16.07.2024

Как обозначается в физике индукция: Что такое магнитная индукция

Содержание

Индукция в физике — это… Что такое Индукция в физике?

слово «индукция» употребляется в физике для обозначения явлений возбуждения в телах магнитного или электрического состояния, а также возникновения в них электрических токов — под влиянием других тел, находящихся на расстоянии от первых и представляющих собой намагниченные или наэлектризованные тела или, наконец, проводники, по которым проходят электрические токи. Различают поэтому три рода И.: магнитную, электрическую и И. токов.

а) И. магнитная. Всякое тело, будет ли оно твердое, жидкое или газообразное, обнаруживает магнитное состояние, когда помещается в магнитное поле, т. е. вносится в пространство, в котором магнитная стрелка испытывает действие особых направляющих сил, так называемых магнитных сил. Такое магнитное поле возбуждается или магнитами, или проводниками с электрическими токами, или, наконец, как это следует из теории, оно возникает вокруг наэлектризованного тела при изменении электрического состояния этого тела или при приведении его в движение. Магнитное поле характеризуется так называемыми магнитными силовыми линиями. Силовыми линиями называются линии, касательные к которым совпадают с направлениями магнитных сил, испытываемых северным магнитным полюсом, помещаемым в точках, в которых проведены касательные. Число силовых линий, воображаемых в каком-либо месте поля и отнесенных к единице поверхности, перпендикулярной к этим линиям, должно равняться величине магнитной силы, какую испытывает в этом месте поля единица магнетизма. Таким образом, число силовых линий, отнесенное к единице поперечного сечения пучка их, выражает напряжение магнитного поля в данном месте. Тело, помещенное в магнитное поле, приходит в магнитное состояние, причем подвергается изменению и направление силовых линий в пространстве, окружающем тело. На двух противоположных частях поверхности тела, соответствующих местам входа и выхода из этого тела магнитных силовых линий, обнаруживается присутствие магнетизма. При этом в некоторых телах, названных Фарадеем парамагнитными, в месте входа силовых линий в тело появляется южный магнетизм, в месте выхода этих линий из тела обнаруживается северный магнетизм.


В других телах, названных Фарадеем диамагнитными, явление получается прямо противоположное. В этих телах северный магнетизм обнаруживается в местах входа силовых линий внутрь тела и южный магнетизм — в местах выхода их из тела. Железо, сталь, чугун, никель и кобальт — наиболее характерные тела первой категории, т. е. парамагнитные. Висмут представляет собой наиболее типичное тело из группы диамагнитных. Возникновение магнитной индукции во всех телах природы было открыто Фарадеем в 1845 г. В телах изотропных отношение магнитного момента единицы объема тела, являющегося вследствие И., иначе — напряженность временного намагничивания тела (J) — к величине магнитной силы Н, которую должна испытывать единица магнетизма, находящаяся в рассматриваемом месте тела, т. е. там, где определяется магнитный момент, носит название магнитной восприимчивости тела (х). Итак, х = J/H или, иначе, J = хН. Магнитная восприимчивость характеризует свойства тела в отношении магнитной И. (см. Магнетизм). В теории магнетизма выражение «магнитная И.» употребляется еще в другом, более узком смысле. По Максвеллу, словами «магнитная И.» обозначается величина магнитной силы, действующей на единицу северного магнетизма, когда эта единица магнетизма будет помещена мысленно внутри намагничиваемого тела в центре пещерки, воображаемой в теле и имеющей форму бесконечно тонкого полого диска, перпендикулярного к направлению намагничивания в этом месте тела. В изотропном теле величина магнитной И. (B) выражается через B = H + 4πJ = (1 + 4πх)Н = μH, а направление ее параллельно направлению магнитной силы Н. Коэффициент μ носит название магнитной «проницаемости» тела. (Томсон). Максвелл называет этот коэффициент «магнитной проводимостью тела». Магнитная И., подобно магнитным силам, может быть представлена графически при посредстве так называемых линий магнитной И. Линии магнитной И. внутри изотропных веществ совпадают по направлению с магнитными силовыми линиями, но различаются от последних числом. В телах кристаллических магнитная И. и магнитная сила составляют между собой вообще некоторый угол. В абсолютной пустоте, для которой х = 0, магнитная И. тождественна с магнитной силой.

б) И. электрическая (или электростатическая). Всякое тело, помещенное в электрическое поле, т. е. в пространство, в котором обнаруживаются электрические притяжения и отталкивания, приходит само в электрическое состояние. Электрическое поле возбуждается наэлектризованными телами или, как это показывает теория, может образоваться и без присутствия наэлектризованных тел; оно возникает и от действия намагниченных тел, т. е. получается из магнитного поля, когда напряжение последнего претерпевает изменение. Подобно магнитному полю, электрическое поле весьма удобно характеризуется электрическими силовыми линиями. Тело, внесенное в электрическое поле, обнаруживает отрицательное электричество в местах входа электрических силовых линий внутрь тела и положительное электричество в местах выхода этих линий наружу. При этом тело изменяет направление силовых линий в окружающем пространстве. Если тело обладает способностью проводить электричество, появляющееся в нем электричество наблюдается только на внешней поверхности тела. Количества положительного и отрицательного электричества, получающиеся на поверхности этого тела, равны между собой. В таком проводящем теле возможно удалить одно из электричеств и тем дать возможность этому телу остаться в электрическом состоянии и после того, как будет уничтожена причина, вызвавшая образование электрического поля, которое подействовало на тело. Для этого достаточно хотя бы на самое короткое время соединить тело с землей при помощи каких-либо проводников электричества. Если тело не проводит электричества, т. е. представляет собой изолятор или диэлектрик, оба электричества, положительное и отрицательное, в равном количестве появляются в каждом элементе объема тела.

В теории электричества, предложенной Максвеллом, выражение «электрическая И. через поверхность S» обозначает собой , где F — величина электрической силы, испытываемой единицей положительного электричества в точках элемента поверхности dS, ε — угол, составляемый направлением этой силы с нормалью к поверхности, K — так называемая диэлектрическая постоянная (или, лучше, диэлектрическая характеристика) среды, прилегающей к рассматриваемой поверхности, и интеграл распространен по всей поверхности S (см. Электричество, теория).

в) И. токов, или И. электродинамическая. Явления индукции токов открыты Фарадеем в 1831 г. Электродинамическая индукция заключается в том, что во всяком проводнике, находящемся в магнитном поле, является электродвижущая сила, стремящаяся возбудить электрический ток во всех случаях, когда вследствие движения проводника или тех тел, которые создают магнитное поле, или, наконец, вследствие изменения магнитного состояния этих тел или силы тока в них подвергается изменению напряжение магнитного поля в месте, занимаемом проводником. Такая электродвижущая сила называется электродвижущей силой И. и вызываемые ею токи — индукционными токами (см. Электрический ток). Электродвижущая сила И. существует только в течение времени изменения напряжения магнитного поля. Она исчезает, как только напряжение поля около проводника делается постоянным. Характеризуя магнитное поле линиями магнитной индукции, можно следующим образом выразить основной закон электродинамической индукции. Правило Фарадея: электродвижущая сила индукции (е), являющаяся в какой-либо части проводника в данный момент времени, пропорциональна числу линий магнитной индукции, перерезываемых этой частью проводника в единицу времени. Выражая электродвижущую силу и напряжение магнитного поля в абсол. единицах (см. Единицы), мы имеем е = dn/dt. Здесь dt обозначает бесконечно малый элемент времени и dn — число линий магнитной индукции, перерезываемых рассматриваемой частью проводника в этот элемент времени. Направление появляющегося при этом индукционного тока определяется следующим образом. Воображая себя плывущим по направлению магнитных силовых линий с лицом, обращенным в сторону относительного движения проводника, мы заметим ток, являющийся от И. в рассматриваемой части проводника, по направлению слева направо.

Для замкнутых проводников удобнее другая формулировка закона И., предложенная Максвеллом: электродвижущая сила индукции (е), возбуждающаяся в замкнутом проводнике в какой-либо момент времени, равняется скорости изменения числа линий магнитной И. (N), пронизывающих поверхность, ограниченную рассматриваемым проводником, как контуром, взятой с обратным знаком — т. е. е = — dN/dt. При этом, смотря на проводник по направлению вдоль линий магнитной И., мы будем наблюдать индукционный ток по направлению движения часовой стрелки, если число линий магнитной И., пронизывающих поверхность внутри проводника, уменьшается, и по направлению, обратному движению часовой стрелки, если это число возрастает (см. Электрический ток).

И. Боргман.


это в физике что такое?

В данной статье мы рассмотрим существующее в физике обозначение — индукцию. Мы ознакомимся с некоторыми ее характеристиками и изучим существующие разновидности. Помимо физики, данный термин встречается и в других сферах человеческой деятельности.

Введение

В физике индукция – это соотношение коэффициента пропорциональности с электрическим током, движущимся вдоль замкнутого контура. А также он имеет магнитный поток полного типа. Называют потокосцеплением.

Индуктивность выступает в качестве электрической инерции, уподобляясь инерции тела механической природы. В качестве меры, для определения электрического инерциального коэффициента, необходимо использовать ЭДС индукции.

Существует понятие об индуктивных свойствах прямых длинных проводов. Здесь замкнутый контур может определять полезность действия путем определения особых уточнений.

В физике, индукция – это форма выражения показателя ЭДС самоиндукции в пределах контура, которая возникает при изменении величины тока.

При наличии заданного параметры силы тока, индуктивность будет определять энергетический потенциал магнитного поля, которое создал этот ток.

Обозначающие средства

физика 11 класс электромагнитная индукция

При измерении показателя индуктивности в пределах системы СИ, для ее обозначения используют «Гн». Один контур вмещает себя величину индукции равную одному генри. Но для этого необходимым условием является изменение тока на один ампер ежесекундно. Данное требование дает контуры на выводе с показателем возникшего напряжения, равного одному вольту.

Системные возможности СГС позволяют нам измерять показатель индуктивности при помощи Гауссовой системы. СГСЭ единицей, определяющей данную величину, служит статгенри. Однако очень часто ей не дают имени.

Обозначение символом L увековечило имя ученого Э. Х. Ленца. По имени Дж. Генри также назвали единицу измерения величины индуктивности. Предложил ввести в терминологию понятие индуктивности О. Хевисайд, а сделал он это в 1886 году.

индукция обозначение в физике

Немного теории

Проводящий контур, по которому протекает ток, образует вокруг себя магнитное поле, за счет деятельности электричества.

С точки зрения квазистатического приближения, рассмотрение подразумевает в себе то, что переменная электрического поля довольно слаба либо изменяется довольно медленно, для того чтобы ей можно было пренебрегать магнитным полем, которое они порождают. Это соответствует условиям закона Био-Савара-Лапласа. Суммирование всех полей, которые порождает любая единица, пропорциональная такому току, показывает нам то, что в физике вектор магнитной индукции, его поле, соответствует данному явлению электричества, такому же току.

Такие данные соответствуют протеканию процесса в вакууме. Если имеется присутствие магнетика, с достаточно мощным показателем магнитной восприимчивости, то вектор индукции станет ярко выражать различие, в сравнении с тем, как он себя вел в отсутствии такой среды.

Контур одновиткового типа и индуктивность катушки

Одновитковые контуры, пронизанные величиной потока магнитной природы, связаны с уровнем тока, что выражается здесь:

Φ = L I

Где L – это индуктивная способность единичного витка.

При наличии количества витков в размере – N, выражение принимает другой вид:

Ψ = L I

В таком виде Ψ = ∑ (N, I = 1) Φi – это общее количество потоков магнитной природы, проходящих сквозь имеющиеся витки. L – становится индуктивностью катушки с большим количеством витков. Ψ – величина потокосцепления.

L – называют коэффициентом пропорциональности или самоиндукции. В случае, когда ток воздействует на все витки с равной силой, получаем Ψ = N Φ. Этому соответствует LN = L1 N2.

физика явление электромагнитной индукции

О соленоиде

Соленоид – это катушка, у которой диаметр гораздо меньше ее длины. Наличие данной характеристики при отсутствии магнитных материалов, выражающих свою плотность магнитных потоков в системе СИ, фактически имеет постоянный показатель.

Абсолютное заполнение пространства внутри катушки магнитными материалами создаст различие в индуктивности. Разница выражается в множителе относительной магнитной проницаемости.

Понятие об электростатической индукции

Индукция в физике – это «многогранное» явление, которое способно иметь место в различных разделах рассматриваемой их науки.

Индукция электростатической природы представляет собой наведение личного поля электростатического типа телом, на которое воздействует внешнее эл. поле.

Основания для этого явления заключены в перераспределении зарядов, находящихся внутри проводящего тела. Процесс поляризации набора внутренних микроструктур у тел непроводящего типа, также подтверждает такой вид индукции. Внешние электрические поля могут заметно искажаться, находясь рядом с телом, обладающим индуцированным эл. полем.

Явление в проводниках

физика вектор магнитной индукции

Значение индукции в физике позволяет нам, при помощи ряда других знаний о природе тока, определять, что процесс перераспределения зарядов внутри металлов, имеющих высокий показатель проводимости, в условиях воздействия внешнего эл. поля, будет протекать до момента его полной взаимной компенсации. А также это приведет к появлению разно заряженных наведенных зарядов, расположенных на противоположных концах самого проводника.

Рассмотрение такого явления важно при решении задач по физике. Индукция электростатической природы используется для их заряжения. Это можно показать, если заземленный проводник подвергнуть воздействию тела с отрицательным зарядом, путем их сближения. С учетом отсутствия их соприкосновения, некоторая часть «-» зарядов отправится в землю, замещаясь при этом зарядами «+». Теперь, если мы уберем заземление и тело, имеющее заряд, последнее все равно будет заряжено положительно. Такие же действия, но в отсутствии заземления, обусловят индуцированное перераспределение зарядов внутри проводника. Это приведет к тому, что каждая его часть обретет нейтральную форму.

Индукция магнитной природы

индукция задачи по физике

В физике магнитная индукция – это величина, определяемая векторами и являющаяся силовым параметром магнитного поля в конкретно указанной точке. Позволяет обнаруживать силу поля, воздействующего на заряды.

Индукция магнитного поля в физике может определяться в качестве отношения максимального момента силы механического типа, действующего на рамку под напряжением, помещенную в поле однородного характера, к параметру произведения силы тока в пределах рамки, ее площади.

Считается, что именно это явление объясняет и закладывает основу для определения фундаментальной характеристики магнитного поля, которое является аналогичным вектору, указывающему на напряженность эл. поля.

Система СГС измеряет магнитную индукцию при помощи гауссов (Гс), а система СИ использует единицы Тесла (Тл). Один Тл соответствует 104 Гс.

Прибор, измеряющий показатель такого типа индукции, называется тесламетром.

Индукция электромагнетизма

индукция это в физике

Электромагнитную индукцию физика 11 класса представляет в форме явления, при котором возникает электрополе в условиях замкнутого контура, сквозь который проходит изменяющийся магнитный поток. М. Фарадей в 1831 году обнаружил, что ЭДС, появляющаяся в таком контуре, соблюдает пропорциональность скорости, при которой изменяется магнитный поток. Это показатель движущей электричество силы, независимо от причины, обусловливающей изменение потока – изменения свойств самого поля или контурного движения, его части, в маг. поле. Ток, который вызывает такой ЭДС, называют индукционным.

Г. Х. Эрстедом в 1820 году было доказано, что вследствие воздействия протекающей цепи тока, магнитная стрелка будет отклоняться. Когда эл. ток порождается магнетизмом, то сам магнетизм должен быть связанным с электротоком. Это взаимно обуславливающие процессы.

Данную мысль стал детально изучать английский ученый М. Фарадей. Попытка получить электричество из магнетизма была его главной целью в жизни на тот момент. Его старания насчитывают огромнейшее количество опытов, который он проводил, но без успеха. Однако в 1831 г., 29 августа, его постиг триумф. Было открыто явление электромагнитной индукции в физике. Установка, при помощи которой был совершен прорыв, базируется на кольце, изготовленном из железа с относительно высокой мягкостью. Его ширина составляла два см, и в диаметре достигала 15. Он намотал на колечко большое количество витков проволоки из меди, на обеих половинах кольца. Цепочка первой обмотки производила замыкание проволоки. В витках располагалась стрела, для обнаружения электромагнитной индукции. Вторая половина обмотки пропускала ток в гальванические элементы от батареи. Включение электрического напряжения вызывало колебания на магнитной стрелке, которые вскоре утихали; прерывание подачи тока вызывало вспыхивание и затухание движений указателя. Было выяснено, что стрелочка отклоняется в одном направлении, когда ток подавали, и в другом, когда его прерывали. М. Фарадей определил, что превращение сил магнетизма в электричество можно совершить при помощи простого магнита.

физика магнитная индукция

Выводы

Из всего выше прочитанного, можно заключить, что в физике индукция – это многогранное количество явлений, которые могут обнаруживаться в разных областях изучения физики. Данная величина свое выражение находит при помощи ряда векторов. По характеру и природе явления может делиться на магнитную, электростатическую и электромагнитную индукции. Данное свойство тока позволяет рассчитывать множество значений, например, таких, как параметры проводников. Оно выражает ЭДС, лежащее в пределах определенного контура. Изначально явление индукции было гипотезой, которая была возведена в статус теории посредством множества проведенных опытов, подтверждающих и объясняющих суть устройства данного механизма. Также важно знать, что данное явление может носить несколько иной характер, если оно наблюдается в соленоиде. В жизни человека этот механизм является условием, на основе которого строится современная система передачи тока на большие расстояния, а также играет важную роль при создании самой энергии. Понимание индукции и вытекающих из нее следствий, позволяет человеку эксплуатировать ее для достижения личностных производственных целей.

Индукция в физике — Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона

Слово «индукция» употребляется в физике для обозначения явлений возбуждения в телах магнитного или электрического состояния, а также возникновения в них электрических токов — под влиянием других тел, находящихся на расстоянии от первых и представляющих собой намагниченные или наэлектризованные тела или, наконец, проводники, по которым проходят электрические токи. Различают поэтому три рода И.: магнитную, электрическую и И. токов.

а) И. магнитная. Всякое тело, будет ли оно твердое, жидкое или газообразное, обнаруживает магнитное состояние, когда помещается в магнитное поле, т. е. вносится в пространство, в котором магнитная стрелка испытывает действие особых направляющих сил, так называемых магнитных сил. Такое магнитное поле возбуждается или магнитами, или проводниками с электрическими токами, или, наконец, как это следует из теории, оно возникает вокруг наэлектризованного тела при изменении электрического состояния этого тела или при приведении его в движение. Магнитное поле характеризуется так называемыми магнитными силовыми линиями. Силовыми линиями называются линии, касательные к которым совпадают с направлениями магнитных сил, испытываемых северным магнитным полюсом, помещаемым в точках, в которых проведены касательные. Число силовых линий, воображаемых в каком-либо месте поля и отнесенных к единице поверхности, перпендикулярной к этим линиям, должно равняться величине магнитной силы, какую испытывает в этом месте поля единица магнетизма. Таким образом, число силовых линий, отнесенное к единице поперечного сечения пучка их, выражает напряжение магнитного поля в данном месте. Тело, помещенное в магнитное поле, приходит в магнитное состояние, причем подвергается изменению и направление силовых линий в пространстве, окружающем тело. На двух противоположных частях поверхности тела, соответствующих местам входа и выхода из этого тела магнитных силовых линий, обнаруживается присутствие магнетизма. При этом в некоторых телах, названных Фарадеем парамагнитными, в месте входа силовых линий в тело появляется южный магнетизм, в месте выхода этих линий из тела обнаруживается северный магнетизм. В других телах, названных Фарадеем диамагнитными, явление получается прямо противоположное. В этих телах северный магнетизм обнаруживается в местах входа силовых линий внутрь тела и южный магнетизм — в местах выхода их из тела. Железо, сталь, чугун, никель и кобальт — наиболее характерные тела первой категории, т. е. парамагнитные. Висмут представляет собой наиболее типичное тело из группы диамагнитных. Возникновение магнитной индукции во всех телах природы было открыто Фарадеем в 1845 г. В телах изотропных отношение магнитного момента единицы объема тела, являющегося вследствие И., иначе — напряженность временного намагничивания тела (J) — к величине магнитной силы Н, которую должна испытывать единица магнетизма, находящаяся в рассматриваемом месте тела, т. е. там, где определяется магнитный момент, носит название магнитной восприимчивости тела (х). Итак, х = J/H или, иначе, J = хН. Магнитная восприимчивость характеризует свойства тела в отношении магнитной И. (см. Магнетизм). В теории магнетизма выражение «магнитная И.» употребляется еще в другом, более узком смысле. По Максвеллу, словами «магнитная И.» обозначается величина магнитной силы, действующей на единицу северного магнетизма, когда эта единица магнетизма будет помещена мысленно внутри намагничиваемого тела в центре пещерки, воображаемой в теле и имеющей форму бесконечно тонкого полого диска, перпендикулярного к направлению намагничивания в этом месте тела. В изотропном теле величина магнитной И. (B) выражается через B = H + 4πJ = (1 + 4πх)Н = μH, а направление ее параллельно направлению магнитной силы Н. Коэффициент μ носит название магнитной «проницаемости» тела. (Томсон). Максвелл называет этот коэффициент «магнитной проводимостью тела». Магнитная И., подобно магнитным силам, может быть представлена графически при посредстве так называемых линий магнитной И. Линии магнитной И. внутри изотропных веществ совпадают по направлению с магнитными силовыми линиями, но различаются от последних числом. В телах кристаллических магнитная И. и магнитная сила составляют между собой вообще некоторый угол. В абсолютной пустоте, для которой х = 0, магнитная И. тождественна с магнитной силой.

б) И. электрическая (или электростатическая). Всякое тело, помещенное в электрическое поле, т. е. в пространство, в котором обнаруживаются электрические притяжения и отталкивания, приходит само в электрическое состояние. Электрическое поле возбуждается наэлектризованными телами или, как это показывает теория, может образоваться и без присутствия наэлектризованных тел; оно возникает и от действия намагниченных тел, т. е. получается из магнитного поля, когда напряжение последнего претерпевает изменение. Подобно магнитному полю, электрическое поле весьма удобно характеризуется электрическими силовыми линиями. Тело, внесенное в электрическое поле, обнаруживает отрицательное электричество в местах входа электрических силовых линий внутрь тела и положительное электричество в местах выхода этих линий наружу. При этом тело изменяет направление силовых линий в окружающем пространстве. Если тело обладает способностью проводить электричество, появляющееся в нем электричество наблюдается только на внешней поверхности тела. Количества положительного и отрицательного электричества, получающиеся на поверхности этого тела, равны между собой. В таком проводящем теле возможно удалить одно из электричеств и тем дать возможность этому телу остаться в электрическом состоянии и после того, как будет уничтожена причина, вызвавшая образование электрического поля, которое подействовало на тело. Для этого достаточно хотя бы на самое короткое время соединить тело с землей при помощи каких-либо проводников электричества. Если тело не проводит электричества, т. е. представляет собой изолятор или диэлектрик, оба электричества, положительное и отрицательное, в равном количестве появляются в каждом элементе объема тела.

В теории электричества, предложенной Максвеллом, выражение «электрическая И. через поверхность S» обозначает собой Индукция в физике, где F — величина электрической силы, испытываемой единицей положительного электричества в точках элемента поверхности dS, ε — угол, составляемый направлением этой силы с нормалью к поверхности, K — так называемая диэлектрическая постоянная (или, лучше, диэлектрическая характеристика) среды, прилегающей к рассматриваемой поверхности, и интеграл распространен по всей поверхности S (см. Электричество, теория).

в) И. токов, или И. электродинамическая. Явления индукции токов открыты Фарадеем в 1831 г. Электродинамическая индукция заключается в том, что во всяком проводнике, находящемся в магнитном поле, является электродвижущая сила, стремящаяся возбудить электрический ток во всех случаях, когда вследствие движения проводника или тех тел, которые создают магнитное поле, или, наконец, вследствие изменения магнитного состояния этих тел или силы тока в них подвергается изменению напряжение магнитного поля в месте, занимаемом проводником. Такая электродвижущая сила называется электродвижущей силой И. и вызываемые ею токи — индукционными токами (см. Электрический ток). Электродвижущая сила И. существует только в течение времени изменения напряжения магнитного поля. Она исчезает, как только напряжение поля около проводника делается постоянным. Характеризуя магнитное поле линиями магнитной индукции, можно следующим образом выразить основной закон электродинамической индукции. Правило Фарадея: электродвижущая сила индукции (е), являющаяся в какой-либо части проводника в данный момент времени, пропорциональна числу линий магнитной индукции, перерезываемых этой частью проводника в единицу времени. Выражая электродвижущую силу и напряжение магнитного поля в абсол. единицах (см. Единицы), мы имеем е = dn/dt. Здесь dt обозначает бесконечно малый элемент времени и dn — число линий магнитной индукции, перерезываемых рассматриваемой частью проводника в этот элемент времени. Направление появляющегося при этом индукционного тока определяется следующим образом. Воображая себя плывущим по направлению магнитных силовых линий с лицом, обращенным в сторону относительного движения проводника, мы заметим ток, являющийся от И. в рассматриваемой части проводника, по направлению слева направо.

Для замкнутых проводников удобнее другая формулировка закона И., предложенная Максвеллом: электродвижущая сила индукции (е), возбуждающаяся в замкнутом проводнике в какой-либо момент времени, равняется скорости изменения числа линий магнитной И. (N), пронизывающих поверхность, ограниченную рассматриваемым проводником, как контуром, взятой с обратным знаком — т. е. е = — dN/dt. При этом, смотря на проводник по направлению вдоль линий магнитной И., мы будем наблюдать индукционный ток по направлению движения часовой стрелки, если число линий магнитной И., пронизывающих поверхность внутри проводника, уменьшается, и по направлению, обратному движению часовой стрелки, если это число возрастает (см. Электрический ток).

И. Боргман.


Источник:
Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
на Gufo.me


Индукция в физике

ЭСБЕ/Индукция, в физике — Викитека

Индукция (физ.). — слово «индукция» употребляется в физике для обозначения явлений возбуждения в телах магнитного или электрического состояния, а также возникновения в них электрических токов — под влиянием других тел, находящихся на расстоянии от первых и представляющих собой намагниченные или наэлектризованные тела или, наконец, проводники, по которым проходят электрические токи. Различают поэтому три рода И.: магнитную, электрическую и И. токов.

а) И. магнитная. Всякое тело, будет ли оно твердое, жидкое или газообразное, обнаруживает магнитное состояние, когда помещается в магнитное поле, т. е. вносится в пространство, в котором магнитная стрелка испытывает действие особых направляющих сил, так называемых магнитных сил. Такое магнитное поле возбуждается или магнитами, или проводниками с электрическими токами, или, наконец, как это следует из теории, оно возникает вокруг наэлектризованного тела при изменении электрического состояния этого тела или при приведении его в движение. Магнитное поле характеризуется так называемыми магнитными силовыми линиями. Силовыми линиями называются линии, касательные к которым совпадают с направлениями магнитных сил, испытываемых северным магнитным полюсом, помещаемым в точках, в которых проведены касательные. Число силовых линий, воображаемых в каком-либо месте поля и отнесенных к единице поверхности, перпендикулярной к этим линиям, должно равняться величине магнитной силы, какую испытывает в этом месте поля единица магнетизма. Таким образом, число силовых линий, отнесенное к единице поперечного сечения пучка их, выражает напряжение магнитного поля в данном месте. Тело, помещенное в магнитное поле, приходит в магнитное состояние, причем подвергается изменению и направление силовых линий в пространстве, окружающем тело. На двух противоположных частях поверхности тела, соответствующих местам входа и выхода из этого тела магнитных силовых линий, обнаруживается присутствие магнетизма. При этом в некоторых телах, названных Фарадеем парамагнитными, в месте входа силовых линий в тело появляется южный магнетизм, в месте выхода этих линий из тела обнаруживается северный магнетизм. В других телах, названных Фарадеем диамагнитными, явление получается прямо противоположное. В этих телах северный магнетизм обнаруживается в местах входа силовых линий внутрь тела и южный магнетизм — в местах выхода их из тела. Железо, сталь, чугун, никель и кобальт — наиболее характерные тела первой категории, т. е. парамагнитные. Висмут представляет собой наиболее типичное тело из группы диамагнитных. Возникновение магнитной индукции во всех телах природы было открыто Фарадеем в 1845 г. В телах изотропных отношение магнитного момента единицы объема тела, являющегося вследствие И., иначе — напряженность временного намагничивания тела (J) — к величине магнитной силы Н, которую должна испытывать единица магнетизма, находящаяся в рассматриваемом месте тела, т. е. там, где определяется магнитный момент, носит название магнитной восприимчивости тела (κ). Итак, κ=JH{\displaystyle \kappa ={\frac {J}{H}}} или, иначе, J=κH.{\displaystyle J=\kappa H.} Магнитная восприимчивость характеризует свойства тела в отношении магнитной И. (см. Магнетизм). В теории магнетизма выражение «магнитная И.» употребляется еще в другом, более узком смысле. По Максвеллу, словами «магнитная И.» обозначается величина магнитной силы, действующей на единицу северного магнетизма, когда эта единица магнетизма будет помещена мысленно внутри намагничиваемого тела в центре пещерки, воображаемой в теле и имеющей форму бесконечно тонкого полого диска, перпендикулярного к направлению намагничивания в этом месте тела. В изотропном теле величина магнитной И. (B) выражается через B=H+4πJ=(1+4πκ)H=μH,{\displaystyle B=H+4\pi J=(1+4\pi \kappa )H=\mu H,} а направление ее параллельно направлению магнитной силы Н. Коэффициент μ носит название магнитной «проницаемости» тела. (Томсон). Максвелл называет этот коэффициент «магнитной проводимостью тела». Магнитная И., подобно магнитным силам, может быть представлена графически при посредстве так называемых линий магнитной И. Линии магнитной И. внутри изотропных веществ совпадают по направлению с магнитными силовыми линиями, но различаются от последних числом. В телах кристаллических магнитная И. и магнитная сила составляют между собой вообще некоторый угол. В абсолютной пустоте, для которой κ = 0, магнитная И. тождественна с магнитной силой.

б) И. электрическая (или электростатическая). Всякое тело, помещенное в электрическое поле, т. е. в пространство, в котором обнаруживаются электрические притяжения и отталкивания, приходит само в электрическое состояние. Электрическое поле возбуждается наэлектризованными телами или, как это показывает теория, может образоваться и без присутствия наэлектризованных тел; оно возникает и от действия намагниченных тел, т. е. получается из магнитного поля, когда напряжение последнего претерпевает изменение. Подобно магнитному полю, электрическое поле весьма удобно характеризуется электрическими силовыми линиями. Тело, внесенное в электрическое поле, обнаруживает отрицательное электричество в местах входа электрических силовых линий внутрь тела и положительное электричество в местах выхода этих линий наружу. При этом тело изменяет направление силовых линий в окружающем пространстве. Если тело обладает способностью проводить электричество, появляющееся в нем электричество наблюдается только на внешней поверхности тела. Количества положительного и отрицательного электричества, получающиеся на поверхности этого тела, равны между собой. В таком проводящем теле возможно удалить одно из электричеств и тем дать возможность этому телу остаться в электрическом состоянии и после того, как будет уничтожена причина, вызвавшая образование электрического поля, которое подействовало на тело. Для этого достаточно хотя бы на самое короткое время соединить тело с землей при помощи каких-либо проводников электричества. Если тело не проводит электричества, т. е. представляет собой изолятор или диэлектрик, оба электричества, положительное и отрицательное, в равном количестве появляются в каждом элементе объема тела.

В теории электричества, предложенной Максвеллом, выражение «электрическая И. через поверхность S» обозначает собой ∬KFcos⁡εdS,{\displaystyle \iint KF\cos \varepsilon dS,} где F — величина электрической силы, испытываемой единицей положительного электричества в точках элемента поверхности dS, ε — угол, составляемый направлением этой силы с нормалью к поверхности, K — так называемая диэлектрическая постоянная (или, лучше, диэлектрическая характеристика) среды, прилегающей к рассматриваемой поверхности, и интеграл распространен по всей поверхности S (см. Электричество, теория).

в) И. токов, или И. электродинамическая. Явления индукции токов открыты Фарадеем в 1831 г. Электродинамическая индукция заключается в том, что во всяком проводнике, находящемся в магнитном поле, является электродвижущая сила, стремящаяся возбудить электрический ток во всех случаях, когда вследствие движения проводника или тех тел, которые создают магнитное поле, или, наконец, вследствие изменения магнитного состояния этих тел или силы тока в них подвергается изменению напряжение магнитного поля в месте, занимаемом проводником. Такая электродвижущая сила называется электродвижущей силой И. и вызываемые ею токи — индукционными токами (см. Электрический ток). Электродвижущая сила И. существует только в течение времени изменения напряжения магнитного поля. Она исчезает, как только напряжение поля около проводника делается постоянным. Характеризуя магнитное поле линиями магнитной индукции, можно следующим образом выразить основной закон электродинамической индукции. Правило Фарадея: электродвижущая сила индукции (е), являющаяся в какой-либо части проводника в данный момент времени, пропорциональна числу линий магнитной индукции, перерезываемых этой частью проводника в единицу времени. Выражая электродвижущую силу и напряжение магнитного поля в абсол. единицах (см. Единицы), мы имеем e=dndt.{\displaystyle e={\frac {dn}{dt}}.} Здесь dt обозначает бесконечно малый элемент времени и dn — число линий магнитной индукции, перерезываемых рассматриваемой частью проводника в этот элемент времени. Направление появляющегося при этом индукционного тока определяется следующим образом. Воображая себя плывущим по направлению магнитных силовых линий с лицом, обращенным в сторону относительного движения проводника, мы заметим ток, являющийся от И. в рассматриваемой части проводника, по направлению слева направо.

Для замкнутых проводников удобнее другая формулировка закона И., предложенная Максвеллом: электродвижущая сила индукции (е), возбуждающаяся в замкнутом проводнике в какой-либо момент времени, равняется скорости изменения числа линий магнитной И. (N), пронизывающих поверхность, ограниченную рассматриваемым проводником, как контуром, взятой с обратным знаком — т. е. е = — dN/dt. При этом, смотря на проводник по направлению вдоль линий магнитной И., мы будем наблюдать индукционный ток по направлению движения часовой стрелки, если число линий магнитной И., пронизывающих поверхность внутри проводника, уменьшается, и по направлению, обратному движению часовой стрелки, если это число возрастает (см. Электрический ток).

И. Боргман.

Электрическая индукция — это… Что такое Электрическая индукция?

Электри́ческая инду́кция (электри́ческое смеще́ние) — векторная величина, равная сумме вектора напряжённости электрического поля и вектора поляризации.

В СИ: \mathbf D = \varepsilon_0 \mathbf E + \mathbf P.

В СГС: \mathbf D = \mathbf E + 4\pi \mathbf P.

Величина электрической индукции в системе СГС измеряется в СГСЭ или СГСМ единицах, а в СИ — в кулонах на м² (L−2TI). В рамках СТО векторы \mathbf D и \mathbf H объединяются в единый тензор, аналогичный тензору электромагнитного поля.

Определяющие уравнения

Уравнения для вектора индукции в СГС имеют вид (2ая пара уравнений Максвелла)

\mathrm{div}\, \mathbf D = 4\pi \rho
\mathrm{rot}\, \mathbf H = {4\pi \over c}\mathbf j + {1\over c}\frac{\partial \mathbf D}{\partial t}

Здесь \rho — плотность свободных зарядов, а \mathbf j — плотность тока свободных зарядов. Введение вектора \mathbf D, таким образом, позволяет исключить из уравнений Максвелла неизвестные молекулярные токи и поляризационные заряды.

Материальные уравнения

Для полного определения электромагнитного поля уравнения Максвелла необходимо дополнить материальными уравнениями, связывающими векторы \mathbf D и \mathbf E (а также \mathbf H и \mathbf B) в веществе. В вакууме эти векторы совпадают, а в веществе связь между ними зачастую предполагают линейной:

\mathbf D_i = \sum\limits_{j=1}^{3}\varepsilon_{ij} \mathbf E_j

Величины \varepsilon_{ij} образуют тензор диэлектрической проницаемости. В принципе, он может зависеть как от точки внутри тела, так и от частоты колебаний электромагнитного поля. В изотропных средах тензор диэлектрической проницаемости сводится к скаляру, называемому также диэлектрической проницаемостью. Материальные уравнения для \mathbf D приобретают простой вид

\mathbf D = \varepsilon \mathbf E

Возможны среды, для которых зависимость между \mathbf D и \mathbf E является нелинейной (в основном — сегнетоэлектрики).

Граничные условия

На границе двух веществ скачок нормальной компоненты D_n вектора \mathbf D определяется поверхностной плотностью свободных зарядов:

\lim_{\epsilon \to 0} \left(\frac{\partial \mathbf D}{\partial n}(\mathbf r +\epsilon\mathbf n) - \frac{\partial \mathbf D}{\partial n}(\mathbf r -\epsilon\mathbf n) \right) = 4\pi \sigma(\mathbf r) (в СГС)
\lim_{\epsilon \to 0} \left(\frac{\partial \mathbf D}{\partial n}(\mathbf r +\epsilon\mathbf n) - \frac{\partial \mathbf D}{\partial n}(\mathbf r -\epsilon\mathbf n) \right) = \frac{\sigma(\mathbf r)}{\varepsilon_0} (в СИ)

Здесь \tfrac{\partial \mathbf D}{\partial n} = (\mathbf n;\nabla) \mathbf D — нормальная производная, \mathbf r — точка на поверхности раздела, \mathbf n — вектор нормали к этой поверхности в данной точке, \sigma(\mathbf{r}) — поверхностная плотность свободных зарядов. Уравнение не зависит от выбора нормали (внешней или внутренней). В частности, для диэлектриков уравнение означает, что нормальная компонента вектора \mathbf D непрерывна на границе сред. Простого уравнения для касательной составляющей \mathbf D записать нельзя, она должна определяться из граничных условий для \mathbf E и материальных уравнений.

Литература

См. также

ИНДУКЦИЯ, В ФИЗИКЕ — Энциклопедия Брокгауза и Ефрона — Энциклопедические словари

ИНДУКЦИЯ, В ФИЗИКЕ

? слово «индукция» употребляется в физике для обозначения явлений возбуждения в телах магнитного или электрического состояния, а также возникновения в них электрических токов ? под влиянием других тел, находящихся на расстоянии от первых и представляющих собой намагниченные или наэлектризованные тела или, наконец, проводники, по которым проходят электрические токи. Различают поэтому три рода И.: магнитную, электрическую и И. токов.

а) И. магнитная. Всякое тело, будет ли оно твердое, жидкое или газообразное, обнаруживает магнитное состояние, когда помещается в магнитное поле, т. е. вносится в пространство, в котором магнитная стрелка испытывает действие особых направляющих сил, так называемых магнитных сил. Такое магнитное поле возбуждается или магнитами, или проводниками с электрическими токами, или, наконец, как это следует из теории, оно возникает вокруг наэлектризованного тела при изменении электрического состояния этого тела или при приведении его в движение. Магнитное поле характеризуется так называемыми магнитными силовыми линиями. Силовыми линиями называются линии, касательные к которым совпадают с направлениями магнитных сил, испытываемых северным магнитным полюсом, помещаемым в точках, в которых проведены касательные. Число силовых линий, воображаемых в каком-либо месте поля и отнесенных к единице поверхности, перпендикулярной к этим линиям, должно равняться величине магнитной силы, какую испытывает в этом месте поля единица магнетизма. Таким образом, число силовых линий, отнесенное к единице поперечного сечения пучка их, выражает напряжение магнитного поля в данном месте. Тело, помещенное в магнитное поле, приходит в магнитное состояние, причем подвергается изменению и направление силовых линий в пространстве, окружающем тело. На двух противоположных частях поверхности тела, соответствующих местам входа и выхода из этого тела магнитных силовых линий, обнаруживается присутствие магнетизма. При этом в некоторых телах, названных Фарадеем парамагнитными, в месте входа силовых линий в тело появляется южный магнетизм, в месте выхода этих линий из тела обнаруживается северный магнетизм. В других телах, названных Фарадеем диамагнитными, явление получается прямо противоположное. В этих телах северный магнетизм обнаруживается в местах входа силовых линий внутрь тела и южный магнетизм ? в местах выхода их из тела. Железо, сталь, чугун, никель и кобальт ? наиболее характерные тела первой категории, т. е. парамагнитные. Висмут представляет собой наиболее типичное тело из группы диамагнитных. Возникновение магнитной индукции во всех телах природы было открыто Фарадеем в 1845 г. В телах изотропных отношение магнитного момента единицы объема тела, являющегося вследствие И., иначе ? напряженность временного намагничивания тела (J) ? к величине магнитной силы Н, которую должна испытывать единица магнетизма, находящаяся в рассматриваемом месте тела, т. е. там, где определяется магнитный момент, носит название магнитной восприимчивости тела ( х ). Итак, х = J/H или, иначе, J = х Н. Магнитная восприимчивость характеризует свойства тела в отношении магнитной И. (см. Магнетизм). В теории магнетизма выражение «магнитная И.» употребляется еще в другом, более узком смысле. По Максвеллу, словами «магнитная И.» обозначается величина магнитной силы, действующей на единицу северного магнетизма, когда эта единица магнетизма будет помещена мысленно внутри намагничиваемого тела в центре пещерки, воображаемой в теле и имеющей форму бесконечно тонкого полого диска, перпендикулярного к направлению намагничивания в этом месте тела. В изотропном теле величина магнитной И. (B) выражается через B = H + 4? J = (1 + 4 ? х )Н = ?H, а направление ее параллельно направлению магнитной силы Н. Коэффициент ? носит название магнитной «проницаемости» тела. (Томсон). Максвелл называет этот коэффициент «магнитной проводимостью тела». Магнитная И., подобно магнитным силам, может быть представлена графически при посредстве так называемых линий магнитной И. Линии магнитной И. внутри изотропных веществ совпадают по направлению с магнитными силовыми линиями, но различаются от последних числом. В телах кристаллических магнитная И. и магнитная сила составляют между собой вообще некоторый угол. В абсолютной пустоте, для которой х = 0, магнитная И. тождественна с магнитной силой.

б) И. электрическая ( или электростатическая ). Всякое тело, помещенное в электрическое поле, т. е. в пространство, в котором обнаруживаются электрические притяжения и отталкивания, приходит само в электрическое состояние. Электрическое поле возбуждается наэлектризованными телами или, как это показывает теория, может образоваться и без присутствия наэлектризованных тел; оно возникает и от действия намагниченных тел, т. е. получается из магнитного поля, когда напряжение последнего претерпевает изменение. Подобно магнитному полю, электрическое поле весьма удобно характеризуется электрическими силовыми линиями. Тело, внесенное в электрическое поле, обнаруживает отрицательное электричество в местах входа электрических силовых линий внутрь тела и положительное электричество в местах выхода этих линий наружу. При этом тело изменяет направление силовых линий в окружающем пространстве. Если тело обладает способностью проводить электричество, появляющееся в нем электричество наблюдается только на внешней поверхности тела. Количества положительного и отрицательного электричества, получающиеся на поверхности этого тела, равны между собой. В таком проводящем теле возможно удалить одно из электричеств и тем дать возможность этому телу остаться в электрическом состоянии и после того, как будет уничтожена причина, вызвавшая образование электрического поля, которое подействовало на тело. Для этого достаточно хотя бы на самое короткое время соединить тело с землей при помощи каких-либо проводников электричества. Если тело не проводит электричества, т. е. представляет собой изолятор или диэлектрик, оба электричества, положительное и отрицательное, в равном количестве появляются в каждом элементе объема тела.

В теории электричества, предложенной Максвеллом, выражение «электрическая И. через поверхность S » обозначает собой

, где F ? величина электрической силы, испытываемой единицей положительного электричества в точках элемента поверхности dS, ? ? угол, составляемый направлением этой силы с нормалью к поверхности, K ? так называемая диэлектрическая постоянная (или, лучше, диэлектрическая характеристика) среды, прилегающей к рассматриваемой поверхности, и интеграл распространен по всей поверхности S (см. Электричество, теория).

в) И. токов, или И. электродинамическая. Явления индукции токов открыты Фарадеем в 1831 г. Электродинамическая индукция заключается в том, что во всяком проводнике, находящемся в магнитном поле, является электродвижущая сила, стремящаяся возбудить электрический ток во всех случаях, когда вследствие движения проводника или тех тел, которые создают магнитное поле, или, наконец, вследствие изменения магнитного состояния этих тел или силы тока в них подвергается изменению напряжение магнитного поля в месте, занимаемом проводником. Такая электродвижущая сила называется электродвижущей силой И. и вызываемые ею токи ? индукционными токами (см. Электрический ток). Электродвижущая сила И. существует только в течение времени изменения напряжения магнитного поля. Она исчезает, как только напряжение поля около проводника делается постоянным. Характеризуя магнитное поле линиями магнитной индукции, можно следующим образом выразить основной закон электродинамической индукции. Правило Фарадея: электродвижущая сила индукции ( е ), являющаяся в какой-либо части проводника в данный момент времени, пропорциональна числу линий магнитной индукции, перерезываемых этой частью проводника в единицу времени. Выражая электродвижущую силу и напряжение магнитного поля в абсол. единицах (см. Единицы), мы имеем е = dn / dt . Здесь dt обозначает бесконечно малый элемент времени и dn ? число линий магнитной индукции, перерезываемых рассматриваемой частью проводника в этот элемент времени. Направление появляющегося при этом индукционного тока определяется следующим образом. Воображая себя плывущим по направлению магнитных силовых линий с лицом, обращенным в сторону относительного движения проводника, мы заметим ток, являющийся от И. в рассматриваемой части проводника, по направлению слева направо.

Для замкнутых проводников удобнее другая формулировка закона И., предложенная Максвеллом: электродвижущая сила индукции ( е ), возбуждающаяся в замкнутом проводнике в какой-либо момент времени, равняется скорости изменения числа линий магнитной И. ( N ), пронизывающих поверхность, ограниченную рассматриваемым проводником, как контуром, взятой с обратным знаком ? т. е. е = ? dN / dt . При этом, смотря на проводник по направлению вдоль линий магнитной И., мы будем наблюдать индукционный ток по направлению движения часовой стрелки, если число линий магнитной И., пронизывающих поверхность внутри проводника, уменьшается, и по направлению, обратному движению часовой стрелки, если это число возрастает (см. Электрический ток).

И. Боргман.


Брокгауз и Ефрон.
Энциклопедия Брокгауза и Ефрона.
2012


Смотрите еще толкования, синонимы, значения слова и что такое ИНДУКЦИЯ, В ФИЗИКЕ в русском языке в словарях, энциклопедиях и справочниках:


Индукция, в физике


Навигация:


DJVU Библиотека
Photogallery


Брокгауз и Ефрон


knolik.com



Статистика:

Значение слова «Индукция, в физике» в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона

Индукция, в физике— слово «индукция» употребляется в физике для обозначения явлений возбуждения
в телах магнитного или электрического состояния, а также возникновения в них
электрических токов — под влиянием других тел, находящихся на расстоянии от
первых и представляющих собой намагниченные или наэлектризованные тела или,
наконец, проводники, по которым проходят электрические токи. Различают поэтому
три рода И.: магнитную, электрическую и И. токов.

а) И. магнитная. Всякое тело, будет ли оно твердое, жидкое или
газообразное, обнаруживает магнитное состояние, когда помещается в магнитное
поле, т. е. вносится в пространство, в котором магнитная стрелка испытывает
действие особых направляющих сил, так называемых магнитных сил. Такое магнитное
поле возбуждается или магнитами, или проводниками с электрическими токами, или,
наконец, как это следует из теории, оно возникает вокруг наэлектризованного тела
при изменении электрического состояния этого тела или при приведении его в
движение. Магнитное поле характеризуется так называемыми магнитными силовыми
линиями. Силовыми линиями называются линии, касательные к которым совпадают с
направлениями магнитных сил, испытываемых северным магнитным полюсом, помещаемым
в точках, в которых проведены касательные. Число силовых линий, воображаемых в
каком-либо месте поля и отнесенных к единице поверхности, перпендикулярной к
этим линиям, должно
равняться величине магнитной силы, какую испытывает в этом месте поля единица
магнетизма. Таким образом, число силовых линий, отнесенное к единице поперечного
сечения пучка их, выражает напряжение магнитного поля в данном месте. Тело,
помещенное в магнитное поле, приходит в магнитное состояние, причем подвергается
изменению и направление силовых линий в пространстве, окружающем тело. На двух
противоположных частях поверхности тела, соответствующих местам входа и выхода
из этого тела магнитных силовых линий,
обнаруживается присутствие магнетизма. При этом в некоторых телах, названных
Фарадеем парамагнитными, в месте входа силовых линий в тело появляется
южный магнетизм, в месте выхода этих линий из тела обнаруживается северный
магнетизм. В других телах, названных Фарадеем диамагнитными, явление
получается прямо противоположное. В этих телах северный магнетизм обнаруживается
в местах входа силовых линий внутрь тела и южный магнетизм — в местах выхода их
из тела. Железо, сталь, чугун, никель и кобальт — наиболее характерные тела
первой категории, т. е. парамагнитные. Висмут представляет собой наиболее
типичное тело из группы диамагнитных. Возникновение магнитной индукции во всех
телах природы было открыто Фарадеем в 1845 г. В телах изотропных отношение
магнитного момента единицы объема тела, являющегося вследствие И., иначе —
напряженность временного намагничивания тела (J) — к величине магнитной силы Н,
которую должна испытывать единица магнетизма, находящаяся в рассматриваемом
месте тела, т. е. там, где определяется магнитный момент, носит название
магнитной восприимчивости
тела (х). Итак, х = J/H или, иначе,
J = хН. Магнитная восприимчивость характеризует свойства тела в отношении
магнитной И. (см. Магнетизм). В теории магнетизма выражение «магнитная И.»
употребляется еще в другом, более узком смысле. По Максвеллу, словами «магнитная
И.» обозначается величина магнитной силы, действующей на единицу северного
магнетизма, когда эта единица магнетизма будет помещена мысленно внутри
намагничиваемого тела в центре пещерки, воображаемой в теле и имеющей форму
бесконечно тонкого полого диска, перпендикулярного к направлению намагничивания
в этом месте тела. В изотропном теле величина магнитной И. (B) выражается через
B = H + 4π J = (1 + 4 π х
= μH, а направление ее параллельно направлению магнитной силы Н. Коэффициент μ
носит название магнитной «проницаемости» тела. (Томсон). Максвелл называет этот
коэффициент «магнитной проводимостью тела». Магнитная И., подобно магнитным
силам, может быть представлена графически при посредстве так называемых линий
магнитной И. Линии магнитной И. внутри изотропных веществ совпадают по
направлению с магнитными силовыми линиями, но различаются от последних числом. В
телах кристаллических магнитная И. и магнитная сила составляют между собой
вообще некоторый угол. В абсолютной пустоте, для которой
х = 0, магнитная И.
тождественна с магнитной силой.

б) И. электрическая (или
электростатическая
). Всякое тело, помещенное в электрическое поле, т. е. в
пространство, в котором обнаруживаются электрические притяжения и отталкивания,
приходит само в электрическое состояние. Электрическое поле возбуждается
наэлектризованными телами или, как это показывает теория, может образоваться и
без присутствия наэлектризованных тел; оно возникает и от действия намагниченных
тел, т. е. получается из магнитного поля, когда напряжение последнего
претерпевает изменение. Подобно магнитному полю, электрическое поле весьма
удобно характеризуется электрическими силовыми линиями. Тело, внесенное в
электрическое поле, обнаруживает отрицательное электричество в местах входа
электрических силовых линий внутрь тела и положительное электричество в местах
выхода этих линий наружу. При этом тело изменяет направление силовых линий в
окружающем пространстве. Если тело обладает способностью проводить
электричество, появляющееся в нем электричество наблюдается только на внешней
поверхности тела. Количества положительного и отрицательного электричества,
получающиеся на поверхности этого тела, равны между собой. В таком проводящем
теле возможно удалить одно из электричеств и тем дать возможность этому телу
остаться в электрическом состоянии и после того, как будет уничтожена причина,
вызвавшая образование электрического поля, которое подействовало на тело. Для
этого достаточно хотя бы на самое короткое время соединить тело с землей при
помощи каких-либо проводников электричества. Если тело не проводит
электричества, т. е. представляет собой изолятор или диэлектрик, оба
электричества, положительное и отрицательное, в равном количестве появляются в
каждом элементе объема тела.

В теории электричества, предложенной Максвеллом, выражение «электрическая И.
через поверхность S «
обозначает собой
,
где F — величина
электрической силы, испытываемой единицей положительного электричества в точках
элемента поверхности dS,
ε — угол, составляемый направлением
этой силы с нормалью к поверхности, K —
так называемая диэлектрическая
постоянная (или, лучше, диэлектрическая характеристика) среды, прилегающей к
рассматриваемой поверхности, и интеграл распространен по всей поверхности
S (см. Электричество,
теория).

в) И. токов, или И. электродинамическая. Явления индукции токов
открыты Фарадеем в 1831 г. Электродинамическая индукция заключается в том, что
во всяком проводнике, находящемся в магнитном поле, является электродвижущая
сила, стремящаяся возбудить электрический ток во всех случаях, когда вследствие
движения проводника или тех тел, которые создают магнитное поле, или, наконец,
вследствие изменения магнитного состояния этих тел или силы тока в них
подвергается изменению напряжение
магнитного поля в месте, занимаемом проводником. Такая электродвижущая сила
называется электродвижущей силой И. и вызываемые ею токи — индукционными токами
(см. Электрический ток). Электродвижущая сила И. существует только в течение
времени изменения напряжения магнитного поля. Она исчезает, как только
напряжение поля около проводника делается постоянным. Характеризуя магнитное
поле линиями магнитной индукции, можно следующим образом выразить основной закон
электродинамической индукции. Правило
Фарадея: электродвижущая сила
индукции (е), являющаяся в какой-либо части проводника в данный момент
времени, пропорциональна числу линий магнитной индукции, перерезываемых этой
частью проводника в единицу времени. Выражая электродвижущую силу и напряжение
магнитного поля в абсол. единицах (см. Единицы), мы имеем е =
dn
/dt. Здесь
dt
обозначает бесконечно малый
элемент времени и dn
— число линий магнитной индукции, перерезываемых рассматриваемой частью
проводника в этот элемент времени. Направление появляющегося при этом
индукционного тока определяется следующим образом. Воображая себя плывущим по
направлению магнитных силовых линий с лицом, обращенным в сторону относительного
движения проводника, мы заметим ток, являющийся от И. в рассматриваемой части
проводника, по направлению слева направо.

Для замкнутых проводников удобнее другая формулировка закона И., предложенная
Максвеллом: электродвижущая сила индукции (е), возбуждающаяся в замкнутом
проводнике в какой-либо момент времени, равняется скорости изменения числа линий
магнитной И. (N),
пронизывающих поверхность, ограниченную рассматриваемым проводником, как
контуром, взятой с обратным знаком — т. е. е = — dN/dt.
При этом, смотря на проводник по направлению вдоль линий магнитной И., мы будем
наблюдать индукционный ток по направлению движения часовой стрелки, если число
линий магнитной И., пронизывающих поверхность внутри проводника, уменьшается, и
по направлению, обратному движению часовой стрелки, если это число возрастает
(см. Электрический ток).


И. Боргман.

Статья про слово «Индукция, в физике» в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона была прочитана 3417 раз

Брокгауз и Ефрон, избраное

20.3 Электромагнитная индукция — Физика

20.3 Электромагнитная индукция — Физика | OpenStaxSkip к ContentPhysics20.3 Электромагнитная индукция

  1. Предисловие
    1. Введение
    2. 1.1 Физика: определения и приложения
    3. 1.2 Научные методы
    4. 1.3 Язык физики: физические величины и единицы
    5. Краткое содержание раздела
    6. Основные термины
    7. Ключевые уравнения
      1. Концептуальные элементы
      2. Элементы критического мышления
      3. Проблемы
      4. Задача производительности
      1. Множественный выбор
      2. Короткий ответ
      3. Расширенный ответ
        1. Расширенный ответ

          1. Введение

          2. 2.1 Относительное движение, расстояние и смещение
          3. 2.2 Скорость и скорость
          4. 2.3 Графики зависимости положения от времени
          5. 2.4 Графики зависимости скорости от времени
          6. Ключевые термины
          7. Сводка раздела
          8. Ключевые уравнения
            1. Концептуальные элементы
            2. Элементы критического мышления
            3. Проблемы
            4. Задача производительности
            1. Множественный выбор
            2. Короткий ответ
            3. Расширенный ответ
          1. Введение
          2. 3.1 Ускорение
          3. 3.2 Представление ускорения с помощью уравнений и графиков
          4. Ключевые термины
          5. Сводка раздела
          6. Ключевые уравнения
            1. Концептуальные элементы
            2. Элементы критического мышления
            3. Проблемы
            4. Задача производительности
            5. Краткий ответ
            6. Расширенный ответ
        2. 4 Силы и законы движения Ньютона
          1. Введение
          2. 4.1 Сила
          3. 4,2 Первый закон движения Ньютона: инерция
          4. 4,3 Второй закон движения Ньютона
          5. 4,4 Третий закон движения Ньютона
          6. Ключевые термины
          7. Краткое содержание раздела
          8. Ключевые уравнения
            1. Концептуальные элементы
            2. Критически важные Элементы
            3. Проблемы
            4. Задача производительности
            1. Множественный выбор
            2. Короткий ответ
            3. Расширенный ответ
        3. 5 Движение в двух измерениях
          1. Введение
          2. 5.1 Сложение и вычитание векторов: графические методы
          3. 5.2 Сложение и вычитание векторов: аналитические методы
          4. 5.3 Движение снаряда
          5. 5.4 Наклонные плоскости
          6. 5.5 Простое гармоническое движение
          7. Ключевые термины
          8. Краткое содержание раздела
          9. Ключевые уравнения
            1. Элементы концепции
            2. Элементы критического мышления
            3. Проблемы
            4. Задача производительности
            1. Множественный выбор
            2. Короткий ответ
            3. Расширенный ответ
        4. 6 Круговое и вращательное движение
          1. Введение
              1 Угол поворота и угловая скорость
            1. 6.2 Равномерное круговое движение
            2. 6.3 Вращательное движение
            3. Ключевые термины
            4. Краткое содержание раздела
            5. Ключевые уравнения
              1. Концептуальные элементы
              2. Элементы критического мышления
              3. Задачи
              4. Производительность
                1. Множественный выбор
                2. Короткий ответ
                3. Расширенный ответ
            6. 7 Закон тяготения Ньютона
              1. Введение
              2. 7.1 Законы движения планет Кеплера
              3. 7.2 Закон всемирного тяготения Ньютона и общая теория относительности Эйнштейна
              4. Ключевые термины
              5. Резюме раздела
              6. Ключевые уравнения
                1. Концептуальные элементы
                2. Элементы концепции
                3. Элементы критического мышления
                4. Задачи для выполнения
                5. Задачи
                1. Множественный выбор
                2. Короткий ответ
                3. Расширенный ответ
              1. Введение
              2. 8.1 Линейный импульс, сила и импульс
              3. 8.2 Сохранение импульса
              4. 8.3 Упругие и неупругие столкновения
              5. Ключевые термины
              6. Краткое содержание раздела
              7. Ключевые уравнения
                1. Концептуальные элементы
                2. Задачи для критического мышления
                3. Проблемы с производительностью

                  Задача

                1. Множественный выбор
                2. Короткий ответ
                3. Расширенный ответ
            7. 9 Работа, энергия и простые машины
              1. Введение
              2. 9.1 Работа, мощность и работа — энергия. Теорема
              3. 9.2 Механическая энергия и сохранение энергии
              4. 9.3 Простые машины
              5. Ключевые термины
              6. Краткое содержание раздела
              7. Ключевые уравнения
                1. Концептуальные элементы
                2. Элементы критического мышления
                3. Проблемы
                4. Performance Task
                1. Multiple Choice
                2. Short Answer
                3. Extended Response
              1. Introduction
              2. 10.1 Постулаты специальной теории относительности
              3. 10.2 Последствия специальной теории относительности
              4. Ключевые термины
              5. Краткое изложение раздела
              6. Ключевые уравнения
                1. Концептуальные элементы
                2. Элементы критического мышления
                3. Проблемы
                4. Выборочная задача
              7. Короткий ответ
              8. Расширенный ответ
          2. 11 Тепловая энергия, тепло и работа
            1. Введение
            2. 11.1 Температура и тепловая энергия
            3. 11.2 Тепло, удельная теплоемкость и теплопередача
            4. 11.3 Фазовое изменение и скрытая теплота
            5. Ключевые термины
            6. Резюме раздела
            7. Ключевые уравнения
              1. Концептуальные элементы
              2. Вопросы критического мышления
              3. Performance Task
              1. Multiple Choice
              2. Short Answer
              3. Extended Response
            1. Introduction
            2. 12.1 Нулевой закон термодинамики: тепловое равновесие
            3. 12.2 Первый закон термодинамики: тепловая энергия и работа
            4. 12.3 Второй закон термодинамики: энтропия
            5. 12.4 Приложения термодинамики: тепловые двигатели, тепловые насосы и холодильники
            6. Ключевые термины
            7. Краткое содержание раздела
            8. Ключевые уравнения
              1. Концептуальные элементы
              2. Элементы критического мышления
              3. Проблемы
              4. Задача производительности
              1. Множественный выбор
              2. Короткий ответ
              3. Расширенный ответ

            Расширенный ответ

          Свойства

          1. Введение
          2. 13.1 Типы волн
          3. 13.2 Свойства волн: скорость, амплитуда, частота и период
          4. 13.3 Взаимодействие с волнами: суперпозиция и интерференция
          5. Ключевые термины
          6. Краткое содержание раздела
          7. Ключевые уравнения
            1. Концептуальные элементы
            2. Критическое мышление
            3. Проблемы
            4. Задача производительности
            1. Множественный выбор
            2. Короткий ответ
            3. Расширенный ответ
          1. Введение
          2. 14.1 Скорость звука, частота и длина волны
          3. 14.2 Интенсивность звука и уровень звука
          4. 14.3 Эффект Доплера и звуковые удары
          5. 14.4 Звуковые помехи и резонанс
          6. Ключевые термины
          7. Краткое содержание раздела
          8. Ключевые уравнения
            1. Элементы концепции
            2. Элементы критического мышления
            3. Проблемы
            4. Задача производительности
            1. Множественный выбор
            2. Короткий ответ
            3. Расширенный ответ
          1. Введение
          2. .1 Электромагнитный спектр
          3. 15.2 Поведение электромагнитного излучения
          4. Ключевые термины
          5. Сводка раздела
          6. Ключевые уравнения
            1. Концептуальные элементы
            2. Элементы критического мышления
            3. Проблемы
            4. Выбор производительности
          7. Короткий ответ
          8. Расширенный ответ
        1. Введение
        2. 16.1 Отражение
        3. 16.2 Refraction
        4. 16.3 Линзы
        5. Ключевые термины
        6. Краткое содержание раздела
        7. Ключевые уравнения
          1. Концептуальные элементы
          2. Элементы критического мышления
          3. Проблемы
          4. Задачи производительности

      Набор решений — Индукция — Физика 106

      1.

      Левая сторона магнита — это полюс, направленный на север, а
      правая сторона — полюс, ищущий юг. По мере продвижения стержневого магнита
      к катушке с проволокой, силовые линии магнитного поля слева
      воткнуты в катушку.Чтобы противостоять изменению, которое произвело
      это, силовые линии магнитного поля индуцированного тока должны быть
      направо. Если вы согнете пальцы правой руки в
      направление тока, ваш большой палец указывает в направлении
      силовых линий магнитного поля, создаваемых в катушке, как показано на
      Рис. 1 выше.

      2.

      Когда магнит движется к катушке, он индуцирует ток в
      катушку в направлении, показанном на рис. для № 2 выше. Противоположные
      магнитное поле индуцированного тока замедляет магнит.
      Магнит испытывает ускорение вниз из-за гравитационного
      сила и ускорение из-за магнитной силы
      индуцированное поле.Поскольку скорость изменения магнитного
      магнитный поток меняется со временем, магнитная сила
      будет меняться, а ускорение непостоянно.

      3.

      Φ B = B .
      A
      = BA cos 0 o = BA
      ε = — ΔΦ B / Δt = — (ΔB / Δt) A
      = — [(0.040-0,080) Н / А-м / (2,0 с)] 4,0 м 2
      = — 0,080 Н-м / Кл = — 0,080 В
      I = ε / R = 0,080 В / 0,04 Ом
      = 2 A

      При увеличении магнитного поля страницы и уменьшении
      тока будет таким, чтобы противостоять изменению, которое произвело
      это или по часовой стрелке. Ток, индуцированный по часовой стрелке, создает магнитное
      поле на страницу и противодействует уменьшающемуся внешнему магнитному
      поле.

      4.

      Ток в очень длинном проводе создает магнитное поле.
      в петлю провода acde
      на рис. 2 выше. Это поле уменьшается по мере удаления от
      провод. Поскольку катушка на рис. 2а удаляется от токоведущей
      провод, магнитное поле из-за провода через катушку уменьшается.
      Чтобы противодействовать этому изменению, индуцированный ток в контуре acde
      по часовой стрелке.Ток по часовой стрелке создаст поле в
      страница. Когда петля на рис. 2б движется параллельно току
      I длинного провода, нет изменения магнитного поля
      через шлейф acde
      и в нем нет наведенного тока.

      5.

      1. Длина цепочки = 0.40 π
        m = 2 πr и r = 0,20
        м.
        А = πr 2 =
        π (0,040 м 2 ).

        Игнорирование знака минус,

        ε = ΔΦ / Δt
        = Δ (BA) / Δt
        = [(0,060 — 0,010) Н / А-м] (0,040 π
        м 2 ) /0,50 с
        = 0,004 π
        V.

        I = ε / R = 0,004 π
        В / 0,001 Ом = 4 π
        А.

      2. Направление тока показано на рис. Для № 5b выше.
        Обратите внимание, что индуцированный ток создает магнитное поле, которое
        противостоит Δ B .
      3. Цепь сжимается, «пытаясь» удержать рост
        поток из контура.
      4. ε = ΔΦ / Δt
        = Δ (BA) / Δt
        = [(0 — 0,060) Н / А-м] (0,040 πm 2 ) /0,30
        s = — 0.008 π В.

        I = ε / R = 0,008 π
        В / 0,001 Ом = 8 π
        A.

        Схема показана на рис. Для № 5d выше. Слева
        конец цикла, ток I вне страницы, магнитный
        поле B направлено вверх, а сила на петле — слева.
        Магнитная сила препятствует извлечению цепи из
        поле.

      6.

      1. Φ = BA cos Θ
        = BA cos ωt. Магнитный
        поток равен составляющей магнитного поля, перпендикулярной
        к площади, умноженной на площадь.
      2. ε = — dΦ / dt
        = + ΩBA sin ωt
        = ωBA sin Θ.
      3. Магнитный поток максимален при Θ
        0 o или ± (180 o ).Это происходит
        когда плоскость катушки перпендикулярна магнитной
        поле.
      4. ЭДС максимальна при Θ
        равно π / 2 (90 o ) или 3 π / 2 (270 o ).
        Это происходит, когда плоскость катушки параллельна
        магнитное поле и магнитный поток меняется наиболее быстро.

      7.

      1. Начальный магнитный поток (Φ B ) i
        = B (площадь) = B (xL).
      2. Поздний магнитный поток = B (x + Δx) L.
        Изменение потока = ΔΦ =
        BL {(x + Δx) -x} = BL Δx.
      3. Электродвижущая сила = ε =
        ΔΦ / Δt
        = BL (Δx / Δt)
        = BLv.
      4. Я не использовал знак минус, потому что мы находим смысл
        тока из закона Ленца.Смысл наведенного
        ток таков, чтобы противостоять изменению, которое его производит. Как
        стержень движется вправо, магнитный поток выходит из
        страница увеличивается. Чтобы противостоять этому, индуцированный ток должен
        быть по часовой стрелке. Ток по часовой стрелке создаст поле в
        страница. Если согнуть пальцы правой руки по часовой стрелке,
        ваш большой палец указывает на страницу.
      5. Ток I = ε / R
        = BLv / R.
      6. Мощность, рассеиваемая на сопротивлении R = I 2 R
        = (BLv / R) 2 R = B 2 L 2 v 2 / R,
        , поскольку I = ε / R = BLv / R.
      7. На рис. 4 выше индуцированный ток направлен по часовой стрелке, что
        означает, что положительный заряд движется вниз по полосе длины
        L. Сила, действующая на токоведущий стержень из-за магнитного
        Поле B — F м = I ( L x B ).
        L берется по течению или вниз.
        B находится вне страницы, поэтому F m может
        быть ни внутрь, ни наружу, ни вверх, ни вниз. Это должно быть справа
        или слева. Если повернуть вектор L в вектор B ,
        Вы найдете F м слева. Внешний
        агент должен приложить силу F, равную по величине F м
        для перемещения стержня с постоянной скоростью.F
        = F м = ILB sin 90 o = ILB = (BLv / R) LB
        = B 2 L 2 v / R.
      8. Мощность = работа / время = (сила x расстояние) / время = сила x
        (расстояние / время) = сила x v. Мощность, генерируемая внешним
        агент = (B 2 L 2 v / R) v = B 2 L 2 v 2 / R.
      9. Обратите внимание, что ответы на (f) и (h) такие же, как,
        конечно, они должны быть, если вы верите в сохранение
        энергии и всего того хорошего.Внешний агент
        должен выполнять работу, чтобы произвести наведенную ЭДС и ток.
        Закон Ленца — это просто заявление о сохранении энергии.

      8.

      1. По мере того, как полоса скользит вниз, магнитный поток на страницу
        увеличивается.Чтобы противостоять этому, индуцированный ток должен быть
        справа в баре. Затем индуцированный ток производит
        магнитное поле вне страницы внутри петли.
      2. «Движущая ЭДС» = BLv. I = ε / R
        = BLv / R. Магнитная сила на стержне длиной L
        равно F м = (I) LB sin 90 o = (BLv / R) LB (1)
        = B 2 L 2 v / R. Для тока вправо
        в поле на странице усилие на штанге вверх.За
        постоянная скорость, F net = B 2 L 2 v / R
        — mg = 0 и v = mgR / B 2 L 2
        = 0,50 кг (9,8 м / с 2 ) (0,01 Н-м / A-C) / (0,20
        Н / Д-м) 2 (0,5 м) 2 = 4,90 м / с.

      9.

      Через 1 с половина петли находится в магнитном поле, поэтому
      магнитный поток = BA = (1T) (0,5 м 2 ) = 0,5 Вт.

      Через 2 секунды весь цикл будет в B: Φ B
      = 1 Вб.

      От t = 2 с до t = 10 с, весь
      петля находится в поле.

      При t = 10 с передний край петли доходит до края
      границы поля.

      При t = 11 с только половина петли находится в поле, а при
      t = 12 с ни одна петля не находится в поле.

      При t = 12 с поток равен нулю.

      Так как ЭДС = — dΦ B / dt,
      вы найдете ЭДС из отрицательного наклона кривой
      Φ B vs t
      график, как показано на рисунках выше. Когда петля входит
      магнитное поле, направление индуцированного тока по часовой стрелке
      в петле, создающей магнитное поле на странице, чтобы противостоять
      изменение, которое его произвело.Когда он покидает поле,
      ток против часовой стрелки.

      От t = 0 до t = 2 с и от t =
      От 10 с до t = 12 с,
      I = ε / R = 0,50 В / 0,01 Ом
      = 50 А.

      От t = 2 с до t = 10 с, I = 0.

      10.

      Чтобы штанга не испытывала чистой силы, чистая ЭДС в цепи,
      ε = 20 В батареи,
      уравновешивается противоположной ЭДС из-за изменения магнитного
      поток в контуре рис.7 выше.

      20 В = 20 Дж / Кл = 20 Нм / Кл = ΔΦ / Δt
      = Δ (BA) / Δt
      = [(1,10 — 0,10) Н-с / См] [(2,0
      м) (x)] / 0,10 с

      x = 1,0 м

      11.

      Чтобы выступить против изменения, которое его произвело,
      по мере увеличения магнитного поля за пределами страницы полоса должна
      двигайтесь вправо, чтобы увеличить площадь, через которую поле
      проходит, поэтому «обратная» ЭДС увеличится до 20 В.

      20 В = 20 Дж / Кл = 20 Н · м / Кл = ΔΦ / Δt
      = Δ (BA) / Δt
      = Δ (BLx) / Δt
      = BLv
      = [1,10 Н-с / C-м] [(2,0
      м) (v)]

      v = 9,1 м / с

      12.

      Мы можем думать и думаем об изменении магнитного потока, производящего
      электрическое поле.На рис. 8 выше линия электрического поля
      против часовой стрелки. В любой точке электрическое поле касается
      в круг. Это электрическое поле создает движение против часовой стрелки.
      ток в проводе, противодействующий изменению магнитного поля.
      Даже если провода нет, электрическое поле с полем
      линий против часовой стрелки создается магнитным полем в
      страницу и увеличивая.

      13.

      Чтобы частица двигалась по кругу, должна существовать сила в
      к центру круга, чтобы вызвать центростремительное ускорение.

      1. На рис. Для № 13a, с магнитным полем B в
        страницы, магнитная сила F м будет
        в центр круга, когда заряженная частица
        перемещается против часовой стрелки .Если магнитное поле в
        страница увеличивается ,
        индуцированное электрическое поле E всегда будет в
        то же
        направление как скорость частицы и ее скорость
        увеличит .
      2. На рис. Для # 13b, с магнитным полем B out
        страницы, магнитная сила будет в центре
        окружности при движении заряженной частицы по часовой стрелке .Если магнитное поле выходит
        страницы — увеличивающая ,
        индуцированное электрическое поле E всегда будет в
        то же
        направление как скорость частицы и ее скорость
        увеличит .
      3. На рис. Для # 13c, с магнитным полем B out
        страницы, магнитная сила будет в центре
        окружности при движении заряженной частицы по часовой стрелке .Если магнитное поле выходит
        страницы — по убыванию ,
        индуцированное электрическое поле E всегда будет напротив
        к направлению скорости частицы и ее
        скорость будет уменьшится .
      4. На рис. Для # 13d, с магнитным полем B в
        страницы, магнитная сила будет в центре
        круг, когда отрицательно заряженная частица движется
        по часовой стрелке .Если магнитное поле в
        страница увеличивается ,
        индуцированное электрическое поле E всегда будет в
        напротив
        направление на скорость электрона и его скорость
        увеличит .

      Помните, что направление электрического поля — это направление
      в котором требуется положительный заряд.Электрическое поле усиливает
      сила, действующая на электрон.

      14.

      B = B
      .
      d A = B xL cos Θ
      ε = — dΦ B / dt
      = — B (dx / dt) L cos Θ
      = — BvL cos Θ
      I = ε / R = BvLcos Θ / R
      F м = I ( L x B )
      F м = ILB sin 90 o = ILB = [BvL cos
      Θ / R] (LB) = (BL) 2 v
      cos Θ / R

      Магнитная сила направлена ​​влево.Компонент
      магнитной силы вверх по плоскости равна

      F м cos Θ
      = [(BL) 2 v cos Θ / R] cos
      Θ = (BL) 2 в
      cos 2 Θ / R.

      Составляющая гравитационной силы вниз по плоскости = mg
      грех Θ.

      Для постоянной скорости F net = mg sin Θ
      — (BL) 2 v cos 2 Θ / R
      = 0 или
      v = mgR sin Θ / (BL cos Θ) 2 .

      .

      Схема — Индукция — Физика 106

      1. Фон
        1. Линии магнитного поля
          1. Линии магнитного поля для тока в катушке с проволокой (рис.
            1а)

            1. Согните пальцы правой руки в направлении
              тока. Ваш большой палец указывает в направлении
              поля вдоль оси катушки.
            2. Поле в других точках касается поля
              штриховыми линиями на рис.1а.
          2. Линии магнитного поля для стержневого магнита (рис. 1b)

            1. Линии магнитного поля покидают северный полюс и идут к
              Южный полюс. Поле в любой точке касается
              полевая линия.
            2. Северный полюс магнита действует как токопроводящий
              катушка провода с током против часовой стрелки
              когда вы смотрите на этот конец катушки.
            3. До того, как мы узнали, что причиной магнетизма была сеть
              поток заряда, мы сказали, что круглая катушка с током
              против часовой стрелки, когда вы смотрите на конец
              катушки действовал как северный полюс.
            4. Экспериментально обнаруживаем, что Северный полюс отталкивает другой
              Северный полюс или катушка с током против часовой стрелки
              направление.
        2. Магнитный поток

          1. F B =
            В . A = BA cos B, A
            для B постоянная.
          2. Для Рис. 2a, B, A
            = 90, или . cos 90 o = 0 и
            F B = 0.
          3. Для рис. 2b, F B
            = BA cos B, A .
          4. Для рис. 2c, B, A
            = 0 или . cos 0 o = 1 и
            F B = BA.
          5. Обратите внимание, что на рис. 2d
          6. Если B, A, или B, A
            разная, F B
            = ∫ В . d A.
        3. Эксперимент
          1. Сначала мы калибруем гальванометр, чтобы обнаружить присутствие
            и направление течения. На рис.3 при токе
            входит в клемму с правой стороны гальванометра,
            игла отклоняется влево.

          2. На рис. 4а стержневой магнит покоится. Нет тока
            в мотке проволоки и гальванометре не прогибается.

          3. На рис. 4б магнит движется к катушке и
            гальванометр отклоняется влево, указывая на индуцированное
            ток и связанное с ним индуцированное магнитное поле (показано
            пунктирная линия) против поля магнита.

          4. На рис. 4в скорость изменения магнитного потока
            произведенный магнитом увеличился, и есть больший
            ток в гальванометре.

          5. На рис. 4d магнит находится внутри катушки в состоянии покоя. ток
            равно нулю.

          6. На рис. 4д магнит движется вправо. ток
            переворачивает.

        4. Результаты эксперимента

          Индуцированный ток создает индуцированное магнитное поле, которое
          противодействует изменению, производимому внешним магнитным полем.В этом эксперименте стержневой магнит создавал внешнее поле.

          1. Когда магнит находился в состоянии покоя, индуцированный ток
            отсутствовал (рис. 4а выше).
          2. Когда северный полюс магнита с его полем в сторону
            левый переместился к правой стороне катушки,
            наведенный ток в катушке был против часовой стрелки, если смотреть
            от правого конца с индуцированным полем Катушки к
            право.Другой способ взглянуть на это — правый конец
            катушки действует как северный полюс и отталкивает северный
            полюс магнита при перемещении к нему магнита. Вы
            должен приложить силу на расстоянии, выполняя работу, чтобы вызвать
            ток в катушке (рис. 4b выше).
          3. Чем больше скорость изменения магнитного потока, тем больше
            индуцированный ток. Когда магнит приближается к катушке,
            поток меняется быстрее.Вы также можете увидеть это по
            поднятие двух магнитов с одинаковой скоростью одного или
            еще быстрее (рис. 4c выше).
          4. Когда магнит находится в покое, магнитный
            поток и отсутствие индуцированного тока (рис. 4d выше).
          5. Когда северный полюс отодвигается от правого конца
            катушки ток в катушке меняется на противоположный. Конец
            катушки, ближайшей к магниту, действует как южный полюс
            и вы должны сделать работу, чтобы удалить северный полюс магнита
            и навести ток в катушке (рис.4e выше).
        5. Примеры задач в 106
          Набор задач для индукции
          : 1, 2.
      2. Закон Фарадея
        1. Индуцированная ЭДС = скорость изменения магнитного потока.
          1. Начиная с F B
            = ∫ В . d A , можно поменять
            магнитный поток за счет изменения магнитного поля,
            область, через которую существует поле, или угол между
            магнитное поле и площадь.
          2. Закон Ленца гласит, что направление индуцированного
            ток таков, чтобы противостоять изменению, которое его произвело.
            Закон Ленца на самом деле является заявлением о сохранении энергии.
            Чтобы получить наведенную ЭДС или ток, необходимо сделать
            Работа.
        2. Движущаяся ЭДС

          1. Так как проводник на рис. 5 движется вправо, электроны
            в проводнике двигаться со скоростью v и испытать
            магнитная сила вниз, равная qvB, где q — заряд
            электрона.Они накапливаются в нижней части
            проводник, оставляющий верхнюю часть проводника с избытком
            положительного заряда.
          2. Это разделение зарядов создает электрическое поле.
            от a до b, что приводит к возникновению электрической силы на
            электрон равен qE, где q — заряд электрона.
          3. Когда электрическая сила равна магнитной силе, qE
            = qvB, движение электрона прекращается и
            электрическое поле в проводнике E = vB.Потенциал
            разница между концами проводника

          4. Двигательный. В
            Рис.5, B был перпендикулярен v .
            Если магнитное поле не перпендикулярно скорости,
            двигательный
        3. Генератор переменного тока
          1. На рис.2b выше, магнитный поток F B
            = BA cos B, A .
          2. Пусть Б, А
            =
            Q = вес,
            где w равно
            угловая скорость вращающейся катушки. потом
            F B = BA
            cos wt и
            e = — NdF B / dt
            = N wBA sin wt,
            где N = число витков катушки.
          3. На рисунках 6a и 6b ниже представлены графики магнитного потока.
            и электродвижущая сила как функция времени t соответственно.

        4. Примеры задач в 106
          Набор задач для индукции
          : 3-14.
      3. Создание электрического поля изменяющимся магнитным потоком

        1. Для описания того, что происходит на рис.7, можно сказать движение
          заряда в проводе создается индуцированным током из-за
          к изменению магнитного потока через петлю. Мы также можем
          объясните это как производство электрического поля, которое производит
          движение заряда.
        2. Чтобы выразить это утверждение в математической форме, напомним
          что электродвижущая сила e
          равно энергии на единицу заряда или выполненной работе на единицу заряда
          а электрическое поле равно силе на единицу заряда.В
          работа на единицу заряда вокруг петли на расстоянии 2пр
          равно E (2pr), или

          е = E (2пр)
          = -dF B / dt.
          (Уравнение
          1)

      4. Индуктивность L
        1. e = — dF / d t
          = L dI / dt.
          Единицей измерения индуктивности является Генри (Гн) = 1 вольт / (А / с).
        2. Индуктивность — третий элемент схемы.
          Для сравнения: сопротивление R = V ab / I и емкость
          C = q / V ab.
        3. Энергия, связанная с индуктором U = 1/2 LI 2.
      5. Предложение Максвелла
        1. Поскольку природа удивительно симметрична, Максвелл предсказал, что
          изменяющийся электрический поток должен создавать магнитное поле.Фактическое уравнение похоже на уравнение 1 выше, но только
          размерно правильный, если

          B (2pr) = µ 0 e 0
          dF E / dt (Уравнение
          2)

        2. Хотя это выше уровня 106 Физики, мы можем сказать
          вы, что эти изменяющиеся электрические и магнитные поля распространяются
          как волна.Использование уравнений Максвелла (действительно
          четыре) можно сложить вместе, чтобы получить скорость волны, которая должна
          равная (1 / µ 0 e 0 ) 1/2 дюйм
          в вакууме или на воздухе. Попробуем:

          µ 0 = 4px
          10 -7 НЕТ 2
          1 / µ 0 = 1 / (4px
          10 -7 НЕТ 2
          1 / e 0 = 4 шт.
          = 4p (9 x 10 9 Нм 2 / C 2 )
          (1 / µ 0 e 0 )
          = (1 / (4px10 -7
          Н / Д 2 ) (4 пикс.
          9 x 10 9 Н-м 2 / C 2 )
          = 9 x 10 16
          (кондиционер) 2 м 2
          = 9 x 10 16
          (м / с) 2 (1 / µ 0 e 0 ) 1/2
          = 3 x 10 8
          м / с
          = скорость света
          в вакууме.

        3. Как предположил покойный профессор Фейнман из Калифорнийского технологического института, Genesis
          следует заменить на «Да будет электричество
          и магнетизм, и будет свет ».

      .

      Дедуктивные рассуждения против индуктивных рассуждений

      В научном процессе дедуктивное рассуждение используется для достижения логического истинного заключения. Также используется другой тип рассуждений, индуктивный. Часто люди путают дедуктивное рассуждение с индуктивным, и наоборот. Важно знать значение каждого типа рассуждений, чтобы можно было определить правильную логику.

      Дедуктивное рассуждение

      Дедуктивное рассуждение — основная форма действительного рассуждения.Согласно Калифорнийскому государственному университету, дедуктивное рассуждение или дедукция начинается с общего утверждения или гипотезы и изучает возможности для достижения конкретного логического вывода. Научный метод использует дедукцию для проверки гипотез и теорий. «В дедуктивном выводе мы придерживаемся теории и на ее основе делаем предсказание ее следствий. То есть мы предсказываем, какими должны быть наблюдения, если бы теория была верной. Мы переходим от общего — теории — к частному — наблюдения «, — сказал д-р.Сильвия Вассертхайль-Смоллер, исследователь и почетный профессор Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна.

      Дедуктивное рассуждение обычно следует за шагами. Сначала идет посылка, затем вторая посылка и, наконец, вывод. Распространенной формой дедуктивного мышления является силлогизм, в котором два утверждения — основная посылка и второстепенная посылка — приходят к логическому завершению. Например, посылка «Каждый А есть В» может сопровождаться другой посылкой: «Это С есть А.» Эти утверждения привели бы к выводу: «Это С — Б.«Силлогизмы считаются хорошим способом проверить дедуктивное мышление, чтобы убедиться, что аргумент верен.

      Например,« Все люди смертны. Гарольд — мужчина. Следовательно, Гарольд смертен ». Чтобы дедуктивное рассуждение было правильным, гипотеза должна быть верной. Предполагается, что посылки« Все люди смертны »и« Гарольд — человек »верны. Следовательно, вывод логичен и В дедуктивных рассуждениях, если что-то верно для класса вещей в целом, это также верно для всех членов этого класса.

      Согласно Калифорнийскому государственному университету, выводы дедуктивного вывода верны при условии, что посылки верны. Можно прийти к логическому выводу, даже если обобщение неверно. Если обобщение неверно, вывод может быть логичным, но может и неверным. Например, аргумент: «Все лысые — деды. Гарольд — лысый. Следовательно, Гарольд — дедушка» логически верен, но неверен, потому что исходное утверждение ложно.

      Индуктивные рассуждения

      Индуктивные рассуждения противоположны дедуктивным рассуждениям.Индуктивное рассуждение делает широкие обобщения на основе конкретных наблюдений. В основном данные есть, потом на основании данных делаются выводы. Согласно Университету штата Юта, это называется индуктивной логикой.

      «В индуктивном выводе мы переходим от частного к общему. Мы делаем много наблюдений, различаем закономерности, делаем обобщения и делаем вывод об объяснении или теории», — сказал Вассертхайль-Смоллер Live Science. «В науке существует постоянное взаимодействие между индуктивным выводом (основанным на наблюдениях) и дедуктивным выводом (основанным на теории), пока мы не приближаемся все ближе и ближе к« истине », к которой мы можем только приблизиться, но не установить с полной уверенностью.

      Пример индуктивной логики: «Монета, которую я вытащил из сумки, — это пенни. Эта монета — пенни. Третья монета из мешка — копейка. Следовательно, все монеты в сумке — пенни ».

      Даже если все предпосылки в утверждении верны, индуктивное рассуждение позволяет сделать вывод ложным. Вот пример:« Гарольд — дедушка. Гарольд лысый. Следовательно, все деды лысые ». Вывод не следует логически из утверждений.

      Индуктивное рассуждение имеет свое место в научном методе.Ученые используют его для создания гипотез и теорий. Дедуктивное рассуждение позволяет им применять теории к конкретным ситуациям.

      Абдуктивное рассуждение

      Другая форма научного рассуждения, которая не сочетается с индуктивным или дедуктивным рассуждением, — это абдуктивное рассуждение. По словам Батт-колледжа, абдуктивное рассуждение обычно начинается с неполного набора наблюдений и переходит к наиболее вероятному из возможных объяснений для группы наблюдений. Он основан на создании и проверке гипотез с использованием наилучшей доступной информации.Это часто влечет за собой обоснованное предположение после наблюдения за явлением, которому нет четкого объяснения.

      Например, человек заходит в свою гостиную и обнаруживает на полу разорванные бумаги. Собака этого человека весь день находится в комнате одна. Человек заключает, что собака порвала бумаги, потому что это наиболее вероятный сценарий. Сестра человека, возможно, привела с собой его племянницу, и она могла порвать бумаги, или это могло быть сделано домовладельцем, но теория собаки является более вероятным выводом.

      Абдуктивное мышление полезно для формирования гипотез для проверки. Абдуктивное мышление часто используется врачами, которые ставят диагноз на основании результатов тестов, и присяжными, которые принимают решения на основе представленных им доказательств.

      Дополнительные ресурсы

      .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *