Inductie electromagnetica. Stream magnetic - cunoașterea hipermarketurilor

Fluxul magnetic (fluxul de linii de inducție magnetică) prin intermediul circuitului, este numeric egal cu produsul modulului vectorial de inducție magnetică din zonă, limitat de contur și pe cosinul unghiului dintre direcția vectorului de inducție magnetic și la suprafața normală limitată la acest lucru circuit.

Formula pentru lucrarea forței de amper atunci când deplasați un conductor direct cu un curent constant într-un câmp magnetic uniform.

Astfel, lucrarea puterii AMPER poate fi exprimată prin rezistență la curent într-un conductor mobil și schimbarea fluxului magnetic prin contur, care include acest conductor:

Contur de inductanță.

Inductanţă - phys. Valoarea este numerică egală cu EMF de auto-inducție care apare în circuit atunci când curentul este schimbat cu 1 la 1 secundă.
De asemenea, inductanța poate fi calculată prin formula:

În cazul în care F este un flux magnetic prin contur, i este puterea curentă în circuit.

Unități de inductanță în sistemul SI:

Energie camp magnetic.

Câmpul magnetic are energie. La fel ca în condensatorul însărcinat, există un stoc de energie electrică, în bobină, în rândul căreia curge fluxurile curente, există un stoc de energie magnetică.

Inductie electromagnetica.

Inductie electromagnetica - Fenomenul apariției curentului electric în circuitul închis atunci când fluxul magnetic care trece prin acesta este schimbat.

Experiențele Faraday. Explicarea inducției electromagnetice.

Dacă aduceți un magnet permanent la bobină sau invers (fig.3.1), un curent electric va apărea în bobină. Același lucru se întâmplă cu două bobine aranjate strâns: Dacă conectați o sursă AC la unul dintre bobine, atunci va apărea un curent alternativ, dar este cel mai bine să aveți acest efect dacă două bobine conectează miezul

Prin definirea FASAY, următoarele sunt comune acestor experimente: dacă fluxul vectorului de inducție, perforarea unui circuit de circuit închis, apoi apare un curent electric în circuit.

Acest fenomen se numește fenomen inductie electromagnetica , și curentul - inducţie. În același timp, fenomenul este complet independent de metoda de schimbare a fluxului de inducție magnetică.

Formula E.D.S. inductie electromagnetica.

Inducția emf. Într-o buclă închisă, este direct proporțională cu viteza de schimbare a fluxului magnetic prin zona limitată la acest circuit.

Regula Lenza.

Lenza regula

Curentul de inducție apare în circuitul închis, cu câmpul său magnetic se opune schimbării fluxului magnetic la care se numește.

Auto-inducție, explicația sa.

Auto-inducție - Fenomenul apariției de inducție a EDC în e-mail ca urmare a schimbărilor în curent.

Lanț de circuit
La închiderea prin e-mail, creșterea curentului, ceea ce determină o creștere a fluxului magnetic în bobină, apare un email Vortex, îndreptat împotriva actualului, adică. În bobină, apare EMF-urile de auto-inducție, care împiedică creșterea curentului în lanț (câmpul Vortex încetinește electronii).
Ca rezultat, L1 se aprinde mai târziu de L2.

Lanțul neclar
Atunci când operează o punte de e-mail scade, apare o scădere a M.Potok în bobină, apare mesajul Vortex, îndreptat ca curent (încercând să păstreze fosta rezistență actuală), adică În bobină există un EMF de auto-inducție, care menține curentul în lanț.
Ca rezultat, când se oprește luminoase luminoase.

În ingineria electrică, fenomenul de auto-inducție se manifestă atunci când lanțul este închis (e-mailul crește treptat) și când circuitul este încețoșat (e-mailul nu dispare).

Formula E.D.S. auto-inducție.

EMF de auto-inducție împiedică creșterea forței curente atunci când circuitul este pornit și scăzând curentul pentru circuitul lanțului.

Prima și a doua poziție a teoriei câmpului electromagnetic al lui Maxwell.

1. Orice câmp electric deplasat generează un câmp magnetic Vortex. Câmpul electric alternativ a fost numit Maxwell, așa cum este, ca un curent obișnuit, cauzează un câmp magnetic. Câmpul magnetic Vortex este generat atât de curenții de conductivitate al DPI (în mișcare de încărcături electrice), cât și de curenții offset (câmpul electric deplasat E).

Prima ecuație Maxwell

2. Orice câmp magnetic deplasat generează un Vortex Electric (Legea de bază a inducției electromagnetice).

A doua ecuație Maxwell:

Radiatie electromagnetica.

Valuri electromagnetice, radiații electromagnetice- împrăștierea în indignarea spațiului (schimbarea stării) câmpului electromagnetic.

3.1. Val - Acestea sunt oscilații care se răspândesc în spațiu în timp.
Valurile mecanice pot fi distribuite numai în unele medii (substanță): în gaz, în lichid, într-un solid. Sursa valurilor sunt corpurile oscilante care creează deformarea mediului în spațiul înconjurător. O condiție prealabilă pentru apariția undelor elastice este apariția forțelor, în special, elasticitatea în momentul indignării mediului. Ei se străduiesc să aducă particulele învecinate atunci când se deosebesc și le împinse unul de celălalt la momentul apropierii. Forțele elasticității, care acționează asupra particulelor îndepărtate de sursă, încep să le retragă de la echilibru. Valuri longitudinale Caracterizat numai prin medii gazoase și lichide, dar transversal - și organismele solide: motivul pentru aceasta este că particulele care alcătuiesc datele de mediu se pot mișca liber, deoarece acestea nu sunt fixate rigid, spre deosebire de solid Tel.. În consecință, oscilațiile transversale sunt fundamentale imposibile.

Valurile longitudinale apar atunci când particulele medii fluctuează, focalizând de-a lungul vectorului de distribuție. Valurile transversale se aplică la perpendicular pe direcția expunerii la direcție. Pe scurt: dacă în mediu se manifestă deformarea cauzată de perturbare sub formă de forfecare, întindere și compresie, atunci vorbim Un corp solid pentru care sunt posibile valuri longitudinale și transversale. Dacă apariția schimbării este imposibilă, atunci mediul poate fi oricare altul.

Fiecare val se aplică la o anumită viteză. Sub viteza valului Să înțeleagă rata de răspândire a indignării. Deoarece viteza valului este o valoare permanentă (pentru un mediu dat), distanța parcursă la distanță este egală cu produsul în momentul propagării sale. Astfel, pentru a găsi lungimea de undă, este necesară multiplicarea vitezei valului pentru perioada de oscilații în ea:

Lungime de undă - Distanța dintre cele două puncte se apropie una de cealaltă în spațiu în care apare oscilații în aceeași fază. Lungimea de undă corespunde perioadei spațiale a valului, adică distanța că punctul cu faza permanentă "trece" de-a lungul intervalului de timp egal cu perioada de oscilații, deci

Numărul de valuri (numit si frecvența spațială) - acesta este un raport de 2 π Radină la lungimea de undă: analogul spațial al frecvenței circulare.

Definiție: Numărul valului K se numește creșterea rapidă a fazei de undă φ În funcție de coordonata spațială.

3.2. Val plat. - val, partea din față are o formă plană.

Partea frontală a unui val plat este nelimitată în dimensiune, vectorul de viteză de fază este perpendicular pe față. Un val plat este o soluție privată a ecuației valului și un model convenabil: un astfel de val în natură nu există, deoarece partea frontală a unui val plat începe și se termină în ceea ce, evident, nu poate fi.

Ecuația oricărui val este o soluție de o ecuație diferențială numită val. Ecuația valului pentru funcția este scrisă în forma:

Unde

· - Operatorul Laplace;

· - funcția dorită;

· - raza vectorului punctului dorit;

· Viteza de undă;

· - Timpul.

Suprafața valurilor - locația geometrică a punctelor care se confruntă cu indignarea coordonatei generalizate în aceeași fază. Cazul privat al unei suprafețe de undă - o față de val.

DAR) Val plat. - Acesta este un val, suprafața valurilor este o totalitate de paralel cu alte avioane.

B) Val sferic. - Acesta este un val, suprafața valului este o combinație de sfere concentrice.

Raze - linia, suprafața normală și a undelor. Sub conducerea de propagare, valurile înțeleg direcția razelor. Dacă mediul de împrăștiere a undelor este omogen și izotropic, razele drepte (și dacă valul este plat - paralel drept).

Conceptul de fascicul în fizică este utilizat, de obicei, numai în optică geometrică și acustică, deoarece atunci când efectele nu au fost studiate în aceste direcții, sensul conceptului de fascicul este pierdut.

3.3. Caracteristicile energetice ale valului

Mediul în care valul este propagat, are o pliere mecanică a energiei din energiile mișcării oscilative a tuturor particulelor sale. Energia unei particule cu o masă M 0 este cu formula: E 0 \u003d M 0 α 2 Ω. 2/2. Cantitatea de mediu conține n \u003d p./ M 0 particule (ρ - densitate medie). Prin urmare, unitatea volumului mediului are energia w p \u003d n 0 \u003d ρ Α 2 Ω. 2 /2.

Densitatea volumetrică a energiei (W P) - Energia mișcării oscilale a particulelor de mediu conținute în unitatea de volum:

Flux de energie (F) - valoarea egală cu energia transportată de val prin această suprafață pe unitate de timp:

Intensitatea valurilor sau densitatea fluxului de energie (I) - valoarea egală cu fluxul de energie purtată de val printr-o singură platformă perpendiculară pe direcția propagării valurilor:

3.4. Valor electromagnetic

Valor electromagnetic - procesul de propagare a câmpului electromagnetic în spațiu.

Starea apariției undele electromagnetice. Modificările din câmpul magnetic apar atunci când curentul este schimbat în conductor, iar puterea curentă din conductor se schimbă atunci când viteza încărcăturii electrice se schimbă în acesta, adică atunci când încărcările se mișcă cu accelerare. În consecință, undele electromagnetice ar trebui să apară cu mișcarea accelerată a încărcărilor electrice. Cu o rată de încărcare egală cu zero, există doar un câmp electric. La viteza de încărcare constantă, apare un câmp electromagnetic. Cu o mișcare de încărcare accelerată, apare o radiație a undelor electromagnetice, care se răspândește în spațiu cu o viteză finită.

Undele electromagnetice se propagă într-o substanță cu o viteză finită. Aici ε și μ este permeabilitatea dielectrică și magnetică a substanței, ε 0 și μ 0 - constantă electrică și magnetică: ε 0 \u003d 8,85419,10 -12f / m, μ0 \u003d 1,25664 · 10 -6 Gn / m.

Viteza undelor electromagnetice în vid (ε \u003d μ \u003d 1):

Caracteristici de bază Radiația electromagnetică Este obișnuit să se ia în considerare frecvența, lungimea de undă și polarizarea. Lungimea de undă depinde de rata de propagare a radiațiilor. Rata de propagare a radiației electromagnetice într-un vid este egală cu viteza luminii, în alte medii, această viteză este mai mică.

Radiația electromagnetică este obișnuită pentru a împărți frecvențele la intervale (vezi tabelul). Nu există tranziții ascuțite între trupe, uneori se suprapun, iar granițele dintre ele sunt condiționate. Deoarece rata de propagare a radiațiilor este constantă, frecvența oscilațiilor sale este rigid legată de lungimea de undă în vid.

Interferența valurilor. Valuri coerente. Condiții de coerență a valurilor.

Lungimea calea optică (ODP) Lumină. Diferența de comunicare odp. Valuri cu o diferență de fază de oscilații cauzate de valuri.

Amplitudinea oscilației rezultate în timpul interferenței a două valuri. Condițiile amplitudinii Maxima și Minimă în interferența a două valuri.

Stripele de interferență și modelul de interferență pe un ecran plat atunci când sunt iluminate două sloturi paralele lungi înguste: a) lumină roșie, b) lumină albă.

1) Interferența valurilor - o astfel de suprapunere de valuri, în care consolidarea lor reciprocă are loc în timp la un moment de spațiu și slăbirea în altele, în funcție de relația dintre fazele acestor valuri.

Condițiile necesare Pentru a observa interferențele:

1) valurile trebuie să aibă aceleași frecvențe (sau mai aproape), astfel încât imaginea, rezultată din suprapunerea valurilor, nu sa schimbat în timp (sau nu sa schimbat foarte repede, indiferent de ce ar putea fi să se înregistreze);

2) valurile trebuie să fie unidirecționale (sau să aibă o direcție strânsă); Două valuri perpendiculare nu vor da niciodată interferențe (încercați să pliați două sinusoide perpendiculare!). Cu alte cuvinte, valurile pliate trebuie să aibă aceiași vectori de undă (sau direcționați aproape).

Valuri pentru care se efectuează aceste două condiții sunt numite Coerent. Prima condiție este uneori numită coerența temporarăal doilea - coerența spațială.

Luați în considerare ca exemplu rezultatul adăugării a două sinusoiduri identice unidirecționale. Vom varia doar schimbarea relativă. Cu alte cuvinte, pliam două valuri coerente, care diferă numai pe fazele inițiale (sau sursele lor sunt deplasate reciproc, sau chiar mai mult împreună).

Dacă sinusoidele sunt situate astfel încât maxima lor (și minima) să coincidă în spațiu, se va întâmpla consolidarea lor reciprocă.

Dacă sinusoidele sunt deplasate reciproc asupra perioadei cântărete, maxima de unul va ajunge la minimul altui; Sinuzoidele se vor distruge reciproc, adică slăbirea lor reciprocă.

Din punct de vedere matematic, se pare așa. Făm două valuri:

aici x 1. și x 2. - distanțe de la sursele valurilor până la punctul de spațiu în care observăm rezultatul suprapus. Amplitudinea pătrată a valului rezultat (intensitatea proporțională a valului) este dată de expresie:

Maximul acestei expresii este 4A 2.minim - 0; Totul depinde de diferența dintre fazele inițiale și de așa-numita diferență a valurilor :

În acest punct de spațiu, se va observa maximul de interferență, la minimul de interferență.

În exemplul nostru simplu, sursele valurilor și punctul de spațiu, unde observăm interferența, sunt pe o linie dreaptă; De-a lungul acestei imagini de interferență directă pentru toate punctele este aceeași. Dacă glisam punctul de observare în afară de o sursă de conectare liniară, vom cădea în zona spațiului, unde modelul de interferență se schimbă de la punct până la punct. În acest caz, vom observa interferența valurilor cu frecvențe egale și vectori de undă apropiați.

2) 1. Lungimea optică a căii se numește produsul lungimii geometrice d din calea de undă de lumină în acest mediu până la indicele absolut de refracție al acestui mediu N.

2. Diferența în fazele a două valuri coerente de la o singură sursă, dintre care una transmite lungimea căii în mediu cu un indice absolut de refracție, iar celălalt - lungimea căii în mediu cu un indice absolut de refracție:

unde, λ este lungimea de undă a luminii în vid.

3) amplitudinea oscilației rezultate depinde de valoarea numită diferența de călătorie valuri.

Dacă diferența de mișcare este egală cu un număr întreg de valuri, atunci valurile vin la punctul de Syphas. Plierea pe valuri se sporește reciproc și dau oscilație cu o amplitudine gemenească.

Dacă diferența de mișcare este egală cu un număr ciudat de jumătate de scurgere, atunci valurile vin la punctul A din Antifaze. În acest caz, ei renunță reciproc, amplitudinea oscilației rezultate este zero.

La alte puncte de spațiu, se observă amplificarea parțială sau slăbirea valului rezultat.

4) Experiența lui Jung

În 1802, omul de știință englez Thomas Jung. A pus experiența în care a fost observată interferența luminii. Lumina dintr-un decalare îngustă S., a căzut pe ecran cu două curve de închidere S 1. și S 2.. Trecerea prin fiecare dintre sloturi, fasciculul luminos expandat și pe ecranul alb, grinzile luminoase lipite prin goluri S 1. și S 2., suprapune. În zona fasciculelor luminoase suprapuse, a fost observată un model de interferență sub formă de benzi de lumină alternativă și întunecate.

Implementarea interferențelor ușoare din sursele de lumină convenționale.

Interferențe ușoare pe un film subțire. Condițiile de maximă și minime ale interferenței luminii pe film în lumina reflectată și în lumina transmisă.

Benzi de interferență de grosime egală și benzi de interferență de înclinație egală.

1) Fenomenul de interferență este observat într-un strat subțire de lichide nereușite (kerosen sau ulei de pe suprafața apei), în bule de săpun, benzină, pe aripile fluturelor, în culorile de funcționare și așa mai departe.

2) Interferența apare atunci când fasciculul inițial al luminii este separat de două fascicule atunci când trece printr-o peliculă subțire, de exemplu, filmul aplicat pe suprafața lentilelor în lentila luminată. Fasciculul luminii, trecând prin grosimea filmului, va reflecta de două ori - de la suprafețele interioare și exterioare. Razele reflectate vor avea o diferență de fază constantă egală cu grosimea gemenească a filmului, de ce razele devin coerente și interfera. Îmbunătățirea completă a razelor va avea loc atunci când este lungimea de undă. În cazul în care un Nm, atunci grosimea filmului este de 550: 4 \u003d 137,5 nm.

Fire de vector de inducție magnetic ÎN (fluxul magnetic) printr-o zonă mică de suprafață dS. numită o valoare fizică scalară egală

Aici - un singur vector de normal în zona pătratului dS., Han. - Proiecția vectorului ÎN Pe direcția normală, - unghiul dintre vectori ÎN și n. (Figura 6.28).

Smochin. 6.28. Flux vectorial de inducție magnetică prin intermediul terenului de joacă

Fluxul magnetic F. B. printr-o suprafață închisă arbitrară S. Corb

Absența încărcăturilor magnetice în natură duce la faptul că liniile vectoriale ÎN Nu aveți nici un început, fără sfârșit. Prin urmare, fluxul vectorului ÎN Printr-o suprafață închisă ar trebui să fie zero. Astfel, pentru orice câmp magnetic și o suprafață închisă arbitrară S. Condiția este îndeplinită

Formula 6.28 exprimă teorema Ostrogradsky - Gauss pentru vector. :

Subliniem din nou: Această teoremă este o expresie matematică a faptului că nu există încărcări magnetice în natură, pe care ar fi terminat liniile de inducție magnetice, așa cum a fost cazul în cazul rezistenței câmpului electric E. Taxe la fața locului.

Această proprietate distinge semnificativ câmpul magnetic de la electric. Liniile de inducție magnetice sunt închise, prin urmare numărul de linii incluse într-un spațiu este egal cu numărul de linii cu vedere la acest volum. Dacă fluxurile de intrare iau cu un semn, iar emergența - cu cealaltă, fluxul total al vectorului de inducție magnetică prin suprafața închisă va fi zero.

Smochin. 6.29. V. Weber (1804-1891) - fizician german

Diferența dintre câmpul magnetic de la electrostatic se manifestă, de asemenea, în valoarea valorii pe care o numim circulaţie - Integral din câmpul vector de-a lungul căii închise. În electrostatică este zero integral

luate pe un contur închis arbitrar. Acest lucru se datorează potențialului câmpului electrostatic, adică faptul că lucrările de mișcare a încărcării în câmpul electrostatic nu depinde de calea, ci numai pe poziția punctelor inițiale și celendine.

Să vedem ce este cazul cu o magnitudine similară pentru câmpul magnetic. Luați un circuit închis care acoperă un curent direct și calculați circulația vectorială pentru aceasta ÎN , adică

Așa cum a fost obținut mai sus, inducția magnetică creată de un conductor de linie dreaptă cu un curent la distanță R. de la dirijor este egal

Luați în considerare cazul în care conturul care acoperă curentul direct se află în plan perpendicular pe curent și este un cerc cu o rază R. Cu centrul de pe dirijor. În acest caz, circulația vectorului ÎN Pe acest cerc este egal

Se poate demonstra că rezultatul circulației vectorului de inducție magnetică nu se modifică într-o deformare continuă a conturului, dacă, cu această deformare, circuitul nu traversează liniile curente. Apoi, prin principiul suprapunerii, circulația vectorului de inducție magnetică de-a lungul căii care acoperă mai mulți curenți este proporțională cu cantitatea lor algebrică (figura 6.30)

Smochin. 6.30. Circuit închis (L) cu o direcție de by-pass dată.
Curenții I 1, I 2 și I3 sunt descriși, creând un câmp magnetic.
Contribuția la circulația câmpului magnetic de-a lungul circuitului (L) Dați numai curenți I 2 și I 3

Dacă circuitul selectat nu acoperă curenții, atunci circulația este zero.

La calcularea cantității algebrice de curenți, trebuie luată în considerare un semn curent: vom lua în considerare un curent pozitiv, direcția cărora este asociată cu direcția ocolului prin contur de regula șurubului drept. De exemplu, contribuția curentă I. 2 în circulație - negativă și contribuție actuală I. 3 - pozitiv (figura 6.18). Profitând de raportul

Între puterea curentului I. prin orice suprafață închisă S. și densitatea curentă pentru circulația vectorială ÎN pot fi înregistrate

unde S. - orice suprafață închisă bazată pe acest circuit L..

Astfel de câmpuri sunt numite vortex.. Prin urmare, pentru un câmp magnetic, este imposibil să se introducă potențialul, așa cum sa făcut pentru câmpul electric al taxelor de puncte. Diferența cea mai clară a câmpurilor potențiale și de vortex pot fi reprezentate de imaginea liniilor electrice. Liniile de putere ale câmpului electrostatic sunt similare cu eroii: încep și se termină pe acuzații (sau intră în infinit). Linii de alimentare cu câmp magnetic nu seamănă niciodată cu "arici": sunt întotdeauna închise și acoperite curenții curenți.

Pentru a ilustra utilizarea teoremei de circulație, găsim o altă metodă deja cunoscută de câmpul magnetic al unui solenoid infinit. Luați o schiță dreptunghiulară 1-2-3-4 (figura 6.31) și calculați circulația vectorului ÎN Prin acest contur

Smochin. 6.31. Utilizarea teoremei de circulație în determinarea câmpului magnetic al solenoidului

Al doilea și al patrulea integral sunt zero datorită perpendicularității vectorilor și

Am reprodus rezultatul (6.20) fără integrarea câmpurilor magnetice de la viraje individuale.

Rezultatul rezultat (6.35) poate fi utilizat pentru a găsi câmpul magnetic al unui solenoid toroidic subțire (Fig.6.32).

Smochin. 6.32. Bobina toroidală: liniile de inducție magnetice sunt închise în interiorul bobinei și sunt cercuri concentrice. Acestea sunt trimise astfel încât să se uite de-le de-a lungul lor, am vedea curentul în virajele circulante în sensul acelor de ceasornic. Una dintre liniile de inducție ale unei raze R 1 ≤ R< r 2 изображена на рисунке

Materialele magnetice sunt cele care sunt supuse influenței câmpurilor de alimentare speciale, la rândul lor, materialele nemagnetice nu sunt supuse sau prost sub rezerva forțelor câmpului magnetic, care sunt luate pentru a reprezenta cu ajutorul liniilor electrice (debitul magnetic) cu anumite proprietăți. În plus, aceștia formează întotdeauna bucle închise, se comportă ca și cum ar fi elastice, adică în timpul distorsiunii, ei încearcă să se întoarcă la distanța veche și în forma lor naturală.

Putere invizibilă

Magneții au proprietate pentru a atrage unele metale, în special fier și oțel, precum și nichel, aliaje de nichel, crom și cobalt. Materialele care creează forțe de atracție sunt magneți. Există diferite tipuri de ele. Materialele care pot fi ușor magnetizate sunt numite feromagnetice. Ele pot fi rigide sau moi. Materiale feromagnetice moi, cum ar fi fierul, își pierd rapid proprietățile. Magneții din aceste materiale sunt numiți temporari. Materiale dure, cum ar fi oțelul, păstrează proprietățile mult mai mult și utilizate ca permanente.

Flux magnetic: definiție și caracteristici

Există un câmp de alimentare specific în jurul magnetului, ceea ce creează posibilitatea de energie. Fluxul magnetic este egal cu produsul câmpurilor de alimentare medie ale suprafeței perpendiculare în care pătrunde. Este descrisă cu ajutorul simbolului "φ", este măsurat în unități numite WONDERS (WB). Mărimea fluxului care trece prin zona specificată va varia de la un punct la altul în jurul elementului. Astfel, fluxul magnetic este așa-numita măsură a puterii unui câmp magnetic sau a unui curent electric bazat pe numărul total de linii de alimentare încărcate care trec printr-o anumită zonă.

Dezvăluind misterul fluxurilor magnetice

Toți magneții, indiferent de forma lor, au două zone, numite stalpi capabile să producă un anumit lanț al unui sistem organizat și echilibrat de linii electrice invizibile. Aceste linii din flux formează un domeniu special, forma care se manifestă mai intens în unele părți comparativ cu ceilalți. Zonele cu cea mai mare atracție sunt numiți poli. Linii de câmp vectorial nu pot fi detectate de ochiul liber. Din punct de vedere vizual, ele sunt întotdeauna afișate sub formă de linii electrice cu stâlpi neechivoci la fiecare capăt al materialului, unde liniile sunt mai dense și concentrate. Debitul magnetic sunt linii care creează vibrații de atracție sau repulsie, arătând direcția și intensitatea lor.

Linii de flux magnetic

Liniile de alimentare magnetice sunt definite ca curbe care se deplasează de-a lungul unei anumite traiectorie într-un câmp magnetic. Tanner la aceste curbe în orice moment arată direcția câmpului magnetic în ea. Caracteristici:

Fiecare linie de flux formează o schiță închisă.

Aceste linii de inducție nu se intersectează niciodată, ci tind să se micșoreze sau să se întindă, schimbându-și dimensiunile într-o singură direcție sau alta.

De regulă, liniile de alimentare au începutul și se termină pe suprafață.

Există, de asemenea, o anumită direcție de la nord la sud.

Linii de alimentare care sunt apropiate unul de celălalt, formând un câmp magnetic puternic.

• Când polul învecinat este același (nord-nord sau sud-sud), ei sunt respinși unul de celălalt. Când polii vecini nu coincid (nord-sud sau sud-nord), se atrage reciproc. Acest efect seamănă cu celebra expresie pe care se atrage opuse.

Molecule magnetice și teoria Weber

Teoria Weber se bazează pe faptul că toți atomii au proprietăți magnetice datorită legăturii dintre electroni în atomi. Grupurile de atomi sunt conectate împreună în așa fel încât câmpurile înconjurătoare să se rotească în aceeași direcție. Acest tip de materiale constau din grupuri de magnetice mici (dacă le considerăm pe nivel molecular.) În jurul atomilor, aceasta înseamnă că materialul feromagnetic constă din molecule care sunt caracteristice forței de atracție. Ele sunt cunoscute ca dipoli și sunt grupate în domenii. Când materialul este magnetizat, toate domeniile devin una. Materialul își pierde capacitatea de a atrage și de a respinge în cazul în care domeniile sale sunt deconectate. Diplează împreună formează un magnet, dar individual, fiecare dintre ele încearcă să se împingă de la unipolar, astfel că polii opuși sunt atrași.

Câmpuri și poli

Forța și direcția câmpului magnetic determină liniile fluxului magnetic. Zona de atracție este mai puternică în cazul în care liniile sunt aproape unul de celălalt. Liniile sunt cele mai apropiate de polul bazei tijei, cel mai puternic este cel mai puternic. Planeta Pământ se află în acest câmp puternic de putere. Acționează ca și cum plăcuța magnetizată a benzii gigantice trece prin mijlocul planetei. Polul nord al săgeții compasi este îndreptat spre punctul, numit Polul Magnetic de Nord, Polul Sud, indică un sud magnetic. Cu toate acestea, aceste direcții diferă de stațiile geografice nordice și sudice.

Magnetism natural

Magnetismul joacă un rol important în ingineria electrică și electronică, deoarece fără componentele sale, cum ar fi relee, solenoide, inductoare, suflete, bobine, difuzoare, motoare electrice, generatoare, transformatoare, contoare de energie electrică etc. Magneții pot fi găsiți în stare naturală naturală sub formă de minereuri magnetice. Există două tipuri principale, este magnetită (se numește și oxid de fier) \u200b\u200bși magnetic Zheleznyak. Structura moleculară a acestui material într-o stare non-magnetică este reprezentată sub forma unui lanț magnetic liber sau a unor particule mici individuale care sunt localizate în mod liber în ordine aleatorie. Atunci când materialul este magnetizat, acest aranjament aleator al moleculelor se schimbă, iar particulele moleculare aleatorii mici sunt construite astfel încât să producă o întreagă serie de acorduri. Această idee de aliniere moleculară a materialelor feromagnetice se numește teoria lui Weber.

Măsurarea și aplicarea practică

Cei mai frecvenți generatori utilizează un flux magnetic pentru producția de energie electrică. Puterea sa este folosită pe scară largă în generatoarele electrice. Dispozitivul care servește la măsurarea acestui fenomen interesant este numit fluux, constă dintr-o bobină și echipament electronic, care evaluează schimbarea tensiunii în bobină. În fizică, debitul este indicatorul numărului de linii electrice care trec printr-o anumită zonă. Fluxul magnetic este o măsură a liniilor electrice magnetice.

Uneori, chiar și materialul non-magnetic poate avea, de asemenea, proprietăți diamagnetice și paramagnetice. Fapt interesant Este faptul că forțele de atracție pot fi distruse atunci când sunt încălzite sau lovite de un ciocan din același material, dar ele nu pot fi distruse sau izolate dacă pur și simplu rupeți o instanță mare în două părți. Fiecare piesă ruptă va avea propriul stâlp nordic și sudic și nu contează cât de mici vor fi aceste piese.

Printre cantități fizice Un loc important ocupă un flux magnetic. Acest articol spune despre ceea ce este și cum să-și determine amploarea.

Formula-MagnNogo-Potoka-600x380.jpg? X15027 "Alt \u003d" (Lang: Formula de flux magnetic" width="600" height="380">!}

Formula de flux magnetic

Ce este un flux magnetic

Aceasta este o valoare care determină nivelul câmpului magnetic care trece prin suprafață. Acesta este notat de "FF" și depinde de forța forței și de câmpul de trecere a câmpului prin această suprafață.

Se calculează prin formula:

Ff \u003d b⋅s⋅cosα, unde:

• FF - flux magnetic;
• B este amploarea inducției magnetice;
• S este suprafața prin care trece acest câmp;
• cosa este cosinul unghiului dintre perpendicular pe suprafață și debit.

Unitatea de măsură în sistemul SI este "Weber" (WB). 1 Weber este creat de un câmp de 1 TL, care trece perpendicular pe suprafață cu o suprafață de 1 m².

Astfel, fluxul este maxim în coincidența direcției sale cu o verticală și egală cu "0", dacă este paralelă cu suprafața.

Interesant.Formula fluxului magnetic este similară cu formula pentru care se calculează iluminarea.

Magneți permanenți

Una dintre sursele câmpului sunt magneți permanenți. Ele sunt cunoscute de multe secole. Din fier magnetizat, arrow de busolă a fost fabricată și în Grecia antică A existat o legendă despre insula care atrage părțile metalice ale navelor către ei înșiși.

Magneții permanenți sunt diferite forme și din materiale diferite:

• fier - cele mai ieftine, dar au o forță de atragere mai mică;
• neodymium - de la neodimiu aliaj, fier și bor;
• alumino - aliaj de fier, aluminiu, nichel și cobalt.

Toți magneții sunt bipolici. Acest lucru este mai vizibil în dispozitivele tijă și potcoavă.

Dacă tija este suspendată în spatele mijlocului sau pusă pe o bucată plutitoare de lemn sau spumă, se va desfășura în direcția nord-sud. Polul care arată spre nord se numește dispozitive de la nord și de laborator vopsea în albastru și denotă "N". Opusul, arătând spre sud, este roșu și desemnat "S". Magneții cu același nume sunt atrași și opus - respinge.

În 1851, Michael Faraday a propus conceptul de linii închise inducţie. Aceste linii ies din polul nordic al magnetului, trec prin spațiul înconjurător, intrați în sudul și în interiorul dispozitivului sunt returnate la nord. Cea mai apropiată linie și intensitatea câmpului în poli. Iată, de asemenea, forța de atragere de mai sus.

Dacă puneți o bucată de sticlă pe dispozitiv și pe partea superioară a unui strat subțire se îmbinătoare de fier, apoi vor fi localizate de-a lungul liniilor câmpului magnetic. Când există o serie de dispozitive multiple de rumeguș, interacțiunea dintre ele va arăta: atracție sau repulsie.

Magnit-I-Zheleznye-opilki-600x425.jpeg? X15027 "Alt \u003d" (! Lang: magnet și rumeguș de fier" width="600" height="425">!}

Magnet și rumeguș de fier

Câmp magnetic de teren

Planeta noastră poate fi reprezentată ca un magnet a cărui axă este înclinată cu 12 grade. Intersecția acestei axe se numește stâlpi magnetici cu suprafața. Ca și în cazul oricărui magnet, liniile de putere ale pământului merg de la Polul Nord la sud. Aproape de poli, ei trec perpendicular pe suprafață, așa că există o săgeată de busolă este nesigură și trebuie să folosiți alte modalități.

Particulele de vânt solare au o încărcătură electrică, astfel încât atunci când se mișcă în jurul lor un câmp magnetic apare, interacționând cu câmpul de teren și ghidează aceste particule de-a lungul liniilor electrice. Astfel, acest câmp protejează suprafata solului de la radiațiile cosmice. Cu toate acestea, în apropierea polilor, aceste linii sunt trimise perpendiculare pe suprafață, iar particulele încărcate se încadrează în atmosferă, provocând luminile nordice.

Electromagneți

În 1820, Hans Ersted, conducând experimente, a înregistrat impactul dirijorului, prin care fluxurile de curent electric, pe săgeata compasi. Câteva zile mai târziu, Andre-Marie Ampere a descoperit atracția reciprocă a două fire, care curgea un curent de o direcție.

Interesant. În timpul lucrărilor de sudare electrică, cablurile din apropiere se mișcă atunci când curentul este schimbat.

Mai târziu, Ampere a sugerat că acest lucru se datorează inducției magnetice a curentului care curge prin fire.

În bobină, rană prin sârmă izolată, care curge curent electric, câmpurile conductorilor individuali se sporesc reciproc. Pentru a crește puterea atracției, bobina este înfășurată pe un miez de oțel deschis. Acest miez este magnetizat și atrage părți de fier sau a doua jumătate a miezului în releu și contactori.

Elektromagnit-1-600x424.jpg? X15027 "Alt \u003d" (! Lang: electromagneți" width="600" height="424">!}

Electromagneți

Inductie electromagnetica

La schimbarea fluxului magnetic în fir, un curent electric este ghidat. Acest fapt nu depinde de motivele cauzate de această schimbare: mișcarea unui magnet permanent, mișcarea firului sau o schimbare a forței curente într-un conductor din apropiere.

Acest fenomen a fost deschis de Michael Faraday pe 29 august 1831. Experimentele sale au arătat că EMF (forța electromotoare) apare în circuitul delimizat de conductori, deplasând direct debitul care trece prin zona acestui circuit.

Important! Pentru apariția EMF, firul trebuie să treacă liniile electrice. Când se deplasează de-a lungul liniilor EMF lipsesc.

Dacă bobina în care apare EMF este inclusă în lanțul electric, atunci lichidarea are loc un curent care își creează câmpul electromagnetic în bobina de stimulare.

Regulamentul regulii

Când conductorul se deplasează în câmpul magnetic în el, EMF este ghidat. Orientarea sa depinde de direcția de mișcare a firului. Metoda, cu care se determină direcția de inducție magnetică, se numește "metodă" mana dreapta».

Pravilo-pravoj-ruki-600x450.jpg? X15027 "Alt \u003d" (! Lang: regula de mână dreaptă" width="600" height="450">!}

Regulamentul regulii

Calculul valorii câmpului magnetic este important pentru proiectarea mașinilor și transformatoarelor electrice.

Video

Inducție magnetică - Este o densitate de flux magnetic în acest punct. O unitate de inducție magnetică este Tesla (1 tl \u003d 1 wb / m 2).

Revenind la expresia obținută mai devreme (1), puteți cuantifica fluxul magnetic printr-o suprafață ca produs al încărcării care curge prin conductorul combinat cu limita acestei suprafețe cu dispariția completă a câmpului magnetic, asupra rezistenței circuitului electric în care apar aceste încărcături

.

În experimentele descrise mai sus, a fost îndepărtată pe o asemenea distanță la care au dispărut tot felul de manifestări ale câmpului magnetic. Dar puteți trece pur și simplu această întoarcere în câmp și, în același timp, taxele electrice se vor mișca, de asemenea. Să ne transformăm în expresie (1) la creșteri

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

unde δ f și δ q. - creșterea fluxului și a numărului de taxe. Diferite semne. Creșterile sunt explicate prin faptul că o taxă pozitivă în experimentele cu eliminarea rândului corespunde dispariției câmpului, adică. incrementarea negativă a fluxului magnetic.

Cu ajutorul unui test, puteți explora tot spațiul din jurul magnetului sau bobinei cu linii curente și de construire, direcția de tangente la care, la fiecare punct, va corespunde direcției vectorului de inducție magnetică B. (Fig.3)

Aceste linii se numesc linii vectoriale de inducție magnetice sau linii magnetice .

Spațiul de câmp magnetic este împărțit mental pe suprafețe tubulare formate din linii magnetice, iar suprafața poate fi selectată astfel încât fluxul magnetic în interiorul fiecărei suprafețe (tub) să fie numeric egal cu unul și ilustrează liniile axiale grafice ale acestor tuburi. Astfel de tuburi sunt numite singure, iar axele lor sunt linii magnetice unice . Imaginea câmpului magnetic descrisă folosind linii unice oferă nu numai calitatea, ci și o idee cantitativă a acestuia, pentru că În acest caz, magnitudinea vectorului de inducție magnetică se dovedește a fi egală cu numărul de linii care trec prin unitatea de suprafață, vectorul normal B., dar numărul de linii care trec prin orice suprafață egală cu valoarea fluxului magnetic .

Liniile magnetice sunt continue iar acest principiu poate fi prezent matematic în formă

acestea. fluxul magnetic care trece prin orice suprafață închisă este zero .

Expresia (4) este valabilă pentru suprafață s. Orice formă. Dacă luăm în considerare fluxul magnetic care trece prin suprafața formată de bobinele bobinei cilindrice (fig.4), atunci poate fi împărțită în suprafețe formate de WIP-uri individuale, adică. s.=s. 1 +s. 2 +...+s. opt. În plus, prin suprafețele de diferite rânduri în cazul general, vor fi organizate diferite fluxuri magnetice. Deci, în fig. 4, opt conexiuni unice trec prin suprafețele turneului central linii magnetice, și prin suprafețele extreme se transformă doar patru.

Pentru a determina fluxul magnetic complet care trece prin suprafața tuturor rozilor, trebuie să pliați fluxurile care trec prin suprafețele de întoarcere individuale sau, cu alte cuvinte, acoperind cu viraje separate. De exemplu, fluxurile magnetice, care acoperă cu patru lemn de acoperire cu patru lemn. 4, va fi egal: F 1 \u003d 4; F 2 \u003d 4; F 3 \u003d 6; F 4 \u003d 8. De asemenea, oglindă-simetric cu partea de jos.

curgere - Fluxul magnetic virtual (imaginar) ψ, adeziv cu toate bobinele, este numeric egal cu cantitatea de fluxuri care acoperă cu vârfuri separate: ψ \u003d w. Ef. M. unde F. m. - fluxul magnetic creat de o trecere curentă de bobină și w. E este un număr echivalent sau eficient de rotiri de bobină. Sens fizic streaming - prinderea câmpurilor magnetice ale rozilor bobinei, care poate fi exprimată prin coeficientul (multiplicitatea) fluxului k. \u003d Ψ / f \u003d w. e.

Adică pentru cazul prezentat în figură, două jumătăți-simetrice de bobină:

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

Virtuția, adică streamingul imaginar se manifestă în faptul că nu este un flux magnetic real că nici o inductanță nu poate fi mărită la mărire, dar comportamentul impedanței tamburului este că se pare că fluxul magnetic crește la o mai mare eficiență Numărul de rotiri, deși este într-adevăr într-adevăr interacțiunea de întoarcere în același câmp. Dacă bobina a crescut fluxul magnetic cu streamingul său, atunci ar fi posibil să se creeze multiplicatori de câmp magnetic pe bobină chiar și fără curent, pentru că streamingul nu implică dulapuri ale lanțului bobinei, ci doar o proximitate articulară a proximității de întoarcere.

Adesea, distribuția reală a fluxurilor în bobinele bobinelor este necunoscută, dar poate fi luată uniformă și aceeași pentru toate întoarcerile, dacă bobina reală este înlocuită cu un echivalent cu un alt număr de rotații w. e, menținând în același timp valoarea fluxului ψ \u003d w. Ef. M. unde F. m. - adezivul cu flux cu bobine de bobine interne și w. E este un număr echivalent sau eficient de rotiri de bobină. Pentru revizuirea în fig. 4 cazuri w. E \u003d ψ / F 4 \u003d 48/8 \u003d 6.