القاء الکترومغناطیسی. جریان مغناطیسی - دانش HyperMarket

جریان مغناطیسی (جریان خطوط القایی مغناطیسی) از طریق مدار، آن را به صورت عددی برابر با محصول ماژول بردار القایی مغناطیسی در منطقه، محدود شده توسط کانتور، و بر روی کوزین زاویه بین جهت بردار القایی مغناطیسی و طبیعی به سطح محدود به این است جریان.

فرمول برای کار نیروی AMPER هنگام انتقال یک هدایت مستقیم با جریان ثابت در یک میدان مغناطیسی یکنواخت.

بنابراین، کار قدرت Amper را می توان از طریق قدرت فعلی در یک هادی متحرک بیان کرد و شار مغناطیسی را از طریق طرح، که شامل این هادی است، تغییر می دهد:

Contour Inductance.

القاء - فیزیک مقدار به صورت عددی برابر با EMF خود القایی است که در مدار رخ می دهد، زمانی که جریان به 1 در هر ثانیه تغییر می کند.
همچنین القاء می تواند توسط فرمول محاسبه شود:

جایی که F جریان مغناطیسی از طریق کانتور است، من قدرت فعلی در مدار است.

واحد القاء در سیستم SI:

انرژی میدان مغناطیسی.

میدان مغناطیسی انرژی دارد. درست همانطور که در خازن شارژ، یک سهام انرژی الکتریکی وجود دارد، در کویل، در نوبت هایی که جریان جریان جریان را جریان می دهد، سهام انرژی مغناطیسی وجود دارد.

القاء الکترومغناطیسی.

القاء الکترومغناطیسی - پدیده وقوع جریان الکتریکی در مدار بسته زمانی که شار مغناطیسی عبور از آن تغییر می کند.

تجارب فارادی توضیح القاء الکترومغناطیسی.

اگر یک آهنربای دائمی را به کویل یا بالعکس برسانید (شکل 3.1)، جریان الکتریکی در کویل بوجود می آید. همین اتفاق با دو کویل نزدیک تر اتفاق می افتد: اگر یک منبع AC را به یکی از کویل ها وصل کنید، یک جریان متناوب نیز ظاهر می شود، اما بهتر است این اثر را داشته باشید، اگر دو سیم پیچ هسته را وصل کنند

با تعریف فارادی، موارد زیر برای این آزمایش ها رایج است: اگر جریان بردار القایی، سوراخ کردن یک مدار بسته و هدایت شده را تغییر دهد، جریان الکتریکی در مدار رخ می دهد.

این پدیده پدیده نامیده می شود القاء الکترومغناطیسی ، و فعلی - القاء در عین حال، این پدیده کاملا مستقل از روش تغییر جریان القاء مغناطیسی است.

فرمول E.D.S. القاء الکترومغناطیسی.

القاء EMF در یک حلقه بسته، آن را مستقیما متناسب با میزان تغییر شار مغناطیسی از طریق منطقه محدود به این مدار است.

حکومت لنزا

حکومت لنزا

جریان القایی در مدار بسته به نظر می رسد با میدان مغناطیسی آن مخالف تغییر در شار مغناطیسی است که آن را نامیده می شود.

خود القاء، توضیح آن.

خود القایی - پدیده ظاهر القاء EDC در ایمیل به عنوان یک نتیجه از تغییرات در حال حاضر.

زنجیره مدار
هنگام بسته شدن در ایمیل، افزایش فعلی، که باعث افزایش شار مغناطیسی در کویل می شود، یک ایمیل گرداب به نظر می رسد، به نظر می رسد، در برابر جریان، I.E. در کویل، EMF های خود القایی رخ می دهد، که مانع افزایش جریان در زنجیره می شود (میدان گردابی الکترونها را کاهش می دهد).
به عنوان یک نتیجه، L1 بعد از L2 روشن می شود.

زنجیر تار
هنگامی که یک عرشه ایمیل کاهش می یابد، کاهش M.Potok در کویل به وجود می آید، ایمیل Vortex به نظر می رسد، به عنوان جریان (تلاش برای حفظ قدرت فعلی سابق)، به عنوان مثال در کویل یک EMF خود القایی وجود دارد که جریان را در زنجیره حفظ می کند.
به عنوان یک نتیجه، هنگامی که آن را روشن خاموش می شود.

در مهندسی برق، پدیده خود القای خود را زمانی که زنجیره ای بسته می شود، ظاهر می شود (ایمیل به تدریج افزایش می یابد) و هنگامی که مدار تار شده است (ایمیل ناپدید نمی شود).

فرمول E.D.S. خود القایی

EMF خود القاء مانع از افزایش نیروی فعلی هنگامی که مدار روشن می شود و جریان را برای مدار زنجیره کاهش می دهد.

موقعیت اول و دوم تئوری میدان الکترومغناطیسی ماکسول.

1. هر میدان الکتریکی جابجایی یک میدان مغناطیسی گرداب تولید می کند. میدان الکتریکی متناوب ماکسول نامیده می شود، همانطور که مانند جریان معمولی، یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود. میدان مغناطیسی گرداب توسط هر دو جریان هدایت کننده IPR (جابجایی الکتریکی حرکت می کند) و جریان های جابجایی (میدان الکتریکی جابجایی E) تولید می شود.

اولین معادله ماکسول

2. هر میدان مغناطیسی جابجایی یک گرداب الکتریکی (قانون اساسی القاء الکترومغناطیسی) تولید می کند.

معادله دوم ماکسول:

تابش الکترومغناطیسی.

امواج الکترومغناطیسی، تابش الکترومغناطیسی- گسترش در غرور فضایی (تغییر حالت) میدان الکترومغناطیسی.

3.1. موج - اینها نوساناتی هستند که در طول زمان در فضا پخش می شوند.
امواج مکانیکی تنها می توانند در برخی از محیط (ماده) توزیع شوند: در گاز، مایع، در جامد. منبع امواج بدن های نوسان هستند که تغییر شکل زیست محیطی را در فضای اطراف ایجاد می کنند. پیش نیاز برای ظهور امواج الاستیک، ظهور نیروهای به ویژه، به ویژه، انعطاف پذیری در لحظه خشم رسانه ای است. آنها تلاش می کنند تا ذرات همسایه را هنگامی که آنها را از هم جدا می کنند، به ارمغان بیاورد و آنها را در زمان روابط نزدیک شدن آنها را از یکدیگر دور کند. نیروهای الاستیسیته، عمل بر روی ذرات دور از منبع، شروع به برداشتن آنها از تعادل می کنند. امواج طولی تنها توسط رسانه های گاز و مایع مشخص شده است، اما عرضی همچنین و بدن های جامد: دلیل این امر این است که ذرات که داده های محیطی را تشکیل می دهند می توانند آزادانه حرکت کنند، زیرا بر خلاف آنها به سختی ثابت نشده اند تلفن جامد. بر این اساس، نوسانات عرضی اساسا غیرممکن است.

امواج طولی زمانی رخ می دهد که ذرات متوسط \u200b\u200bنوسان، تمرکز در امتداد بردار توزیع. امواج عرضی به عمود بر جهت قرار گرفتن در معرض جهت اعمال می شود. به طور خلاصه: اگر در محیط، تغییر شکل ناشی از اختلال در قالب برش، کشش و فشرده سازی، پس از آن ظاهر شود ما داریم صحبت می کنیم بدن جامد که هر دو امواج طولی و عرضی امکان پذیر است. اگر ظاهر تغییر غیرممکن باشد، سپس رسانه می تواند باشد.

هر موج در برخی سرعت اعمال می شود. زیر سرعت موج درک میزان گسترش خشم را درک کنید. از آنجا که سرعت موج یک مقدار دائمی است (برای یک محیط خاص)، پس از آن فاصله سفر فاصله برابر با محصول در زمان انتشار آن برابر است. بنابراین، برای پیدا کردن طول موج، لازم است سرعت موج موج را برای دوره نوسان در آن افزایش دهید:

طول موج - فاصله بین دو نقطه نزدیک به یکدیگر در فضا که در آن نوسان ها در همان فاز رخ می دهد. طول موج مربوط به دوره فضایی موج است، یعنی فاصله ای که نقطه ای با فاز دائمی "گذر" در طول فاصله زمانی برابر با دوره نوسان ها است، بنابراین

شماره موج (همچنین به نام فرکانس فضایی) - این نسبت از 2 است π رادین به طول موج: آنالوگ فضایی فرکانس دایره ای.

تعریف: شماره موج K رشد سریع فاز موج نامیده می شود φ با توجه به مختصات فضایی.

3.2. موج صاف - موج، جلوی که شکل هواپیما دارد.

جلوی یک موج صاف به اندازه نامحدود نامحدود است، بردار سرعت فاز عمود بر جلو است. یک موج صاف یک راه حل خصوصی از معادله موج و یک مدل مناسب است: چنین موج در طبیعت وجود ندارد، از آنجا که جلوی یک موج صاف شروع می شود و به پایان می رسد در چه، بدیهی است، نمی تواند باشد.

معادله هر موج یک راه حل معادله دیفرانسیل به نام موج است. معادله موج برای عملکرد در فرم نوشته شده است:

جایی که

· اپراتور لاپلاس؛

· - عملکرد مورد نظر؛

· شعاع بردار نقطه مورد نظر؛

· سرعت موج؛

· - زمان.

سطح موج - محل هندسی نقاط تجربه خشم مختصات عمومی در همان فاز را تجربه می کند. مورد خصوصی یک سطح موج - یک جلو موج.

ولی) موج صاف - این یک موج است، سطح موج آن یک کل به موازات موازی با هر هواپیمای دیگر است.

ب) موج کروی - این موج است، سطح موج آن ترکیبی از حوزه های متمرکز است.

اشعه - سطح، سطح طبیعی و موج موج. تحت هدایت انتشار، امواج درک مسیر اشعه ها را درک می کنند. اگر محیط موج موج یکنواخت و ایزوتروپیک باشد، اشعه ای مستقیما (و اگر موج صاف باشد - موازی راست).

مفهوم پرتو در فیزیک معمولا فقط در اپتیک های هندسی و آکوستیک استفاده می شود، زیرا زمانی که اثرات مورد مطالعه در این جهت ها نیست، معنای مفهوم پرتو از دست رفته است.

3.3. ویژگی های انرژی موج

محیطی که موج موج را منتشر می کند، انرژی مکانیکی را از انرژی های حرکت نوسانی تمام ذرات آن تشکیل می دهد. انرژی یک ذره با جرم M 0 توسط فرمول: e 0 \u003d m 0 α است 2 Ω. 2/2 مقدار متوسط \u200b\u200bحاوی n \u003d پ./ m 0 ذرات (ρ - تراکم متوسط). بنابراین، واحد حجم محیط دارای انرژی W p \u003d n 0 \u003d ρ Α 2 Ω. 2 /2.

تراکم حجمی انرژی (w p) - انرژی حرکت نوسان ذرات ذرات حاوی در واحد حجم آن:

جریان انرژی (f) - ارزش برابر با انرژی حمل شده توسط موج از طریق این سطح هر واحد از زمان:

شدت موج یا تراکم جریان انرژی (I) - ارزش برابر با جریان انرژی حمل شده توسط موج از طریق یک پلت فرم واحد عمود بر جهت انتشار موج:

3.4. موج الکترومغناطیسی

موج الکترومغناطیسی - فرآیند انتشار میدان الکترومغناطیسی در فضا.

شرایط ظهور امواج الکترومغناطیسی. تغییرات در میدان مغناطیسی هنگامی رخ می دهد که جریان در هادی تغییر می کند و قدرت فعلی در هادی تغییر می کند زمانی که سرعت اتهامات الکتریکی در آن تغییر می کند، به عنوان مثال، زمانی که اتهامات با شتاب حرکت می کنند. در نتیجه، امواج الکترومغناطیسی باید با حرکت شتابدهی اتهامات الکتریکی رخ دهد. با نرخ شارژ برابر صفر، تنها یک میدان الکتریکی وجود دارد. در سرعت شارژ ثابت، میدان الکترومغناطیسی رخ می دهد. با یک حرکت شارژ شتاب دهنده، تابش موج الکترومغناطیسی رخ می دهد، که در فضا با سرعت محدود گسترش می یابد.

امواج الکترومغناطیسی در یک ماده با سرعت محدود پخش می شود. در اینجا ε و μ نفوذپذیری دی الکتریک و مغناطیسی ماده، ε 0 و μ 0 - ثابت الکتریکی و مغناطیسی: ε 0 \u003d 8،85419 · 10 -12 F / M، μ 0 \u003d 1،25664 · 10 -6 GN / m

سرعت امواج الکترومغناطیسی در خلاء (ε \u003d μ \u003d 1):

ویژگی های اساسی تابش الکترومغناطیسی معمول است که فرکانس، طول موج و قطبش را در نظر بگیرید. طول موج بستگی به میزان انتشار تابش دارد. میزان گروهی انتشار تابش الکترومغناطیسی در یک خلاء برابر با سرعت نور، در رسانه های دیگر، این سرعت کمتر است.

تابش الکترومغناطیسی معمولی است که فرکانس ها را به محدوده تقسیم می کند (جدول را ببینید). هیچ گونه انتقال تیز بین باند وجود ندارد، گاهی اوقات همپوشانی دارند و مرزهای بین آنها مشروط هستند. از آنجایی که میزان انتشار تابش ثابت است، فراوانی نوسانات آن به شدت مربوط به طول موج در Vacuo است.

دخالت موج امواج منسجم شرایط انسجام امواج.

طول مسیر نوری (ODP) نور. تفاوت ارتباطات ODP امواج با اختلاف فاز نوسانات ناشی از امواج.

دامنه نوسان ناشی از آن در طول تداخل دو امواج. شرایط حداکثر و حداکثر دامنه حداقل در تداخل دو امواج.

راه های تداخل و الگوی تداخل بر روی صفحه نمایش تخت هنگامی که دو اسلات موازی باریک باریک را روشن می کند: الف) نور قرمز، ب) نور سفید.

1) تداخل موج - چنین همپوشانی امواج، که در آن تقویت متقابل آنها در زمان یک فضای فضا اتفاق می افتد و تضعیف می شود، بسته به رابطه بین مراحل این امواج.

شرایط لازم برای رعایت تداخل:

1) امواج باید فرکانس های مشابه (یا نزدیک) داشته باشند تا تصویر حاصل از پوشش امواج، در طول زمان تغییر نکرده باشد (یا خیلی سریع تغییر نکرده است، هر چه می تواند ثبت نام کند)؛

2) امواج باید یک طرفه باشند (یا یک مسیر نزدیک داشته باشند)؛ دو امواج عمودی هرگز تداخل نخواهند داشت (سعی کنید دو سینوسی عمود بر را داشته باشید! به عبارت دیگر، امواج تاشو باید بردارهای مشابه موج (یا نزدیک به کارگردانی) داشته باشند.

امواج که این دو شرایط انجام می شود نامیده می شود منسوخ. شرایط اول گاهی نامیده می شود انسجام موقتدومین - انسجام فضایی.

به عنوان مثال نتیجه اضافه کردن دو سینوسی یکپارچه یکپارچه را در نظر بگیرید. ما فقط تغییر نسبی خود را تغییر خواهیم داد. به عبارت دیگر، ما دو امواج منسجم را که تنها در مراحل اولیه متفاوت است (یا منابع آنها نسبت به یکدیگر یا حتی بیشتر با یکدیگر تغییر می کنند) متفاوت است.

اگر سینوسی ها قرار گیرند به طوری که حداکثر آنها (و حداقل آنها) در فضا همخوانی دارد، تقویت متقابل آنها رخ می دهد.

اگر سینوسی ها نسبت به یکدیگر در دوره خواننده تغییر می کنند، حداکثر یکی از آنها به حداقل دیگری برسد؛ سینوسی ها یکدیگر را از بین می برند، یعنی تضعیف متقابل آنها رخ می دهد.

ریاضی، به نظر می رسد این. ما دو امواج را می گیریم:

اینجا x 1 و x 2 - فاصله ها از منابع امواج به نقطه فضا که در آن ما نتیجه پوشش را مشاهده می کنیم. دامنه مربع موج حاصل (شدت متناسب موج) با بیان بیان می شود:

حداکثر این عبارت است 4A 2حداقل - 0؛ این همه بستگی به تفاوت در مراحل اولیه و به اصطلاح تفاوت امواج :

در این نقطه فضا، حداکثر تداخل مشاهده می شود، زمانی که حداقل تداخل.

در مثال ساده ما، منابع امواج و نقطه فضا، جایی که ما تداخل را مشاهده می کنیم، در یک خط مستقیم قرار داریم؛ در کنار این تصویر مستقیم تداخل برای همه نقاط یکسان است. اگر ما نقطه مشاهده را از یک منبع اتصال مستقیم به سمت راست حرکت دهیم، ما به فضای فضا می افتیم، جایی که الگوی تداخل از نقطه به نقطه تغییر می کند. در این مورد، ما تداخل امواج را با فرکانس های مساوی و بردارهای موج نزدیک مشاهده خواهیم کرد.

2) 1 طول نوری مسیر محصول طول هندسی D از مسیر موج نور در این محیط به عنوان شاخص انکسار مطلق این محیط N.

2. تفاوت در مراحل دو امواج منسجم از یک منبع، یکی از آنها طول مسیر را در محیط با یک شاخص انکساری مطلق گذراند و دیگر - طول مسیر در محیط با یک شاخص انکساری مطلق:

جایی که λ طول موج نور در خلاء است.

3) دامنه نوسان حاصل بستگی به ارزش نامیده می شود تفاوت سفر امواج.

اگر تفاوت جنبش برابر با تعداد عدد صحیح امواج است، امواج به نقطه سیفاز می آیند. تاشو بر روی امواج یکدیگر را افزایش می دهد و نوسانات را با دامنه دوقلو می دهد.

اگر تفاوت جنبش برابر با تعداد عجیب و غریب نیمی از پاستا باشد، امواج به نقطه A در آنتی فاز می آیند. در این مورد، آنها یکدیگر را ترک کردند، دامنه نوسان حاصل صفر است.

در نقاط دیگر فضا، تقویت جزئی یا تضعیف موج حاصل مشاهده می شود.

4) تجربه یونگ

در سال 1802، دانشمند انگلیسی توماس یونگ تجربه ای را که در آن تداخل نور مشاهده شد قرار دهید. نور از شکاف باریک S.، روی صفحه نمایش با دو برنامه نویس نزدیک سقوط کرد S 1 و S 2. عبور از هر یک از اسلات، پرتو نور گسترش یافته و بر روی صفحه سفید، پرتوهای نور از طریق شکاف ها چسبیده اند S 1 و S 2همپوشانی در زمینه پرتوهای نورپردازی نور، یک الگوی تداخل در قالب نوارهای نور و تیره متناوب مشاهده شد.

پیاده سازی تداخل نور از منابع نور متعارف.

دخالت نور در یک فیلم نازک. شرایط حداکثر و حداقل تداخل نور بر روی فیلم در منعکس شده و در نور منتقل شده است.

نوارهای تداخل از ضخامت برابر و نوارهای تداخل از گرایش برابر.

1) پدیده تداخل در یک لایه نازک از مایعات ناموفق (نفت سفید یا روغن بر روی سطح آب)، در حباب های صابون، بنزین، بر روی بال پروانه ها، در رنگ های در حال اجرا و غیره مشاهده می شود.

2) تداخل زمانی رخ می دهد که پرتو اولیه نور توسط دو پرتو جدا می شود، زمانی که از طریق یک فیلم نازک عبور می کند، به عنوان مثال، فیلم به سطح لنزهای لنز روشن شده اعمال می شود. پرتو نور، عبور از ضخامت فیلم، دو بار، از سطوح داخلی و بیرونی منعکس می شود. اشعه های منعکس کننده یک تفاوت فاز ثابت دارند که برابر با ضخامت دوقلو فیلم، چرا اشعه ها منسجم و تداخل می شوند. رطوبت کامل اشعه ها زمانی اتفاق می افتد که طول موج است. اگر یک NM، سپس ضخامت فیلم 550: 4 \u003d 137.5 نانومتر است.

موضوع بردار القایی مغناطیسی که در (جریان مغناطیسی) از طریق یک سطح کوچک dS مقدار فیزیکی اسکالر برابر است

در اینجا - یک بردار تک طبیعی به منطقه مربع dS, در N. - طرح برداری از بردار که در در جهت طبیعی، زاویه بین بردارها که در و n. (شکل 6.28).

شکل. 6.28 بردار مغناطیسی جریان از طریق زمین بازی

جریان مغناطیسی F. ب از طریق یک سطح بسته دلخواه S. کلاغ سیاه

فقدان اتهامات مغناطیسی در طبیعت منجر به این واقعیت می شود که خطوط بردار که در هیچ شروع ای نداشته باشید، نه پایان. بنابراین، جریان بردار که در از طریق یک سطح بسته باید صفر باشد. بنابراین، برای هر میدان مغناطیسی و یک سطح بسته دلخواه S. شرایط برآورده شده است

فرمول 6.28 بیان می کند قضیه Ostrogradsky - گاوس برای بردار :

ما تاکید میکنیم: این قضیه یک بیان ریاضی از این واقعیت است که هیچ اتهام مغناطیسی در طبیعت وجود ندارد، که خطوط القایی مغناطیسی به پایان رسید، همانطور که در مورد قدرت میدان الکتریکی بود E. هزینه های نقطه ای

این ویژگی به طور قابل توجهی میدان مغناطیسی را از الکتریکی متمایز می کند. خطوط القایی مغناطیسی بسته شده اند، بنابراین تعداد خطوط موجود در برخی از فضا برابر با تعداد خطوط مورد توجه این حجم است. اگر جریان های ورودی با یک نشانه انجام شود، و در حال ظهور - با دیگری، جریان کل بردار القایی مغناطیسی از طریق سطح بسته صفر خواهد بود.

شکل. 6.29. V. Weber (1804-1891) - فیزیکدان آلمانی

تفاوت بین میدان مغناطیسی از الکترواستاتیک نیز در مقدار ارزش ما تماس می گیرد جریان - انتگرال از میدان بردار در طول مسیر بسته. در الکترواستاتیک صفر انتگرال است

گرفته شده در یک کانتور بسته دلخواه. این به خاطر پتانسیل میدان الکترواستاتیک است، یعنی این واقعیت است که کار بر روی حرکت شارژ در میدان الکترواستاتیک به مسیر بستگی ندارد، بلکه تنها در موقعیت اولیه و نقطه پایانی است.

بیایید ببینیم که چه مقدار مشابهی برای میدان مغناطیسی است. یک مدار بسته را پوشش دهید که جریان مستقیم را پوشش داده و گردش خون را برای آن محاسبه کنید که در ، من

همانطور که در بالا به دست آمد، القاء مغناطیسی، ایجاد شده توسط یک هادی مستقیم خط با جریان در فاصله R. از هادی برابر است

در نظر بگیرید که کانتور جریان مستقیم فعلی را در هواپیما عمود بر جریان قرار می دهد، و دایره ای با شعاع است R. با مرکز در هادی. در این مورد، گردش بردار که در در این دایره برابر است

می توان نشان داد که نتیجه گردش بردار القایی مغناطیسی در تغییر شکل مداوم کانتور تغییر نمی کند، اگر با این تغییر شکل، مدار از خطوط فعلی عبور نمی کند. سپس، با اصل ابررسانای، گردش بردار القایی مغناطیسی در امتداد مسیر پوشش چند جریان متناسب با مقدار جبری آنها است (شکل 6.30)

شکل. 6.30. مدار بسته (L) با یک جهت جانبی مشخص شده است.
جریانهای من 1، من 2 و من 3 نشان داده شده، ایجاد یک میدان مغناطیسی.
مشارکت در گردش میدان مغناطیسی در طول مدار (L) فقط جریانهای I 2 و I 3 را می دهد

اگر مدار انتخاب شده جریان را پوشش ندهد، گردش صفر صفر است.

هنگام محاسبه میزان جبری جبری، باید علامت فعلی را در نظر بگیریم: ما یک جریان مثبت را در نظر می گیریم، جهت گیری آن با جهت دور زدن توسط کانتور با حاکمیت پیچ راست ارتباط دارد. به عنوان مثال، مشارکت فعلی من. 2 در گردش - منفی، و مشارکت فعلی من. 3 - مثبت (شکل 6.18). استفاده از نسبت نسبت

بین قدرت فعلی من. از طریق هر سطح بسته S. و تراکم فعلی برای گردش خون بردار که در می توان ثبت کرد

جایی که S. - هر سطح بسته بر اساس این مدار L..

چنین زمینه هایی نامیده می شوند گرداب. بنابراین، برای یک میدان مغناطیسی، غیرممکن است که پتانسیل را معرفی کنیم، همانطور که برای میدان الکتریکی هزینه های نقطه ای انجام شد. واضح ترین تفاوت میدان های بالقوه و گرداب می تواند توسط تصویر خطوط برق نشان داده شود. خطوط برق میدان الکترواستاتیک شبیه به قهرمانان هستند: آنها شروع و پایان دادن به اتهامات (یا به بی نهایت). خطوط برق میدان مغناطیسی هرگز شبیه "خارپشت" نیستند: آنها همیشه بسته و جریان های فعلی را پوشش می دهند.

برای نشان دادن استفاده از قضیه گردش، ما یک روش دیگر را که قبلا شناخته شده برای ما میدان مغناطیسی یک solenoid بی نهایت است، پیدا می کنیم. یک طرح مستطیلی را 1-2-3-4 (شکل 6.31) بگیرید و گردش خون را محاسبه کنید که در توسط این کانتور

شکل. 6.31. استفاده از قضیه گردشگری به منظور تعیین میدان مغناطیسی solenoid

انتگرال دوم و چهارم به دلیل عمود بر بردارها صفر صفر است

ما نتیجه (6.20) را بدون ادغام میدان های مغناطیسی از نوبت های فردی تکثیر کردیم.

نتیجه نتیجه (6.35) می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای پیدا کردن میدان مغناطیسی یک solenoid toroidal نازک (شکل 6.32).

شکل. 6.32. کویل توریدیال: خطوط القایی مغناطیسی در داخل کویل بسته می شوند و دایره های متمرکز هستند. آنها به گونه ای فرستاده می شوند که به دنبال آنها هستند، ما در حال حاضر در حال چرخش در حال چرخش در جهت عقربه های ساعت است. یکی از خطوط القایی برخی از شعاع R 1 ≤ R< r 2 изображена на рисунке

مواد مغناطیسی آنهایی هستند که تحت تاثیر قرار دادن میدان های قدرت خاص هستند، به نوبه خود، مواد غیر مغناطیسی به نیروهای میدان مغناطیسی تحت تاثیر قرار نمی گیرند، که برای نشان دادن با کمک خطوط برق (جریان مغناطیسی) مورد استفاده قرار می گیرد با خواص خاص علاوه بر این، آنها همیشه حلقه های بسته را تشکیل می دهند، آنها رفتار می کنند، به طوری که آنها الاستیک هستند، یعنی در حین تحریف، آنها در حال تلاش برای بازگشت به فاصله قدیمی و شکل طبیعی خود هستند.

قدرت نامرئی

آهنرباهای دارای اموال برای جذب برخی از فلزات، به خصوص آهن و فولاد، و همچنین آلیاژهای نیکل، نیکل، کروم و کبالت هستند. مواد که نیروهای جاذبه را ایجاد می کنند آهنرباهای هستند. انواع مختلفی از آنها وجود دارد. مواد که می توانند به راحتی مغناطیسی باشند، فرومغناطیسی نامیده می شود. آنها می توانند سفت و سخت باشند. مواد فرومغناطیسی نرم مانند آهن، به سرعت خواص خود را از دست می دهند. آهنرباهای ساخته شده از این مواد به طور موقت نامیده می شوند. مواد سخت مانند فولاد، خواص خود را بسیار طولانی تر نگه دارید و به عنوان دائمی استفاده کنید.

جریان مغناطیسی: تعریف و ویژگی ها

یک میدان قدرت خاص در اطراف مغناطیسی وجود دارد و این امکان انرژی را ایجاد می کند. شار مغناطیسی برابر با محصول متوسط \u200b\u200bمیدان های قدرت عمود بر آن است که در آن نفوذ می کند. این با استفاده از نماد "φ" نشان داده شده است، آن را در واحدهای به نام Webers (WB) اندازه گیری می شود. مقدار جریان عبور از طریق منطقه مشخص شده از یک نقطه به دیگری در اطراف مورد متفاوت است. بنابراین، شار مغناطیسی به اصطلاح اندازه گیری قدرت یک میدان مغناطیسی یا جریان الکتریکی بر اساس تعداد کل خطوط برق شارژ عبور از یک منطقه خاص است.

آشکار کردن رمز و راز جریان های مغناطیسی

تمام آهنرباهای بدون در نظر گرفتن شکل آنها، دارای دو حوزه هستند که به نام قطب هایی هستند که قادر به تولید یک زنجیره خاص از یک سیستم سازمان یافته و متعادل از خطوط قدرت نامرئی هستند. این خطوط از جریان یک میدان خاص را تشکیل می دهند، شکل که در برخی از قسمت ها نسبت به دیگران به شدت ظاهر می شود. مناطقی با بزرگترین جاذبه به نام قطب هستند. خطوط میدان بردار را نمی توان با چشم غیر مسلح تشخیص داد. به صورت بصری، آنها همیشه در قالب خطوط برق با قطب های یکنواخت در هر انتهای مواد نمایش داده می شوند، جایی که خطوط متراکم تر و متمرکز هستند. جریان مغناطیسی خطوط است که ارتعاشات جاذبه یا انفجار را ایجاد می کنند، جهت و شدت آنها را نشان می دهند.

خطوط شار مغناطیسی

خطوط برق مغناطیسی به عنوان منحنی حرکت در امتداد یک مسیر خاص در یک میدان مغناطیسی تعریف می شوند. تانر به این منحنی ها در هر نقطه نشان می دهد جهت میدان مغناطیسی در آن است. مشخصات:

هر خط جریان یک طرح بسته را تشکیل می دهد.

این خطوط القایی هرگز تقسیم نمی شوند، اما تمایل به کاهش یا کشش، تغییر اندازه خود را در یک جهت یا دیگری.

به عنوان یک قاعده، خطوط برق شروع و پایان در سطح است.

همچنین یک جهت خاص از شمال به جنوب وجود دارد.

خطوط برق که نزدیک به یکدیگر هستند، تشکیل یک میدان مغناطیسی قوی.

• هنگامی که قطب همسایه یکسان است (شمال شمال یا جنوب-جنوب)، آنها از یکدیگر دفع می شوند. هنگامی که قطب های همسایه هماهنگ نیستند (شمال-جنوب یا جنوب-شمال)، آنها یکدیگر را جذب می کنند. این اثر شبیه بیان معروف است که مخالفان جذب می شوند.

مولکول های مغناطیسی و نظریه وبر

تئوری وبر بر این واقعیت است که تمام اتم ها دارای خواص مغناطیسی با توجه به ارتباط بین الکترون ها در اتم ها هستند. گروه های اتم ها به گونه ای متصل می شوند که زمینه های اطراف آنها در همان جهت چرخش می یابند. این نوع مواد شامل گروهی از مغناطیسی کوچک است (اگر ما آنها را در نظر بگیریم سطح مولکولی) در اطراف اتم ها، این بدان معنی است که مواد فرومغناطیسی شامل مولکول هایی هستند که مشخصه نیروی جاذبه هستند. آنها به عنوان dipoles شناخته می شوند و به دامنه ها تقسیم می شوند. هنگامی که ماده مغناطیسی است، تمام دامنه ها تبدیل به یک می شوند. این مواد توانایی خود را برای جذب و دفع در صورتی که دامنه های آن قطع شود، از دست می دهد. Diples با هم یک آهنربا را تشکیل می دهند، اما به صورت جداگانه، هر یک از آنها سعی می کنند از یکپارچه عبور کنند، بنابراین قطب های مخالف جذب می شوند.

زمینه ها و قطب ها

نیروی و جهت میدان مغناطیسی خطوط شار مغناطیسی را تعیین می کند. منطقه جاذبه قوی تر است که خطوط نزدیک به یکدیگر هستند. خطوط نزدیک ترین قطب پایه میله هستند، قوی ترین قوی ترین است. خود سیاره زمین خود را در این میدان قدرتمند قدرتمند است. این عمل می کند به طوری که صفحه غول پیکر مغناطیسی از طریق وسط سیاره عبور می کند. قطب شمال قطب قطب نما به سمت نقطه هدایت می شود، به نام قطب مغناطیسی شمالی، قطب جنوب، نشان دهنده یک جنوب مغناطیسی است. با این حال، این جهت ها از قطب های شمالی و جنوبی جغرافیایی متفاوت است.

مغناطیس طبیعت

مغناطیس نقش مهمی در مهندسی برق و الکترونیک دارد، زیرا بدون اجزای آن، مانند رله ها، سولنوئید ها، القایی ها، چوک ها، کویل ها، بلندگوها، موتورهای الکتریکی، ژنراتورها، ترانسفورماتور، متر برق و غیره می توانند در حالت طبیعی طبیعی یافت شوند در قالب سنگ های مغناطیسی. دو نوع اصلی وجود دارد، این مگنتیت است (همچنین اکسید آهن نامیده می شود) و Zheleznyak مغناطیسی. ساختار مولکولی این ماده در یک حالت غیر مغناطیسی به صورت یک زنجیره مغناطیسی آزاد یا ذرات کوچک فردی که به صورت تصادفی آزادانه واقع شده اند، نشان داده شده است. هنگامی که ماده مغناطیسی است، این ترتیب تصادفی از مولکول ها تغییر می کند و ذرات مولکولی تصادفی کوچک به گونه ای ساخته می شوند که آنها مجموعه ای از توافقنامه های کامل را تولید می کنند. این ایده از همبستگی مولکولی مواد فرومغناطیسی، نظریه وبر نامیده می شود.

اندازه گیری و کاربرد عملی

رایج ترین ژنراتورها از جریان مغناطیسی برای تولید برق استفاده می کنند. قدرت او به طور گسترده ای در ژنراتورهای الکتریکی استفاده می شود. دستگاهی که برای اندازه گیری این پدیده جالب عمل می کند، فلوکس نامیده می شود، این شامل تجهیزات سیم پیچ و الکترونیکی است که تغییر ولتاژ را در کویل ارزیابی می کند. در فیزیک، نرخ جریان نشان دهنده تعداد خطوط برق عبور از یک منطقه خاص است. جریان مغناطیسی اندازه گیری خطوط برق مغناطیسی است.

گاهی اوقات حتی مواد غیر مغناطیسی نیز ممکن است خواص دیامغناطیس و پارامغناطیس داشته باشند. حقیقت جالب این است که نیروهای جاذبه را می توان در هنگام گرم شدن یا ضربه توسط یک چکش از همان مواد، اما آنها را نمی توان نابود و یا عایق اگر شما به سادگی یک نمونه بزرگ را به دو بخش شکستن. هر قطعه شکسته دارای قطب شمال و جنوب خود خواهد بود، و مهم نیست که این قطعات کوچک خواهد بود.

از میان مقادیر فیزیکی یک محل مهم شار مغناطیسی را اشغال می کند. این مقاله در مورد آنچه که آن را دارد، و نحوه تعیین میزان آن می گوید.

formula-magnitnogo-potoka-600x380.jpg؟ x15027 "alt \u003d" (! lang: فرمول شار مغناطیسی" width="600" height="380">!}

فرمول شار مغناطیسی

جریان مغناطیسی چیست؟

این یک مقدار است که سطح میدان مغناطیسی را از طریق سطح تعیین می کند. این توسط "FF" نشان داده شده است و بستگی به نیروی نیرو و زمینه عبور میدان از طریق این سطح دارد.

این محاسبه شده توسط فرمول:

ff \u003d b⋅s⋅cosα، جایی که:

• FF - جریان مغناطیسی؛
• b مقدار القاء مغناطیسی است؛
• S سطح سطح است که از طریق آن این زمینه عبور می کند؛
• cosα کوزئین زاویه ای بین عمود بر سطح و جریان است.

واحد اندازه گیری در سیستم SI "وبر" (WB) است. 1 وبر توسط یک فیلد 1 TL ایجاد می شود و عمود بر سطح با مساحت 1 متر مربع عبور می کند.

بنابراین، جریان حداکثر در هماهنگی جهت آن با عمودی و برابر با "0" است، اگر آن را موازی با سطح است.

جالب هست.فرمول شار مغناطیسی شبیه به فرمول است که روشنایی محاسبه می شود.

آهنرباهای دائمی

یکی از منابع این میدان مغناطیسی دائمی است. آنها قرن ها را شناخته اند. از آهن مغناطیسی، فلش قطب نما تولید شد، و در یونان باستان افسانه ای در مورد این جزیره وجود داشت که بخش های فلزی کشتی ها را به خود جذب می کند.

آهنرباهای دائمی هستند اشکال مختلف و ساخته شده از مواد مختلف:

• آهن - ارزان ترین، اما یک نیروی جذب کوچکتر دارد؛
• نئودیمیم - از آلیاژ نئودیمیم، آهن و بور؛
• alnico - آلیاژ آهن، آلومینیوم، نیکل و کبالت.

تمام آهنرباهای دو طرفه هستند. این بیشتر در دستگاه های میله ای و اسب سواری قابل مشاهده است.

اگر میله در پشت وسط معلق است یا بر روی یک قطعه شناور از چوب یا فوم قرار داده شود، آن را در جهت شمال-جنوب قرار می دهد. قطب نشان دادن شمال به نام دستگاه های شمالی و بر روی آزمایشگاه رنگ آبی رنگ می شود و "n" را نشان می دهد. مخالف، نشان دادن جنوب، قرمز و تعیین شده "S" است. آهنربا از همان نام جذب می شود، و مخالف - دفع می شود.

در سال 1851، مایکل فارادی مفهوم را پیشنهاد کرد خطوط بسته القاء این خطوط از قطب شمال مغناطیسی خارج می شوند، از طریق فضای اطراف عبور می کنند، وارد جنوب و داخل دستگاه می شوند به شمال بازگشته اند. نزدیکترین خط و شدت میدان در لهستان. در اینجا نیز نیروی جذب فوق است.

اگر قطعه ای از شیشه ای را بر روی دستگاه قرار دهید، و در بالای یک لایه نازک سیب زمینی آهن را بریزید، سپس آنها در امتداد خطوط میدان مغناطیسی قرار می گیرند. هنگامی که تعدادی از دستگاه های اره چندگانه وجود دارد، تعامل بین آنها نشان می دهد: جاذبه یا انفجار.

magnit-i-zheleznye-opilki-600x425.jpeg؟ x15027 "alt \u003d" (! lang: آهنربا و سنگ خاویر" width="600" height="425">!}

آهنربا و سنگ خاویر

میدان مغناطیسی زمین

سیاره ما را می توان به عنوان یک آهنربا نشان داد که محور آن 12 درجه کشیده شده است. تقاطع این محور، قطب های مغناطیسی با سطح نامیده می شود. همانطور که با هر آهنربا، خطوط برق زمین از قطب شمال به جنوب می رود. نزدیک قطب ها، آنها عمود بر سطح عبور می کنند، بنابراین یک فلش قطب نما غیر قابل اعتماد است، و شما باید از راه های دیگر استفاده کنید.

ذرات باد خورشیدی دارای شارژ الکتریکی هستند، بنابراین هنگامی که در اطراف آنها حرکت می کنند، میدان مغناطیسی ظاهر می شود، با میدان زمین ارتباط برقرار می کند و این ذرات را در امتداد خطوط برق هدایت می کند. بنابراین، این زمینه محافظت می کند سطح زمین از تابش کیهانی. با این حال، در نزدیکی قطب ها، این خطوط عمود بر سطح فرستاده می شود و ذرات شارژ به اتمسفر می رسند، باعث می شود چراغ های شمالی.

الکترومغناطیسی

در سال 1820، هانس، آزمایشات را انجام داد، تأثیر هادی را مشاهده کرد، که از طریق آن جریان الکتریکی جریان، بر روی فلش قطب نما بود. چند روز بعد، آمپر آندره ماری، جاذبه متقابل دو سیم را کشف کرد که جریان یک جهت را جریان داد.

جالب هست. در طول کار جوشکاری الکتریکی، کابل های نزدیک در حال حرکت هستند زمانی که جریان تغییر می کند.

بعدها، آمپر پیشنهاد کرد که این به دلیل القاء مغناطیسی جریان جریان جریان از طریق سیم است.

در سیم پیچ، زخم با سیم عایق شده، که جریان الکتریکی جریان، زمینه های هادی های فردی یکدیگر را افزایش می دهد. برای افزایش قدرت جاذبه، کویل بر روی یک هسته فولادی باز می شود. این هسته مغناطیسی است و قطعات آهن یا نیمه دوم هسته را در رله و پیمانکاران جذب می کند.

elektromagnit-1-600x424.jpg؟ x15027 "alt \u003d" (! lang: الکترومغناطیسی" width="600" height="424">!}

الکترومغناطیسی

القاء الکترومغناطیسی

هنگام تغییر شار مغناطیسی در سیم، جریان الکتریکی هدایت می شود. این واقعیت به دلایل این تغییر بستگی ندارد: حرکت یک آهنربای دائمی، حرکت سیم یا تغییر در نیروی فعلی در یک هادی نزدیک.

این پدیده توسط مایکل فارادی در تاریخ 29 اوت 1831 افتتاح شد. آزمایش های آن نشان داده است که EMF (نیروی الکترومغناطیسی) در مدار محدود شده توسط هادی ها به طور مستقیم حرکت جریان جریان را از طریق منطقه این مدار منتقل می کند.

مهم! برای ظهور EMF، سیم باید از خطوط برق عبور کند. هنگام حرکت در امتداد خطوط EMF گم شده است.

اگر کویل که در آن EMF رخ می دهد، در زنجیره الکتریکی گنجانده شده است، سپس سیم پیچ جریان فعلی را ایجاد می کند که میدان الکترومغناطیسی خود را در کویل الهی ایجاد می کند.

حکومت قانون

هنگامی که هادی در میدان مغناطیسی در آن حرکت می کند، EMF هدایت می شود. جهت گیری آن بستگی به جهت حرکت سیم دارد. روش، که با آن جهت القاء مغناطیسی تعیین می شود، "روش نامیده می شود" دست راست».

pravilo-pravoj-ruki-600x450.jpg؟ x15027 "alt \u003d" (! lang: قانون دست راست" width="600" height="450">!}

حکومت قانون

محاسبه مقدار میدان مغناطیسی برای طراحی ماشین آلات الکتریکی و ترانسفورماتور مهم است.

ویدیو

القاء مغناطیسی - این چگالی شار مغناطیسی در این نقطه نقطه است. یک واحد القاء مغناطیسی Tesla است (1 TL \u003d 1 WB / m 2).

بازگشت به بیان به دست آمده زودتر (1)، شما می توانید اندازه گیری کنید شار مغناطیسی از طریق برخی از سطوح به عنوان یک محصول از شارژ جریان از طریق هادی همراه با مرز این سطح با ناپدید شدن کامل میدان مغناطیسی، بر مقاومت مدار الکتریکی که در آن این اتهامات رخ می دهد

.

در آزمایش هایی که در بالا توضیح داده شد، آن را در چنین فاصله ای برداشته شد که تمام انواع تظاهرات میدان مغناطیسی ناپدید شد. اما شما می توانید به سادگی این نوبت را در میدان حرکت دهید و در عین حال اتهامات الکتریکی نیز حرکت می کند. اجازه دهید ما را به بیان (1) به افزایش تبدیل کنیم

f + Δ f \u003d r.(q. - Δ q.) \u003d\u003e Δ f \u003d - rδ Q. => Δ q. \u003d -Δ f / r.

جایی که Δ f و Δ q. - افزایش جریان و تعداد اتهامات. علائم مختلف افزایش با این واقعیت توضیح داده شده است که یک بار مثبت در آزمایشات با حذف نوبت به ناپدید شدن این زمینه مربوط می شود، I.E. افزایش منفی شار مغناطیسی.

با کمک به نوبه خود، شما می توانید تمام فضای اطراف مغناطیسی یا کویل را با خطوط فعلی و ساخت، جهت مماسی که در هر نقطه به جهت بردار القایی مغناطیسی مطابقت دارد، کشف کنید ب (شکل 3)

این خطوط خطوط بردار القایی مغناطیسی نامیده می شود یا خطوط مغناطیسی .

فضای میدان مغناطیسی به صورت ذهنی توسط سطوح لوله ای تشکیل شده توسط خطوط مغناطیسی تقسیم می شود و سطح را می توان به گونه ای انتخاب کرد که شار مغناطیسی در هر سطح (لوله) به صورت عددی برابر با یک فرد است و خطوط گرافیکی محوری این لوله ها را نشان می دهد. چنین لوله هایی تک نامیده می شوند و محورهای آنها هستند خطوط مغناطیسی تک . تصویر میدان مغناطیسی با استفاده از خطوط تک نشان داده شده نه تنها کیفیت، بلکه یک ایده کمی از آن است، زیرا در این مورد، مقدار بردار القایی مغناطیسی به نظر می رسد برابر با تعداد خطوط عبور از واحد سطح، بردار طبیعی است ب، ولی تعداد خطوط عبور از هر سطح برابر با مقدار شار مغناطیسی .

خطوط مغناطیسی پیوسته هستند و این اصل می تواند به صورت ریاضی در فرم حضور داشته باشد

کسانی که. جریان مغناطیسی عبور از هر سطح بسته صفر است .

بیان (4) برای سطح معتبر است s. هر شکل اگر ما جریان مغناطیسی را از طریق سطح تشکیل شده توسط کویل های کویل استوانه ای که عبور می کنیم را در نظر بگیریم (شکل 4)، سپس می توان آن را به سطوح تشکیل شده توسط WIPS فردی تقسیم کرد، I.E. s.=s. 1 +s. 2 +...+s. هشت علاوه بر این، از طریق سطوح چرخش های مختلف در مورد عمومی، جریان های مختلف مغناطیسی برگزار می شود. بنابراین در شکل. 4، هشت اتصال تک از طریق سطوح چرخش مرکزی عبور می کند خطوط مغناطیسی، و از طریق سطوح شدید تبدیل می شود تنها چهار.

به منظور تعیین جریان کامل مغناطیسی عبور از سطح تمام چرخش، شما باید جریان های عبور از سطوح چرخش های فردی، و یا، به عبارت دیگر، پوشش با چرخش های جداگانه. به عنوان مثال، شار مغناطیسی، پوشش با چهار برنج کویل های Topwood. 4، برابر خواهد بود: F 1 \u003d 4؛ f 2 \u003d 4؛ f 3 \u003d 6؛ f 4 \u003d 8 همچنین، آینه-متقارن با پایین.

جریان - مجازی (مجموع خیالی) جریان مغناطیسی ψ، چسب با تمام کویل ها، عددی برابر با مقدار جریان های پوشش با راهنمایی های جداگانه است: ψ \u003d \u003d w. افسانه M. جایی که F. m. - جریان مغناطیسی ایجاد شده توسط عبور فعلی توسط سیم پیچ، و w. E تعداد معادل یا موثر تبدیل سیم پیچ است. معنی فیزیکی جریان - گرفتن میدان های مغناطیسی چرخش کویل، که می تواند توسط ضریب (چندگانه) جریان بیان شود k. \u003d ψ / f \u003d w. e

این است که برای مورد نشان داده شده در شکل، دو نیمه آینه-متقارن سیم پیچ:

ψ \u003d 2 (F 1 + F 2 + F 3 + F 4) \u003d 48

فناوری اطلاعات، این است که جریان خیالی در این واقعیت ظاهر می شود که این یک شار مغناطیسی واقعی نیست که هیچ القایی نمی تواند افزایش یابد، اما رفتار امپدانس رول این است که به نظر می رسد که شار مغناطیسی به کارآیی چندگانه افزایش می یابد تعداد نوبت ها، اگر چه واقعا واقعا تعامل چرخش در همان زمینه است. اگر کویل جریان مغناطیسی را با جریان آن افزایش دهد، ممکن است باعث ایجاد ضریب های میدان مغناطیسی بر روی کویل حتی بدون جریان شود، زیرا جریان آن گنجه زنجیره ای از کویل را به وجود نمی آورد، اما تنها یک مجاورت مشترک مجاورت از نوبت ها

اغلب توزیع واقعی جریان ها در کویل های کویل ناشناخته است، اما می توان آن را یکنواخت و یکسان برای همه چرخش ها، اگر کویل واقعی با معادل تعداد دیگری از نوبت جایگزین شود w. E، در حالی که حفظ ارزش جریان ψ \u003d w. افسانه M. جایی که F. m. - چسب جریان با کویل های داخلی کویل، و w. E تعداد معادل یا موثر تبدیل سیم پیچ است. برای بررسی در شکل. 4 مورد w. e \u003d ψ / f 4 \u003d 48/8 \u003d 6.