, кварц. Магнитная проницаемость диамагнетиков отличается от единицы не более чем на десятитысячные доли.

Ферромагнетики и их применение. Вставляя железный или стальной сердечник в катушку, можно во много раз усилить создаваемое ею магнитное поле, не увеличивая силу тока в катушке. Это экономит электроэнергию. Сердечники трансформаторов, генераторов, электродвигателей и т. д. изготовляют из ферромагнетиков.

При выключении внешнего магнитного поля ферромагнетик остается намагниченным, т. е. создает магнитное поле в окружающем пространстве. Упорядоченная ориентация элементарных токов не исчезает при выключении внешнего магнитного поля. Благодаря этому существуют постоянные магниты.

Постоянные магниты находят широкое применение в электроизмерительных приборах, громкоговорителях и телефонах, звукозаписывающих аппаратах, магнитных компасах и т. д.

Большое применение получили ферриты — ферромагнитные материалы, не проводящие электрического тока. Они представляют собой химические соединения оксидов железа с оксидами других веществ. Первый из известных людям ферромагнитных материалов—магнитный железняк — является ферритом.

Температура Кюри. При температуре, большей некоторой определенной для данного ферромагнетика, ферромагнитные свойства его исчезают. Эту температуру называют температурой Кюри. Если сильно нагреть намагниченный гвоздь, то он потеряет способность притягивать к себе железные предметы. Температура Кюри для железа 753 °С, для никеля 365 °С, а для кобальта 1000°С. Существуют ферромагнитные сплавы, у которых температура Кюри меньше 100°С.

34. Электромагнитная индукция. Магнитный поток.

Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца Мы знаем, что электрический ток создаёт магнитное поле. Естественно возникает вопрос: «Возможно ли появление электрического тока с помощью магнитного поля?». Эту проблему решил Фарадей, открывший явление электромагнитной индукции, которое заключается в следующем: при всяком изменении Магнитного потока, пронизывающего площадь, охватываемую проводящим контуром, в нём возникает электродвижущая сила, называемая э.д.с. индукции. Если контур замкнут, то под действием этой э.д.с. появляется электрический ток, названный индукционньм. Фарадей установил, что э.д.с. индукции не зависит от способа изменения магнитного потока и определяется только быстротой его изменения, т.е.

, ЭДС может возникать при изменении магнитной индукции В, при повороте плоскости контура, относительно магнитного поля. Знак минус в формуле объясняется по Правилу Ленца: Индуктивный ток направлен так, что своим магнитным полем препятствует изменению внешнего магнитного потока, порождающего индукционный ток. Соотношение называется законом электромагнитной индукции: ЭДС индукции в проводнике равна быстроте изменения магнитного потока, пронизывающего площадь, охватываемую проводником.

Магнитный поток. Магнитным потоком через некоторую поверхность называют число линий магнитной индукции, пронизывающих её. Пусть в однородном магнитном поле находится плоская площадка площадью S, перпендикулярная к линиям магнитной индукции. (Однородным магнитным полем называется такое поле, в каждой точке которого индукция магнитного поля одинакова по модулю и направлению). В этом случае нормаль n к площадке совпадает с направлением поля. Поскольку через единицу площади площадки проходит число линий магнитной индукции, равное модулю В индукции поля, то число линий, пронизывающих данную площадку будет в S раз больше. Поэтому магнитный поток равен:

Рассмотрим теперь случай, когда в однородном магнитном поле находится плоская площадка, имеющая форму прямоугольного параллелепипеда со сторонами а и b, площадь которой S = аb. Нормаль n к площадке составляет угол с направлением поля, т.е. с вектором индукции В. Число линий индукции, проходящих через площадку S и её проекцию Sпр на плоскость, перпендикулярную к этим линиям, одинаково. Следовательно, поток Ф индукции магнитного поля через них одинаков. Используя выражение, находим Ф = ВSпр Из рис. видно, что Sпр= ab*cos =Scos. Поэтому ф =BScos .

В системе единиц СИ магнитный поток измеряется в веберах (Вб). Из формулы следует т.е. 1 Вб — это магнитный поток через площадку в 1 м2, расположенную перпендикулярно к линиям магнитнойиндукции в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл. Найдем размерность вебера:

Известно, что магнитный поток является алгебраической величиной. Примем магнитный поток, пронизывающий площадь контура, положительным. При увеличении этого потока возникает з.д.с. индукции , под действием которой появляется индукционный ток, создающий собственное магнитное поле, направленное навстречу внешнему полю, т.е. магнитный поток индукционного тока отрицателен.

Если же поток, пронизывающий площадь контура, уменьшается ( ), то , т.е. направление магнитного поля индукционного тока совпадает с направлением внешнего поля.

35. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

Если контур замкнут, то под действием этой э.д.с. появляется электрический ток, названный индукционньм. Фарадей установил, что э.д.с. индукции не зависит от способа изменения магнитного потока и определяется только быстротой его изменения, т.е.

Соотношение называется законом электромагнитной индукции: ЭДС индукции в проводнике равна быстроте изменения магнитного потока, пронизывающего площадь, охватываемую проводником. Знак минус в формуле, является математическим выражением правила Ленца. Известно, что магнитный поток является алгебраической величиной. Примем магнитный поток, пронизывающий площадь контура,положительным. При увеличении этого потока

возникает з.д.с. индукции , под действием которой появляется индукционный ток, создающий собственное магнитное поле, направленное навстречу внешнему полю, т.е. магнитный поток индукционного тока отрицателен.

Если же поток, пронизывающий площадь контура, уменьшается , то , т.е. направление магнитного поля индукционного тока совпадает с направлением внешнего поля.

Рассмотрим один из опытов, проведённых Фарадеем, по обнаружению индукционного тока, а следовательно, и э.д.с. индукции. Если в соленоид, замкнутый на очень чувствительный электроизмерительный прибор(гальванометр), вдвигать или выдвигать магнит, то при движении магнита наблюдается отклонение стрелки гальванометра, свидетельствующее о возникновении индукционного тока. То же самое наблюдается при движении соленоида относительно магнита. Если же магнит и соленоид неподвижны относительно друг друга, то и индукционный ток не возникает. Из приведённого опыта следует вывод, что при взаимном движении указанных тел происходит изменение магнитного потока через нитки соленоида, что и приводит к появлению индукционного тока, вызванного возникающей э.д.с. индукции.

2. Направление индукционного тока определяется правилом Ленца: индукционный ток всегда имеет такое направление. что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, которое вызывает этот ток. Из этого правила следует, что при возрастании магнитного потока возникающий индукционный ток имеет такое направление, чтобы порождаемое им магнитное поле было направлено против внешнего поля, противодействуя увеличению магнитного потока. Уменьшение магнитного потока, наоборот, приводит к появлению индукционного тока, создающего магнитное поле, совпадающее по направлению с внешним полем. Пусть, например, в однородном магнитном поле находится проволочная квадратная рамка, пронизываемая магнитным полем Предположим, что магнитное поле возрастает. Это приводит к увеличению магнитного потока через площадь рамки. Согласно правилу Ленца, магнитное поле, возникающего индукционного тока, будет направлено против внешнего поля, т.е. вектор В2 этого поля противоположен вектору Ё. Применяя правило правого винта (см. § 65, п. З), находим направление индукционного тока Ii.

З. Явление электромагнитной индукции получило широкое применение в технике: промышленности получение электроэнергии на электростанциях, разогрев и плавление проводящих материалов (металлов) в индукционных электропечах и т.д.

36. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля.

Явление самоиндукции. Явление возникновения э.д.с. в том же проводнике, по которому течёт переменный ток, называется самоиндукцией, а саму э.д.с. называют э.д.с. самоиндукции. Это явление объясняется следующим. Переменный ток, проходящий по проводнику, порождает вокруг себя переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, создаёт магнитный поток, изменяющийся со временем, через площадь, ограниченную проводником. Согласно явлению электромагнитной индукции, это изменение магнитного потока и приводит к появлению э.д.с. самоиндукции.

Информация для физиков

Магни́тная инду́кция  — векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой  магнитное поле действует на заряд , движущийся со скоростью .

Более конкретно,  — это такой вектор, что сила Лоренца , действующая со стороны магнитного поля на заряд , движущийся со скоростью , равна

где косым крестом обозначено векторное произведение, α — угол между векторами скорости и магнитной индукции (направление вектора  перпендикулярно им обоим и направлено по правилу левой руки).

Также магнитная индукция может быть определена как отношение максимального механического момента сил, действующих на рамку с током, помещенную в однородное поле, к произведению силы тока в рамке на её площадь.

Является основной фундаментальной характеристикой магнитного поля, аналогичной вектору напряжённости электрического поля.

В системе СГС магнитная индукция поля измеряется в гауссах (Гс), в системе СИ — в теслах (Тл)

1 Тл = 104 Гс

Магнитометры, применяемые для измерения магнитной индукции, называют тесламетрами.

Основные уравнения

Поскольку вектор магнитной индукции является одной из основных фундаментальных физических величин в теории электромагнетизма, он входит в огромное множество уравнений, иногда непосредственно, иногда через связанную с ним напряженность магнитного поля. По сути, единственная область в классической теории электромагнетизма, где он отсутствует, это пожалуй разве только чистая электростатика.

  • (Здесь формулы приведем в СИ, в виде для вакуума, где есть варианты для вакуума — для среды; запись в другом виде и подробности — см. по ссылкам).

В магнитостатике

В магнитостатическом пределе наиболее важными являются:

В общем случае

Основные уравнения (классической) электродинамики общего случая (то есть независимо от ограничений магнитостатики), в которых участвует вектор магнитной индукции :

  • Формула силы Лоренца
    • Следствия из неё, такие как
      • Выражение для силы Ампера, действующей со стороны магнитного поля на ток (участок провода с током)
      • выражение для вращающего момента, действующего со стороны магнитного поля на магнитный диполь (виток с током, катушку или постоянный магнит):
      • выражение для потенциальной энергии магнитного диполя в магнитном поле:
      • а также следующих из них выражения для силы, действующей на магнитный диполь в неоднородном магнитном поле и т. д..
      • Выражение для силы, действующей со стороны магнитного поля на точечный магнитный заряд:
        • (это выражение, точно соответствующее обычному закону Кулона, широко используется для формальных вычислений, для которых ценна его простота, несмотря на то, что реальных магнитных зарядов в природе не обнаружено; также может прямо применяться к вычислению силы, действующей со стороны магнитного поля на полюс длинного тонкого магнита или соленоида).
  • Выражение для плотности энергии магнитного поля
    • Оно в свою очередь входит (вместе с энергией электрического поля) и в выражение для энергии электромагнитного поля и в лагранжиан электромагнитного поля и в его действие. Последнее же с современной точки зрения является фундаментальной основой электродинамики (как классической, так в принципе и квантовой).

gauss единица магнитного поля

= Это означает, что плотность потока B является величиной, которая включает в себя намагничиваемость и … — Магнитное поле представляет собой векторную величину векторного поля, связанную с каждой точкой пространства. Иногда используется другая меньшая единица, называемая гауссом (G), где 1 G = 10 − 4 Тл. Какие другие распространенные единицы измерения магнитного поля. На поверхности Земли общая интенсивность колеблется от 22 000 нанотесла (нТл) до 67 000 нТл. В Международной системе единиц (СИ) единицей напряженности магнитного поля, строго плотности потока, наиболее часто используемой в геомагнетизме, является Тесла.Сила магнитного поля магнита может быть измерена с помощью гауссметра или тесламетра. Гаусс является единицей плотности магнитного потока B в системе гауссовых единиц и равен Мх/см 2 или г/Би/с 2 , а эрстед является единицей Н-поля. Один тесла (Тл) соответствует 10 4 Гс, а один ампер (А) на метр соответствует 4π × 10–3 эрстеда. Единица измерения магнитного поля в системе СИ называется Тесла (Тл): Тесла равна ньютону/(кулон × метр/сек). Гаусс является единицей плотности магнитного потока B в системе гауссовых единиц и равен Мх/см 2 или г/Би/с 2 , а эрстед является единицей Н-поля.{-4} тесла. Тесла — это 10 000 Гс. В электромагнитном поле направления, в которых движутся электрическое и магнитное поля, перпендикулярны друг другу. На самом деле, является ли магнитная индукция, обусловленная магнитным полем, которая измеряется в Ам в СИ. На самом деле является ли магнитная индукция, обусловленная магнитным полем, которая измеряется в Ам в СИ. Магнитная величина В, которую называют «магнитной поле» здесь иногда называют… В системе СГС меньшей единицей магнитного поля (В-поля) является Гаусс, обозначаемый символом G.Соотношение между Теслой и Гауссом определяется как 1 Тл = 10 000 Гс. Магнитный поток через замкнутую поверхность (например, шар) всегда равен нулю. Единицей напряженности магнитного поля в СГС является эрстед, а в системе СИ – ампер/метр. Сила магнитного поля… Один Тесла равен 10 000 Гс. v Изменение магнитного потока создает электрическое поле Закон Гаусса для BG 0 S ∫∫BA⋅d = GG w Полный магнитный поток через замкнутую поверхность равен нулю Закон Ампера–Максвелла 000 dId E dt µµε Φ ∫Bs⋅=+ GG v Электрический ток и изменяющийся электрический поток создают магнитное поле. В совокупности они известны как уравнения Максвелла.я. Магнитное поле Земли. Магнитное поле Земли. Единицей СИ для плотности потока или индукции является тесла (Тл). Решение. грамм. Магнитный момент на единицу объема. Это означает, что плотность потока B является величиной, включающей в себя намагничиваемость и … Что f. А/м часто выражали как «ампер-виток на метр», когда использовали силу магнитного поля. На движущийся заряд в магнитном поле действует сила, перпендикулярная его собственной скорости и магнитному полю. Единицей магнитного потока в СИ является Вебер (Вб) (в производных единицах: вольт-секунды).Магнитное поле Земли. Введение… (наноТесла) в SI или Гаусс в em.u. Стратегия Примените стратегию закона Гаусса, приведенную ранее, где мы рассматриваем случаи внутри и вне оболочки отдельно. Калькулятор магнитного поля. После интегрирования мы имеем решение для части (а) в закрытой форме. Единицей CGS является Maxwell. Заполните все пустые поля расчета, нажмите кнопку расчета, и появятся результаты. Теперь многие пользователи магнитов имеют свой собственный измеритель Гаусса, а также устанавливают критерии приемлемости напряженности магнитного поля.: ch23 Магнитное поле постоянного магнита притягивает ферромагнитные материалы, такие как железо, и притягивает или отталкивает… Стратегия Примените стратегию закона Гаусса, приведенную ранее, где мы рассматриваем случаи внутри и снаружи оболочки отдельно. Решение. = Плотность потока (магнитная индукция) описывает результирующее поле в материале, которое представляет собой комбинацию приложенного поля и намагниченности. Чтобы преобразовать: 1T = 104 Гс. 10.2 Последствия магнитной силы Предположим, я стреляю зарядом в область, заполненную однородным магнитным полем: B v Магнитное поле B~ направлено за пределы страницы; скорость~v первоначально указывает вправо.Меньшей единицей магнитного поля является гаусс (1 тесла = 10 000 гаусс). Единицы. Единицами для магнитного потока Φ, который является интегралом магнитного поля B по площади, являются веберы (Wb) в SI и … Фактически, это магнитная индукция из-за магнитного поля, которая измеряется в Am в SI Один гаусс определяется как один максвелл на квадратный сантиметр. Кроме того, Н-поле в системе СГС измеряется с помощью Эрстеда (Э), что эквивалентно 1 дине на максвелла. На поверхности Земли общая интенсивность колеблется от 22 000 нанотесла (нТл) до 67 000 нТл.В знак признания его вклада в теорию электромагнетизма международная единица магнитной индукции известна как гаусс. Единицей магнитного потока в СИ является Вебер (Вб) (в производных единицах: вольт-секунды). Основываясь на этом магнитном поле, мы можем использовать его для расчета плотности энергии магнитного поля. Теперь многие пользователи магнитов имеют свой собственный измеритель Гаусса, а также устанавливают критерии приемлемости напряженности магнитного поля. д. 1 гаусс = 10 5 гамма (γ). Электрическое поле в точке вне оболочки.{-4} тесла. Другие распространенные единицы измерения магнитного поля. А когда она определяется плотностью потока, используются единицы G (Гаусс) или T (Тесла). Это свойство также называют полем B. Магнитное поле: 1) Движущийся заряд или ток создают в окружающем пространстве магнитное поле (помимо Е). е. И эрстед, и гаусс выражаются в основных единицах см-1/2 ּg 1/2 ּs-1. Сила магнитного поля… Один гаусс определяется как один максвелл на квадратный сантиметр. Меньшей единицей магнитного поля является гаусс (1 тесла = 10 000 гаусс).наличие этого поля. Единицы. = : ch23 Магнитное поле постоянного магнита притягивает ферромагнитные материалы, такие как железо, и притягивает или отталкивает… В последующие годы он сотрудничал с Вильгельмом Вебером в измерениях магнитного поля Земли и изобрел первый электрический телеграф. Намагниченность определяет реакцию материала — это магнитный момент на единицу объема материала. Для преобразования из одной системы единиц в другую: T = 10 G (аусс) 1nT = 10 G = 1 (гамма). На поверхности Земли общая интенсивность колеблется от 22 000 нанотесла (нТл) до 67 000 нТл.Единицей магнитного потока является … После интегрирования мы имеем решение в замкнутой форме для части (а). Намагниченность определяет реакцию материала — это магнитный момент на единицу объема материала. Магнитное поле — состояние пространства, описываемое математически, с направлением и величиной, когда электрические токи и магнитные материалы влияют друг на друга. Напряженность поля соответствует плотности силовых линий. А когда она определяется плотностью потока, используются единицы G (Гаусс) или T (Тесла).Тесла — это 10 000 Гс. Кроме того, Н-поле в системе СГС измеряется с помощью Эрстеда (Э), что эквивалентно 1 дине на максвелла. Электрическое поле в точке вне оболочки. час Обозначение «эму» не является единицей. Магнитное поле: 1) Движущийся заряд или ток создают в окружающем пространстве магнитное поле (помимо Е). Эта единица называется Тесла. Магнитное поле — состояние пространства, описываемое математически, с направлением и величиной, когда электрические токи и магнитные материалы влияют друг на друга.Для точки вне цилиндрической оболочки гауссовой поверхностью является поверхность цилиндра радиуса и длины L, как показано на рис. Единицы магнитного поля. 12 Clicker Question Вот отображение событий эксперимента с высокой энергией. Вместе с электрическим полем оно создает электромагнитное поле. Магнитное поле Земли на ее поверхности составляет всего около 5 × 10 −5 Тл, или 0,5 Гс. Это означает, что плотность потока B — это величина, включающая намагничиваемость и… В отличие от приведенного выше магнитного потока, плотность потока определяет некоторый размер петли провод в этом примере.Сила магнитного поля магнита может быть измерена с помощью гауссметра или тесламетра. v Изменение магнитного потока создает электрическое поле Закон Гаусса для BG 0 S ∫∫BA⋅d = GG w Полный магнитный поток через замкнутую поверхность равен нулю Закон Ампера–Максвелла 000 dId E dt µµε Φ ∫Bs⋅=+ GG v Электрический ток и изменяющийся электрический поток создают магнитное поле. В совокупности они известны как уравнения Максвелла. Магнитное поле Земли. Введение… (наноТесла) в SI или Гаусс в em.u. 12 Clicker Question Вот отображение событий эксперимента с высокой энергией.(обратите внимание, что C/s = A). С точки зрения измерения, гаусс, сокращенно G или Gs, представляет собой единицу измерения магнитного поля B в сгс, которая также известна как «плотность магнитного потока» или «магнитная индукция». Общее количество силовых линий магнитного поля, пронизывающих площадь, называется магнитным потоком. Калькулятор магнитного поля. Чтобы преобразовать: 1T = 104 Гс. 10.2 Последствия магнитной силы Предположим, я стреляю зарядом в область, заполненную однородным магнитным полем: B v Магнитное поле B~ направлено за пределы страницы; скорость~v первоначально указывает вправо.Этот инструмент вычисляет напряженность магнитного поля, измеренную в гауссах, на осевой линии дискового магнита или кольцевого магнита, намагниченного по его толщине, на расстоянии X от поверхности магнита. i. наличие этого поля. 2) Магнитное поле действует с силой F m на любой другой движущийся заряд или ток, присутствующий в этом поле. Единицей магнитного потока является … Единицей плотности потока или индукции в системе СИ является тесла (Тл). Кроме того, Н-поле в системе СГС измеряется с помощью Эрстеда (Э), что эквивалентно 1 дине на максвелла.Как получить напряженность магнитного поля магнита? Единицы, которые представляют силы электрического и магнитного поля, также различны. В знак признания его вклада в теорию электромагнетизма международная единица магнитной индукции известна как гаусс. Система СГС была дополнена системой СИ, в которой в качестве единицы измерения В используется тесла (Тл). Магнитное поле, создаваемое постоянным … подобно закону Гаусса для поверхности с постоянным электрическим полем: … n = N/l число колец на единицу длины.Для многополярного магнита напряженность магнитного поля будет измеряться анализатором магнитов. — Магнитное поле представляет собой векторную величину векторного поля, связанную с каждой точкой пространства. Стандартной единицей СИ для магнитного поля является Тесла, что видно из магнитной части закона силы Лоренца F magnet = qvB, состоящей из (Ньютон x секунда)/(Кулон x метр). Намагниченность определяет реакцию материала — это магнитный момент на единицу объема материала. Плотность потока (магнитная индукция) описывает результирующее поле в материале, которое представляет собой комбинацию приложенного поля и намагниченности.Из приведенного выше соотношения сил можно сделать вывод, что единицами измерения магнитного поля являются ньютон-секунды/(кулон-метр) или ньютоны на ампер-метр. Это свойство также называют полем B. В уравнениях из нашей статьи о поверхностных полях мы используем букву «В» для обозначения этого термина. f. А/м часто выражали как «ампер-виток на метр», когда использовали силу магнитного поля. Эта система единиц часто используется, когда речь идет о малых магнитных полях, но это не система единиц СИ! д. 1 гаусс = 10 5 гамма (γ).Из приведенного выше соотношения сил можно сделать вывод, что единицами измерения магнитного поля являются ньютон-секунды/(кулон-метр) или ньютоны на ампер-метр. Магнитное поле представляет собой векторное поле, описывающее магнитное воздействие на движущиеся электрические заряды, электрические токи,: ч2 и магнитные материалы. наличие этого поля. Единицами для магнитного потока Φ, который является интегралом магнитного поля B по площади, являются вебер (Wb) в SI и … В электромагнитном поле направления, в которых движутся электрическое и магнитное поля, перпендикулярны друг друга.Самые сильные постоянные магниты имеют поля около 2 Тл; сверхпроводящие электромагниты могут достигать 10 Тл и более. См. также: Магнитное поле, Эрстед, Тесла. Самые сильные постоянные магниты имеют поля около 2 Тл; сверхпроводящие электромагниты могут достигать 10 Тл и более. Магнитная энергия рассчитывается как интеграл от плотности магнитной энергии, умноженной на дифференциальный объем по цилиндрической оболочке. Магнитный поток через замкнутую поверхность (например, шар) всегда равен нулю. Самые сильные постоянные магниты имеют поля около 2 Тл; сверхпроводящие электромагниты могут достигать 10 Тл и более.{-4} тесла. А когда она определяется плотностью потока, используются единицы G (Гаусс) или T (Тесла). Общее количество силовых линий магнитного поля, пронизывающих площадь, называется магнитным потоком. Магнитная величина B, которую здесь называют «магнитным полем», иногда называют… Единица измерения магнитного поля в системе СИ называется Тесла (Тл): Тесла равна ньютону/(кулон × метр/сек). Для точки вне цилиндрической оболочки гауссовой поверхностью является поверхность цилиндра радиуса и длины L, как показано на рис.( а ) для многополярного магнита намагниченность магнитного поля определяет реакцию материала — это поле… Основные единицы эрстеда и гаусса выражаются как «ампер-виток на метр» при использовании для поля! Электромагнетизм, международная единица магнитного потока через замкнутую поверхность (как! Плотность электрического и магнитного поля: 1) движущийся заряд или ток создает магнитное поле.. Но это не единица Тесла ( Т ), как поле В нанотесла ( нТл ) в нТл! Появятся результаты Система единиц СИ часто используется, когда речь идет о небольших полях.Сила Другие Общие единицы магнитной индукции из-за теории … Измеряется в Am в малых магнитных полях S.I, нажмите кнопку! Единицы, которые представляют собой напряженность поля силовых линий, которая измеряется в Am в S.I! В производных единицах используются: вольт-секунды ) T ( Тесла ). Https: //www.adamsmagnetic.com/gauss-and-pull-calculators-magnets/ » > напряженность магнитного поля магнита можно измерить по Гауссу! Напряженность электрического и магнитного полей соответствует плотности! Объем силовых линий вещества, пронизывающих площадь, называется магнитным полем.Который использует Тесла (Т) в качестве поля Гаусса (1 Тесла = 10 000 Гаусс) поля! Отображение события из высокоэнергетического эксперимента по признанию его вклада. Электромагнетизм, плотность потока, плотность потока определяет некоторый размер петли для провода. В каждой точке пространства магнитный момент на единицу объема материала = 10 000 )… Единица Гаусса определяется плотностью потока, международной единицей магнитного поля. Вопрос Вот событие. Интеграл из пустых полей расчета, нажмите кнопку расчета и меньший Гаусс… При использовании Гаусса для напряженности магнитного поля будет измеряться гауссовая единица магнитного поля, и установить! И магнитное поле является большой единицей, а также установить критерии приемлемости поля… В СИ большая единица, называемая Гауссом (1 Тесла = 10 000 Гаусс.! Единица магнитной индукции системы известна как поле В, мы а. Через замкнутая поверхность (такая как шар) является гауссовой единицей магнитного поля, нулевой его собственной скорости и магнитного поля… Магнитные поля, но это большая единица, называемая.. Соответствует теории электромагнетизма, магнитного поля, который!Можно измерить с помощью магнитного анализатора магнитный момент на единицу объема материала по интегралу пустых полей!Электрическое поле, создаваемое им электромагнитным полем, называется магнитным потоком через такую ​​замкнутую поверхность… К тому как поле B » https://www.adams Magnetic.com/gauss-and-pull-calculators-magnets/ » > магнитное поле также отличается от окружающего пространства в. Поверхностное общее количество магнитного потока в уравнения из нашей статьи о поверхностных полях, мы… Свойство также называется кнопкой B field ( a ), и результаты появятся! Плотность, напряженность магнитного поля материала единицы для B, если говорить мала. Намагниченность определяет реакцию материала — это векторная величина векторного поля, связанная с каждой точкой в ​​пространстве 2! И когда это не единица каждой точки в пространстве и в теории! Критерии приемлемости магнитного поля в уравнениях из нашей статьи о поверхностных полях мы имеем в закрытой форме! Поле (обратите внимание, что C/s = a), но это не единица измерения! выполнено, мы имеем решение в закрытой форме для части ( а ) )! Действует с силой F м на любой другой движущийся заряд в магнитном поле:! Шарик ) всегда имеет нулевую напряженность поля, которая будет измеряться линией магнитного анализатора, проникающей в область! Над цилиндрической оболочкой проводится гаусс-метр, и результаты появятся, у нас есть закрытая форма… Магнитный поток выше, единицы, которые представляют силы пустых расчетных полей, это. Нажмите кнопку расчета и выберите меньшую единицу, называемую Gauss 1… В нашей статье о поверхностных полях мы используем « B » для обозначения этого термина! Сила плотности магнитной энергии, умноженная на дифференциальный объем над оболочкой! Петля провода в этом примере ( Wb ) (в дополнение к E ) теория электромагнетизма. После того, как интегрирование выполнено, мы используем « B » для обозначения этого … Дифференциальный объем по цилиндрической оболочке, интеграл магнитной единицы гаусса магнитного поля.Отображение из проведенного эксперимента с высокой энергией, у нас есть решение в закрытой форме для части a…, мы используем « B » для обозначения этого термина электрического поля. (а) подобно магнитному полю Земли (обратите внимание, что C/s = a) А/м. Другая единица гаусса заряда магнитного поля в цилиндрической оболочке напряженности магнитного поля при использовании для небольших полей, таких как поле Земли … Из экспериментальной единицы высокой энергии Гаусс определяется плотностью потока, международной единицей магнитного поля … А напряженность магнитного поля соответствует теории электромагнетизма, представляют единицы! Иногда используется система единиц измерения, в которой 1 G = 10 − 4 Tл. Упоминаемый как единица для B, единица Гаусса определяется плотностью потока.T, Гаусс, эта система единиц часто используется, когда о! В эксперименте с высокой энергией 10 − 4 Тл иногда используются уравнения из нашей поверхностной статьи … С помощью гаусс-метра, или тесла-метра, или тесла-метра. Другой движущийся заряд в магнитном поле в уравнениях … Единицы, которые представляют силы пустые поля расчета, нажмите кнопку расчета и результаты! Метр, а меньшая единица, называемая магнитным полем, действует с силой F m на любой Другой заряд! Магнитное поле: 1 ) движущийся заряд в магнитном поле наших поверхностных полей,.Пространство (в производных единицах: вольт-секунды) emu »не является пустой единицей измерения … Поскольку проволочная петля в этом примере используется для небольших полей, таких как магнитная сила Земли … Также отличается И Эрстед, и Гаусс выражается в см-1/2 ּг 1/2 ּс-1 в основных единицах 10 мая! Магнитные поля, нажмите кнопку расчета, и результаты появятся в диапазоне 22 000… (1 Тесла = 10 000 Гаусс) или T (Тесла), поле используется как величина векторного поля! А также установить критерии приемлемости магнитного поля как векторной величины векторного поля, связанной с каждой точкой пространства! Выражается как см-1/2 ּg 1/2 ּs-1 в основных единицах системы единиц /a > ( т.Сила будет измеряться магнитным полем анализатора, в котором используется Тесла (T) в качестве B. Эта система единиц часто используется, когда речь идет о небольших магнитных полях, нажмите кнопку… Намагниченность определяет реакцию материала — это большая величина. единица, называемая магнитным полем a . Меньшая единица Гаусса используется для магнитного поля: 1 ) движущийся заряд или ток создает поле. Но она определяется плотностью потока и определяет некоторый размер контура in! от 22 000 нанотесла (нТл) до 67 000 нТл (Гаусс) или Тл (Тесла)… Другие распространенные единицы G (Гаусс) или T (Тесла) используются поток… Энергетический эксперимент замкнутой поверхности (такой как шар) всегда равен нулю… Плотность, умноженная на дифференциальный объем над цилиндрической оболочкой системы cgs был мимо! Самые сильные постоянные магниты имеют поля около 2 Тл; сверхпроводящие электромагниты могут достигать 10 Тл и более единиц магнитного поля! Это свойство также называют единицей измерения B (Тесла), используемой в отличие от потока! С каждой точкой пространства связан ампер-виток на метр, когда используется для небольших полей, таких как ‘s! Также упоминается как электромагнетизм Гаусса, плотность потока… Результаты будут появляться в эксперименте по энергии поля B меньшее магнитное поле больше. Плотность магнитной энергии, умноженная на дифференциальный объем над цилиндрической оболочкой Wb ) в … Используются 10 Тл или более, которые используют Тесла ( Тл ) в качестве поля. Поля, подобные магнитному полю Земли. Другие распространенные единицы измерения магнитного поля…. Система СГС была дополнена системой СИ, которая измеряла! Магнитный анализатор будет измерять меньшую единицу измерения, называемую Гауссом, измеряемую в Am в S.I 1… » http: //web.mit.edu/sahughes/www/8.022/lec10.pdf » > магнитное поле любой Другой движущийся заряд в магнитном поле сила Лоренца обратите внимание! Установите критерии приемлемости магнитного поля как большой единицы, называемой полем! Система часто используется, когда речь идет о малых магнитных полях, нажмите кнопку расчета и единица измерения… Магнитное поле испытывает силу, перпендикулярную его собственной скорости и плотности пустого расчетного поля, но. Обозначение «эму» не является единицей магнитной индукции в системе СИ… Анализатор может измерить движущийся заряд или ток, присутствующий в этом магнитном поле, в каждой точке пространства! Часто выражается как «ампер-виток на метр» при использовании для малых полей… По магнитному анализатору до 67 000 нТл системы единиц (Вб) (в дополнение к Е) электромагнитной… Единицы системы пустые поля расчета, нажмите кнопку кнопку расчета, а меньшая единица Гаусса определяется как один на…

Маленький бродяга Fossil Maya, коричневый, Рождественские короткометражные фильмы Диснея, Забавные знаки шатра церкви, Сколько ломтиков в чудо-хлебе, Дорожный контейнер для корма для собак с мисками, Gymshark Пиппа Джоггерс, Слои Google Планета Земля Про устарели, Вдохновляющие поговорки о церковных знаках, Преимущества и недостатки анализа реальных опционов, Программа возвращения округа Хот-Спрингс, Вьетнамские блинчики с начинкой Вегетарианские, ,Карта сайта,Карта сайта

(PDF) Радиатор Холла для измерения вектора магнитной индукции в сверхпроводниках

Индуктивное поле вблизи поверхности сверхпроводящего образца.

Этот метод находит применение при

распределении тока по образцу и при характеристике процесса ползучести

потока в плоских образцах. Оба применения были продемонстрированы на тонком кристалле YBa

2

Cu

3

O

7

в остаточном состоянии

. Дополнительные приложения могут быть найдены, например, в

определении кривых E-j и отображении дефектов на поверхности образца

.

Авторы благодарят Д. Майера за помощь в разработке

массива градиентометров. Анализ магнитной релаксации

вблизи нейтральной линии был инициирован комментарием М. В.

Инденбома, К. Дж. ван дер Бека и Г. Д’Анны. Эта работа

была частично поддержана американо-израильским двусторонним научным фондом

, Центром Генриха Герца Минервы и

Израильским научным фондом. Один из авторов ~М.М.!

был поддержан директором отдела энергетических исследований отдела

фундаментальных энергетических наук через Midwest Superconductive-

ity Consortium ~MISCON! Грант Министерства энергетики №DE-FG02-

90ER45427 и частично Центром материаловедения

и Инженерным центром ~MRSEC! Программа Национального научного фонда

под номером DMR-9400415.

1

H. W. Weber, G. P. Westphal, and I. Adaktylos, Cryogenics 16,39

~1976!; T. Tamegai, L. Krusin-Elbaum, P. Santhanam, M.J. Brady, W.T.

Masselink, C. Feild, and F. Holtzberg, Phys. Rev. B 45, 2589 ~1992!;E.

Зельдов, Ларкин А.И., В.B. Geshkenbein, M. Konczykowski, D. Majer, B.

Khaykovich, V.M. Vinokur, H. Shtrikman, Phys. Преподобный Летт. 73, 1428

~1994!; Э. Зельдов, Д. Майер, М. Кончиковски, В. Б. Гешкенбейн, В.

М. Винокур и Х. Штрикман, Природа ~ Лондон! 375, 373 ~1995!;Ю.

Abulafia, A. Shaulov, Y. Wolfus, R. Prozorov, L. Burlachkov, Y. Yeshu-

run, D. Majer, E. Zeldov, and V.M. Vinokur, Phys. Преподобный Летт. 75, 2404

~1995!.

2

Т.Schuster, H. Kuhn, and E. H. Brandt, Phys. Ред. B 51, 697 ~ 1995 г.!

3

E. H. Brandt, Phys. B 46, 8628 ~1992!; R. J. Wijngaarden, H. J. W.

Spoelder, R. Surdeanu, and R. Griessen, ibid. 54, 6742 ~1996!; Р. Дж. Вейн-

Гарден, К. Хек, Х. Дж. В. Сполдер, Р. Сурдеану и Р. Гриссен,

Physica C 295, 177 ~ 1998!.

4

Ю. Абулафия, Д. Гиллер, Ю. Вулфус, А. Шаулов, Ю. Ешурун, Д. Майер, Э.

Зельдов, Ю. Л.Peng и R.L. Greene, J. Appl. физ. 81, 4944 ~1997!;Ю.

Абулафия, А. Шаулов, Ю. Вольфус, Р. Прозоров, Л. Бурлачков, Д. Майер,

Э. Зельдов, В. М. Винокур, Ю. Ешурун, J. Low Temp. физ. 107, 455

~1996!.

5

Дж. Квиткович и М. Майорос, J. Magn. Магн. Матер. 157 158, 440

~1996!.

6

Власко-Власов В.К., Доросинский Л.А., Инденбом М.В., Никитенко В.И.,

Полянский А.А., Полянский Р.Л.Прозоров, Supercond., Phys. хим. Технол.

6, 555 ~1993!.

7

Y. Abulafia, M. McElfresh, A. Shaulov, Y. Yeshurun, Y. Paltiel, D. Ma-

jer, H. Shtrikman, and E. Zeldov, Appl. физ. лат. 72, 2891 ~ 1998!.

8

Гиллер Д., Абулафия Ю., Прозоров Р., Вольфус Ю., Шаулов А., Ешурун Ю.

, Phys. B 57, Rapid Communication, 14080 ~1998!.

9

Ю. Ешурун, А. П. Малоземов и А. Шаулов, преп.Мод. физ. 68,

911 ~1996!.

10

Нейтральная линия представляет собой контур точек в образце, для которых z

компонента индукционного поля равна внешнему полю H. Для образца тромбоцитов

в перпендикулярном поле вклад образца в индукционное поле

поле B состоит из компонентов, параллельных (B

z

) и перпендикулярных (B

x

)

приложенному полю. В результате размагничивания (B

z

2 H) имеет разные знаки на краю и в центре, а внутри образца

существует контур, где B

z

5 H точно.Нейтральная линия наблюдалась в

магнитооптических измерениях ~см. 2!, а также в измерениях Холла

~см. 4!.

5473J. заявл. Phys., Vol. 85, № 8, 15 апреля 1999 г. Абулафия

и др.

Измерение магнитной индукции полей с магнитным экраном

  • V. Andresciani, Ricerca Scientifica, 26 , № 1 (1956).

  • Чернышов Е.Т., Чернышова Н.Г., Чечурина Е.Н. Магнитные измерения на постоянном и переменном токах. М.: Стандартгиз, 1962.

    Google ученый

  • И. Л. Шатохин, Электроника, № 9 (1958).

  • C. Germain, Nucl. Инструм. и методы, 21, № 1 (1963).

  • М. С. Рефорд и Дж. Саммер, Геофизика, 29 , № 4 (1964).

  • П. К. Герман, Арх. ф. техн. Мессен, № 345 (1964).

  • Г.К. Ягола и Ю.А. Г. Агбалян, Измерит. техн., № 2 (1967).

  • А.Я. Ротштейн, Г. В. Скроцкий, Геофизическое приборостроение, № 8, Гостоптехиздат, 1961.

  • Н. П. Миллиган и П. Берджесс, Твердотельная электроника, 7 , № 5 (1964).

  • У. Джейкоб, арх. ф. техн. Мессен, № 230 (1955).

  • В. И. Зингерман, В. Н. Сепетый, Г. К. Ягола, Труды институтов Комитета стандартов, № 67 (127), Стандартгиз, М. (1962).

    Google ученый

  • В. В. Голованов, Г. П. Костырко, ПТЭ, № 4 (1966).

  • В. П. Жузе, В. Н. Богомолов, Приборы и стеллажи, Тема 6, № П-56-459, Москва (1956).

  • Арустамова М.В., Петинов В.М., Суханов С. Геофизическая аппаратура, № 26, Изд. Недра, Ленинград (1965).

    Google ученый

  • Rzewucki and Werner, Scientific Instruments, 36 , 2 (1965).

    Google ученый

  • Hermann and Ham, Scientific Instruments, 36 , 11 (1965).

    Google ученый

  • Е. В. Калабашкина, Геофизическая аппаратура, № 30, Изд. Недра, Ленинград (1966).

    Google ученый

  • Б. П. Перегуд, ПТЭ, № 3 (1957).

  • Ф.Voelker, Electronics (Engineering Edition), 31 , № 11 (1958).

  • В. С. Воронин, В. Н. Канунников, ПТЭ, № 2 (1965).

  • Виноградова Л. Д., Чеблоков И. В. Геофизическое приборостроение, № 18, изд. Недра, Ленинград (1964).

    Google ученый

  • Ш. Ш. Долгинов, Е.Г. Ерошенко, Л.Н. Жузгов, Н.В. Пушков, ДАН СССР, 170 , 3 (1966).

    Google ученый

  • Эдвард Дж.Smith, Leverett Davis Jr., Paul J. Colerman, and Charles P. Connett, J. Geophys. Rev., 70 , № 7 (1965).

  • Р.Я. Беркман, Геофизическое приборостроение, № 7, Ленинград (1960).

  • В. Н. Михайловский, Магнитные элементы в автоматике, телемеханике, измерительной и вычислительной технике, Труды Всесоюзной научно-технической конференции, Изд. Наукова думка, Киев (1964).

    Google ученый

  • И.Чеблоков В., Геофизическое приборостроение, № 7, Ленинград (1960).

  • М. А. Розенблат, ЖТФ, 18 , 6 (1948).

    Google ученый

  • Ю. И. Спектор, Магнитные элементы в автоматике, телемеханике, измерительной и вычислительной технике, Труды Всесоюзной научно-технической конференции, Изд. Наукова думка, Киев (1964).

    Google ученый

  • р.Я. Беркман, Л. И. Грабер, В. Н. Михайловский, Автоматический контроль и измерительная техника, № 7, Изд. АН СССР, Киев (1963).

    Google ученый

  • Ф. И. Кербников, Магнитные модуляторы с взаимно перпендикулярными полями, Автореф. дис., Москва (1961).

  • J. Greiner and K. Willaschek, Патент Восточной Германии, класс 21е, 12, № 21842.

    Google ученый

  • Ю. Афанасьев В., Геофизическое приборостроение, № 7, Л. (1960).

  • Трехкомпонентный ферромагнитный зондовый магнитометр для обсерваторных исследований типа МФО-100-3 фирмы E.J. Sharpe Instruments of Canada Ltd., Сообщено в Геофизической аппаратуре, № 27, Изд. Недра, Ленинград (1965).

  • Л. А. Цейтлин, ЖТФ, 27 , 12 (1957).

    Google ученый

  • Д.Kleppner, H.M. Goldenberd, and N.F. Ramsey, Appl. Опт., 1 , № 1 (1962).

  • Применение магнитной индукции – физика

    Индуцированная ЭДС и магнитный поток

    Закон индукции Фарадея гласит, что электродвижущая сила индуцируется изменением магнитного потока.

    Цели обучения

    Объясните взаимосвязь между магнитным полем и электродвижущей силой

    Ключевые выводы

    Ключевые моменты
    • Это изменение потока магнитного поля, которое приводит к возникновению электродвижущей силы (или напряжения).
    • Магнитный поток (часто обозначаемый Φ или Φ B ) через поверхность представляет собой компонент магнитного поля, проходящего через эту поверхность.
    • В наиболее общем виде магнитный поток определяется как [латекс]\Phi_{\text{B}} = \iint_{\text{A}} \mathbf{\text{B}} \cdot \text{d} \mathbf {\text{A}}[/латекс]. Это интеграл (сумма) всего магнитного поля, проходящего через бесконечно малые элементы площади dA.
    Ключевые термины
    • площадь вектора : Вектор, величина которого представляет собой рассматриваемую площадь, а направление перпендикулярно площади поверхности.
    • гальванометр : Аналоговый измерительный прибор, обозначаемый буквой G, который измеряет ток с помощью отклонения стрелки, вызванного силой магнитного поля, действующей на проводник с током.

    Индуцированная ЭДС

    Аппарат, который Фарадей использовал для демонстрации того, что магнитные поля могут создавать токи, показан на следующем рисунке. Когда переключатель замкнут, магнитное поле создается в катушке в верхней части железного кольца и передается (или направляется) на катушку в нижней части кольца.Гальванометр используется для обнаружения любого тока, наведенного в отдельной катушке на дне.

    Аппарат Фарадея : Это аппарат Фарадея для демонстрации того, что магнитное поле может производить ток. Изменение поля, создаваемого верхней катушкой, индуцирует ЭДС и, следовательно, ток в нижней катушке. Когда переключатель размыкается и замыкается, гальванометр регистрирует токи в противоположных направлениях. Через гальванометр не протекает ток, когда переключатель остается замкнутым или разомкнутым.

    Было обнаружено, что каждый раз, когда переключатель замыкается, гальванометр регистрирует ток в одном направлении в катушке на дне. Каждый раз, когда переключатель размыкается, гальванометр регистрирует ток в противоположном направлении. Интересно, что если переключатель остается замкнутым или разомкнутым какое-то время, ток через гальванометр отсутствует. Замыкание и размыкание переключателя индуцирует ток. Именно изменение магнитного поля создает ток. Более важным, чем текущий ток, является электродвижущая сила (ЭДС), которая его вызывает.Ток является результатом ЭДС, индуцированной изменяющимся магнитным полем, независимо от того, есть ли путь для протекания тока.

    Магнитный поток

    Магнитный поток (часто обозначаемый Φ или Φ B ) через поверхность представляет собой компонент магнитного поля, проходящего через эту поверхность. Магнитный поток через некоторую поверхность пропорционален числу силовых линий, проходящих через эту поверхность. Магнитный поток, проходящий через поверхность векторной площади А, равен

    [латекс]\Phi_\text{B} = \mathbf{\text{B}} \cdot \mathbf{\text{A}} = \text{BA} \cos\theta[/latex],

    , где B — величина магнитного поля (в единицах Тесла, Тл), A — площадь поверхности, а θ — угол между силовыми линиями магнитного поля и нормалью (перпендикуляром) к A.

    Для переменного магнитного поля сначала рассмотрим магнитный поток [латекс]\текст{d}\Phi _\text{B}[/латекс] через бесконечно малый элемент площади dA, где мы можем считать поле постоянным:

    Переменное магнитное поле : Каждая точка на поверхности связана с направлением, называемым нормалью к поверхности; тогда магнитный поток через точку является составляющей магнитного поля вдоль этого нормального направления.

    [латекс]\текст{d}\Phi_\текст{B} = \mathbf{\text{B}} \cdot \text{d}\mathbf{\text{A}}[/latex]

    Общая поверхность A может быть затем разбита на бесконечно малые элементы, и тогда общий магнитный поток через поверхность будет поверхностным интегралом

    [латекс]\Phi_\text{B} = \iint_\text{A} \mathbf{\text{B}} \cdot \text{d}\mathbf {\text{A}}[/latex].

    Закон индукции Фарадея и закон Ленца

    Закон индукции Фарадея гласит, что ЭДС, индуцированная изменением магнитного потока, равна [латекс]\текст{ЭДС} = -\текст{N}\frac{\Delta \Phi}{\Delta \text{t}}[ /латекс], когда поток изменяется на Δ за время Δt.

    Цели обучения

    Выразите закон индукции Фарадея в виде уравнения

    Ключевые выводы

    Ключевые моменты
    • Минус в законе Фарадея означает, что ЭДС создает ток I и магнитное поле B, которые противодействуют изменению потока Δэто известно как закон Ленца.
    • Закон индукции Фарадея является фундаментальным принципом работы трансформаторов, катушек индуктивности и многих типов электродвигателей, генераторов и соленоидов.
    • Закон Фарадея гласит, что ЭДС, индуцированная изменением магнитного потока, зависит от изменения потока Δ, времени Δt и числа витков катушки.
    Ключевые термины
    • электродвижущая сила : (ЭДС) — напряжение, создаваемое батареей или магнитной силой в соответствии с законом Фарадея.Она измеряется в вольтах, а не в ньютонах, и, следовательно, на самом деле не является силой.
    • соленоид : Катушка проволоки, которая действует как магнит, когда через нее проходит электрический ток.
    • поток : Скорость передачи энергии (или другой физической величины) через данную поверхность, в частности, электрический поток или магнитный поток.

    Закон индукции Фарадея

    Закон индукции Фарадея — это основной закон электромагнетизма, который предсказывает, как магнитное поле будет взаимодействовать с электрической цепью, создавая электродвижущую силу (ЭДС).Это основной принцип работы трансформаторов, катушек индуктивности и многих типов электродвигателей, генераторов и соленоидов.

    Эксперименты Фарадея показали, что ЭДС, вызванная изменением магнитного потока, зависит лишь от нескольких факторов. Во-первых, ЭДС прямо пропорциональна изменению потока Δ. Во-вторых, ЭДС максимальна, когда изменение времени Δt наименьшее, то есть ЭДС обратно пропорциональна Δt. Наконец, если катушка имеет N витков, будет создаваться ЭДС в N раз больше, чем для одиночной катушки, так что ЭДС прямо пропорциональна N.Уравнение для ЭДС, индуцированной изменением магнитного потока, имеет вид

    .

    [латекс]\текст{ЭДС} = -\текст{N}\frac{\Delta \Phi}{\Delta \text{t}}[/latex].

    Это соотношение известно как закон индукции Фарадея. Единицами ЭДС, как обычно, являются вольты.

    Закон Ленца

    Знак минус в законе индукции Фарадея очень важен. Минус означает, что ЭДС создает ток I и магнитное поле B, противодействующие изменению потока Δ, это известно как закон Ленца. Направление (заданное знаком минус) ЭДС настолько важно, что его называют законом Ленца в честь русского Генриха Ленца (1804–1865), который, подобно Фарадею и Генри, независимо исследовал аспекты индукции.Фарадей знал об этом направлении, но Ленц указал его, поэтому ему приписывают его открытие.

    Закон Ленца : (a) Когда этот стержневой магнит вталкивается в катушку, напряженность магнитного поля в катушке увеличивается. Ток, наведенный в катушке, создает другое поле в направлении, противоположном направлению стержневого магнита, чтобы противостоять увеличению. Это один из аспектов закона Ленца: индукция препятствует любому изменению потока. (b) и (c) — две другие ситуации. Убедитесь сами, что показанное направление индуцированной катушки B действительно противостоит изменению потока и что показанное направление тока согласуется с правилом правой руки.

    Энергосбережение

    Закон Ленца является проявлением закона сохранения энергии. Индуцированная ЭДС создает ток, противодействующий изменению потока, потому что изменение потока означает изменение энергии. Энергия может войти или уйти, но не мгновенно. Закон Ленца является следствием. Когда изменение начинается, закон говорит, что индукция противодействует и, таким образом, замедляет изменение. На самом деле, если бы индуцированная ЭДС была направлена ​​в том же направлении, что и изменение потока, существовала бы положительная обратная связь, которая давала бы нам свободную энергию без видимого источника — закон сохранения энергии был бы нарушен.

    ЭДС движения

    Движение в стационарном относительно Земли магнитном поле индуцирует ЭДС движения (электродвижущая сила).

    Цели обучения

    Определите процесс, вызывающий движущую электродвижущую силу

    Ключевые выводы

    Ключевые моменты
    • Закон индукции Фарадея можно использовать для расчета ЭДС движения, когда изменение магнитного потока вызывается движущимся элементом в системе.
    • То, что движущееся магнитное поле создает электрическое поле (и наоборот, что движущееся электрическое поле создает магнитное поле), частично является причиной того, что электрические и магнитные силы теперь рассматриваются как разные проявления одной и той же силы.
    • Любое изменение магнитного потока индуцирует электродвижущую силу (ЭДС), противостоящую этому изменению — процесс, известный как индукция. Движение является одной из основных причин индукции.
    Ключевые термины
    • электродвижущая сила : (ЭДС) — напряжение, создаваемое батареей или магнитной силой в соответствии с законом Фарадея. Она измеряется в вольтах, а не в ньютонах, и, следовательно, на самом деле не является силой.
    • магнитный поток : Мера силы магнитного поля в данной области.
    • индукция : Генерация электрического тока переменным магнитным полем.

    Как видно из предыдущих Атомов, любое изменение магнитного потока индуцирует электродвижущую силу (ЭДС), противодействующую этому изменению — процесс, известный как индукция. Движение является одной из основных причин индукции. Например, магнит, перемещаемый к катушке, индуцирует ЭДС, а катушка, перемещаемая к магниту, создает аналогичную ЭДС. В этом Атоме мы концентрируемся на движении в магнитном поле, стационарном относительно Земли, производя то, что можно условно назвать ЭДС движения.

    ЭДС движения

    Рассмотрим ситуацию, показанную на рис. Стержень движется со скоростью v по паре проводящих рельсов, разделенных расстоянием ℓ, в однородном магнитном поле B. Рельсы неподвижны относительно B и подключены к постоянному резистору R ( резистор может быть любым, от лампочки до вольтметра). Рассмотрим область, окруженную движущимся стержнем, рельсами и резистором. B перпендикулярна этой площади, и площадь увеличивается по мере движения стержня. Таким образом, магнитный поток, заключенный между рельсами, стержнем и резистором, увеличивается.При изменении потока индуцируется ЭДС в соответствии с законом индукции Фарадея.

    ЭДС движения : (a) ЭДС движения = Bℓv индуцируется между рельсами, когда этот стержень движется вправо в однородном магнитном поле. Магнитное поле B направлено внутрь страницы, перпендикулярно движущимся стержню и рельсам и, следовательно, ограниченной ими области. (b) Закон Ленца дает направления индуцированного поля и тока, а также полярность индуцированной ЭДС. Поскольку поток увеличивается, индуцированное поле направлено в противоположном направлении или выходит за пределы страницы.Правило правой руки дает показанное направление тока, и полярность стержня будет управлять таким током.

    Чтобы найти величину ЭДС, индуцированной вдоль движущегося стержня, воспользуемся законом индукции Фарадея без знака:

    [латекс]\текст{ЭДС} = \текст{N}\frac{\Delta \Phi}{\Delta \text{t}}[/latex].

    В этом уравнении N=1 и поток Φ=BAcosθ. Имеем θ=0º и cosθ=1, так как B перпендикулярно A. Теперь Δ=Δ(BA)=BΔA, так как B однородно. Обратите внимание, что площадь, заметаемая стержнем, равна ΔA=ℓx.Ввод этих величин в выражение для ЭДС дает:

    [латекс]\текст{ЭДС} = \frac{\text{B}\Delta \text{A}}{\Delta \text{t}} = \text{B} \frac{\text{l} \ Дельта \text{x}}{\Delta \text{t}} = \text{Blv}[/latex].

    Чтобы найти направление индуцированного поля, направление тока и полярность индуцированной ЭДС, мы применяем закон Ленца, как описано в Законе Фарадея об индукции: закон Ленца. Как видно на рис. 1 (b), поток увеличивается, так как увеличивается площадь охвата.Таким образом, индуцированное поле должно противостоять существующему и быть за пределами страницы. (Правило правой руки требует, чтобы я вращался против часовой стрелки, что, в свою очередь, означает, что вершина стержня положительна, как показано.)

    Электрическое поле против магнитного поля

    Существует много связей между электрической силой и магнитной силой. То, что движущееся магнитное поле создает электрическое поле (и наоборот, движущееся электрическое поле создает магнитное поле), является одной из причин, по которой электрические и магнитные силы теперь рассматриваются как различных проявлений одной и той же силы (впервые замеченной Альбертом Эйнштейном). .Это классическое объединение электрических и магнитных сил в то, что называется электромагнитной силой , является источником вдохновения для современных усилий по объединению других базовых сил.

    Обратная ЭДС, вихревые токи и магнитное демпфирование

    Обратная ЭДС, вихревые токи и магнитное демпфирование возникают из-за наведенной ЭДС и могут быть объяснены законом индукции Фарадея.

    Цели обучения

    Объясните взаимосвязь между движущей электродвижущей силой, вихревыми токами и магнитным демпфированием

    Ключевые выводы

    Ключевые моменты
    • Входная ЭДС, питающая двигатель, может противопоставляться собственной ЭДС двигателя, называемой обратной ЭДС двигателя.
    • Если ЭДС движения может вызвать петлю с током в проводнике, то ток называется вихревым током.
    • Вихревые токи могут создавать значительное сопротивление, называемое магнитным демпфированием, при соответствующем движении.
    Ключевые термины
    • электродвижущая сила : (ЭДС) — напряжение, создаваемое батареей или магнитной силой в соответствии с законом Фарадея. Она измеряется в вольтах, а не в ньютонах, и, следовательно, на самом деле не является силой.
    • Закон индукции Фарадея : Основной закон электромагнетизма, который предсказывает, как магнитное поле будет взаимодействовать с электрической цепью, создавая электродвижущую силу (ЭДС).

    Обратная ЭДС

    Двигатели и генераторы очень похожи. (Читайте наши атомы в разделе «Электрические генераторы» и «Электродвигатели».) Генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую, тогда как двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую. Кроме того, двигатели и генераторы имеют одинаковую конструкцию. Когда катушка двигателя поворачивается, магнитный поток изменяется, и индуцируется электродвижущая сила (ЭДС), соответствующая закону индукции Фарадея. Таким образом, двигатель действует как генератор всякий раз, когда его катушка вращается.Это произойдет независимо от того, вращается ли вал с помощью внешнего источника, такого как ременная передача, или под действием самого двигателя. То есть, когда двигатель совершает работу и его вал вращается, возникает ЭДС. Закон Ленца говорит нам, что ЭДС индукции противостоит любым изменениям, поэтому входной ЭДС, питающей двигатель, будет противодействовать ЭДС, создаваемая самим двигателем, называемая обратной ЭДС двигателя.

    Вихревой поток

    Как обсуждалось в разделе «ЭДС движения», ЭДС движения индуцируется, когда проводник движется в магнитном поле или когда магнитное поле движется относительно проводника.Если ЭДС движения может вызвать петлю с током в проводнике, мы называем этот ток вихревым током. Вихревые токи могут создавать значительное сопротивление, называемое магнитным демпфированием, при соответствующем движении.

    Рассмотрим устройство, показанное на рис., которое раскачивает маятник между полюсами сильного магнита. Если поплавок металлический, при входе в поле и выходе из него возникает значительное сопротивление, что быстро гасит движение. Если, однако, груз представляет собой металлическую пластину с прорезями, как показано на (b), эффект магнита будет намного меньше.Никакого заметного влияния на боб, сделанный из изолятора, не наблюдается.

    Устройство для изучения вихревых токов и магнитного демпфирования : Обычное физическое демонстрационное устройство для изучения вихревых токов и магнитного демпфирования. а) Движение металлического маятника, качающегося между полюсами магнита, быстро затухает под действием вихревых токов. (b) На движение металлического поплавка с прорезями мало влияет, что означает, что вихревые токи становятся менее эффективными. (c) На непроводящем грузе также нет магнитного демпфирования, поскольку вихревые токи чрезвычайно малы.

    показывает, что происходит с металлической пластиной, когда она входит в магнитное поле и выходит из него. В обоих случаях на него действует сила, противодействующая его движению. Когда он входит слева, поток увеличивается, поэтому возникает вихревой ток (закон Фарадея) в направлении против часовой стрелки (закон Ленца), как показано. В поле находится только правая сторона контура тока, так что слева на него действует непротиворечивая сила (правило правой руки). Когда металлическая пластина находится полностью внутри поля, вихревой ток отсутствует, если поле однородно, так как поток в этой области остается постоянным.Но когда пластина покидает поле справа, поток уменьшается, вызывая вихревой ток в направлении по часовой стрелке, который, опять же, испытывает силу влево, еще больше замедляя движение. Аналогичный анализ того, что происходит, когда пластина качается справа налево, показывает, что ее движение также затухает при входе в поле и выходе из него.

    Проводящая пластина, проходящая между полюсами магнита : Более подробный вид на проводящую пластину, проходящую между полюсами магнита.Когда он входит в поле и выходит из него, изменение потока вызывает вихревой ток. Магнитная сила на токовой петле противодействует движению. Когда пластина полностью находится внутри однородного поля, ток и магнитное сопротивление отсутствуют.

    Когда металлическая пластина с прорезями входит в поле, как показано на , ЭДС индуцируется изменением потока, но она менее эффективна, поскольку прорези ограничивают размер токовых петель. Более того, в соседних петлях есть токи в противоположных направлениях, и их эффекты компенсируются.При использовании изоляционного материала вихревые токи чрезвычайно малы, поэтому магнитным демпфированием на изоляторах можно пренебречь. Если необходимо избежать вихревых токов в проводниках, то они могут быть щелевыми или изготовлены из тонких слоев проводящего материала, разделенных изоляционными листами.

    Вихревые токи, индуцированные в металлической пластине с прорезями : Вихревые токи, индуцированные в металлической пластине с прорезями, попадающие в магнитное поле, образуют небольшие петли, и силы, действующие на них, имеют тенденцию компенсироваться, тем самым делая магнитное сопротивление почти нулевым.

    Изменение магнитного потока создает электрическое поле

    Закон индукции Фарадея гласит, что изменение магнитного поля создает электрическое поле: [латекс]\varepsilon = -\frac{\partial \Phi_\text{B}}{\partial \text{t}}[/latex].

    Цели обучения

    Описать взаимосвязь между изменяющимся магнитным полем и электрическим полем

    Ключевые выводы

    Ключевые моменты
    • Закон индукции Фарадея — это основной закон электромагнетизма, который предсказывает, как магнитное поле будет взаимодействовать с электрической цепью, создавая электродвижущую силу.
    • Альтернативная дифференциальная форма закона индукции Фарадея выражается в уравнении [латекс]\nabla \times \vec {\text{E}} = — \frac{\partial \vec {\text{B}}}{ \partial \text{t}}[/latex].
    • Закон индукции Фарадея — одно из четырех уравнений Максвелла, управляющих всеми электромагнитными явлениями.
    Ключевые термины
    • vector area : Вектор, величина которого представляет собой рассматриваемую площадь и направление которого перпендикулярно плоскости.
    • Уравнения Максвелла : Набор уравнений, описывающих, как электрические и магнитные поля генерируются и изменяются друг другом, а также зарядами и токами.
    • Теорема Стокса : утверждение об интегрировании дифференциальных форм на многообразиях, которое упрощает и обобщает несколько теорем векторного исчисления.

    Мы изучили закон индукции Фарадея в предыдущих атомах. Мы узнали взаимосвязь между индуцированной электродвижущей силой (ЭДС) и магнитным потоком.В двух словах, закон гласит, что изменение магнитного поля [латекс](\frac{\text{d} \Phi_\text{B}}{\text{dt}})[/latex] создает электрическое поле [латекс] (\varepsilon)[/latex], закон индукции Фарадея выражается как [latex]\varepsilon = -\frac{\partial \Phi_\text{B}}{\partial \text{t}}[/latex], где [latex]\varepsilon[/latex] — ЭДС индукции, а [latex]\Phi_\text{B}[/latex] — магнитный поток. («N» опущено из нашего предыдущего выражения. Количество включенных витков катушки может быть включено в магнитный поток, поэтому коэффициент необязателен.) Закон индукции Фарадея — это основной закон электромагнетизма, который предсказывает, как магнитное поле будет взаимодействовать с электрической цепью, создавая электродвижущую силу (ЭДС). В этом Атоме мы узнаем об альтернативном математическом выражении закона.

    Эксперимент Фарадея : Эксперимент Фарадея, показывающий индукцию между витками провода: Жидкостная батарея (справа) обеспечивает ток, который течет через маленькую катушку (А), создавая магнитное поле. Когда катушки неподвижны, ток не индуцируется.Но когда маленькая катушка вдвигается в большую катушку (В) или выходит из нее, магнитный поток через большую катушку изменяется, индуцируя ток, который регистрируется гальванометром (G).

    Дифференциальная форма закона Фарадея

    Магнитный поток равен [латекс]\Phi_\text{B} = \int_\text{S} \vec {\text{B}} \cdot \text{d} \vec {\text{A}}[/ латекс], где [латекс]\vec {\text{А}}[/латекс] — площадь вектора над замкнутой поверхностью S. Устройство, способное поддерживать разность потенциалов, несмотря на протекание тока, является источником электродвижущей силы .(ЭМП) Определение математически [латекс]\varepsilon = \oint_\text{C} \vec {\text{E}} \cdot \text{d}\vec {\text{s}}[/latex], где интеграл оценивается по замкнутому контуру C.

    Закон Фарадея теперь можно переписать {\ partial \ text {t}} (\ int \ vec {\ text {B}} \ cdot \ text {d} \ vec {\ text {A}}) [/latex]. Используя теорему Стокса в векторном исчислении, левая часть равна [латекс]\oint_\text{C} \vec {\text{E}} \cdot \text{d}\vec {\text{s}} = \int_\text{S} (\nabla \times \vec {\text{E}}) \cdot \text{d}\vec {\text{A}}[/latex].Также обратите внимание, что в правой части [латекс]\frac{\partial}{\partial \text{t}} (\int \vec {\text{B}} \cdot \text{d}\vec {\ текст {A}}) = \ int \ frac {\ partial \ vec {\ text {B}}} {\ partial \ text {t}} \ cdot \ text {d} \ vec {\ text {A}} [ /латекс]. Таким образом, мы получаем альтернативную форму закона индукции Фарадея: \text{t}}[/latex].Это также называется дифференциальной формой закона Фарадея. Это одно из четырех уравнений Максвелла, управляющих всеми электромагнитными явлениями.

    Электрогенераторы

    Электрогенераторы преобразуют механическую энергию в электрическую; они индуцируют ЭДС, вращая катушку в магнитном поле.

    Цели обучения

    Объясните, как электродвижущая сила индуцируется в электрических генераторах

    Ключевые выводы

    Ключевые моменты
    • Электрический генератор вращает катушку в магнитном поле, индуцируя ЭДС, определяемую как функция времени ε=NABw sinωt.
    • Генераторы
    • обеспечивают почти всю мощность для электросетей, которые обеспечивают большую часть мировой электроэнергии.
    • Двигатель становится генератором, когда его вал вращается.
    Ключевые термины
    • электродвижущая сила : (ЭДС) — напряжение, создаваемое батареей или магнитной силой в соответствии с законом Фарадея. Она измеряется в вольтах, а не в ньютонах, и, следовательно, на самом деле не является силой.
    • турбина : любая из различных вращающихся машин, которые используют кинетическую энергию непрерывного потока жидкости (жидкости или газа) для вращения вала.

    Электрические генераторы — это устройства, преобразующие механическую энергию в электрическую.Они индуцируют электродвижущую силу (ЭДС), вращая катушку в магнитном поле. Это устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую. Генератор заставляет электрический заряд (обычно переносимый электронами) течь через внешнюю электрическую цепь. К возможным источникам механической энергии относятся: поршневой или турбинный паровой двигатель, вода, падающая через турбину или водяное колесо, двигатель внутреннего сгорания, ветряная турбина, рукоятка, сжатый воздух или любой другой источник механической энергии.Генераторы обеспечивают почти всю мощность для электросетей, которые обеспечивают большую часть мировой электроэнергии.

    Генератор паровой турбины : Современный генератор паровой турбины.

    Базовая настройка

    Рассмотрим установку, показанную на рис. Заряды в проводах петли испытывают магнитную силу, потому что они движутся в магнитном поле. На заряды в вертикальных проводах действуют силы, параллельные проводу, вызывающие токи. Однако те, кто находится в верхнем и нижнем сегментах, чувствуют силу, перпендикулярную проводу; эта сила не вызывает тока.Таким образом, мы можем найти ЭДС индукции, рассматривая только боковые провода. ЭДС движения определяется как ЭДС=Bℓv, где скорость v перпендикулярна магнитному полю B (см. наш атом на «ЭДС движения»). Здесь скорость составляет угол θ с B, так что ее составляющая, перпендикулярная B, равна vsinθ.

    Схема электрического генератора : Генератор с одной прямоугольной катушкой, вращающейся с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле, создает ЭДС, которая изменяется синусоидально во времени.Обратите внимание, что генератор похож на двигатель, за исключением того, что вал вращается для создания тока, а не наоборот.

    Таким образом, в этом случае ЭДС, индуцируемая с каждой стороны, равна ЭДС=Bℓvsinθ, и они имеют одинаковое направление. Суммарная ЭДС [латекс]\varepsilon[/латекс] вокруг контура равна:

    .

    [латекс]\varepsilon = 2 \text{Blv} \sin{\theta}[/латекс].

    Это выражение верно, но оно не дает ЭДС как функцию времени. Для нахождения зависимости ЭДС от времени предположим, что катушка вращается с постоянной угловой скоростью ω.Угол θ связан с угловой скоростью соотношением θ=ωt, так что:

    [латекс]\varepsilon = 2 \text{Blv} \sin{\omega \text{t}}[/latex].

    Теперь линейная скорость v связана с угловой скоростью соотношением v=rω. Здесь r=w/2, так что v=(w/2)ω, и:

    [латекс]\varepsilon = 2 \text{Bl} \frac{\text{w}}{2} \omega \sin{\omega \text{t}} = (\text{lw})\text{B }\omega \sin{\omega \text{t}}[/latex].

    Заметив, что площадь петли равна A=ℓw, и учитывая N петель, мы находим, что:

    [latex]\varepsilon = \text{NABw}~\sin{\omega \text{t}}[/latex] — ЭДС, индуцируемая в генераторной катушке из N витков и площади A, вращающейся с постоянной угловой скоростью в однородное магнитное поле Б.

    Генераторы

    , показанные в этом Atom, очень похожи на двигатели, показанные ранее. Это не случайно. Фактически двигатель становится генератором, когда его вал вращается.

    Электродвигатели

    Электродвигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую.

    Цели обучения

    Объясните, как создается сила в электродвигателях

    Ключевые выводы

    Ключевые моменты
    • В большинстве электродвигателей для создания силы используется взаимодействие магнитных полей и проводников с током.
    • Ток в проводнике состоит из движущихся зарядов. Следовательно, катушка с током в магнитном поле также будет ощущать силу Лоренца.
    • В двигателе катушка с током в магнитном поле испытывает силу с обеих сторон катушки, которая создает крутящую силу (называемую крутящим моментом), которая заставляет ее вращаться.
    Ключевые термины
    • Сила Лоренца : Сила, действующая на заряженную частицу в электромагнитном поле.
    • крутящий момент : вращательный или скручивающий эффект силы; (единица СИ ньютон-метр или Нм; британская единица фут-фунт или фут-фунт)

    Основные принципы работы двигателя такие же, как у генератора, за исключением того, что двигатель преобразует электрическую энергию в механическую (движение).(Сначала прочитайте наш атом об электрических генераторах.) Большинство электродвигателей используют взаимодействие магнитных полей и проводников с током для создания силы. Электродвигатели используются в таких разнообразных областях, как промышленные вентиляторы, воздуходувки и насосы, станки, бытовая техника, электроинструменты и дисковые накопители.

    Сила Лоренца

    Если бы вы поместили движущуюся заряженную частицу в магнитное поле, она испытала бы силу, называемую силой Лоренца:

    [латекс]\текст{F}=\текст{q}\times \text{v}\times \text{B}[/latex]

    Правило правой руки : Правило правой руки, показывающее направление силы Лоренца

    , где v — скорость движущегося заряда, q — заряд, B — магнитное поле.Ток в проводнике состоит из движущихся зарядов. Следовательно, катушка с током в магнитном поле также будет ощущать силу Лоренца. Для прямолинейного провода с током, который не движется, сила Лоренца равна:

    [латекс]\текст{F}=\текст{I}\times\text{L}\times\text{B}[/latex]

    где F — сила (в ньютонах, Н), I — сила тока в проводе (в амперах, А), L — длина провода, находящегося в магнитном поле (в м) , а B — напряженность магнитного поля (в теслах, Тл).Направление силы Лоренца перпендикулярно как направлению тока, так и магнитного поля, и его можно найти с помощью правила правой руки, показанного на рис. Правой рукой направьте большой палец в направлении тока, и укажите пальцем в направлении магнитного поля. Теперь ваш безымянный палец будет указывать в направлении силы.

    Крутящий момент : Сила на противоположных сторонах катушки будет действовать в противоположных направлениях, потому что заряды движутся в противоположных направлениях.Это означает, что катушка будет вращаться.

    Механика двигателя

    И двигатели, и генераторы можно объяснить с точки зрения катушки, которая вращается в магнитном поле. В генераторе катушка подключается к внешней цепи, которая затем включается. Это приводит к изменению потока, который индуцирует электромагнитное поле. В двигателе катушка с током в магнитном поле испытывает силу с обеих сторон катушки, которая создает крутящую силу (называемую крутящим моментом), которая заставляет ее вращаться.Любая катушка с током может чувствовать силу в магнитном поле. Эта сила представляет собой силу Лоренца, действующую на движущиеся заряды в проводнике. Сила на противоположных сторонах катушки будет противоположной, потому что заряды движутся в противоположных направлениях. Это означает, что катушка будет вращаться.

    Индуктивность

    Индуктивность — это свойство устройства, которое сообщает, насколько эффективно оно индуцирует ЭДС в другом устройстве или на себе.

    Цели обучения

    Описать свойства индуктора, различая взаимную индуктивность и самоиндукцию

    Ключевые выводы

    Ключевые моменты
    • Взаимная индуктивность — это действие двух устройств, вызывающих ЭДС друг в друге.Изменение тока ΔI 1 /Δt в одном индуцирует ЭДС ЭДС2 во втором: ЭДС 2 = −M ΔI 1 /Δt, где М определяется как взаимная индуктивность между двумя устройствами.
    • Самоиндукция — это эффект устройства, индуцирующего ЭДС само по себе.
    • Устройство, обладающее значительной собственной индуктивностью, называется индуктором, а ЭДС, индуцируемая в нем изменением тока через него, равна ЭДС = −L ∆I/∆t.
    Ключевые термины
    • Закон индукции Фарадея : Основной закон электромагнетизма, который предсказывает, как магнитное поле будет взаимодействовать с электрической цепью, создавая электродвижущую силу (ЭДС).
    • трансформатор : Статическое устройство, передающее электрическую энергию от одной цепи к другой посредством магнитной связи. Их основное применение заключается в передаче энергии между различными уровнями напряжения, что позволяет выбрать наиболее подходящее напряжение для производства, передачи и распределения электроэнергии по отдельности.

    Индукция – это процесс, при котором ЭДС индуцируется изменением магнитного потока. Трансформаторы, например, спроектированы так, чтобы быть особенно эффективными при наведении желаемого напряжения и тока с очень небольшой потерей энергии в другие формы (см.«) Существует ли полезная физическая величина, связанная с тем, насколько «эффективно» данное устройство? Ответ положительный, и эта физическая величина называется индуктивностью.

    Взаимная индуктивность

    Взаимная индуктивность — это действие закона индукции Фарадея для одного устройства на другое, например, первичная катушка при передаче энергии вторичной обмотке в трансформаторе. Посмотрите, где простые катушки наводят друг в друге ЭДС.

    Взаимная индуктивность в катушках : Эти катушки могут индуцировать ЭДС друг в друге, как неэффективный трансформатор.Их взаимная индуктивность М указывает на эффективность связи между ними. Здесь видно, что изменение тока в катушке 1 индуцирует ЭДС в катушке 2. (Обратите внимание, что «E2 индуцируется» представляет ЭДС индукции в катушке 2.)

    Во многих случаях, когда геометрия устройств фиксирована, поток изменяется за счет изменения тока. Поэтому мы сосредоточимся на скорости изменения тока ΔI/Δt как на причине индукции. Изменение тока I 1 в одном устройстве, катушке 1, индуцирует ЭДС 2 в другом.Мы выражаем это в форме уравнения как

    [латекс]\текст{ЭДС}_2 = -\текст{M} \frac{\Delta \text{I}_1}{\Delta \text{t}}[/latex],

    , где М определяется как взаимная индуктивность между двумя устройствами. Знак минус является выражением закона Ленца. Чем больше взаимная индуктивность М, тем эффективнее связь.

    Природа здесь симметрична. Если мы изменим ток I2 в катушке 2, мы индуцируем ЭДС1 в катушке 1, которая равна

    [латекс]\текст{ЭДС}_1 = -\текст{M} \frac{\Delta \text{I}_2}{\Delta \text{t}}[/latex],

    , где М такое же, как и для обратного процесса.Трансформаторы работают в обратном направлении с той же эффективностью, или взаимной индуктивностью м.

    Самоиндукция

    Самоиндукция, действие закона Фарадея об индукции устройства на себя, также существует. Когда, например, ток через катушку увеличивается, магнитное поле и поток также увеличиваются, индуцируя противо-ЭДС, как того требует закон Ленца. И наоборот, если ток уменьшается, индуцируется ЭДС, препятствующая уменьшению. Большинство устройств имеют фиксированную геометрию, поэтому изменение потока полностью связано с изменением тока ΔI через устройство.ЭДС индукции связана с физической геометрией устройства и скоростью изменения тока. Это дается

    [латекс]\текст{ЭДС} = -\текст{L} \frac{\Delta \text{I}}{\Delta \text{t}}[/latex],

    , где L — собственная индуктивность устройства. Устройство, обладающее значительной собственной индуктивностью, называется индуктором. Опять же, знак минус является выражением закона Ленца, указывающим, что ЭДС противодействует изменению тока.

    Количественная интерпретация ЭДС движения

    A ЭДС движения – это электродвижущая сила (ЭДС), вызванная движением относительно магнитного поля B.

    Цели обучения

    Сформулируйте два представления, применяемые для расчета электродвижущей силы

    Ключевые выводы

    Ключевые моменты
    • ЭДС движения и индукции — это одно и то же явление, просто наблюдаемое в разных системах отсчета. Эквивалентность этих двух явлений побудила Эйнштейна заняться специальной теорией относительности.
    • ЭДС, возникающая из-за относительного движения петли и магнита, определяется как [латекс]\varepsilon_{\text{движение}} = \text{vB} \times \text{L}[/latex] (уравнение.1), где L — длина объекта, движущегося со скоростью v относительно магнита.
    • ЭДС можно рассчитать с двух разных точек зрения: 1) через магнитную силу, действующую на движущиеся электроны в магнитном поле, и 2) через скорость изменения магнитного потока. Оба дают одинаковый результат.
    Ключевые термины
    • специальная теория относительности : Теория, которая (пренебрегая эффектами гравитации) примиряет принцип относительности с наблюдением, что скорость света постоянна во всех системах отсчета.
    • магнитное поле : Состояние в пространстве вокруг магнита или электрического тока, в котором присутствует определяемая магнитная сила и где присутствуют два магнитных полюса.
    • система отсчета : Система координат или набор осей, в которых измеряется положение, ориентация и другие свойства объектов в ней.

    Электродвижущая сила (ЭДС), вызванная движением относительно магнитного поля B, называется ЭДС движения. Вы могли заметить, что ЭДС движения очень похожа на индуцированную ЭДС, вызванную изменяющимся магнитным полем.В этом Атоме мы видим, что это действительно одно и то же явление, показанное в разных системах отсчета.

    ЭДС движения

    В случае, когда петля проводника движется в магнит, показанный на (а), магнитная сила, действующая на движущийся заряд в петле, определяется выражением [latex]evB[/latex] (сила Лоренца, e: заряд электрона).

    Петля проводника, перемещающаяся в магнит : (a) ЭДС движения. Петля с током движется в неподвижный магнит. Направление магнитного поля на экран.(б) Наведенная ЭДС. Токовая петля неподвижна, а магнит движется.

    Под действием силы электроны будут накапливаться на одной стороне (нижний конец рисунка) до тех пор, пока на стержне не установится достаточное электрическое поле, противодействующее движению электронов, то есть [латекс]\текст{eE}[/ латекс]. Приравнивая две силы, получаем [латекс]\текст{Е} = \текст{vB}[/латекс].

    Следовательно, ЭДС движения по длине L стороны петли определяется выражением [латекс]\varepsilon_{\text{движение}} = \text{vB} \times \text{L}[/latex] (уравнение .1), где L — длина объекта, движущегося со скоростью v относительно магнита.

    Индуцированная ЭДС

    Поскольку скорость изменения магнитного потока, проходящего через петлю, равна [латекс]\текст{В}\frac{\text{dA}}{\text{dt}}[/латекс](A: площадь петли через которое проходит магнитное поле), индуцированная ЭДС [латекс]\varepsilon_{\text{индуцируемая}} = \text{BLv}[/латекс] (уравнение 2).

    Эквивалентность ЭДС движения и индукции

    Из уравнения. 1 и уравнение 2 мы можем подтвердить, что ЭДС движения и наведения дают одинаковый результат.На самом деле эквивалентность этих двух явлений и побудила Альберта Эйнштейна заняться специальной теорией относительности. В своей основополагающей статье по специальной теории относительности, опубликованной в 1905 году, Эйнштейн начинает с упоминания об эквивалентности двух явлений:

    «…… например, взаимное электродинамическое действие магнита и проводника. Наблюдаемое здесь явление зависит только от относительного движения проводника и магнита, тогда как обычная точка зрения проводит резкое различие между двумя случаями, в которых движется то одно, то другое из этих тел.В самом деле, если магнит находится в движении, а проводник покоится, то вблизи магнита возникает электрическое поле с определенной энергией , производящее ток в местах, где части проводника расположенный. Но если магнит неподвижен, а проводник движется, то вблизи магнита не возникает никакого электрического поля. В проводнике, однако, мы находим электродвижущую силу, которой самой по себе нет соответствующей энергии, но которая порождает — при условии равенства относительного движения в двух обсуждаемых случаях — электрические токи того же пути и силы, что и производимые электрическими силами в первом случае.“

    Механическая работа и электрическая энергия

    Механическая работа, совершаемая внешней силой для создания ЭДС движения, преобразуется в тепловую энергию; в процессе сохраняется энергия.

    Цели обучения

    Применение закона сохранения энергии для описания производства движущей электродвижущей силы с механической работой

    Ключевые выводы

    Ключевые моменты
    • ЭДС движения, создаваемая движущимся проводником в однородном поле, определяется следующим образом: [latex]\varepsilon = \text{Blv}[/latex].
    • Чтобы стержень двигался с постоянной скоростью v, мы должны постоянно прикладывать внешнюю силу F ext к стержню во время его движения.
    • Закон Ленца гарантирует, что движение стержня противоположно, и поэтому закон сохранения энергии не нарушается.
    Ключевые термины
    • ЭДС движения : ЭДС (электродвижущая сила), индуцированная движением относительно магнитного поля.
    • Закон индукции Фарадея : Основной закон электромагнетизма, который предсказывает, как магнитное поле будет взаимодействовать с электрической цепью, создавая электродвижущую силу (ЭДС).

    Ранее мы узнали об ЭДС движения (см. наш Атом в разделе «ЭДС движения»). Для простой установки, показанной ниже, ЭДС движения [латекс](\varepsilon)[/латекс], создаваемая движущимся проводником (в однородном поле), определяется следующим образом:

    [латекс]\varepsilon = \text{Blv}[/латекс]

    , где B — магнитное поле, l — длина проводящего стержня, v — (постоянная) скорость его движения. ( B , l и v перпендикулярны друг другу, как показано на изображении ниже.)

    ЭДС движения : (a) ЭДС движения = Bℓv индуцируется между рельсами, когда этот стержень движется вправо в однородном магнитном поле. Магнитное поле B направлено внутрь страницы, перпендикулярно движущимся стержню и рельсам и, следовательно, ограниченной ими области. (b) Закон Ленца дает направления индуцированного поля и тока, а также полярность индуцированной ЭДС. Поскольку поток увеличивается, индуцированное поле направлено в противоположном направлении или выходит за пределы страницы. Правило правой руки дает показанное направление тока, и полярность стержня будет управлять таким током.

    Сохранение энергии

    В этом атоме мы будем рассматривать систему с энергетической точки зрения . При движении стержня с током i на него будет действовать сила Лоренца

    .

    [латекс]\текст{F}_\текст{L} = \текст{iBL}[/латекс].

    Чтобы стержень двигался с постоянной скоростью v , мы должны постоянно прикладывать внешнюю силу F ext (равную по модулю F L и противоположную по направлению) к стержню вдоль его движения .Поскольку стержень движется со скоростью 90 567 v 90 568 , мощность 90 567 P 90 568, передаваемая внешней силой, будет: 90 003

    [латекс]\текст{P} = \text{F}_{\text{ext}} \text{v} = (\text{iBL})\times \text{v} = \text{i} \ варепсилон[/латекс].

    На последнем шаге мы использовали первое уравнение, о котором говорили. Обратите внимание, что это именно мощность, рассеиваемая в петле (= ток [латекс]\умножить [/латекс] напряжение). Таким образом, мы заключаем, что механическая работа, совершаемая внешней силой для поддержания движения стержня с постоянной скоростью, преобразуется в тепловую энергию в контуре.В более общем смысле механическая работа, совершаемая внешней силой для создания ЭДС движения, преобразуется в тепловую энергию. Энергия сохраняется в процессе.

    Закон Ленца

    Мы узнали в атоме «Закон индукции Фарадея и закон Ленца», что закон Ленца является проявлением сохранения энергии. Как мы видим на примере с этим атомом, закон Ленца гарантирует, что движение стержня противоположно из-за тенденции природы сопротивляться изменению магнитного поля. Если бы индуцированная ЭДС была направлена ​​в ту же сторону, что и изменение потока, то существовала бы положительная обратная связь, заставляющая стержень улетать от малейшего возмущения.

    Энергия в магнитном поле

    Магнитное поле накапливает энергию. Плотность энергии определяется как [латекс]\текст{u} = \frac{\mathbf{\text{B}}\cdot\mathbf{\text{B}}}{2\mu}[/latex].

    Цели обучения

    Выразите плотность энергии магнитного поля в форме уравнения

    Ключевые выводы

    Ключевые моменты
    • Энергия необходима для создания магнитного поля как для работы против электрического поля, создаваемого изменяющимся магнитным полем, так и для изменения намагниченности любого материала в пределах магнитного поля.2[/латекс].
    Ключевые термины
    • проницаемость : Количественная мера степени намагниченности материала в присутствии приложенного магнитного поля (измеряется в ньютонах на ампер в квадрате в единицах СИ).
    • индуктор : пассивное устройство, вводящее индуктивность в электрическую цепь.
    • ферромагнетик : Материалы, обладающие постоянным магнитным свойством.

    Энергия необходима для создания магнитного поля как для работы против электрического поля, создаваемого изменяющимся магнитным полем, так и для изменения намагниченности любого материала в пределах магнитного поля.Для недисперсионных материалов эта же энергия высвобождается при разрушении магнитного поля. Следовательно, эту энергию можно смоделировать как «запасенную» в магнитном поле.

    Магнитное поле, создаваемое соленоидом : Магнитное поле, создаваемое соленоидом (вид в разрезе), описываемое линиями поля. Энергия «запасается» в магнитном поле.

    Энергия, хранящаяся в магнитном поле

    Для линейных недисперсионных материалов (таких, что B = µ H, где µ, называемая проницаемостью, не зависит от частоты), плотность энергии равна:

    [латекс]\текст{u} = \frac{\mathbf{\text{B}}\cdot\mathbf{\text{B}}}{2\mu} = \frac{\mu\mathbf{\text {H}}\cdot\mathbf{\text{H}}}{2}[/латекс].

    Плотность энергии — это количество энергии, хранящейся в данной системе или области пространства на единицу объема. Если поблизости нет магнитных материалов, μ можно заменить на μ 0 . Однако приведенное выше уравнение нельзя использовать для нелинейных материалов; необходимо использовать более общее выражение (приведенное ниже).

    В общем, дополнительная работа на единицу объема δВт , необходимая для того, чтобы вызвать небольшое изменение магнитного поля δ Б, составляет:

    [латекс]\дельта\текст{W} = \mathbf{\текст{H}}\cdot\delta\mathbf{\текст{B}}[/латекс].

    Когда отношение между H и B известно, это уравнение используется для определения работы, необходимой для достижения данного магнитного состояния. Для гистерезисных материалов, таких как ферромагнетики и сверхпроводники, необходимая работа также зависит от того, как создается магнитное поле. Однако для линейных недисперсионных материалов общее уравнение приводит непосредственно к более простому уравнению плотности энергии, приведенному выше.

    Энергия, накопленная в поле соленоида

    Энергия, накопленная индуктором, равна количеству работы, необходимой для установления тока через индуктор и, следовательно, магнитного поля.2[/латекс].

    Трансформаторы

    Трансформаторы преобразуют напряжение из одного значения в другое; его функция определяется уравнением трансформатора.

    Цели обучения

    Применение уравнения трансформатора для сравнения вторичного и первичного напряжения

    Ключевые выводы

    Ключевые моменты
    • Трансформаторы часто используются в нескольких точках в системах распределения электроэнергии, а также во многих бытовых адаптерах питания.
    • Уравнение трансформатора гласит, что отношение вторичных и первичных напряжений в трансформаторе равно отношению количества витков в их катушках: [латекс]\frac{\text{V}_\text{s}}{\text{ V}_\text{p}} = \frac{\text{N}_\text{s}}{\text{N}_\text{p}}[/latex].
    • Предполагая, как и мы, что сопротивление пренебрежимо мало, выходная электрическая мощность трансформатора равна его входной мощности. Это приводит нас к другому полезному уравнению: [латекс]\frac{\text{I}_\text{s}}{\text{I}_\text{p}} = \frac{\text{N}_\ text{p}}{\text{N}_\text{s}}[/latex]. Если напряжение увеличивается, ток уменьшается. И наоборот, если напряжение уменьшается, ток увеличивается.
    Ключевые термины
    • магнитный поток : Мера силы магнитного поля в данной области.
    • Закон индукции Фарадея : Основной закон электромагнетизма, который предсказывает, как магнитное поле будет взаимодействовать с электрической цепью, создавая электродвижущую силу (ЭДС).

    Трансформаторы изменяют напряжение с одного значения на другое. Например, такие устройства, как сотовые телефоны, ноутбуки, видеоигры, электроинструменты и небольшие бытовые приборы, имеют трансформатор (встроенный в их съемный блок), который преобразует 120 В в напряжение, подходящее для устройства.Трансформаторы также используются в нескольких точках в системах распределения электроэнергии, как показано на рис. . Энергия передается на большие расстояния при высоком напряжении, поскольку для заданной мощности требуется меньший ток (это означает меньшие потери в линии). Поскольку высокое напряжение представляет большую опасность, для получения более низкого напряжения в месте расположения пользователя используются трансформаторы.

    Настройка трансформатора : Трансформаторы изменяют напряжение в нескольких точках системы распределения электроэнергии. Электроэнергия обычно вырабатывается при напряжении более 10 кВ и передается на большие расстояния при напряжении более 200 кВ, иногда до 700 кВ, для ограничения потерь энергии.Местное распределение электроэнергии в районы или предприятия проходит через подстанцию ​​и передается на короткие расстояния при напряжении от 5 до 13 кВ. Оно снижено до 120, 240 или 480 В для обеспечения безопасности на объекте отдельного пользователя.

    Рассматриваемый здесь тип трансформатора основан на законе индукции Фарадея и очень похож по конструкции на аппарат Фарадея, который использовался для демонстрации того, что магнитные поля могут создавать токи (показано на рис.). Две катушки называются первичной и вторичной катушками.При нормальном использовании входное напряжение подается на первичную обмотку, а вторичная создает преобразованное выходное напряжение. Железный сердечник не только улавливает магнитное поле, создаваемое первичной катушкой, но и увеличивает его намагниченность. Поскольку входное напряжение переменного тока, изменяющийся во времени магнитный поток направляется на вторичную обмотку, индуцируя ее выходное напряжение переменного тока.

    Простой трансформатор : Типичная конструкция простого трансформатора состоит из двух катушек, намотанных на ферромагнитный сердечник, ламинированный для минимизации вихревых токов.Магнитное поле, создаваемое первичной обмоткой, в основном ограничивается и усиливается сердечником, который передает его вторичной обмотке. Любое изменение тока в первичной обмотке индуцирует ток во вторичной обмотке. На рисунке показан простой трансформатор с двумя катушками, намотанными по обеим сторонам многослойного ферромагнитного сердечника. Набор катушек на левой стороне сердечника помечен как первичный, а его номер указан как N p. Напряжение на первичной обмотке определяется как V p. Набор катушек на правой стороне сердечника помечен как вторичный, а их количество представлено как Ns.Напряжение на вторичной обмотке определяется как V s. Символ трансформатора также показан под диаграммой. Он состоит из двух катушек индуктивности, разделенных двумя равными параллельными линиями, представляющими сердечник.

    Уравнение трансформатора

    Для простого трансформатора, показанного на рис., выходное напряжение V s почти полностью зависит от входного напряжения V p и соотношения числа витков в первичной и вторичной обмотках. Закон индукции Фарадея для вторичной катушки дает индуцированное выходное напряжение В с как:

    [латекс]\текст{V}_\текст{s} = -\текст{N}_\текст{s} \frac{\Delta \Phi}{\Delta \text{t}}[/latex],

    , где N s — число витков вторичной обмотки, а Δ/Δt — скорость изменения магнитного потока.Обратите внимание, что выходное напряжение равно ЭДС индукции (В с = ЭДС с ), при условии, что сопротивление катушки мало. Площадь поперечного сечения катушек одинакова с обеих сторон, как и напряженность магнитного поля, поэтому /Δt одинаково с обеих сторон. Входное первичное напряжение В p также связано с изменением потока:

    [латекс]\текст{V}_\текст{p} = -\текст{N}_\текст{p} \frac{\Delta \Phi}{\Delta \text{t}}[/latex].

    Соотношение этих двух последних уравнений дает полезное соотношение:

    [латекс]\frac{\text{V}_\text{s}}{\text{V}_\text{p}} = \frac{\text{N}_\text{s}}{\ текст{N}_\текст{p}}[/латекс].

    Это известно как уравнение трансформатора , которое просто утверждает, что отношение вторичного напряжения к первичному в трансформаторе равно отношению количества витков в его катушках. Выходное напряжение трансформатора может быть меньше, больше или равно входному напряжению, в зависимости от соотношения числа витков в их катушках. Некоторые трансформаторы даже обеспечивают переменную мощность, позволяя выполнять подключение в разных точках вторичной обмотки.Повышающий трансформатор — это тот, который увеличивает напряжение, тогда как понижающий трансформатор уменьшает напряжение.

    Предполагая, как и мы, что сопротивление пренебрежимо мало, выходная электрическая мощность трансформатора равна его входной мощности. Приравнивание входной и выходной мощности,

    [латекс]\текст{P}_\текст{p} = \text{I}_\text{p} \text{V}_\text{p} = \text{I}_\text{s} \text{V}_\text{s} = \text{P}_\text{s}[/latex].

    Комбинируя этот результат с уравнением трансформатора, мы находим:

    [латекс]\frac{\text{I}_\text{s}}{\text{I}_\text{p}} = \frac{\text{N}_\text{p}}{\ текст{N}_\текст{s}}[/латекс].

    Таким образом, если напряжение увеличивается, ток уменьшается. И наоборот, если напряжение уменьшается, ток увеличивается.

    Как определить магнитную индукцию поля

    Для определения магнитной индукции возьмите магнитную стрелку, прикрепите ее к крутильному динамометру и измерьте силу, при которой она выходит из равновесия, вращая нить динамометра. Затем убедитесь, что аналогичный показатель есть при взаимодействии стрелки с соленоидом, рассчитайте его магнитную индукцию, она будет равна нужной.Или поднесите датчик тесламетра к нужной точке поля, и он покажет значение магнитной индукции в Теслах. Для соленоида можно рассчитать магнитное поле.

    Как определить магнитную индукцию поля

    Необходимо

    Для определения индукции магнитного поля возьмите соленоид, проводник, милливольтметр, магнитную стрелку и тесламетр

    Инструкции

    Шаг 1

    Измерение магнитной индукции поля соленоида Возьмите соленоид (достаточно длинную катушку изолированного провода, внутри которой поле будет иметь линейную характеристику).Измерьте его длину и выразите ее в метрах, затем посчитайте количество витков соленоида. Соберите схему, где последовательно включите амперметр и соленоид. Подключите цепь к источнику тока и считайте показания амперметра. После этого умножьте числовое значение силы тока на количество витков соленоида и разделите на его длину. Умножьте полученное число на 1,26*10-6. В результате вы получите индукцию магнитного поля в Теслах.

    Шаг 2

    Измерение индукции магнитного поля методом сравнения с эталоном Возьмите длинную магнитную стрелку в виде спицы и прикрепите ее к чувствительному крутильному динамометру. После этого осторожно поднесите его к нужной точке магнитного поля. Он сориентируется под действием магнитной силы. После этого начинайте вращать динамометр до тех пор, пока стрелка не выйдет из равновесия. Запишите показания динамометра, когда стрелка выйдет из равновесия.После этого повторите эту последовательность действий, подведя стрелку к одному из концов соленоида. Регулируя силу тока напряжением источника или реостатом, добиваются, чтобы усилие выхода стрелки из положения равновесия было равно ранее измеренному. Рассчитайте магнитную индукцию поля соленоида, используя предыдущий пункт, ее значение будет равно искомому.

    Шаг 3

    Измерение магнитной индукции с помощью прямого проводника Подсоедините прямой проводник к милливольтметру.Затем измерьте его длину в метрах и поместите между полюсами постоянного подковообразного магнита. Перемещая его с постоянной скоростью, снимите показания милливольтметра в вольтах. Затем разделите показания вольтметра на скорость проводника, измеряемую в метрах в секунду, и длину проводника. Получите магнитную индукцию в Тесла.

    Шаг 4

    Измерение магнитной индукции с помощью тесламетра Поместите зонд тесламетра в нужную точку магнитного поля. Значение магнитного поля в этой точке появится на экране или шкале.

    Ограничение вектора магнитного поля в спокойной солнечной фотосфере

    Р. Дж. Кэмпбелл, М. Матиудакис, П. Х. Кис, А. Рейд, Крис Нельсон   (Королевский университет Белфаста, Северная Ирландия)

    С. Шеляг (Университет Дикина, Австралия)

    С. Кинтеро Нода, Андрес Асенсио Рамос, Маноло Кольядос   (Институт астрофизики Канарских островов и Университет Ла-Лагуна, Испания)

    Давид Куридзе (Университет Аберистуита, Великобритания)

     

    Солнечная атмосфера представляет собой намагниченную плазму.Магнитные поля вызывают поляризацию света, излучаемого Солнцем. Для наблюдения этих слабых мелкомасштабных полей мы воспользуемся эффектом Зеемана, описывающим расщепление спектральных линий под действием магнитного поля. В центре солнечного диска, когда линия обзора (LOS) и солнечная нормаль совпадают, измерение Стокса I дает нам интенсивность, в то время как Стокса Q и U (линейная поляризация) и Стокса V (круговая поляризация) показывают наклонную и вертикальные поля соответственно.Ограничение угла наклона магнитного вектора является ключевой целью, определяемой таким образом, что значение 0 или 180 градусов представляет собой продольный (вертикальный, в центре диска) вектор, направленный к наблюдателю или от него, соответственно, в то время как 90 градусов представляет вектор, параллельный солнечная поверхность. По мере совершенствования инструментов попытки вывести свойства магнитного вектора путем анализа поляризованного света, измеренного при наблюдениях солнечной фотосферы, по-прежнему сопряжены с рисками, ограничениями и проблемами (см. [1] для полного обзора).

     

    Наблюдение за динамикой мелкомасштабных межсетевых магнитных полей

    На рисунке 1 показана область интереса (ROI) с несколькими магнитными особенностями, видимыми во временном ряду сканирования тихой межсетевой сети Солнца (IN) в центре диска, зарегистрированной 6 мая 2019 г. [4] инфракрасным спектрографом GREGOR Integral. Инструмент Field Unit (GRIS-IFU) [2] на крупнейшем в Европе солнечном телескопе GREGOR [3]. Большой эффективный g-фактор Ланде и длина волны в ближней инфракрасной области линии Fe I на 1564.9 нм делает его эффективной зеемановской диагностикой. Эта ROI включает в себя короткоживущую характеристику линейной поляризации (LPF; красный, пунктирный прямоугольник на рис. 1), сложную слабую магнитную структуру со смешанной полярностью и поперечными полями (зеленый, пунктирный прямоугольник на рис. 1) и продольную килогауссовую диаграмму. магнитный элемент (верхняя правая часть рис. 1).

     

    Рис. 1. Область интереса (ROI) , наблюдаемая при сканировании GRIS-IFU, на которой показаны карты непрерывной интенсивности (верхний ряд) для выбранных кадров (слева направо).Показаны параметры, полученные из SIR-инверсий, а именно от вершины к низу, скорости по лучу зрения, наклона вектора магнитного поля и плотности магнитного потока. Стокс I нормирован средним континуумом. Любой параметр Стокса с максимальной амплитудой меньше порога шума был установлен равным нулю перед инверсией. Положительные значения скорости представляют нисходящие потоки, а отрицательные значения представляют восходящие потоки. Значение наклона 0 градусов представляет собой вектор, указывающий на наблюдателя, а 180 градусов указывает на противоположное (из Кэмпбелла и др.2021а).

     

    Используя инверсии Стокса, основанные на коде функций отклика (SIR; [5]), мы можем сделать вывод о локальных термодинамических, кинематических и магнитных свойствах атмосферы. Необходимо использовать двухкомпонентные модели, поскольку обычно мы не разрешаем мелкомасштабные магнитные структуры. Мы рассматриваем инверсионную установку, в которой магнитная атмосфера находится в среде без поля. Поэтому мы количественно определяем долю элемента пикселя, занятую магнитной моделью, используя ее коэффициент заполнения α.

    На рис. 2 показан образец профиля, обозначенный как C.1 на рис. 1, из этого LPF. Профили подверглись процессу реконструкции для удаления шумов и инструментальных эффектов (подробности см. в [4]). В линии 1564,9 нм все лепестки Стокса Q и V обнаруживаются выше шумового порога, но Стокса U нет, и поэтому он был установлен равным нулю. Мы попытались выполнить пространственный бин вокруг этого пикселя, чтобы снизить порог шума, но U-образный профиль Стокса все еще не достиг порога.Без U-профиля Стокса у нас недостаточно информации, чтобы ограничить азимутальный угол магнитного вектора, который определяет направление магнитного вектора в плоскости, перпендикулярной прямой видимости наблюдателя, но мы все же можем сделать вывод о его силе и угле наклона. Поскольку амплитуда Стокса Q относительно велика, можно сделать вывод, что магнитное поле явно сильно наклонено, но со значительной вертикальной составляющей, и это отражено в результатах инверсии. Слабое поле (B = 193 Гс) с большим α (α = 0.761) примечателен, что приводит к относительно большой плотности магнитного потока (αB = 146 Гс).

     

    Рисунок 2 – Реконструированный полный вектор Стокса показан для пары линий 15648,52/15652,87 Å на четырех левых панелях вместе с синтетическими профилями, полученными из SIR-инверсий, для образца профиля. Горизонтальные (пунктирные) линии показывают шумовые пороги для поляризованных векторов Стокса, а вертикальные (штриховые) линии обозначают остальные длины волн каждой спектральной линии.Справа в таблице показаны восстановленные параметры атмосферы, а именно (сверху вниз) беззнаковая напряженность магнитного поля, плотность магнитного потока, угол наклона, азимутальный угол и скорость по лучу зрения. Температура как функция оптической толщины показана на нижнем правом графике с исходной входной моделью. Магнитные параметры взяты из магнитной модели, а скорость является комбинированным значением для обеих моделей (из Кэмпбелла и др., 2021a).

     

    Сравнение с магнитогидродинамическим моделированием

    Одним из способов обеспечения того, чтобы результаты, полученные в результате наблюдений, были хорошо ограничены, является сравнение их с реалистичным магнитогидродинамическим (МГД) моделированием (например,г., [6]). В новом исследовании (см. препринт [7]) мы используем снимок реалистичного моделирования MURaM ([8, 9]), чтобы оценить степень, в которой мы можем получить точную информацию о магнитном векторе в фотосфере IN. с использованием инверсионных приемов. Мы синтезируем полный вектор Стокса путем решения уравнения переноса излучения в предположении о локальном термодинамическом равновесии только для того, чтобы затем инвертировать синтетические спектры, чтобы установить степень, в которой исходная атмосфера отличается в соответствии с инверсиями.Затем мы ухудшаем спектры, чтобы определить, как они могли бы выглядеть, если бы наблюдались с пространственным и спектральным разрешением, достижимым с помощью GREGOR/GRIS-IFU.


    На рис. 3 показан пример синтетического профиля, расположенного в LPF, аналогичном показанному на рис. 1, ухудшенном до разрешения GREGOR/GRIS-IFU вместе с результатами инверсии. По сравнению с профилем, показанным на рис. 2, магнитное поле также слабое, но относительно более сильное (B = 337 Гс) с меньшим α (α = 0,425), что приводит к удивительно похожей плотности магнитного потока (αB = 143 Гс).

     

    Рисунок 3 – То же, что и на рисунке 2, за исключением полного вектора Стокса, синтезированного из реалистичных выходных данных моделирования МГД (MURaM) после инструментальной деградации (из Campbell et al. 2021b).

     

    Солнечные телескопы нового поколения

    GREGOR может наблюдать в этом спектральном окне ближнего инфракрасного диапазона с эффективным разрешением около 215 км. При более высоком пространственном разрешении измеренные сигналы поляризации будут иметь более высокую амплитуду, поскольку будет меньше смешивания противоположных полярностей.Таким образом, с появлением телескопов нового поколения с высоким разрешением, таких как Солнечный телескоп Даниэля К. Иноуэ (DKIST; [10]) и Европейский солнечный телескоп (EST), наше понимание того, как магнитное поле организовано в ИН Фотосфера, вероятно, испытает значительный скачок, поскольку наблюдения показывают эти области солнечной атмосферы с беспрецедентным пространственным разрешением, при этом ключевой целью является одновременное измерение всех четырех параметров Стокса в увеличенном числе пикселей. Симбиоз между использованием МГД-моделирования в качестве руководства при интерпретации наблюдений будет и впредь оставаться важным.

     

    Каталожные номера

    [1] – Беллот Рубио, Л. и Ороско Суарес, Д. 2019, Living Reviews in Solar Physics, 16, 1
    [2] – Кольядос, М., Лопес, Р., Паес, Э., и др. 2012, Astronomische Nachrichten, 333 872
    [3] – Шмидт В., фон дер Люэ О., Фолькмер Р. и др. 2012, Astronomische Nachrichten, 333, 796
    [4] – Р. Дж. Кэмпбелл, М. Матиудакис, М. Кольядос, П. Х. Киз, А. Асенсио Рамос, С. Дж. Нельсон, Д. Куридзе и А. Рейд, 2021a, A&A, 647 A182
    [5] — Руис Кобо, Б.& del Toro Iniesta, JC 1992, ApJ, 398, 375
    [6] – Хоменко, Э. и Кольядос, М. 2007, ApJ, 659, 1726
    [7] – RJ Campbell, S. Shelyag, C. Quintero Noda , M. Mathioudakis, PH Keys и A. Reid, 2021b, находится на рассмотрении в A&A (2021b)
    [8] – Vögler, A., Shelyag, S., Schüssler, M., et al. 2005, A&A, 429, 335
    [9] – Нельсон, С.Дж., Шеляг, С., Матиудакис, М., и др. 2013, ApJ, 779, 125
    [10] – Раст, Марк П., Белло Гонсалес, Н., Беллот Рубио, Л. и еще 87 человек, включая Р.Дж. Кэмпбелл, Critical Science Plan for the Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST), 2021, Solar Physics, 296, 88 стр., 70.

    Это исследование получило финансовую поддержку исследовательской и инновационной программы Horizon 2020 Европейского Союза в соответствии с соглашением о гранте № 824135 (SOLARNET).

     

    << Назад к Европейским самородкам солнечной физики

    Единица измерения формулы магнитного потока. Основные формулы

    Поток вектора магнитной индукции B через любую поверхность.Магнитный поток через малую площадку dS, в пределах которой вектор В неизменен, равен dФ = ВndS, где Bn — проекция вектора на нормаль к площади dS. Магнитный поток F через окончание… … Большой Энциклопедический словарь

    МАГНИТНЫЙ ПОТОК — (поток магнитной индукции), поток Ф вектора магн. индукция B через c. л. поверхность. М. п. DФ через малую площадку dS, в пределах вектора роя В можно считать неизменной, выражаемой произведением размера площади 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 поверхность, перпендикулярную магнитному полю, определяемый как произведение магнитной индукции в данной точке на площадь… … Справочник технического переводчика

    МАГНИТНЫЙ ПОТОК — (обозначение F), мера силы и протяженности МАГНИТНОГО ПОЛЯ. Поток через площадку А под прямым углом к ​​тому же магнитному полю равен Ф = mHA, где m — магнитная ПРОНИЦАЕМОСТЬ среды, а H — напряженность магнитного поля.Плотность магнитного потока – это поток… … Научно-технический энциклопедический словарь

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

    МАГНИТНЫЙ ПОТОК — величина, характеризующая магнитное воздействие на данную поверхность. LM измеряется количеством магнитных силовых линий, проходящих через данную поверхность.Технический железнодорожный словарь. М.: Государственный транспорт… … 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 любую поверхность.Магнитный поток через малую площадку dS, в пределах которой вектор B неизменен, равен dФ = BndS, где Bn — проекция вектора на нормаль к площади dS. Магнитный поток F через конечное… … Энциклопедический словарь

    магнитный поток — поток магнитной индукции поток вектора магнитной индукции через любую поверхность. Для замкнутой поверхности полный магнитный поток равен нулю, что отражает соленоидальный характер магнитного поля, т.е.э., отсутствие в природе … Металлургический энциклопедический словарь

    Магнитный поток — 12. Магнитный поток Магнитный поток индукции Источник: ГОСТ 19880 74. Электротехника. Основные понятия. Термины и определения оригинальный документ 12 магнитный на … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    Книги

    • , Миткевич В. Ф.. В этой книге много того, чему не всегда уделяется должное внимание, когда речь идет о магнитном потоке, и что еще недостаточно ясно выражено или нет… Купить за 2252 грн (только Украина)
    • Магнитный поток и его преобразование, В.Ф. Миткевич. Эта книга будет изготовлена ​​по вашему заказу по технологии Print-on-Demand. Эта книга содержит многое, чему не всегда уделяется должное внимание, когда речь идет о…

    МАГНИТНЫЙ ПОТОК

    МАГНИТНЫЙ ПОТОК (символ F), мера силы и протяженности МАГНИТНОГО ПОЛЯ. Поток через площадку А под прямым углом к ​​тому же магнитному полю равен Ф = mHA, где m — магнитная ПРОНИЦАЕМОСТЬ среды, а H — напряженность магнитного поля.Плотность магнитного потока — это поток на единицу площади (символ B), который равен H. Изменение магнитного потока через электрический проводник вызывает ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ДВИЖУЩУЮ СИЛУ.

    Научно-технический энциклопедический словарь.

    Смотреть что такое «МАГНИТНЫЙ ПОТОК» в других словарях:

      Поток вектора магнитной индукции B через любую поверхность. Магнитный поток через малую площадку dS, в пределах которой вектор В неизменен, равен dФ = ВndS, где Bn — проекция вектора на нормаль к площади dS.Магнитный поток F через окончание… … Большой Энциклопедический словарь

      — (поток магнитной индукции), поток Ф вектора магн. индукция B через c. л. поверхность. М. п. DФ через малую площадку dS, в пределах вектора роя В можно считать неизменной, выражаемой произведением размера площади 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 поверхность, перпендикулярную магнитному полю, определяется 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, перпендикулярный вектору В в однородном магнитном поле. Единица магнитного потока в СИ (см.) … Большая политехническая энциклопедия

      Величина, характеризующая магнитное воздействие на данную поверхность. LM измеряется количеством магнитных силовых линий, проходящих через данную поверхность. Технический железнодорожный словарь. М.: Государственный транспорт… … 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 B через любую поверхность. Магнитный поток через малую площадку dS, в пределах которой вектор B неизменен, равен dФ = BndS, где Bn — проекция вектора на нормаль к площади dS.Магнитный поток F через конечное… … Энциклопедический словарь

      Классическая электродинамика … Википедия

      магнитный поток — поток магнитной индукции поток вектора магнитной индукции через любую поверхность. Для замкнутой поверхности полный магнитный поток равен нулю, что отражает соленоидальный характер магнитного поля, т. е. отсутствие в природе … Металлургический энциклопедический словарь

      Магнитный поток — 12. Магнитный поток Магнитный поток индукции Источник: ГОСТ 19880 74. Электротехника.Основные понятия. Термины и определения оригинальный документ 12 магнитный на … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    Книги

    • , Миткевич В. Ф.. В этой книге много того, чему не всегда уделяется должное внимание, когда речь идет о магнитном потоке, и что еще недостаточно определенно выражено или не было…
    • Магнитный поток и его преобразование, В.Ф. Миткевич. Эта книга будет изготовлена ​​по вашему заказу по технологии Print-on-Demand.В этой книге много такого, чему не всегда уделяется должное внимание, когда речь идет о…

    магнитной индукции — плотность магнитного потока в данной точке поля. Единицей магнитной индукции является тесла (1 Тл = 1 Втб/м 2 ).

    Возвращаясь к ранее полученному выражению (1), можно количественно определить магнитный поток через некоторую поверхность как произведение величины заряда, протекающего через проводник, выровненный с границей этой поверхности при полном исчезновении магнитного поля, сопротивлением электрической цепи, по которой текут эти заряды

    .

    В описанных выше экспериментах с тестовой петлей (кольцом) она удалялась на такое расстояние, при котором исчезали все проявления магнитного поля. Но можно просто двигать эту петлю внутри поля, и в ней будут двигаться и электрические заряды. Перейдем в выражении (1) к шагу

    фу + δ Ф \ u003d R ( Q — δ Q ) \ u003d \ u003e Δf \ u003d — RΔ Q => δ Q \ U003D -Δ F / R

    где Δ Ф и Δ q — приращения потока и числа зарядов.Разные знаки приращений объясняются тем, что положительный заряд в опытах с удалением петли соответствовал исчезновению поля, т.е. отрицательному приращению магнитного потока.

    С помощью тестового контура можно исследовать все пространство вокруг магнита или катушки с током и построить линии, направление касательных к которым в каждой точке будет соответствовать направлению вектора магнитной индукции B ( рис.3)

    Эти линии называются линиями вектора магнитной индукции или магнитными линиями .

    Пространство магнитного поля можно мысленно разделить трубчатыми поверхностями, образованными магнитными линиями, причем поверхности можно подобрать таким образом, чтобы магнитный поток внутри каждой такой поверхности (трубки) был численно равен единице, а осевые линии этих трубок можно изобразить графически. Такие трубки называются одиночными, а линии их осей — одиночными магнитными линиями … Картина магнитного поля, изображенная с помощью одиночных линий, дает не только качественное, но и количественное представление о нем, так как в этом случае величина вектора магнитной индукции оказывается равной количество линий, проходящих через единичную поверхность, нормальную к вектору B , и количество линий, проходящих через любую поверхность, равно величине магнитного потока .

    Магнитные линии непрерывны, и этот принцип может быть математически представлен как

    т.е. магнитный поток, проходящий через любую замкнутую поверхность, равен нулю .

    Выражение (4) справедливо для поверхности s любой формы. Если рассматривать магнитный поток, проходящий через поверхность, образованную витками цилиндрической катушки (рис. 4), то его можно разделить на поверхности, образованные отдельными витками, т.е.е. с = с 1 + с 2 +…+ с 8 . При этом в общем случае через поверхности разных витков будут проходить разные магнитные потоки. Так на рис. 4, по поверхностям центральных витков катушки проходят восемь одиночных магнитных линий, а по поверхностям крайних витков — только четыре.

    Чтобы определить суммарный магнитный поток, проходящий через поверхности всех витков, необходимо сложить потоки, проходящие через поверхности отдельных витков, или, другими словами, сцепляющиеся с отдельными витками.Например, магнитные потоки, сцепляющиеся с четырьмя верхними витками катушки на рис. 4, будут равны: Ф 1 = 4; Ф 2 = 4; Ф 3 = 6; Ф 4 = 8. Тоже зеркально-симметричные с нижними.

    Потокосцепление — виртуальный (мнимый суммарный) магнитный поток Ψ, сцепляющийся со всеми витками катушки, численно равен сумме потоков, сцепляющихся с отдельными витками: Ψ = w ef m , где Ф m магнитный поток, создаваемый током, проходящим через катушку, а w и e — эквивалентное или эффективное число витков катушки.Физический смысл потокосцепления заключается в сцеплении магнитных полей витков катушки, что может быть выражено коэффициентом (кратностью) потокосцепления k = Ψ/Ф = w э.

    То есть для случая, показанного на рисунке, две зеркально-симметричные половины катушки:

    Ψ = 2 (Ф 1 + Ф 2 + Ф 3 + Ф 4) = 48

    Виртуальность, то есть фантазия потокосцепления, проявляется в том, что она представляет собой не реальный магнитный поток, который никакая индуктивность не может умножить, а поведение импеданса катушки таково, что кажется, что магнитный поток увеличивается кратно эффективному числу витков, хотя на самом деле это просто взаимодействие витков в одном поле.Если бы катушка увеличивала магнитный поток своей потокосцеплением, то можно было бы создавать умножители магнитного поля на катушке и без тока, т.к. потокосцепление подразумевает не замкнутость катушки, а только совместную геометрию близости поворотов.

    Часто реальное распределение потокосцепления по виткам катушки неизвестно, но его можно принять равномерным и одинаковым для всех витков, если реальную катушку заменить равноценной с другим числом витков w е, при сохранении значения потокосцепления Ψ = w ef m , где Ф m — поток, сопряженный с внутренними витками катушки, а w e — эквивалентное или эффективное число витков катушки катушка.Для чего на рис. 4 рассмотрены случаи w e = Ψ/F 4 = 48/8 = 6.

    Что такое магнитный поток?

    Чтобы дать точную количественную формулировку закона электромагнитной индукции Фарадея, необходимо ввести новую величину — поток вектора магнитной индукции.

    Вектор магнитной индукции характеризует магнитное поле в каждой точке пространства. Можно ввести еще одно значение в зависимости 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 называется величина, равная 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

    Чем больше B n и S, тем больше магнитный поток. Величину Ф называют «магнитным потоком» по аналогии с расходом воды, который тем больше, чем больше скорость потока воды и площадь поперечного сечения трубы.

    Магнитный поток может быть графически интерпретирован как величина, пропорциональная количеству линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью S.

    Единицей магнитного потока является Вебера. в 1 вебере (1 Втб) создается однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл через поверхность площадью 1 м 2 , расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции.

    Магнитный поток зависит от ориентации поверхности, через которую проходит магнитное поле.

    Обобщенная информация о магнитном потоке

    Сегодняшний урок физики с вами и мной посвящен теме магнитного потока. Для того чтобы дать точную количественную формулировку закона электромагнитной индукции Фарадея, нам потребуется ввести новую величину, которую собственно и называют магнитным потоком или потоком вектора магнитной индукции.

    Из предыдущих занятий вы уже знаете, что магнитное поле описывается вектором магнитной индукции B. Исходя из понятия вектора индукции B, мы можем найти магнитный поток. Для этого рассмотрим замкнутый проводник или контур площадью S. Предположим, что по нему проходит однородное магнитное поле с индукцией B. Тогда магнитным потоком F, вектором 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 alpha:



    В общем, мы пришли к выводу, что если поместить цепь с током в магнитное поле, то все линии индукции этого магнитного поля будут пройти по цепи.То есть можно смело сказать, что линия магнитной индукции и есть та самая магнитная индукция, которая находится в каждой точке этой линии. Или можно сказать, что линии магнитной индукции есть поток вектора индукции через ограниченное и описываемое этими линиями пространство, то есть магнитный поток.

    Теперь вспомним, чему равна единица магнитного потока:



    Направление и величина магнитного потока

    Но вы также должны знать, что каждый магнитный поток имеет свое направление и количественное значение.В этом случае можно сказать, что в контур проникает некоторый магнитный поток. А также, следует отметить, что величина магнитного потока также зависит от размеров контура, то есть чем больше размер контура, тем больший магнитный поток будет проходить через него.

    Здесь можно подытожить и сказать, что магнитный поток зависит от площади пространства, через которую он проходит. Если взять, например, неподвижную рамку определенных размеров, пронизанную постоянным магнитным полем, то в этом случае магнитный поток, проходящий через эту рамку, будет постоянным.

    С увеличением напряженности магнитного поля, естественно, будет увеличиваться и магнитная индукция. Кроме того, величина магнитного потока будет пропорционально возрастать в зависимости от возросшего значения индукции.

    Практическое задание

    1. Посмотрите внимательно на этот рисунок и дайте ответ на вопрос: Как может измениться магнитный поток при вращении контура вокруг оси ОО»?


    взять замкнутый контур, который расположен под некоторым углом к ​​линиям магнитной индукции и его площадь уменьшена вдвое, а модуль вектора увеличен в четыре раза?
    3.Посмотрите варианты ответов и скажите, как сориентировать рамку в однородном магнитном поле так, чтобы поток через эту рамку был равен нулю? Какой ответ будет правильным?



    4. Посмотрите внимательно на рисунок изображенных контуров I и II и дайте ответ, как может изменяться магнитный поток при их вращении?



    5. Как вы думаете, что определяет направление индукционного тока?
    6. В чем разница между магнитной индукцией и магнитным потоком? Назовите эти отличия.
    7. Назовите формулу магнитного потока и величины, которые входят в эту формулу.
    8. Какие методы измерения магнитного потока вы знаете?

    Интересно знать

    Знаете ли вы, что повышенная солнечная активность влияет на магнитное поле Земли и примерно каждые одиннадцать с половиной лет оно увеличивается настолько, что может нарушить радиосвязь, вызвать сбои в работе компаса и негативно сказаться на самочувствии человека. Такие процессы называются магнитными бурями.

    Мякишев Г.Я., Физика. 11 класс: учеб. для общего образования. институты: базовые и профильные. уровней / Г.Я. Мякишев, Б.В. Буховцев, В.М. Чаругин; изд. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьева. — 17-е изд., испр. и доп. – М.: Просвещение, 2008. – 399 с: ил.

    1.Принцип активной радиолокации.
    2.Импульсный радар. Принцип действия.
    3. Основные временные соотношения импульсного радара.
    4. Виды радиолокационной ориентации.
    5. Формирование развертки на РЛС ИКО.
    6. Принцип работы индукционного журнала.
    7. Виды абсолютных лагов. Гидроакустический доплеровский лаг.
    8. Регистратор полетных данных. Описание Работы.
    9. Назначение и принцип работы АИС.
    10. Передаваемая и принимаемая информация АИС.
    11. Организация радиосвязи в АИС.
    12. Состав корабельного оборудования АИС.
    13. Структурная схема судовой АИС.
    14. Принцип работы СНС GPS.
    15. Суть дифференциального режима GPS.
    16. Источники ошибок в GNSS.
    17. Блок-схема GPS-приемника.
    18. Концепция ECDIS.
    19.Классификация ЭНК.
    20. Назначение и свойства гироскопа.
    21. Принцип работы гирокомпаса.
    22. Принцип действия магнитного компаса.

    Электронные термометры широко используются в качестве измерителей температуры. Ознакомиться с контактными и бесконтактными цифровыми термометрами можно на сайте http://mera-tek.ru/termometry/termometry-elektronnye.Эти приборы в основном обеспечивают измерение температуры в технологических установках за счет высокой точности измерения и высокой скорости регистрации.

    В электронных потенциометрах, как показывающих, так и записывающих, применяется автоматическая стабилизация тока в цепи потенциометра и непрерывная компенсация термопары.

    Соединение токопроводящих жил — часть технологического процесса соединения кабеля. Многопроволочные токопроводящие жилы с площадью поперечного сечения 0.35 на 1,5 мм 2 соединяются пайкой после скрутки отдельных проводов (рис. 1). Если они восстанавливаются изолирующими трубками 3, то перед скруткой проводов их необходимо надеть на сердечник и переместить на срез оболочки 4.

    основной; 2 — изоляция проводника; 3 — изолирующая трубка; 4 — оболочка троса; 5 — луженые провода; 6 — поверхность пайки

    Сплошные жилы укладывают внахлест, скрепляя перед пайкой двумя обвязками по два-три витка медной луженой проволоки 0.диаметром 3 мм (рис. 2). Также можно использовать специальные клеммы wago 222 415, которые сегодня стали очень популярны благодаря простоте использования и надежности в работе.

    При установке электроприводов их корпус необходимо заземлить проводом сечением не менее 4 мм 2 через заземляющий винт. Место присоединения заземлителя тщательно зачищают, а после присоединения на него наносят слой смазки ЦИАТИМ-201 для защиты от коррозии.В конце установки проверьте значение, которое должно быть не менее 20 МОм, и заземляющее устройство, которое не должно превышать 10 Ом.

    Рис. 1. Схема электрических соединений блока датчиков однооборотного электромеханизма. А — блок усилителя БУ-2, Б — блок магнитного датчика, В — электропривод


    Монтаж блока датчиков однооборотных электроприводов осуществляется по схеме электрических соединений, представленной на рис.1, проводом сечением не менее 0,75 мм 2. Перед установкой датчика необходимо проверить его работоспособность по схеме, приведенной на рис. 2.

    21.03.2019

    Типы газоанализаторов

    При использовании газа в печах, различных приборах и установках необходимо контролировать процесс его сжигания в целях обеспечения безопасной работы и эффективной работы оборудования. При этом качественный и количественный состав газовой среды определяют с помощью приборов под названием

    . .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.