Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Явление магнитной индукции.

Читайте также:
  1. Анкетирование на выявление волевых качеств личности
  2. Безработица – это такое социально-экономическое явление, когда часть экономически активного населения не может применить свою рабочую силу.
  3. В случае если команда не в состоянии продолжать участие в соревнованиях, руководитель команды должен подать начальнику дистанции письменное заявление о снятии команды.
  4. В.21.психологические типы людей и их проявление в деловом общении.
  5. Внезапное появление жизни в Кембрии
  6. Встать на ноги, воспринимается как еще одно проявление
  7. Выявление возможностей уменьшения базы налогообложения операционной деятельности предприятия за счет использования прямых налоговых льгот.

При анализе магнитного поля ранее было установлено, что приращение количества зарядов  q, протекающих через замкнутый электрический контур в течение некоторого времени, пропорционально приращению пронизывающего этот контур магнитного потока  Ф в течение того же времени, взятому с обратным знаком.

, (1)

где r - сопротивление контура.

Перейдем в выражении (1) к бесконечно малым приращениям

, (2)

но из определения электрического тока, как количества электрических зарядов перемещающихся через поперечное сечение проводника в единицу времени i = dq / dt, следует, что dq = idt. Отсюда

. (3)

Произведение ir представляет собой падение напряжения в контуре электрической цепи, пронизываемом магнитным потоком Ф, и по второму закону Кирхгофа оно должно уравновешиваться ЭДС, действующей в этом контуре. Следовательно, величина, стоящая в правой части выражения (3), является электродвижущей силой, под действием которой в контуре протекает электрический ток i или

. (4)

Таким образом явление электромагнитной индукции заключается в появлении (наведении) в проводящем контуре, находящемся в магнитном поле, электродвижущей силы в случае изменения величины магнитного потока, проходящего через поверхность, ограниченную этим контуром.

При этом имеется в виду весь магнитный поток окружающий контур, т.е. создаваемый как внешними магнитными полями, так и током, протекающим в самом контуре. Кроме того, несущественно чем вызвано изменение магнитного потока. Он может изменяться в результате перемещения контура или поля друг относительно друга, или в результате изменения токов в цепях, создающих магнитный поток.

Выражение (4) представляет собой одну из математических записей закона электромагнитной индукции - ЭДС, наводимая в контуре электрической цепи, равна взятой с обратным знаком скорости изменения магнитного потока, проходящего через поверхность, ограниченную этим контуром.

Строго говоря, условие проводимости контура, в котором наводится ЭДС не является необходимым. ЭДС будет наводиться и в непроводящем контуре, т.е. в диэлектрике. Различие для проводящего и непроводящего контуров будет заключаться лишь в том, что в проводящем контуре при замыкании его будет протекать ток проводимости, а в непроводящем - ток смещения.

Если от рассмотрения контура одного витка перейти к катушке, состоящей из некоторого количества витков, то величину магнитного потока во всех выражениях нужно заменить потокосцеплением . Тогда ЭДС, наводимая в катушке будет

. (5)

Формулировка закона электромагнитной индукции, соответствующая выражению (4), относится только к контурам ограничивающим некоторую поверхность и впервые была дана Максвеллом. Однако ЭДС может наводиться и на отдельных участках контура. Это очевидно, если представить магнитный поток Ф числом единичных магнитных трубок или соответствующих линий N, т.е. Ф = N или  Ф =  N и d Ф = dN. Отсюда

, (6)

Так как трубки магнитного потока непрерывны, то их число может измениться только, если они пересекут поверхность образованную контуром. Следовательно, ЭДС, наводимая в контуре электрической цепи, равна взятой с обратным знаком скорости пересечения контура магнитными линиями.

Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.

Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину

Φ = B · S · cos α,

 

где B – модуль вектора магнитной индукции, α – угол между вектором B и нормалью вектор n к плоскости контура (рис. 1.20.1).

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

Определение магнитного потока нетрудно обобщить на случай неоднородного магнитного поля и неплоского контура. Единица магнитного потока в системе СИ называется вебером (Вб). Магнитный поток, равный 1 Вб, создается магнитным полем с индукцией 1 Тл, пронизывающим по направлению нормали плоский контур площадью 1 м2:

1 Вб = 1 Тл · 1 м2.

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

 

Эта формула носит название закона Фарадея.

Опыт показывает, что индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток. Это утверждение, сформулированное в 1833 г., называется правилом Ленца.

Уравне́ния Ма́ксвелла — система дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитное поле и его связь с электрическими зарядами и токами в вакууме и сплошных средах


Дата добавления: 2015-07-18; просмотров: 111 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Изопроцессы в идеальном газе и их графики | Термодинамический подход. Простейшие термодинамические параметры. Первое начало термодинамики и изопроцессы. | Тепловые двигатели. Цикл Карно и двигатель Карно. | Второе начало термодинамики и его статистическая природа. | Свойства силовых линий электрического поля | Энергия взаимодействия электрических зарядов | Законы Ома в интегральной и дифференциальной форме. Понятие ЭДС, условие поддержания постоянного тока. | Энергетика тока, закон Джоуля - Ленца в интегральной и дифференциальной форме. Ток в разных средах. | Второй закон | Вычисление |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Лоренца сила| Пружинный маятник.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)