Студопедия


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram

тема: ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ. Электромагнитная индукция.




План лекції №15:

2.3. Магнетизм 2.3.6. Сила Лоренца. Сила Ампера 2.3.7. Поток вектора магнитной индукции 2.3.8. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея - Ленца Задания и вопросы для самоконтроля

2.3. Магнетизм Это раздел физики, изучающий магнитные явления.   2.3.6. Сила Лоренца. Сила Ампера Магнитное поле не только порождается движущимися электрическими зарядами, но действует на движущиеся заряды. Силой Лоренца называется сила, действующая на движущийся электрический заряд со стороны магнитного поля. Сила Лоренца равна произведению заряда q на векторное произведение скорости движения заряда и вектора магнитной индукции , т. е. Модуль силы Лоренца равен где α - угол между векторами и . Поскольку ток - это упорядоченное движение электрических зарядов, то на проводник с током в магнитном поле тоже действует сила, которая называется силой Ампера. Сила Ампера равна произведению силы тока на векторное произведение элемента проводника и вектора магнитной индукции Модуль силы Ампера равен где α - угол между векторами . С помощью измерения силы можно найти модуль вектора магнитной индукции (формула (2.45)). Сила будет максимальной, если sinα = 1. Тогда по формуле (2.45) . Отсюда: . Тогда единица магнитной индукции тесла (Тл) равна ньютон (Н), деленный на ампер и на метр , т. е. .   2.3.7. Поток вектора магнитной индукции Магнитное поле можно изобразить графически с помощью линий магнитной индукции. Линиями магнитной индукции называются линии, касательные к которым направлены также, как и вектор магнитной индукции в данной точке поля (рис. 2.14). Рис. 2.14 Из рисунка видно, что линии магнитной индукции прямого тока (рис. 2.14 а) и кругового (рис. 2.14 б) представляют собой концентрические окружности в плоскостях, перпендикулярных току. Линии магнитной индукции всегда замкнутые. Это означает, что магнитное поле не имеет источников, подобных электрическим зарядам. Хотя линии магнитной индукции всегда замкнутые, однако, на отдельных участках магнитное поле может быть однородным, т. е. линии, его изображающие, параллельны друг другу и их густота одинакова (например, поле внутри соленоида) (рис. 2.15). Рис. 2.15 Важной характеристикой поля является магнитный поток или поток вектора магнитной индукции. Магнитным потоком Ф через поверхность площади S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь поверхности и на косинус угла между вектором и - нормалью к поверхности (рис. 2.16), т. е. Рис.2.16 Магнитный поток наглядно можно истолковать как величину, пропорциональную числу линий магнитной индукции, пронизывающих площадь поверхности S. Единицей магнитного потока является вебер, .   2.3.8. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея - Ленца Явление электромагнитной индукции было обнаружено опытным путем в 1831 г. английским физиком М. Фарадеем. Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом электропроводящем контуре при изменении магнитного потока через площадь, ограниченную этим контуром. Этот ток называется индукционным. Изменение магнитного потока можно производить разными способами (см. формулу (2.46)). Можно изменять: 1) модуль вектора магнитной индукции B; 2) направление вектора (т. е. изменять угол α ); 3) перемещать проводники, составляющие контур (т. е. изменять площадь контура S). Основываясь на законе сохранения энергии, петербургский профессор Э.Х. Ленц предложил правило, по которому определяется направление индукционного тока. Согласно правилу Ленца, индукционный ток имеет такое направление, при котором его магнитное поле противодействует изменениям внешнего магнитного потока. Опыты по изучению электромагнитной индукции показали, что чем быстрее изменяется магнитный поток, тем большая сила тока возникает в контуре. Известно, что в проводнике появляется электрический ток в том случае, когда на свободные заряды проводника действуют сторонние силы. Работу этих сил по перемещению единичного положительного заряда называют электродвижущей силой (ЭДС) (см. формулу (2.31)). Закон электромагнитной индукции, закон Фарадея - Ленца, формулируется следующим образом. ЭДС индукции в контуре равна скорости изменения магнитного потока, пронизывающего поверхность, охваченную контуром, взятой с обратным знаком, т. е. Знак минус отражает соответствие направления индукционного тока правилу Ленца. Формула (2.47) справедлива для всех возможных случаев изменения магнитного потока, так как вывод этой формулы основан на универсальном законе природы - законе сохранения энергии. При изучении явления электромагнитной индукции установлена теснейшая взаимосвязь между электрическими и магнитными полями. Изменяющееся по времени магнитное поле порождает электрическое поле, а изменяющееся электрическое поле порождает магнитное. Это открытие послужило базой для создания единой теории электромагнитного поля и впоследствии стало одной из основ электротехники. Обнаруживается связь между электрическими и магнитными полями, если магнитное поле меняется со временем. Переменное магнитное поле является источником вихревого (замкнутого) электрического поля. Эпитет «вихревой» это не какая-нибудь метафора, а это просто означает, что силовые линии электрического поля замкнуты. Явление электромагнитной индукции описывается уравнением . Магнитный поток , «поток» – это термин, вы не должны думать, что там течёт, это просто такая величина. Если поле однородное, а площадка перпендикулярна силовым линиям, то для этого случая ; если площадка ориентирована так, что нормаль к ней перпендикулярна силовым линиям, то есть магнитное поле скользит по этой поверхности площадки, то поток будет равен нулю. Наглядно величина Ф – это число силовых линий, пересекающих данную площадку. Это число на самом деле зависит от того, как густо мы их нарисуем, но тем не менее эти слова имеют смысл. Имеем однородное магнитное поле. Вот, я возьму площадку 1, тут поток один, теперь я возьму ту же самую площадку, но расположу в точке 2. Здесь (в точке 1) её пересекает пять силовых линий, а здесь (в точке 2) – только две. И, как бы я густо их ни рисовал, картина бы не изменилась.   Что утверждает закон? А закон утверждает вот что: возьмём замкнутый контур , на этот контур опирается поверхность S, вычисляем магнитный поток через поверхность, и закон утверждает, если магнитный поток через поверхность, опирающуюся на контур, изменяется со временем, то есть , то циркуляция напряжённости по контуру не равна нулю и равна . Это означает, что в среднем имеется составляющая электрического поля вдоль этого контура, направленная всё время в одну сторону.   Если я возьму проволочный контур, магнитный поток через площадь будет меняться, то в этом контуре появится электрический ток. Вот такое явление и называется явлением электромагнитной индукции.     Задания и вопросы для самоконтроля 1. Назовите характеристики магнитного поля. Как они связаны? 2. Что называется силой Лоренца? Силой Ампера? 3. Что называется потоком вектора магнитной индукции (или магнитным потоком)? 4. В чем состоит явление электромагнитной индукции? 5. Где используется явление электромагнитной индукции?









Дата добавления: 2015-10-22; просмотров: 898; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 9935 - | 7457 - или читать все...

Читайте также:

  1. IV. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
  2. Бюджетная система: сущность, структура и характеристика уровней. Государственный бюджет и его структура. Проблемы формирования бюджета в РФ в 1990-х и 2000-х гг.
  3. Занятия 10,11. Тема: Культура и мировоззрение первобытного человека
  4. Занятия 4,5. Тема: Антропогенез в раннем и среднем палеолите.
  5. Занятия 6,7. Тема: Формирование социальных отношений и хозяйственная жизнь
  6. Заняття №10 Тема: Організмовий рівень реалізації генетичної
  7. Индуктивность контура. Самоиндукция.
  8. Итак, при Петре I была создана на местах трехзвенная система: губерния, провинция, дистрикт. В 1726 году дистрикты были упразднены и восстановлены уезды.
  9. Лекция. Тема: ДЕМОКРАТИЯ КАК ФОРМА ПОЛИТИЧЕСКОГО РЕЖИМА
  10. Лекция. Тема: История политических учений.
  11. Лекция. Тема: ПАРТИИ И ПАРТИЙНЫЕ СИСТЕМЫ
  12. Лекция. Тема: ПОЛИТИЧЕСКИЕ УЧЕНИЯ НОВОГО ВРЕМЕНИ


 

18.204.48.40 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.


Генерация страницы за: 0.002 сек.