Электромагнитные силы определение: Электромагнитные силы

Электромагнитные силы

Электромагнитные силы являются наиболее распространенными в природной среде. Благодаря им мы можем видеть друг друга, поскольку свет также является проявлением электромагнитного взаимодействия. Действия электромагнитных сил подчиняются фундаментальным законам взаимодействия заряженных частиц и тел. Электромагнитные силы возникают между элементарными частицами, которые имеют электрический заряд.

Электромагнитное взаимодействие возникает и реализуется только при помощи электромагнитного поля.

Электромагнитные силы, создаваемые магнитным полем

Энергия, которая заключена в магнитное поле, проявляет себя при помощи электромагнитных сил, что возникают при взаимодействии движущихся электрических зарядов и магнитного поля. Электромагнитная сила, которая возникает в магнитном поле при движении электрического заряда, действует на поле в направлении, что перпендикулярно направлению и движению силовых линий, а также стремится вытолкнуть заряд за его пределы.

Если в магнитное поле поместить проводник с током $I$, то между магнитным полем и электронами, которые проходят по проводнику, возникнут электромагнитные силы, что образуют результирующую силу $F$, стремящуюся вытолкнуть из магнитного поля проводник.

Готовые работы на аналогичную тему

Замечание 1

Электромагнитную силу можно определить при помощи закона Ампера. Он сформулирован так: электромагнитная сила, которая действует на проводник с электрическим током, что находится в магнитном поле и располагается перпендикулярно направлению данного поля, равна произведению индукции поля $B$, силы тока $I$ и длины проводника $ l $.

$F = IBl$

По правилу левой руки можно определить направление действия силы $F$: левая рука располагается так, чтобы магнитные линии входили прямо в ладонь, а четыре вытянутых пальца совмещались с направлением электрического тока – тогда большой палец, что расположен под прямым углом, укажет направление действия силы.

Сила возникнет только в том случае, если проводник располагается под некоторым углом или перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Если проводник располагается вдоль силовых линий магнитного поля, то электромагнитная сила приравнивается нулю.

Чтобы изменить направление электромагнитной силы, нужно изменить направление магнитного поля или направление электрического тока в проводнике.

Электромагнитная сила $F$ возникает при взаимодействии магнитного поля и проводника с током. Ее возникновение наглядно можно представить как результат взаимодействия магнитных полей. Собственное круговое магнитное поле возникает вокруг проводника с электрическим током, оно будет складываться с внешним полем. При этом справа от проводника, в котором силовые линии поля совпадают с внешними линиями магнитного поля, осуществляется разрежение силовых магнитных линий.

Замечание 2

Силовые линии магнитного поля обладают свойством упругости, которое напоминает свойство резиновых нитей, что стремятся сократиться по длине и вытолкнуть проводник из места сгущения силовых линий в сторону их разрежения. В результате этого и возникает электромагнитная сила $F$.

Если в магнитное поле поместить не проводник, а катушку или виток с током, и расположить их вертикально, то используя правило левой руки, можно определить, что электромагнитные силы, действующие на них, направляются в разные стороны. В результате взаимодействия двух сил возникает вращающий момент $M$, который приведет к повороту катушки или витка.

$M = FD$, где $D$ — это расстояние между сторонами катушки или витка.

Виток будет вращаться в магнитном поле, пока не займет положение, что будет перпендикулярным силовым линиям поля. Для того чтобы увеличить вращающий момент в электродвигателях, применяется не один виток, а несколько.

Виды электромагнитных сил

Определение 1

Электромагнитные силы – это силы, которые действуют между телами по причине того, что эти тела состоят из заряженных движущихся частиц, между которыми действуют магнитные и электрические силы.

К электромагнитным силам можно отнести:

• сила трения $ \vec{ F_{тр}} $;
• сила упругости $ \vec{ F_{упр}} $;
• вес тела $ \vec{ P} $.

Определение 2

Сила трения $ \vec{ F_{тр}} $ — это электромагнитная сила, которая возникает вследствие того, что соприкасающиеся тела имеют неровные поверхности.

Сила трения всегда направлена в сторону, которая противоположна движению. Она не имеет точки приложения. Существует два вида силы трения:

1. Сила трения покоя. Она возникает при относительном покое тел, иными словами, когда соприкасающиеся тела относительно друг друга абсолютно неподвижны. Сила трения покоя по величине всегда приравнивается внешней силе и направляется в противоположную сторону. Она не может превышать максимального значения $F_{тр.\ max} = \mu N$.
2. Если внешняя сила, которая приложена к телу, становится больше $F_{тр.\ max}$, то случается проскальзывание. Сила трения в таком случае имеет название «сила трения скольжения».

Сила трения скольжения определяется по следующей формуле:

$F_{тр.} = \mu N$, где

• $ \mu $ — это коэффициент трения (безразмерная величина), который зависит только от материала изготовления тел и степени их обработки;
• $ N$ — это сила реакции опоры.

Кроме вышеперечисленных сил трения также можно выделить электромагнитные силы вязкого трения и силы трения качения.

Определение 3

Сила упругости $ \vec{ F_{упр}} $ — это электромагнитная сила, которая возникает при упругой деформации в теле.

Она направляется противоположно деформации. Модуль силы упругости можно вычислить по формуле:

$ |F_{упр}| = k \delta l$, где

• $k$ — жесткость пружины;
• $\delta l$ — это деформация.

Также к электромагнитным силам можно отнести вес тела.

Определение 4

Вес тела $ \vec{ P} $ – это электромагнитная сила, с которой тело воздействует на другие тела по причине его притяжения к поверхности Земли.

Если тело находится в состоянии покоя относительно вертикали или движется вверх или вниз равномерно, то его вес приравнивается к силе тяжести:

$P = mg$

Если тело движется вверх с замедлением или вниз с ускорением, то его вес значительно меньше силы тяжести. Найти его можно по следующей формуле:

$P= m (g-a)$

Если тело падает свободно, то наступает невесомое состояние. Вес тела в таком случае приравнивается нулю:

$P = 0$

Если тело опускается вниз с замедлением или движется вверх с ускорением, то его вес превышает силу тяжести. Найти вес тела можно по формуле:

$P = m(g + a)$

В таком случае отношение веса тела к силе тяжести можно назвать перегрузкой.

Формулу веса тела, которое движется равноускорено через векторную разность, в общем случае можно выразить в таком виде:

$\vec{P} = m(\vec{g} -\vec{a})$

Электромагнитные силы в природе

Огромную совокупность электромагнитных процессов охватывает классическая теория электричества. Среди основных типов взаимодействий (гравитационные, электромагнитные, ядерные и слабые) электромагнитные силы занимают первое место по разнообразию проявлений и частоте встречаемости. Упругая сила пара имеет электромагнитную природу, поэтому смена «столетия пара» на «столетие электричества» означает лишь смену эпохи, когда люди не могли управлять и воздействовать на электромагнитные силы, на ту эпоху, где человечество распоряжается этими силами на свое усмотрение.

Электромагнитные силы, которые существуют в природе, перечислить сложно. Благодаря им определяется устойчивость атомов, происходит объединение атомов в молекулы, обуславливается взаимодействие между ними, что приводит к образованию жидких и твердых тел. Все виды трения и упругости имеют электромагнитную природу.

Роль электрических сил имеет огромное значение в атомном ядре. При взрыве атомной бомбы в ядерном реакторе электромагнитные силы разгоняют осколки ядер, что приводит к выделению мощной энергии. Даже взаимодействие между телами происходит при помощи электромагнитных волн – радиоволн, света, а также теплового излучения.

Электромагнитная сила. Понятие. Основные характеристики. Свойства электромагнитной силы. Практическое применение.

Под электромагнитной силой понимают силу, действующую на проводники с токами, расположенные в магнитном поле. Такие силы называют также электродинамическими.

Понятие магнитной индукции, самоиндукции и взаимоиндукции. Практический смысл применения электромагнитной индукции в машиностроении.

Явление самоиндукции – это своего рода проявление закона инерции для электрических процессов. Если ток в цепи возрастает, ЭДС самоиндукции направлена навстречу току и стремится воспрепятствовать этому возрастанию. Если ток в цепи убывает, ЭДС самоиндукции направлена в сторону течения тока и стремится поддерживать его, чтобы воспрепятствовать этому убыванию.

Взаимная индукция: если две катушки с током расположить рядом, то магнитное поле каждой из них будет пронизывать контур другой. Взаимной индукцией называется явление наведения ЭДС в одном контуре при изменении тока в другом.

Генератор постоянного тока

В режиме генератора якорь машины вращается под действием внешнего момента. Между полюсами статора имеется постоянный магнитный поток, пронизывающий якорь. Проводники обмотки якоря движутся в магнитном поле и, следовательно, в них индуктируется ЭДС, направление которой можно определить по правилу «правой руки». При этом на одной щетке возникает положительный потенциал относительно второй. Если к зажимам генератора подключить нагрузку, то в ней пойдет ток.

Переменный однофазный ток. Понятие. Параметры переменного тока. Среднее или эффективное значение тока и напряжения. Период изменения фазы, частота.

В промышленности и в быту широко используется синусоидальный переменный ток. Название «синусоидальный ток» объясняется тем, что напряжение и ток в цепи изменяются по закону синуса. Часто такой ток называют просто переменным или просто синусоидальным.

переменные напряжения и токи, можно характеризовать основными четырьмя их параметрами:

период;

частота;

амплитуда;

действующее значение.

Среднее значение переменного тока — это значение такого постоянного тока, который переносит такой же заряд электричества за тот же промежуток времени, что и переменный ток. Для переменного тока, форма которого симметрична относительно оси времени (например, синусоидальный сигнал) среднее значение тока равно нулю. Поэтому обычно под средним значением понимают средневыпрямленное, т. е. среднее значение тока после его выпрямления. Среднее значение тока характеризует его действие, например, при зарядке аккумулятора.

Эффективное значение переменного тока — это значение постоянного тока, который, проходя через активную линейную нагрузку (скажем, резистор), выделяет за тот же промежуток времени такое же количество тепла, какое выделит в этой нагрузке переменный ток. Именно эффективное значение тока важно применительно к нагревательным приборам.

Частота

Время, в течение которого совершается один цикл колебания (полное изменение ЭДС) или один полный оборот радиуса-вектора, называется периодом колебания переменного тока Период измеряется в секундах и обозначают латинской буквой Т. Так же нашли применение более мелкие единицы измерения периода это миллисекунда (мс)- одна тысячная секунды. Чем быстрее осуществляется изменение ЭДС, тем меньше период колебания и тем выше частота. Поэтому, частота и период тока являются величинами, обратно пропорциональными друг другу. Математическая связь между периодом и частотой описывается формулами. Частота обозначается латинской буквой f и выражается в периодах в секунду или в герцах Например, известно, что частота тока в электрической сети перемнного тока равна 50 Гц, то период будет равен 0,02 секунды.

10. Катушка и конденсатор в цепях переменного тока. Определение сопротивления индуктивности Хl и сопротивления ёмкости Хс в цепи переменного тока. Зависимость сопротивления от частоты тока.

Если конденсатор включить в цепь постоянного тока, то такая цепь будет разомкнутой, так как обкладки конденсатора разделяет диэлектрик, и ток в цепи идти не будет. Иначе происходит в цепи переменного тока. Переменный ток способен течь в цепи, если она содержит конденсатор. Это происходит не из-за того, что заряды вдруг получили возможность перемещаться между пластинами конденсатора. В цепи переменного тока происходит периодическая зарядка и разрядка конденсатора, который в нее включен благодаря действию переменного напряжения.

Катушка индуктивности в цепи переменного тока. Включение в цепь переменного тока катушки с индуктивностью L проявляется как увеличение сопротивления цепи. Объясняется это тем, что при переменном токе в катушке все время действует э. д. с. самоиндукции, ослабляющая ток. Сопротивление X_L, которое обусловливается явлением самоиндукции, называют индуктивным сопротивлением. Так как э. д. с. само­индукции тем больше, чем больше индуктивность цепи и чем быст­рее изменяется ток, то индуктивное сопротивление прямо пропорционально индуктивности цепи L и круговой частоте переменного тока

Величина индуктивного сопротивления определяется величиной ЭДС самоиндукции, которая в свою очередь зависит от индуктивности катушки и частоты изменения напряжения в катушке.

Из формул для расчета емкостного и индуктивного сопротивлений видно, что емкостное сопротивление изменяется обратно пропорционально круговой частоте, а индуктивное сопротивление – прямо пропорционально, что отражено на графике зависимости индуктивного и емкостного сопротивлений от частоты переменного тока

3.12. Электромагнитная сила

Электромагнитная сила. Проводники с электрическими токами, расположенные в магнитном поле, испытывают механические силы. Эти механические силы называют электромагнитными силами или электродинамическими силами.

.

Здесь g -обобщенная координата.

Таким образом, электромагнитная сила, стремящаяся изменить данную координату g системы, равна изменению энергии магнитного поля, отнесенному к единице производимого силой изменения координаты в предположении, что либо потокосцепления контуров, либо токи во всех контурах сохраняются неизменными.

Представим несколько выражений для определения электромагнитной силы. Так, электромагнитная сила со стороны внешнего поля, испытываемая объемом V проводника с плотностью тока , определяется выражением:

Электромагнитная сила со стороны внешнего поля, испытываемая отрезком линейного проводника длиной l с током I, равна:

.

В случае, если проводник с током расположен в однородном поле, то сила, воздействующая на проводник, может быть определена с помощью формулы:

Здесь вектор направлен по току.

Отметим, что направление силы можно также определить по правилу левой руки.

Электромагнитная сила, действующая на каждый из двух параллельных проводников (на длине l) с токами I₁ и I₂, равна:

При этом, если токи одного направления, то проводники притягиваются друг к другу, а если разного – отталкиваются.

Объемная плотность электромагнитной силы, действующей на магнетик (среды, способной намагничиваться)

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИЛА — это… Что такое ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИЛА?



ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИЛА

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИЛА, одна из четырех фундаментальных сил в природе. Электромагнитная сила связывает отрицательно заряженные электроны с положительно заряженным ЯДРОМ внутри атома. см. также ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ.

Научно-технический энциклопедический словарь.

• ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ МУФТА
• ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Смотреть что такое «ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИЛА» в других словарях:

• электромагнитная сила — электромагнитная сила; сила Ампера; пондеромоторная сила; отрасл. магнитная сила Сила, обусловленная взаимодействием магнитного поля и электрического тока и действующая на единицу объёма проводящей среды …   Политехнический терминологический толковый словарь

• электромагнитная сила — — [В.А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] Тематики релейная защита EN electromagnetic force …   Справочник технического переводчика

• электромагнитная сила — elektromagnetinė jėga statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. electromagnetic force vok. elektromagnetische Kraft, f rus. электромагнитная сила, f pranc. force électromagnétique, f …   Automatikos terminų žodynas

• электромагнитная сила — elektromagnetinė jėga statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Elektromagnetinę sąveiką kiekybiškai apibūdinantis vektorinis dydis – elektromagnetinės sąveikos jėga. atitikmenys: angl. electromagnetic force vok.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• электромагнитная сила — elektromagnetinė jėga statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. electromagnetic force vok. elektromagnetische Kraft, f rus. электромагнитная сила, f pranc. force électromagnétique, f …   Fizikos terminų žodynas

• сила Ампера — электромагнитная сила; сила Ампера; пондеромоторная сила; отрасл. магнитная сила Сила, обусловленная взаимодействием магнитного поля и электрического тока и действующая на единицу объёма проводящей среды …   Политехнический терминологический толковый словарь

• ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ — возникновение электрич. поля, электрич. тока или электрич. поляризации при изменении во времени магн. поля или при движении материальных сред в магн. поле. Различают два типа эффектов Э. и. Один из них состоит в наведении вихревого электрич. поля …   Физическая энциклопедия

• Электромагнитная энергия — Электромагнитная энергия  термин, под которым подразумевается энергия, заключенная в электромагнитном поле. Сюда же относятся частные случаи чистого электрического поля и чистого магнитного поля. Содержание 1 Работа электрического поля по… …   Википедия

• Электромагнитная теория света — 1. Характерные свойства луча света. 2. Свет не есть движение упругого твердого тела механики. 3. Электромагнитные явления как механические процессы в эфире. 4. Первая Максвеллова теория света и электричества. 5. Вторая Максвеллова теория. 6.… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

• Электромагнитная индукция — Не следует путать с вектором электрической индукции. Не следует путать с вектором магнитной индукции.     …   Википедия

электромагнитная сила — это… Что такое электромагнитная сила?



электромагнитная сила

электромагнитная сила; сила Ампера; пондеромоторная сила; отрасл. магнитная сила

Сила, обусловленная взаимодействием магнитного поля и электрического тока и действующая на единицу объёма проводящей среды

Политехнический терминологический толковый словарь.
Составление: В. Бутаков, И. Фаградянц.
2014.

• электромагнитная мощность
• сила Ампера

Смотреть что такое «электромагнитная сила» в других словарях:

• ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИЛА — ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СИЛА, одна из четырех фундаментальных сил в природе. Электромагнитная сила связывает отрицательно заряженные электроны с положительно заряженным ЯДРОМ внутри атома. см. также ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ …   Научно-технический энциклопедический словарь

• электромагнитная сила — — [В.А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] Тематики релейная защита EN electromagnetic force …   Справочник технического переводчика

• электромагнитная сила — elektromagnetinė jėga statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. electromagnetic force vok. elektromagnetische Kraft, f rus. электромагнитная сила, f pranc. force électromagnétique, f …   Automatikos terminų žodynas

• электромагнитная сила — elektromagnetinė jėga statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Elektromagnetinę sąveiką kiekybiškai apibūdinantis vektorinis dydis – elektromagnetinės sąveikos jėga. atitikmenys: angl. electromagnetic force vok.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• электромагнитная сила — elektromagnetinė jėga statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. electromagnetic force vok. elektromagnetische Kraft, f rus. электромагнитная сила, f pranc. force électromagnétique, f …   Fizikos terminų žodynas

• сила Ампера — электромагнитная сила; сила Ампера; пондеромоторная сила; отрасл. магнитная сила Сила, обусловленная взаимодействием магнитного поля и электрического тока и действующая на единицу объёма проводящей среды …   Политехнический терминологический толковый словарь

• ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ — возникновение электрич. поля, электрич. тока или электрич. поляризации при изменении во времени магн. поля или при движении материальных сред в магн. поле. Различают два типа эффектов Э. и. Один из них состоит в наведении вихревого электрич. поля …   Физическая энциклопедия

• Электромагнитная энергия — Электромагнитная энергия  термин, под которым подразумевается энергия, заключенная в электромагнитном поле. Сюда же относятся частные случаи чистого электрического поля и чистого магнитного поля. Содержание 1 Работа электрического поля по… …   Википедия

• Электромагнитная теория света — 1. Характерные свойства луча света. 2. Свет не есть движение упругого твердого тела механики. 3. Электромагнитные явления как механические процессы в эфире. 4. Первая Максвеллова теория света и электричества. 5. Вторая Максвеллова теория. 6.… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

• Электромагнитная индукция — Не следует путать с вектором электрической индукции. Не следует путать с вектором магнитной индукции.     …   Википедия

Электромагнитная сила — Студопедия

Под электромагнитной силой понимают силу, действующую на проводники с токами, расположенные в магнитном поле. Такие силы называют также электродинамическими. Электродинамическая сила может быть рассчитана при известной зависимости , где — обобщенная координата (рис.2.9), согласно соотношениям

Как и в случае электрического поля, выбор знака перед производной определяется видом выражения для .

В качестве иллюстрации рассмотрим уединенный контур с током. Учитывая известные соотношения

,

получим выражение для силы, стремящейся деформировать контур

или равноценное

При наличии двух контуров с токами их полные потокосцепления

и

Выражение для энергии магнитного поля двух контуров

с учетом равенства запишется в виде

Тогда сила, стремящаяся изменить взаимное расположение контуров (например, расстояние между ними), определится выражением

В заключение рассмотрим несколько задач, иллюстрирующих изложенный выше теоретический материал.

Задача 1.По сплошному цилиндрическому проводу радиуса протекает постоянный ток , который распределяется по сечению с постоянной плотностью (рис.2.10). Определить распределение напряженности магнитного поля как функцию расстояния r от оси провода. Рассчитать внутреннюю индуктивность провода.

Решение. Линии напряженности магнитного поля, создаваемого током , представляют собой концентрические окружности, центры которых располагаются на оси проводника. На рисунке 2.10 из всего множества магнитных силовых линий изображены две линии (одна внутри провода, другая снаружи). Напряженность магнитного поля определим на основании закона полного тока . Через произвольную точку внутри провода проведем замкнутый контур интегрирования, совпадающий с магнитной силовой линией радиуса r. При таком выборе контура вектора и совпадают по направлению, и в силу симметрии задачи можем записать

где — часть тока провода, протекающего внутри контура . Величина при постоянной по сечению плотности тока определится как , следовательно

откуда получаем искомую зависимость в виде

Для любой точки вне проводника решение будет отличаться лишь тем, что внутри контура интегрирования протекает весь ток провода . Поэтому при зависимость напряженности магнитного поля от координаты имеет вид

График функции представлен на рисунке 2.11. Индуктивность , обусловленная магнитным потоком внутри провода (так называемая внутренняя индуктивность), определяется через потокосцепление . С целью определения рассмотрим элементарный магнитный поток , проходящий через площадку шириной и длиной ( рис.2.10 )

где — магнитная проницаемость материала провода.

Так как магнитный поток сцеплен с током , то полное внутреннее потокосцепление оказывается равным

Таким образом, внутренняя индуктивность провода

Данное выражение справедливо только при равномерном распределении тока по сечению проводника, то есть при постоянном токе. Отметим также, что внутренняя индуктивность сплошного цилиндрического провода не зависит от его радиуса. Для проводника длиной один метр, изготовленного из материала с магнитной проницаемостью (медь, алюминий), внутренняя индуктивность = 5 ×10^-8 Гн.

Провод кроме внутренней индуктивности обладает внешней индуктивностью, определяемой магнитным потоком, замыкающимся вне провода. Для расчета величины этого потока необходимо задать геометрические размеры замкнутого контура, по которому протекает ток. В данном случае контур с током замыкается на бесконечности, что соответствует , стремящейся к бесконечности.

Задача 2.Кольцевая катушка прямоугольного сечения имеет витков (рис.2.12). Определить индуктивность катушки, если ее внутренний и внешний радиусы равны соответственно и , а высота .

Решение. Задачу решаем в предположении, что витки катушки тесно прилегают друг к другу. В этом случае практически все магнитные силовые линии замыкаются внутри обмотки и, имея вид концентрических окружностей, сцепляются со всеми витками. Поэтому потокосцепление где — магнитный поток сквозь поперечное сечение катушки.

Магнитный поток сквозь площадку определим как

Используя закон полного тока и выбирая контур интегрирования совпадающим с магнитной силовой линией радиуса r и охватывающей полный ток , получаем . Выражение для потока определим интегрированием по сечению в виде

Индуктивность катушки равна:

§20. Электромагнитные силы, создаваемые магнитным полем

Проводник с током в магнитном поле. Энергия, заключенная в магнитном поле, может проявлять себя в виде электромагнитных сил, которые возникают при взаимодействии магнитного поля с движущимися электрическими зарядами. Электромагнитная сила, возникающая при движении электрического заряда в магнитном поле, действует на него в направлении, перпендикулярном движению и направлению силовых линий, и стремится вытолкнуть заряд за пределы поля (см. рис. 34).

Если поместить в магнитное поле проводник с током I, то между электронами, проходящими по проводнику, и магнитным полем возникнут электромагнитные силы, которые, складываясь, образуют результирующую силу F, стремящуюся вытолкнуть проводник из магнитного поля (рис. 48). Электромагнитная сила определяется законом Ампера. Он формулируется следующим образом. Электромагнитная сила, действующая на проводник с током, находящийся в магнитном поле и расположенный перпендикулярно направлению поля, равна произведению силы тока I, индукции магнитного поля В и длины проводника l:

F = IBl (48)

Если проводник расположен под углом ? к силовым магнитным

F = BIlsin? (48′)

Чтобы получить F в ньютонах, надо В брать в теслах, I — в амперax и l — в метрах.

Направление действия силы F обычно определяют по правилу левой руки: ладонь левой руки нужно расположить так, чтобы магнитные линии входили в нее и четыре вытянутых пальца совместить с направлением тока, тогда расположенный под прямым углом большой палец укажет направление действия электромагнитной силы. Сила F возникает только в том случае, если проводник расположен перпендикулярно или под некоторым углом к магнитным силовым линиям поля. Если же проводник расположен вдоль силовых линий поля, то электромагнитная сила будет равна нулю.

Для того чтобы изменить направление электромагнитной силы, как следует из правила левой руки, необходимо изменить направление тока в проводнике или же направление магнитного поля.

Возникновение электромагнитной силы F при взаимодействии проводника с током и магнитного поля можно наглядно представить как результат взаимодействия двух магнитных полей.
Как известно, вокруг проводника с током возникает свое собственное круговое магнитное поле (рис. 49), которое будет складываться с внешним магнитным полем (например, постоянного магнита), в которое помещен проводник с током. При этом справа от проводника, где силовые линии поля проводника совпадают с линиями внешнего поля, происходит сгущение силовых линий; слева от проводника, где силовые линии поля проводника направлены навстречу линиям внешнего поля, происходит разрежение силовых линий. Магнитные силовые линии обладают свойством упругости, напоминающим свойство резиновых нитей. Стремясь сократиться по длине, они будут выталкивать проводник из области сгущения силовых линий в сторону их разрежения, т. е. справа налево. В результате возникает электромагнитная сила F.

Рис. 48. Электромагнитная сила, действующая в магнитном поле на проводник с током

Рис. 49. Сгущение и разрежение магнитных силовых линий при наличии в магнитном поле проводника с током.

Рис. 50.Электромагнитные силы,действующие в магнитном поле на виток или катушку с током.

Виток с током в магнитном поле. Если поместить в магнитное поле не проводник, а виток (или катушку) с током и расположить его вертикально (рис. 50, а), то, применяя правило левой руки к верхней и нижней сторонам витка, получим, что электромагнитные силы F, действующие на них, будут направлены в разные стороны. В результате действия этих двух сил возникает электромагнитный вращающий момент М, который вызовет поворот витка, в данном случае по часовой стрелке. Этот момент

M = FD (49)

где D — расстояние между сторонами витка.
Виток будет поворачиваться в магнитном поле до тех пор, пока он не займет положение, перпендикулярное магнитным силовым линиям поля (рис. 50, б). При таком положении через виток будет проходить наибольший магнитный поток. Следовательно, виток или катушка с током, внесенные во внешнее магнитное поле, всегда стремятся занять такое положение, чтобы через виток проходил возможно больший магнитный поток. Свойство витка и катушки с током поворачиваться в магнитном поле широко используется в электротехнике; электрические двигатели и ряд электроизмерительных приборов работают по этому принципу.

Для увеличения вращающего момента в электрических двигателях применяют не один виток, а несколько. Эти витки, соединенные соответствующим образом, образуют обмотку якоря электродвигателя.

Что такое электромагнитная сила? (с картинками)

В физике электромагнитная сила — это влияние, которое воздействует на электрически заряженные частицы. Наряду с гравитацией, это сила, с которой люди чаще всего сталкиваются ежедневно, и она объясняет большинство явлений, с которыми люди знакомы. Он отвечает за электричество, магнетизм и свет; он удерживает электроны и протоны вместе в атомах; и он позволяет атомам соединяться вместе, образуя молекулы, и запускает химические реакции.Эта сила также отвечает за твердость твердых предметов и является причиной того, что они не могут проходить друг через друга.

То, как железные опилки располагаются вокруг магнита, ясно показывает движение магнитного поля с севера на юг.

Электромагнитная сила — одна из четырех фундаментальных сил природы.Остальные три — это гравитационная сила, сильная ядерная сила и слабая ядерная сила. Сильное ядерное взаимодействие — самое сильное из них, но оно действует только на очень коротком расстоянии. Электромагнитная сила — вторая по силе и, как и гравитация, действует на неограниченных расстояниях.

В электродвигателе приложение электричества к магниту заставляет его вращаться внутри металлического корпуса.

Закон обратных квадратов

Как и сила тяжести, электромагнитная сила подчиняется закону обратных квадратов.Это означает, что сила силы обратно пропорциональна квадрату расстояния от ее источника. Так, например, если кто-то отодвигается на 5 единиц от источника силы, интенсивность уменьшается до 1/25.

Физик XIX века Джеймс Клерк Максвелл показал, что свет является возмущением магнитного поля.

Положительные и отрицательные заряды

В отличие от гравитации, электромагнитная сила ощущается только объектами, имеющими электрический заряд, который может быть положительным или отрицательным. Объекты с разными типами зарядов притягиваются друг к другу, но объекты с одинаковым типом отталкиваются.Это означает, что сила может быть притягивающей или отталкивающей, в зависимости от задействованных зарядов. Поскольку большинство объектов в большинстве случаев не имеют общего электрического заряда, они не ощущают электромагнитную силу, что объясняет, почему гравитация, хотя и гораздо более слабая сила, доминирует в больших масштабах.

Небольшой электромагнит.

Когда два разных материала трутся друг о друга, электроны могут перемещаться от одного к другому, оставляя один с положительным зарядом, а другой с отрицательным. Эти двое будут притягиваться друг к другу и могут быть привлечены к электрически нейтральным объектам. Это называется статическим электричеством и . Его можно продемонстрировать с помощью различных простых экспериментов, таких как натирание воздушного шара кусочком меха и прикрепление его к стене — он удерживается там за счет электростатического притяжения.

Электрический ток течет, когда электроны движутся по проводу или другому проводнику из области с избытком электронов в область с дефицитом. Говорят, что ток течет от отрицательного к положительному. В простой схеме, использующей батарею, электроны текут с положительной клеммы на отрицательную, когда цепь замыкается.

В атомном масштабе притяжение между положительно заряженными протонами в ядре и отрицательно заряженными электронами снаружи удерживает атомы вместе и позволяет им связываться друг с другом с образованием молекул и соединений. Протоны в ядре удерживаются на месте сильным ядерным взаимодействием, которое в этом чрезвычайно малом масштабе преодолевает электромагнитное отталкивание.

Электромагнитные поля

Концепция электромагнитных полей была впервые разработана ученым Майклом Фарадеем в начале 19 века.Он показал, что электрически заряженные и намагниченные объекты могут влиять друг на друга на расстоянии. Например, электрический ток, протекающий через катушку с проволокой, может отклонить стрелку компаса и вызвать ток в другой, ближайшей катушке. Он также показал, что изменяющееся магнитное поле может вызвать электрический ток в проводе. Это установило связь между электричеством и магнетизмом и существование поля, которое изменяется с расстоянием вокруг электрически заряженных или магнитных объектов.

Позже, в 19 веке, физик Джеймс Клерк Максвелл создал серию уравнений, которые не только объяснили взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, но и показали, что свет представляет собой волновое возмущение электромагнитного поля. Он пришел к такому выводу, когда вычислил скорость, с которой распространяются электромагнитные воздействия, и обнаружил, что это всегда была скорость света.Подразумевалось, что свет — это форма электромагнитного излучения, которое распространяется как волны. Это привело к теории классической электродинамики , в которой электромагнитная волна генерируется движущимся электрическим зарядом. Движение катушки с проволокой в ​​магнитном поле может генерировать радиоволны низкой энергии, в то время как более энергичное движение электронов в горячей проволоке может генерировать видимый свет.

Квантовая электродинамика

В ходе исследования Эйнштейном фотоэлектрического эффекта, при котором свет может вытеснять электроны с поверхности металла, было обнаружено, что электромагнитное излучение (ЭМИ) может вести себя как частицы, а также как волны.Эти частицы называются фотонами . Электроны в атоме могут набирать энергию, поглощая фотон, и терять энергию, излучая один. Таким образом, ЭМИ можно объяснить как испускание фотонов, когда уровень энергии электронов падает.

Согласно квантовой теории, все четыре силы природы можно объяснить в терминах обмена частицами, как фото в случае электромагнитной силы.Чтобы объяснить эту силу способом, совместимым с квантовой теорией, была разработана теория квантовой электродинамики . Идея состоит в том, что электромагнитная сила опосредуется «виртуальными» фотонами, которые существуют лишь мимолетно во время взаимодействий между заряженными частицами. Он объясняет все электромагнитные взаимодействия, и тщательное тестирование доказало, что это очень точная теория.

Радиотелескопы обнаруживают радиоволны, форму электромагнитного излучения, из космоса..

электромагнитных сил — определение — английский

Примеры предложений с «электромагнитными силами», память переводов

патент-wipoOne набор устройства для создания электромагнитной силы патент-wipo Кроме того, к складке кожи можно приложить электромагнитную силу. ted2019 Итак, электромагнитная сила, сила, которая удерживает нас вместе, становится сильнее при повышении температуры. WikiMatrix В отличие от газов, плазма электропроводна, создает магнитные поля и электрические токи и сильно реагирует на электромагнитные силы. OpenSubtitles2018.v3 Человеческие тела остаются нетронутыми, потому что удерживаются электромагнитными силами, а не гравитацией. OpenSubtitles2018.v3Гравитация навязывает себя большому, а электромагнитная сила правит миром малых. WikiMatrix Одно из возможных объяснений расширения Фив — влияние электромагнитных сил со стороны юпитерианской магнитосферы. WikiMatrixЭлектромагнитная сила действует между электрическими зарядами, а гравитационная сила действует между массами. WikiMatrix Кроме того, он предположил, что также неэлектромагнитные силы (если они существуют) трансформируются подобно электрическим силам. WikiMatrix Как правило, они состоят только из ускорения свободного падения, но могут включать и другие, например, электромагнитные силы. патент-wipo Электромагнит (5In) создает электромагнитную силу, которая притягивает диск (21) к открытому положению клапана. WikiMatrixЭлектромагнитная сила — одна из четырех известных фундаментальных сил. WikiMatrixЭлектромагнитная сила притягивает электроны атома к протонам в атомном ядре. jw2019Подумайте о последствиях ослабления электромагнитной силы. WikiMatrix Ранние попытки количественного описания электромагнитной силы предпринимались в середине 18 века. WikiMatrixФотон, частица света, передающая электромагнитную силу, считается безмассовой. OpenSubtitles2018.v3 Электромагнитная сила в несколько тысяч миллиардов, миллиардов, миллиардов, миллиардов раз сильнее. Giga-fren Удержание жидкого металла электромагнитными силами. Giga-fren • 1.8.2 Электронный компаратор массы с тензодатчиком (ями) или с механизмом компенсации электромагнитных сил hunglish Цикл Луиса резко ударился о бетон, повернулся наполовину в турбулентности электромагнитных сил и опрокинулся. hunglish «Мы вряд ли удивимся, если жители Кольцевого мира умели использовать электромагнитные силы. OpenSubtitles2018.v3 Гравитационные силы всей массы преодолевают электромагнитные силы отдельных атомов и, таким образом, схлопываются внутрь. WikiMatrix Консервативные силы включают гравитацию, электромагнитную силу и силу пружины.

Показаны страницы 1. Найдено 487 предложения с фразой электромагнитные силы.Найдено за 18 мс.Накопители переводов создаются человеком, но выравниваются с помощью компьютера, что может вызвать ошибки. Найдено за 0 мс.Накопители переводов создаются человеком, но выравниваются с помощью компьютера, что может вызвать ошибки. Они поступают из многих источников и не проверяются.Имейте в виду.

.

магнитная сила | Определение, формула, примеры и факты

Магнитная сила , притяжение или отталкивание, возникающее между электрически заряженными частицами из-за их движения. Это основная сила, ответственная за такие эффекты, как действие электродвигателей и притяжение магнитов к железу. Электрические силы существуют среди неподвижных электрических зарядов; Между движущимися электрическими зарядами существуют как электрические, так и магнитные силы. Магнитная сила между двумя движущимися зарядами может быть описана как эффект, оказываемый на один заряд магнитным полем, созданным другим.

Подробнее по этой теме

Электромагнетизм: Магнитные поля и силы

Магнитная сила действует только на те заряды, которые уже находятся в движении. Он передается магнитным полем. Оба магнитных поля …

С этой точки зрения магнитная сила F на второй частице пропорциональна ее заряду q ₂ , величине ее скорости v ₂ , величине магнитного поля B ₁ , образованный первым движущимся зарядом и синусом угла тета, θ , между путем второй частицы и направлением магнитного поля; то есть F = q ₂ B ₁ v ₂ sin θ .Сила равна нулю, если второй заряд движется в направлении магнитного поля, и наибольшая, если он движется под прямым углом к ​​магнитному полю.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Магнитная сила, действующая на движущийся заряд, действует в направлении под прямым углом к ​​плоскости, образованной направлением его скорости и направлением окружающего магнитного поля.

.

электромагнитная сила — определение — английский

Примеры предложений с «электромагнитной силой», память переводов

патент-wipoOne набор устройства для создания электромагнитной силы патент-wipo Кроме того, электромагнитная сила может быть приложена к кожной складке. ted2019 Итак, электромагнитная сила, сила, которая удерживает нас вместе, становится сильнее при повышении температуры. WikiMatrix В отличие от газов, плазма электропроводна, создает магнитные поля и электрические токи и сильно реагирует на электромагнитные силы. OpenSubtitles2018.v3 Человеческие тела остаются нетронутыми, потому что удерживаются электромагнитными силами, а не гравитацией. OpenSubtitles2018.v3Гравитация навязывает себя большому, а электромагнитная сила правит миром малых. WikiMatrix Одно из возможных объяснений расширения Фив — влияние электромагнитных сил со стороны юпитерианской магнитосферы. WikiMatrixЭлектромагнитная сила действует между электрическими зарядами, а гравитационная сила действует между массами. WikiMatrix Кроме того, он предположил, что также неэлектромагнитные силы (если они существуют) трансформируются подобно электрическим силам. WikiMatrix Как правило, они состоят только из ускорения свободного падения, но могут включать и другие, например, электромагнитные силы. патент-wipo Электромагнит (5In) создает электромагнитную силу, которая притягивает диск (21) к открытому положению клапана. WikiMatrixЭлектромагнитная сила — одна из четырех известных фундаментальных сил. WikiMatrixЭлектромагнитная сила притягивает электроны атома к протонам в атомном ядре. jw2019Подумайте о последствиях ослабления электромагнитной силы. WikiMatrix Ранние попытки количественного описания электромагнитной силы предпринимались в середине 18 века. WikiMatrixФотон, частица света, передающая электромагнитную силу, считается безмассовой. OpenSubtitles2018.v3 Электромагнитная сила в несколько тысяч миллиардов, миллиардов, миллиардов, миллиардов раз сильнее. Giga-fren Удержание жидкого металла электромагнитными силами. Giga-fren • 1.8.2 Электронный компаратор массы с тензодатчиком (ями) или с механизмом компенсации электромагнитных сил hunglish Цикл Луиса резко ударился о бетон, повернулся наполовину в турбулентности электромагнитных сил и опрокинулся. hunglish «Мы вряд ли удивимся, если жители Кольцевого мира умели использовать электромагнитные силы. OpenSubtitles2018.v3 Гравитационные силы всей массы преодолевают электромагнитные силы отдельных атомов и, таким образом, схлопываются внутрь. WikiMatrix Консервативные силы включают гравитацию, электромагнитную силу и силу пружины.

Показаны страницы 1. Найдено 471 предложения с фразой электромагнитная сила.Найдено за 14 мс.Накопители переводов создаются человеком, но выравниваются с помощью компьютера, что может вызвать ошибки. Найдено за 0 мс.Накопители переводов создаются человеком, но выравниваются с помощью компьютера, что может вызвать ошибки. Они поступают из многих источников и не проверяются.Имейте в виду.

.