32. Электрический диполь. Индукция электрического поля. Индукционное электрическое поле это
Закон электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Вихревые токи
Закон электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Вихревые токи
Электрический ток в цепи возможен, если на свободные заряды проводника действуют сторонние силы. Работа этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура называется ЭДС. При изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, в контуре появляются сторонние силы, действие которых характеризуется ЭДС индукции.
Учитывая направление индукционного тока, согласно правилу Ленца:
ЭДС индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой с противоположным знаком.
Почему? - т.к. индукционный ток противодействует изменению магнитного потока, ЭДС индукции и скорость изменения магнитного потока имеют разные знаки.
Если рассматривать не единичный контур, а катушку, где N- число витков в катушке:
Величину индукционного тока можно рассчитать по закону Ома для замкнутой цепи
где R - сопротивление проводника.
ВИХРЕВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
Причина возникновения электрического тока в неподвижном проводнике - электрическое поле. Всякое изменение магнитного поля порождает индукционное электрическое поле независимо от наличия или отсутствия замкнутого контура, при этом если проводник разомкнут, то на его концах возникает разность потенциалов; если проводник замкнут, то в нем наблюдается индукционный ток.
Индукционное электрическое поле является вихревым. Направление силовых линий вихревого электрического поля совпадает с направлением индукционного тока Индукционное электрическое поле имеет совершенно другие свойства в отличии от электростатического поля.
Электростатическое поле - создается неподвижными электрическими зарядами, силовые линии поля разомкнуты - -потенциальное поле, источниками поля являются электрические заряды, работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути равна 0.
Индукционное электрическое поле ( вихревое электр. поле ) - вызывается изменениями магнитного поля, силовые линии замкнуты (вихревое поле), источники поля указать нельзя, работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути равна ЭДС индукции.
Вихревые токи
Индукционные токи в массивных проводниках называют токами Фуко. Токи Фуко могут достигать очень больших значений, т.к. сопротивление массивных проводников мало. Поэтому сердечники трансформаторов делают из изолированных пластин. В ферритах - магнитных изоляторах вихревые токи практически не возникают.
Использование вихревых токов
- нагрев и плавка металлов в вакууме, демпферы в электроизмерительных приборах.
Вредное действие вихревых токов
- это потери энергии в сердечниках трансформаторов и генераторов из-за выделения большого количества тепла.
Электромагнитное поле - Класс!ная физика
Взаимодействие токов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Сила Ампера -- Действие магнитного поля на движущийся заряд.Магнитные свойства вещества -- Явление электромагнитной индукции. Магнитный поток. Направление индукционного тока. Правило Ленца -- ЭДС электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле -- ЭДС индукции в движущихся проводниках -- Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля. Вопросы к пр/работе
Любознательным
Сальто-мортале жука-щелкуна
Если пощекотать лежащего на спинке жука-щелкуна, он подпрыгивает вверх сантиметров на 25, при этом раздается громкий щелчок. Ерунда, возможно, скажете вы. Но, действительно, жучок без помощи ног делает толчок с начальным ускорением 400 g, а затем переворачивается в воздухе и приземляется уже на ноги. 400 g — удивительно! Еще более удивительно то, что мощность, развиваемая при толчке, раз в сто больше мощности, которую может обеспечить какая-либо из мышц жучка. Как удается жучку развить такую огромную мощность? Часто ли он способен совершать свои изумительные прыжки? Чем ограничена частота их повторения?
Оказывается... Когда жучок лежит вверх ногами, особый выступ на передней части его тела мешает ему распрямиться, чтобы совершить прыжок. Какое-то время он накапливает мышечное напряжение, затем, резко изогнувшись, подбрасывает себя вверх. Прежде чем жучок снова сможет подпрыгнуть, он должен снова медленно «напрячь» мышцы.
Источник: «Физический фейерверк» Дж. Уокер
class-fizika.ru
Вихревое электрическое поле
Вихревое электрическое поле - это электрическое поле, которое порождается переменным магнитным полем и линии напряженности которго замкнуты.
Переменное магнитное поле порождает индуцированное электрическое поле. Если магнитное поле постоянно, то индуцированного электрического поля не возникнет. Следовательно, индуцированное электрическое поле не связано с зарядами, как это имеет место в случае электростатического поля; его силовые линии не начинаются и не заканчиваются на зарядах, а замкнуты сами на себя, подобно силовым линиям магнитного поля. Это означает, что индуцированное электрическое поле, подобно магнитному, является вихревым.
Если неподвижный проводник поместить в переменное магнитное поле, то в нем индуцируется э. д. с. Электроны приводятся в направленное движение электрическим полем, индуцированным переменным магнитном полем; возникает индуцированный электрический ток. В этом случае проводник является лишь индикатором индуцированного электрического поля. Поле приводит в движение свободные электроны в проводнике и тем самым обнаруживает себя. Теперь можно утверждать, что и без проводника это поле существует, обладая запасом энергии.
Сущность явления электромагнитной индукции заключается не столько в появлении индуцированного тока, сколько в возникновении вихревого электрического поля.
Это фундаментальное положение электродинамики установлено Максвеллом как обобщение закона электромагнитной индукции Фарадея.
В отличие от электростатического поля индуцированное электрическое поле является непотенциальным, так как работа, совершаемая в индуцированном электрическом поле, при перемещении единичного положительного заряда по замкнутому контуру равна э. д. с. индукции, а не нулю.
Направление вектора напряженности вихревого электрического поля устанавливается в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея и правилом Ленца. Направление силовых линий вихревого эл. поля совпадает с направлением индукционного тока.
Так как вихревое электрическое поле существует и в отсутствие проводника, то его можно применять для ускорения заряженных частиц до скоростей, соизмеримых со скоростью света. Именно на использовании этого принципа основано действие ускорителей электронов — бетатронов.
Индукционное электрическое поле имеет совершенно другие свойства в отличии от электростатического поля.
Отличие вихревого электрического поля от электростатического
1) Оно не связано с электрическими зарядами; 2) Силовые линии этого поля всегда замкнуты; 3) Работа сил вихревого поля по перемещению зарядов на замкнутой траектории не равна нулю.
электростатическое поле |
индукционное электрическое поле( вихревое электр. поле ) |
1. создается неподвижными электр. зарядами | 1. вызывается изменениями магнитного поля |
2. силовые линии поля разомкнуты - потенциальное поле | 2. силовые линии замкнуты - вихревое поле |
3. источниками поля являются электр. заряды | 3. источники поля указать нельзя |
4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути = 0. | 4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути = ЭДС индукции |
infofiz.ru
Вихревое электрическое поле - Класс!ная физика
Вихревое электрическое поле
«Физика - 11 класс»
Какова причина появления индукционного тока? Изменение магнитного потока через контур.
Изменение магнитного потока через контур может происходить: 1) в случае неподвижного проводящего контура, помещенного в изменяющееся во времени поле; 2) в случае проводника, движущегося в магнитном поле, которое может и не меняться со временем. Причем в обоих случаях происхождение ЭДС индукции различно.
Пусть круговой проволочный виток радиусом r находится в переменном во времени однородном магнитном поле. Пусть индукция магнитного поля увеличивается, тогда будет увеличиваться со временем и магнитный поток через поверхность, ограниченную витком. Согласно закону электромагнитной индукции в витке появится индукционный ток. При изменении индукции магнитного поля по линейному закону индукционный ток будет постоянен.
Какие же силы заставляют заряды в витке двигаться? Само магнитное поле может действовать только на движущиеся заряды, а проводник неподвижен. Но, на заряды, причем как на движущиеся, так и на неподвижные, может действовать электрическое поле. Откуда оно здесь взялось?
Изменяясь во времени, магнитное поле порождает электрическое поле - к такому выводу впервые пришел Дж. Максвелл.
Главное в явлении электромагнитной индукции — это процесс порождения меняющимся магнитным полем поля электрического, которое приводит в движение электрические заряды в этом проводнике.
Электрическое поле, возникающее при изменении магнитного поля, имеет совсем другую природу, чем электростатическое. Оно не связано непосредственно с электрическими зарядами, и его линии напряженности не могут на них начинаться и кончаться. Они вообще нигде не начинаются и не кончаются, а представляют собой замкнутые линии, подобные линиям индукции магнитного поля. Это так называемое вихревое электрическое поле.
Чем быстрее меняется магнитная индукция, тем больше напряженность вихревого электрического поля. По правилу Ленца: - при возрастании магнитной индукции направление вектора напряженности электрического поля образует левый винт с направлением вектора магнитной индукции, т.е. при вращении винта с левой нарезкой в направлении линий напряженности электрического поля поступательное перемещение винта совпадает с направлением вектора магнитной индукции. - при убывании магнитной индукции направление вектора напряженности образует правый винт с направлением вектора магнитной индукции.
Направление силовых линий напряженности вихревого поля совпадает с направлением индукционного тока.
Сила, действующая со стороны вихревого электрического поля на заряд q (сторонняя сила), равна:
Работа вихревого электрического поля
В отличие от стационарного электрического поля работа вихревого поля по перемещению заряда q на замкнутом пути не равна нулю.
При перемещении заряда вдоль замкнутой линии напряженности электрического поля работа на всех участках пути имеет один и тот же знак, так как сила и перемещение совпадают по направлению.
Работа вихревого электрического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль замкнутого неподвижного проводника численно равна ЭДС индукции в этом проводнике.
Индукционные токи в массивных проводниках.
В массивных проводниках, чье сопротивление мало, индукционные токи очень велики, и вызывают сильный разогрев. Такие токи называются токами Фуко.
Разогрев на основе индукционных токов используется в индукционных печах (например, в СВЧ-печах), для плавки металлов. Индукционные токи регистрируются в детекторах металла, устанавливаемых при контроле на входе.
Однако во многих устройствах возникновение токов Фуко приводит к потерям энергии на выделение тепла. Поэтому железные сердечники трансформаторов, электродвигателей, генераторов и т. д. делают не сплошными, а состоящими из отдельных изолированных пластин, что уменььшает токи Фуко и, следовательно, потери энергии.
На очень высоких частотах применение сердечников катушек из отдельных пластин уже не дает нужного эффекта. Здесь используют ферриты - магнитные изоляторы, в которых при перемагничивании вихревые токи не возникают. Из ферритов делают сердечники высокочастотных трансформаторов, магнитные антенны транзисторов.
Источник: «Физика - 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин
Электромагнитная индукция. Физика, учебник для 11 класса - Класс!ная физика
Электромагнитная индукция. Магнитный поток --- Направление индукционного тока. Правило Ленца --- Закон электромагнитной индукции --- ЭДС индукции в движущихся проводниках. Электродинамический микрофон --- Вихревое электрическое поле --- Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля тока --- Электромагнитное поле --- Примеры решения задач --- Краткие итоги главы
class-fizika.ru
зарождение и свойства :: SYL.ru
Помимо потенциального кулоновского электрического, существует вихревое поле, в котором имеются замкнутые линии напряженности. Зная общие свойства электрического поля, легче понять природу вихревого. Оно порождается изменяющимся магнитным полем.
Что вызывает индукционный ток проводника, находящегося в неподвижном состоянии? Что такое индукция электрического поля? Ответ на эти вопросы, а также об отличии вихревого от электростатического и стационарного, токах Фуко, ферритах и другом вы узнаете из следующей статьи.
Как меняется магнитный поток
Магнитный поток Ф=BSosɑ может меняться через контур в двух вариантах: при неподвижном контуре в изменяющемся поле и в состоянии движения в поле, неподвижном или изменяющемся. Электродвижущая индукционная сила в обоих случаях будет подчиняться одному закону, но происходить будет по-разному.
Возникновение индукционного тока и силы, движущие заряд
Сначала нужно понять, как возникает индукционный ток. Для этого круглый виток из проволоки кладут в магнитное однородное тело. Если индукция в нем будет увеличиваться, то за ней последует и магнитный поток через поверхность. Вслед за этим возникнет ток. Если индукция магнитного поля станет меняться согласно линейному закону, ток останется постоянным.
Вопрос в том, что за силы начинают двигать заряды в витке. Магнитное поле в катушке на это не способно, потому что оно оказывает влияние только на движущиеся заряды. Но ведь проводник в нем остается неподвижным!
На заряды оказывает действие электрическое поле. Но стационарное и электростатическое образуются зарядами, а индукционный ток — вслед за меняющемся магнитным полем!
Логично было бы предположить, что электроны начинает двигать электрическое поле, порождаясь в результате изменяющегося магнитного поля. Так, физик Масквелл пришел к выводу, что магнитное поле со временем зарождает электрическое.
Электромагнитная индукция
Тогда электромагнитная индукция показывается с новой стороны, где главным свойством предстает порождение электрического поля магнитным. Проводящий контур здесь ничего не меняет. Проводник со свободными электронами становится прибором, позволяя выявить появляющееся электрическое поле, благодаря тому, что оно движется в проводнике. Электромагнитная индукция проводника, находящегося в неподвижном состоянии, заключается не только в возникновении индукционного тока, но и электрического поля, начинающего движение электрических зарядов.
Вихревое электрическое поле, появившееся вслед за магнитным, совсем иного рода, нежели электростатическое. Оно не имеет прямой связи с зарядами, и напряженности на его линиях не начинаются и не заканчиваются. Это замкнутые линии, как у магнитного поля. Поэтому оно и называется вихревое электрическое поле.
Магнитная индукция
Магнитная индукция будет меняться тем быстрее, чем больше напряженность. Правило Ленца гласит: при увеличении магнитной индукции направление вектора напряженности электрополя создает левый винт с направлением другого вектора. То есть при вращении левого винта по направлению с линиями напряженности его поступательное перемещение станет таким же, как и у вектора магнитной индукции.
Если же магнитная индукция будет убывать, то направление вектора напряженности создаст правый винт с направлением другого вектора.
Силовые линии напряженности имеют то же направление, что и индукционный ток. Вихревое электрическое поле действует на заряд с той же силой, что и до него. Однако в данном случае его работа по перемещению заряда является отличной от нуля, как в стационарном электрическом поле. Так как сила и перемещение имеют одно направление, то и работа на всем протяжении пути по замкнутой линии напряженности будет прежней. Работа положительного единичного заряда здесь будет равна электродвижущей силе индукции в проводнике.
Токи индукции в массивных проводниках
В массивных проводниках индукционные токи получают максимальные значения. Это происходит потому, что они имеют малое сопротивление.
Называются такие токи токами Фуко (это французский физик, исследовавший их). Их можно применять для изменения температуры проводников. Именно этот принцип заложен в индукционных печах, к примеру, бытовых СВЧ. Он же применяется для плавления металлов. Электромагнитная индукция используется и в металлических детекторах, расположенных в аэровокзалах, театрах и других общественных местах со скоплением большого количества людей.
Но токи Фуко приводят к потерям энергии для получения тепла. Поэтому сердечники трансформаторов, электрических двигателей, генераторов и других устройств из железа изготавливают не сплошными, а из разных пластин, которые друг от друга изолированы. Пластины должны находиться строго в перпендикулярном положении относительно вектора напряженности, который имеет вихревое электрическое поле. Пластины тогда будут иметь максимальное сопротивление току, а тепла будет выделяться минимальное количество.
Ферриты
Радиоаппаратура функционирует на высочайших частотах, где число достигает миллионов колебаний в секунду. Катушки сердечников здесь не будут эффективны, так как токи Фуко появятся в каждой пластине.
Существуют изоляторы магнитов под названием ферриты. Вихревые токи в них не появятся при перемагничивании. Поэтому потери энергии для тепла сводятся к минимальным. Из них изготавливают сердечники, используемые для высокочастотных трансформаторов, транзисторные антенны и так далее. Их получают из смеси первоначальных веществ, которую прессуют и обрабатывают термическим путем.
Если магнитное поле в ферромагнетике быстро изменяется, это ведет к появлению индукционных токов. Их магнитное поле будет препятствовать изменению магнитного потока в сердечнике. Поэтому поток не будет меняться, а сердечник — перемагничиваться. Вихревые токи в ферритах так малы, что могут быстро перемагничиваться.
www.syl.ru
21-22. Индукционный ток. Индукционный заряд. Вихревое электрическое поле
Рассмотрим явление электромагнитной индукции, возникающее в короткозамкнутой катушке. Пусть катушка содержит N витков общим сопротивлением R. Если потокосцепление катушки изменяется во времени, то в катушке появляется ЭДС индукции:
.
Сила индукционного тока, возникающего в катушке, равна
.
За время существования в катушке индукционного тока (от момента времени до момента) по катушке пройдетиндуцированный (индукционный) электрический заряд
, (6.4)
где и– значения потокосцепления катушки в начальный и конечный моменты времени наблюдения. Важно, что величина индукционного заряда не зависит от времени наблюдения, а определяется лишь начальным и конечным потокосцеплениями.
Проиллюстрируем этот вывод следующим примером. Пусть потокосцепление катушки дважды меняется от значения до значенияс разными постоянными скоростями, а время наблюдения электромагнитной индукции определяется интервалами () и (). Тогда получаем следующий график изменения потокосцепления (рис. 6.7). Зависимость силы индукционного тока от времени в двух случаях, согласно закону электромагнитной индукции, показана на рис. 6.8. Поскольку начальные и конечные значения потокосцеплений одинаковы, то, согласно (6.4), индукционный заряд, прошедший через катушку в двух случаях, один и тот же:. Поскольку величина прошедшего заряда определяется площадью под графиком зависимости силы тока от времени, то заштрихованные на рис. 6.8 площади одинаковы.
Если в проводящем контуре при изменении магнитного потока через него возникает ЭДС, то величина ЭДС определяется суммарной удельной работой сторонних сил по переносу зарядов в контуре. Поскольку электрические заряды могут перемещаться под действием сил со стороны электрического поля, то
. (6.5)
Если закон электромагнитной индукции (6.3) дает отличное от нуля значение , то из этого следует, что возникающее стороннее электрическое поле не потенциально (циркуляция его напряженности по замкнутому контуру отлична от нуля). Следовательно, это электрическое поле не является кулоновским. Каковы его принципиальные отличия от изученного нами ранее электростатического поля?
Во-первых, это электрическое поле создается не электрическими зарядами, а переменным во времени магнитным потоком.
Во-вторых, силовые линии такого поля не являются разомкнутыми. Они замкнуты сами на себя, т.е. рассматриваемое нами электрическое поле является вихревым. Поясним сказанное. Если переменное во времени магнитное поле попадает в сплошную проводящую среду (некоторый проводящий контур), то замкнутые силовые линии возникающего вихревого электрического поля определяют направление движения зарядов в среде, т.е. направление индукционного тока (рис.6.9). Однако возникает вопрос: будет ли наблюдаться явление электромагнитной индукции, если переменное магнитное поле не встречает проводящей среды? “Знает” ли магнитное поле о существовании свободных носителей заряда на своем пути? Очевидно, что в этом случае вихревое электрическое поле также возникает, и его можно зафиксировать, исследовав поведение в пространстве его силовых линий (рис.6.10). В частности, если поместить в пространство проводящий контур, совпадающий с силовыми линиями вихревого поля, то в нем появится индукционный ток.
Это можно пояснить еще одним примером. Рассмотрим взаимное сближение проводящего контура и постоянного магнита (рис.6.11). Если мы связываем рассмотрение с системой отсчета, то наблюдаем движение контура с некоторой скоростьювправо. Тогда свободные электроны кольца движутся в магнитном поле, и дальнейшее появление индукционного тока можно объяснить действием на них силы со стороны магнитного поля (см. п.6.1). Однако если рассмотреть процесс в системе отсчета, связанной с кольцом, то появление индукционного тока нельзя будет связать с действием на электроны магнитных сил, т.к. они неподвижны в этой системе отсчета. Тем не менее, индукционный ток существует в кольце независимо от способа объяснения его появления. Следовательно, поскольку движение электрически заряженных частиц может быть вызвано либо действием на них магнитных сил (которые в системе (xyz) отсутствуют), либо действием электрических сил, то следует предположить возникновение некоторого вихревого электрического поля. Именно его действие на заряды кольца и вызывают появление индукционного тока. Заметим, что такое объяснение годится для любой системы отсчета, следовательно, является универсальным.
Объединим выражения (6.3) и (6.5):
. (6.6)
Фигурирующий в основном законе электромагнитной индукции магнитный поток сквозь ограниченную контуром поверхность может изменяться по ряду причин – благодаря изменению формы контура и его расположения в поле, а также из-за переменности самого поля. Полная производная учитывает все эти причины. В случае неподвижного контура поток может изменяться только при изменении магнитной индукции во всех точках неподвижной поверхностиS, натянутой на контур L, с течением времени. В таком случае закон (6.6) записывают в виде
. (6.7)
studfiles.net
32. Электрический диполь. Индукция электрического поля.
Электрический дипольный момент—векторнаяфизическая величина, характеризующая, наряду с суммарным зарядом (и реже используемыми высшими мультипольными моментами), электрические свойства системызаряженных частиц(распределениязарядов) в смысле создаваемого ею поля и действия на нее внешних полей. Главная после суммарного заряда и положения системы в целом (ее радиус-вектора) характеристика конфигурации зарядов системы при наблюдении ее издали.
Простейшая система зарядов, имеющая определенный (не зависящий от выбора начала координат) ненулевой дипольный момент — это диполь(две точечные частицы с одинаковыми по величине разноимёнными зарядами). Электрический дипольный момент такой системы по модулю равен произведению величины положительного заряда на расстояние между зарядами и направлен от отрицательного заряда к положительному, или:
— где q — величина положительного заряда, — вектор с началом в отрицательном заряде и концом в положительном.
Для системы из Nчастиц электрический дипольный момент равен
где — заряд частицы с номерома— её радиус-вектор; или, если суммировать отдельно по положительным и отрицательным зарядам:
где — число положительно/отрицательно заряженных частиц,— их заряды;— суммарные заряды положительной и отрицательной подсистем и радиус-векторы их «центров тяжести».
Электрический дипольный момент нейтральной системы зарядовне зависит от выбора начала координат, а определяется относительным расположением (и величинами) зарядов в системе.
Напряженность электрического поля является силовой характеристикой поля и определяется не только зарядами, создающими поле, но зависит и от свойств среды, в которой находятся эти заряды.
Часто бывает удобно исследовать электрическое поле, рассматривая только заряды и их расположение в пространстве, не принимая во внимание свойств окружающей среды. Для этой цели используется векторная величина, которая называется электрической индукцией или электрическим смещением. Вектор электрической индукции D в однородной изотропной среде связан с вектором напряженности Е соотношением
.
Единицей измерения индукции электрического поля служит 1 Кл/ м2. Направление вектора электрического смещения совпадает с вектором Е. Графическое изображение электрического поля можно построить с помощью линий электрической индукции по тем же правилам, что и для линий напряженности
33. Потенциал электростатического поля. Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов.
Физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют потенциалом φ электрического поля:
Потенциал φявляется энергетической характеристикой электростатического поля.
Работа A12по перемещению электрического зарядаqиз начальной точки (1) в конечную точку (2) равна произведению заряда наразность потенциалов (φ1 – φ2) начальной и конечной точек:
A12 = Wp1 – Wp2 = qφ1 – qφ2 = q(φ1 – φ2)
Во многих задачах электростатики при вычислении потенциалов за опорную точку (0) удобно принять бесконечно удаленную точку. В этом случае понятие потенциала может быть определено следующим образом:
Потенциал поля в данной точке пространства равен работе, которую совершают электрические силы при удалении единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность.
Потенциал φ∞поля точечного зарядаQна расстоянииrот него относительно бесконечно удаленной точки вычисляется следующим образом:
Как следует из теоремы Гаусса, эта же формула выражает потенциал поля однородно заряженного шара (или сферы) приr≥R, гдеR– радиус шара.
Из принципа суперпозиции напряженностей полей, создаваемых электрическими зарядами, следует принцип суперпозиции для потенциалов:
φ = φ1 + φ2 + φ3 + ...
studfiles.net
Закон электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Вихревые токи :: Класс!ная физика
Эл. ток в цепи возможен, если на свободные заряды проводника действуют сторонние силы. Работа этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура называется ЭДС. При изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, в контуре появляются сторонние силы, действие которых характеризуется ЭДС индукции.Учитывая направление индукционного тока, согласно правилу Ленца:
ЭДС индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой с противоположным знаком.
Почему "-" ? - т.к. индукционный ток противодействует изменению магнитного потока, ЭДС индукции и скорость изменения магнитного потока имеют разные знаки.
Если рассматривать не единичный контур, а катушку, где N- число витков в катушке:
Величину индукционного тока можно рассчитать по закону Ома для замкнутой цепи
,где R - сопротивление проводника.
ВИХРЕВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
Причина возникновения электрического тока в неподвижном проводнике - электрическое поле.Всякое изменение магнитного поля порождает индукционное электрическое поле независимо от наличия или отсутствия замкнутого контура, при этом если проводник разомкнут, то на его концах возникает разность потенциалов; если проводник замкнут, то в нем наблюдается индукционный ток.
Индукционное электрическое поле является вихревым. Направление силовых линий вихревого эл. поля совпадает с направлением индукционного токаИндукционное электрическое поле имеет совершенно другие свойства в отличии от электростатического поля.
электростатическое поле | индукционное электрическое поле( вихревое электр. поле ) |
1. создается неподвижными электр. зарядами | 1. вызывается изменениями магнитного поля |
2. силовые линии поля разомкнуты - -потенциальное поле | 2. силовые линии замкнуты -- вихревое поле |
3. источниками поля являются электр. заряды | 3. источники поля указать нельзя |
4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути = 0. | 4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути = ЭДС индукции |
Вихревые токи
Индукционные токи в массивных проводниках называюттоками Фуко. Токи Фуко могут достигать очень больших значений, т.к. сопротивление массивных проводников мало.Поэтому сердечники трансформаторов делают из изолированных пластин.В ферритах - магнитных изоляторах вихревые токи практически не возникают.
Использование вихревых токов
- нагрев и плавка металлов в вакууме, демпферы в электроизмерительных приборах.
Вредное действие вихревых токов
- это потери энергии в сердечниках трансформаторов и генераторов из-за выделения большого количества тепла.
Другие страницы по теме «Электромагнитное поле» за 10-11 класс:
Взаимодействие токов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Сила Ампера. Действие магнитного поля на движущийся заряд.Магнитные свойства вещества.Явление электромагнитной индукции. Магнитный поток. Направление индукционного тока. Правило Ленца.ЭДС электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле.ЭДС индукции в движущихся проводниках. Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля. Вопросы к пр/р
Вспомни тему «Электромагнитные явления» за 8 класс:
Магнитное поле.Магнитное поле прямого проводника. Магнитные линии.Магнитное поле катушки с током. Электромагнит.Постоянные магниты.Магнитное поле Земли. Действие магнитного поля на проводник с током. Электродвигатель. Вспомни тему «Электромагнитное поле » за 9 класс:
Магнитное поле.Определение направления линий магнитного поля.Обнаружение магнитного поля по его действию на проводник с током.Магнитная индукция. Магнитный поток.Явление электромагнитной индукции.Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. Смотри другие страницы по теме «Всё о магнитах»:Магнитное полеПостоянные магнитыОрганические магнитыМагнитные жидкости ЭлектромагнитыЭлектромагниты Дж. ГенриТелеграф С. Морзе"Ювелирные" соленоиды"Шаттл" на электромагнитной тягеОпыты с магнитными иголкамиОпыт: влияние температуры на свойства магнитаМагнитное поле ЗемлиМожно ли намагнитить шар?Намагничивание в магнитном поле ЗемлиЧасы и магнетизм"Поющие" магнитыРазмагничиваниеДрейф магнитных полюсов Земли"Магометов гроб"Проект магнитного транспорта Лечение магнитами Магнитная летательная машинаСражение марсиан с земножителямиМагнитный вечный двигатель Магнитные фокусыОружие 21 векаКак влияет электросмог на всё живое?Как работает микроволновка?Загадки Николы ТеслаО полярных сиянияхНаучные игрушки с элементами "антигравитации"Применение электромагнитаБури, которые не видит глазМожет ли бритва самозатачиваться?
class-fizika.narod.ru
Видеоматериалы
Опыт пилотных регионов, где соцнормы на электроэнергию уже введены, показывает: граждане платить стали меньше
Подробнее...С начала года из ветхого и аварийного жилья в республике были переселены десятки семей
Подробнее...Более 10-ти миллионов рублей направлено на капитальный ремонт многоквартирных домов в Лескенском районе
Подробнее...Актуальные темы
ОТЧЕТ о деятельности министерства энергетики, ЖКХ и тарифной политики Кабардино-Балкарской Республики в сфере государственного регулирования и контроля цен и тарифов в 2012 году и об основных задачах на 2013 год
Подробнее...Предложения организаций, осуществляющих регулируемую деятельность о размере подлежащих государственному регулированию цен (тарифов) на 2013 год
Подробнее...
КОНТАКТЫ
360051, КБР, г. Нальчик
ул. Горького, 4
тел: 8 (8662) 40-93-82
факс: 8 (8662) 47-31-81
e-mail:
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.