Свойства электромагнитной индукции: Рассмотреть общие свойства магнитного поля и его характеристики. Раскрыть явление электромагнитной.». Скачать бесплатно и без регистрации.

Электромагнитная индукция в современной технике

Слайд 1

Электромагнитная индукция в современной технике Выполнили ученики 11 «А» класса МОУСОШ №2 города Суворова Хныков Игорь, Худолей Андрей

Слайд 2

Содержание: Открытие электромагнитной индукции; Основные источники электромагнитного поля; Металлодетекторы.

Слайд 3

Явление электромагнитной индукции было открыто 29 августа 1831 г. Майклом Фарадеем. Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.

Слайд 4

ЭДС электромагнитной индукции в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Направление индукционного тока (так же, как и величина ЭДС), считается положительным, если оно совпадает с выбранным направлением обхода контура.

Слайд 5

Опыт Фарадея постоянный магнит вставляют в катушку, замкнутую на гальванометр, или вынимают из нее. При движении магнита в контуре возникает электрический ток В течение одного месяца Фарадей опытным путём открыл все существенные особенности явления электромагнитной индукции. В настоящее время опыты Фарадея может провести каждый.

Слайд 6

Основные источники электромагнитного поля В качестве основных источников электромагнитного поля можно выделить: Линии электропередач. Электропроводка (внутри зданий и сооружений). Бытовые электроприборы. Персональные компьютеры. Теле- и радиопередающие станции. Спутниковая и сотовая связь (приборы, ретрансляторы). Электротранспорт. Радарные установки.

Слайд 7

Линии электропередач Провода работающей линии электропередач создают в прилегающем пространстве (на расстояниях порядка десятков метров от провода) электромагнитное поле промышленной частоты (50 Гц). Причем напряженность поля вблизи линии может изменяться в широких пределах, в зависимости от ее электрической нагрузки. Фактически границы санитарно-защитной зоны устанавливаются по наиболее удаленной от проводов граничной линии максимальной напряженности электрического поля, равной 1 кВ/м.

Слайд 8

Электропроводка К электропроводке относятся: кабели электропитания систем жизнеобеспечения зданий, токораспределительные провода, а также разветвительные щиты, силовые ящики и трансформаторы. Электропроводка является основным источником электромагнитного поля промышленной частоты в жилых помещениях. При этом уровень напряженности электрического поля, излучаемого источником, зачастую относительно невысок (не превышает 500 В/м).

Слайд 9

Бытовые электроприборы Источниками электромагнитных полей являются все бытовые приборы, работающие с использованием электрического тока. При этом уровень излучения изменяется в широчайших пределах в зависимости от модели, устройства прибора и конкретного режима работы. Также уровень излучения сильно зависит от потребляемой мощности прибора – чем выше мощность, тем выше уровень электромагнитного поля при работе прибора. Напряженность электрического поля вблизи электробытовых приборов не превышает десятков В/м.

Слайд 10

Персональные компьютеры Основным источником неблагоприятного воздействия на здоровье пользователя компьютера является средство визуального отображения (СВО) монитора. Кроме монитора и системного блока персональный компьютер может также включать в себя большое количество других устройств (таких, как принтеры, сканеры, сетевые фильтры и т.п.). Все эти устройства работают с применением электрического тока, а значит, являются источниками электромагнитного поля.

Слайд 11

Электромагнитное поле персональных компьютеров имеет сложнейший волновой и спектральный состав и трудно поддается измерению и количественной оценке. Оно имеет магнитную, электростатическую и лучевую составляющие (в частности, электростатический потенциал сидящего перед монитором человека может колебаться от –3 до +5 В). Учитывая то условие, что персональные компьютеры сейчас активно используются во всех отраслях человеческой деятельности, их влияние на здоровье людей подлежит тщательнейшему изучению и контролю

Слайд 12

Теле- и радиопередающие станции На территории России в настоящее время размещается значительное количество радиотрансляционных станций и центров различной принадлежности. Передающие станции и центры размещаются в специально отведенных для них зонах и могут занимать довольно большие территории (до 1000 га). По своей структуре они включают в себя одно или несколько технических зданий, где находятся радиопередатчики, и антенные поля, на которых располагаются до нескольких десятков антенно-фидерных систем (АФС). Каждая система включает в себя излучающую антенну и фидерную линию, подводящую транслируемый сигнал.

Слайд 13

Спутниковая связь Системы спутниковой связи состоят из передающей станции на Земле и спутников – ретрансляторов, находящихся на орбите. Передающие станции спутниковой связи излучают узконаправленный волновой пучок, плотность потока энергии в котором достигает сотен Вт/м. Системы спутниковой связи создают высокие напряженности электромагнитного поля на значительных расстояниях от антенн. Например, станция мощностью 225 кВт, работающая на частоте 2,38 ГГц, создает на расстоянии 100 км плотность потока энергии 2,8 Вт/м2. Рассеяние энергии относительно основного луча очень небольшое и происходит больше всего в районе непосредственного размещения антенны.

Слайд 14

Сотовая связь Сотовая радиотелефония является сегодня одной из наиболее интенсивно развивающихся телекоммуникационных систем. Основными элементами системы сотовой связи являются базовые станции и мобильные радиотелефонные аппараты. Базовые станции поддерживают радиосвязь с мобильными аппаратами, вследствие чего они являются источниками электромагнитного поля. В работе системы применяется принцип деления территории покрытия на зоны, или так называемые «соты», радиусом [0,5..10] км.

Слайд 15

Интенсивность излучения базовой станции определяется нагрузкой, то есть наличием владельцев сотовых телефонов в зоне обслуживания конкретной базовой станции и их желанием воспользоваться телефоном для разговора, что, в свою очередь, коренным образом зависит от времени суток, места расположения станции, дня недели и других факторов. В ночные часы загрузка станций практически равна нулю. Интенсивность же излучения мобильных аппаратов зависит в значительной степени от состояния канала связи «мобильный радиотелефон – базовая станция» (чем больше расстояние от базовой станции, тем выше интенсивность излучения аппарата).

Слайд 16

Электротранспорт Электротранспорт (троллейбусы, трамваи, поезда метрополитена и т.п.) является мощным источником электромагнитного поля в диапазоне частот [0..1000]Гц. При этом в роли главного излучателя в подавляющем большинстве случаев выступает тяговый электродвигатель (для троллейбусов и трамваев воздушные токоприёмники по напряженности излучаемого электрического поля соперничают с электродвигателем).

Слайд 17

Радарные установки Радиолокационные и радарные установки имеют обычно антенны рефлекторного типа («тарелки») и излучают узконаправленный радиолуч. Периодическое перемещение антенны в пространстве приводит к пространственной прерывистости излучения. Наблюдается также временная прерывистость излучения, обусловленная цикличностью работы радиолокатора на излучение. Они работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц, однако отдельные специальные установки могут работать на частотах до 100 ГГц и более. Вследствие особого характера излучения они могут создавать на местности зоны с высокой плотностью потока энергии (100 Вт/м2 и более).

Слайд 18

Металлодетекторы Технологически, принцип действия металлодетектора основан на явлении регистрации электромагнитного поля, которое создается вокруг любого металлического предмета при помещении его в электромагнитное поле. Это вторичное электромагнитное поле различается как по напряженности (силе поля), так и по прочим параметрам. Эти параметры зависят от размера предмета и его проводимости (у золота и серебра проводимость гораздо лучше, чем, например, у свинца) и естественно — от расстояния между антенной металлодетектора и самим предметом (глубины залегания).

Слайд 19

Вышеприведенная технология обусловила состав металлодетектора: он состоит из четырех основных блоков: антенны (иногда излучающая и принимающая антенны различаются, а иногда — это одна и та же антенна), электронного обрабатывающего блока, блока вывода информации (визуальной — ЖК-дисплей или стрелочный индикатор и аудио — динамика или гнезда для наушников) и блока питания.

Слайд 20

Металлодетекторы бывают : Поисковые Досмотровые Для строительных целей

Слайд 21

Поисковые Данный металлодетектор предназначен для поиска всевозможных металлических предметов. Как правило — это самые большие по размеру, стоимости и естественно по выполняемым функциям модели. Это обусловлено тем, что иногда нужно находить предметы на глубине до нескольких метров в толще земли. Мощная антенна способна создавать большой уровень электромагнитного поля и с высокой чувствительностью обнаруживать даже малейшие токи на большой глубине. Например поисковый металлодетектор, обнаруживает металлическую монету на глубине в 2-3 метра в толще земли, которая может даже содержать железистые геологические соединения.

Слайд 22

Досмотровые Используется спецслужбами, таможенниками и сотрудниками охраны самых различных организаций для поиска металлических предметов (оружия, драгоценных металлов, проводов взрывчатых устройств и т.д.) спрятанных на теле и в одежде человека. Эти металлодетекторы отличают компактность, удобство в обращении, наличие таких режимов, как беззвучная вибрация рукоятки (чтобы обыскиваемый человек не узнал, что сотрудник, производящий поиск что-то нашел). Дальность (глубина) обнаружения рублевой монеты в таких металлодетекторах доходит до 10-15 см.

Слайд 23

Также широкое распространение получили арочные металлодетекторы, которые внешне напоминают арку и требуют прохождения человека через нее. Вдоль их вертикальных стен проложены сверхчувствительные антенны, которые обнаруживают металлические предметы на всех уровнях роста человека. Их обычно устанавливают перед местами культурно-массовых развлечений, в банках, учреждениях и т.д. Главная особенность арочных металлодетекторов — высокая чувствительность (настраиваемая) и большая скорость обработки потока людей.

Слайд 24

Для строительных целей Данный класс металлодетекторов при помощи звуковой и световой сигнализации помогает строителям отыскать металлические трубы, элементы конструкций или привода, расположенные как в толще стен, так и за перегородками и фальш-панелями. Некоторые металлодетекторы для строительных целей часто объединяют в одном приборе с детекторами деревянных конструкция, детекторами напряжения на токоведущих проводах, детекторами протечек и т. д

«Применение явления электромагнитной индукции в бытовых приборах

МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №2»

Реферат

по физике на тему:

«Применение явления электромагнитной индукции в бытовых приборах»

Выполнила ученика 9 «Б» класса

Абдурагимова Расита Бакриевна

г. Южно-Сухокумск. 2018 г.

Предыстория

После открытий Эрстеда и Ампера стало ясно, что электричество обладает магнитной силой. Теперь необходимо было подтвердить влияние магнитных явлений на электрические. Эту задачу блистательно решил Фарадей.

В 1821 году М. Фарадей сделал запись в своем дневнике: «Превратить магнетизм в электричество». Через 10 лет эта задача была им решена.

Итак, Майкл Фарадей (1791−1867) — английский физик и химик.

Один из основателей количественной электрохимии. Впервые получил (1823) в жидком состоянии хлор, затем сероводород, диоксид углерода, аммиак и диоксид азота. Открыл (1825) бензол, изучил его физические и некоторые химические свойства. Ввел понятие диэлектрической проницаемости. Имя Фарадея вошло в систему электрических единиц в качестве единицы электрической емкости.

Многие из этих работ могли сами — по себе обессмертить имя их автора. Но наиболее важными из научных работ Фарадея являются его исследования в области электромагнетизма и электрической индукции. Строго говоря, важный отдел физики, трактующий явления электромагнетизма и индукционного электричества, и имеющий в настоящее время такое громадное значение для техники, был создан Фарадеем из ничего.

Когда Фарадей окончательно посвятил себя исследованиям в области электричества, было установлено, что при обыкновенных условиях достаточно присутствия наэлектризованного тела, чтобы влияние его возбудило электричество во всяком другом теле.

Вместе с тем было известно, что проволока, по которой проходит ток и которая также представляет собою наэлектризованное тело, не оказывает никакого влияния на помещенные рядом другие проволоки. Отчего зависело это исключение? Вот вопрос, который заинтересовал Фарадея и решение которого привело его к важнейшим открытиям в области индукционного электричества.

На одну и ту же деревянную скалку Фарадей намотал параллельно друг другу две изолированные проволоки. Концы одной проволоки он соединил с батареей из десяти элементов, а концы другой — с чувствительным гальванометром. Когда был пропущен ток через первую проволоку, Фарадей обратил все свое внимание на гальванометр, ожидая заметить по колебаниям его появление тока и во второй проволоке. Однако ничего подобного не было: гальванометр оставался спокойным. Фарадей решил увеличить силу тока и ввел в цепь 120 гальванических элементов. Результат получился тот же. Фарадей повторил этот опыт десятки раз и все с тем же успехом. Всякий другой на его месте оставил бы опыты, убежденный, что ток, проходящий через проволоку, не оказывает никакого действия на соседнюю проволоку. Но фарадей старался всегда извлечь из своих опытов и наблюдений все, что они могут дать, и потому, не получив прямого действия на проволоку, соединенную с гальванометром, стал искать побочные явления.

электромагнитная индукция. электрический ток и поле.

Сразу же он заметил, что гальванометр, оставаясь совершенно спокойным во все время прохождения тока, приходит в колебание при самом замыкании цепи и при размыкании ее оказалось, что в тот момент, когда в первую проволоку пропускается ток, а также когда это пропускание прекращается, во второй проволоке также возбуждается ток, имеющий в первом случае противоположное направление с первым током и одинаковое с ним во втором случае и продолжающийся всего одно мгновение Эти вторичные мгновенные токи, вызываемые влиянием первичных, названы были Фарадеем индуктивными, и это название сохранилось за ними доселе.

Будучи мгновенными, моментально исчезая вслед за своим появлением, индуктивные токи не имели бы никакого практического значения, если бы Фарадей не нашел способ при помощи остроумного приспособления (коммутатора) беспрестанно прерывать и снова проводить первичный ток, идущий от батареи по первой проволоке, благодаря чему во второй проволоке беспрерывно возбуждаются все новые и новые индуктивные токи, становящиеся, таким образом, постоянными. Так был найден новый источник электрической энергии, помимо ранее известных (трения и химических процессов), — индукция, и новый вид этой энергии — индукционное электричество.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ (лат. inductio — наведение) — явление порождения вихревого электрического поля переменным магнитным полем. Если внести в переменное магнитное поле замкнутый проводник, то в нем появится электрический ток. Появление этого тока называют индукцией тока, а сам ток — индукционным.

Опыт, позволяющий наблюдать явление электромагнитной индукции

/

Примером на применение явления электромагнитной индукции в моей работе стал индукционный генератор переменного тока.

Индукционный генератор переменного тока

В индукционных генераторах переменного тока механическая энергия превращается в электрическую. Индукционный генератор состоит из двух частей: подвижной, которая называется ротором, и неподвижной, которая называется статором. Действие генератора основано на явлении электромагнитной индукции. Индукционные генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении. В настоящее время имеется много типов индукционных генераторов, но все они состоят из одних и тех же основных частей. Это, во-первых, электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и, во-вторых, обмотка, состоящая из последовательно соединенных витков, в которых индуцируется переменная электродвижущая сила. Так как электродвижущие силы, наводимые в последовательно соединенных витках, складываются, то амплитуда электродвижущей силы индукции в обмотке пропорциональна числу витков в ней.

Число силовых линий, пронизывающих каждый виток, непрерывно меняется от максимального значения, когда он расположен поперек поля, до нуля, когда силовые линии скользят вдоль витка. В результате при вращении витка между полюсами магнита через каждые пол-оборота направление тока меняется на противоположное, и в витке появляется переменный ток. Во внешнюю цепь ток отводится при помощи скользящих контактов. Для этого на оси обмотки укреплены контактные кольца, присоединенные к концам обмотки. Неподвижные пластины — щетки — прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки с внешней цепью (см. рисунок на след. стр.).

Пусть виток провода вpащается в одноpодном магнитном поле с постоянной угловой скоpостью. Магнитный поток, пронизывающий виток, меняется по закону, здесь S — площадь витка. Согласно закону Фаpадея в обмотке наводится электродвижущая сила индукции, которая опpеделяется следующим обpазом:

,

где N — число витков в обмотке. Таким образом, электродвижущая сила индукции в обмотке изменяется по синусоидальному закону и пpопоpциональна числу витков в обмотке и частоте вpащения.

В опыте с вращающейся обмоткой статором является магнит и контакты, между которыми помещена обмотка. В больших промышленных генераторах вращается электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится электродвижущая сила, уложены в пазах статора и остаются неподвижными. На тепловых электростанциях для вращения ротора используются паровые турбины. Турбины, в свою очередь, приводятся во вращение струями водяного пара, полученного в огромных паровых котлах за счет сжигания угля или газа (теплоэлектростанции) или распада вещества (атомные электростанции). На гидроэлектростанциях для вращения ротора используются водяные турбины, которые вращаются водой, падающей с большой высоты.

Электрогенераторы играют важнейшую роль в развитии нашей технологической цивилизации, поскольку позволяют получать энергию в одном месте, а использовать ее в другом. Паровая машина, например, может преобразовывать энергию сгорания угля в полезную работу, но использовать эту энергию можно только там, где установлены угольная топка и паровой котел. Электростанция же может размещаться весьма далеко от потребителей электроэнергии — и, тем не менее, снабжать ею заводы, дома и т. п.

Рассказывают (скорее всего, это всего лишь красивая сказка), будто Фарадей демонстрировал прототип электрогенератора Джону Пилу, канцлеру казначейства Великобритании, и тот спросил ученого: «Хорошо, мистер Фарадей, все это очень интересно, а какой от всего этого толк?».

«Какой толк? — якобы удивился Фарадей. — Да вы знаете, сэр, сколько налогов эта штука со временем будет приносить в казну?!»

Заключение

Изыскания в области индукции, производимой земным магнетизмом, дали Фарадею возможность высказать еще в 1832 году идею телеграфа, которая затем и легла в основу этого изобретения.

А вообще открытие электромагнитной индукции недаром относят к наиболее выдающимся открытиям XIX века — на этом явлении основана работа миллионов электродвигателей и генераторов электрического тока во всем мире…

В настоящее время все больше появляется техники с использованием явления электромагнитной индукции: плиты, зарядные устройства, электросчетчики, кофеварки, водонагреватели, тостеры, миксеры, утюги, настольные лампы и приборы для приготовления пищи и т.д. Чем же они отличаются от «добрых» старых электрических плит, проводных зарядных устройств? В чем их плюсы? А может они, тоже имеют свои недостатки? Современному потребителю все сложнее сделать выбор между техникой с использованием явления электромагнитной индукции и обычной. Возникает противоречие между желанием покупателя приобрести современный, надежный, энергоэкономичный продукт и отсутствием у него необходимой информации для совершения осознанного выбора конкретной модели из огромного количества аналогов. В своей работе я хочу помочь потребителю решить эту проблему.

Практическое применение явления электромагнитной индукции

Радиовещание

Переменное магнитное поле, возбуждаемое изменяющимся током, создаёт в окружающем пространстве

электрическое поле, которое в свою очередь возбуждает магнитное поле, и т.д. Взаимно порождая друг

друга, эти поля образуют единое переменное электромагнитное поле — электромагнитную волну.

Возникнув в том месте, где есть провод с током, электромагнитное поле распространяется в пространстве

со скоростью света -300000 км/с.

Магнитотерапия

В спектре частот разные места занимают радиоволны, свет, рентгеновское излучение и другие

электромагнитные излучения. Их обычно характеризуют непрерывно связанными между собой

электрическими и магнитными полями.

Синхрофазотроны

В настоящее время под магнитным полем понимают особую форму материи состоящую из заряженных частиц.

В современной физике пучки заряженных частиц используют для проникновения в глубь атомов с целью их

изучения. Сила, с которой действует магнитное поле на движущуюся заряженную частицу, называется силой

Лоренца.

Расходомеры — счётчики

Метод основан на применении закона Фарадея для проводника в магнитном поле: в потоке электропроводящей

жидкости, движущейся в магнитном поле наводится ЭДС, пропорциональная скорости потока, преобразуемая

электронной частью в электрический аналоговый/цифровой сигнал.

Генератор постоянного тока

В режиме генератора якорь машины вращается под действием внешнего момента. Между полюсами статора

имеется постоянный магнитный поток, пронизывающий якорь. Проводники обмотки якоря движутся в магнитном

поле и, следовательно, в них индуктируется ЭДС, направление которой можно определить по правилу «правой

руки». При этом на одной щетке возникает положительный потенциал относительно второй. Если к зажимам

генератора подключить нагрузку, то в ней пойдет ток.

Трансформаторы

Трансформаторы широко применяются при передаче электрической энергии на большие расстояния,

распределении ее между приемниками, а также в различных выпрямительных, усилительных,

сигнализационных и других устройствах.

Преобразование энергии в трансформаторе осуществляется переменным магнитным полем. Трансформатор

представляет собой сердечник из тонких стальных изолированных одна от другой пластин, на котором помещаются

две, а иногда и больше обмоток (катушек) из изолированного провода. Обмотка, к которой присоединяется источник

электрической энергии переменного тока, называется первичной обмоткой, остальные обмотки — вторичными.

Если во вторичной обмотке трансформатора намотано в три раза больше витков, чем в первичной, то магнитное поле,

созданное в сердечнике первичной обмоткой, пересекая витки вторичной обмотки, создаст в ней в три раза больше

напряжение.

Применив трансформатор с обратным соотношением витков, можно так же легко и просто получить

пониженное напряжение

Как работает интернет?

Ну а теперь давайте рассмотрим самое интересное, как работает интернет.

Нас уже не удивляет то, что за пару секунд мы получаем веб-страницу на своем экране.
Но не многие знают, как это происходит. Сейчас об этом и поговорим.

Итак, у нас есть человек, кто угодно – я, вы, или ваш дальний родственник. У этого человека есть доступ к компьютеру, который он с радостью включает. Человек хочет зайти в интернет и для этого запускает браузер, т.е. программу-клиент, установленную на его компьютере. В адресной строке браузера он вводит доменное имя сайта, допустим, info-line.net.

Это мы все знали. А что же происходит в те милисекунды, которые мы не замечаем? Что же скрыто от наших глаз?

После ввода доменного имени в браузер, программа-клиент связывается с провайдером  и сообщает ему о том, что она хочет запросить сайт info-line.net

На провайдере установлен DNS сервер, который преобразует доменное имя интернет-ресурса info-line.net в IP-адрес (IP – это межсетевой протокол) вида 178.162.144.134.

IP-адрес  выдается провайдером каждому компьютеру при подключении к интернету, естественно веб-сайты тоже имеют свои ip-адреса. На данный момент существует две версии IP – 4-ая (IPv4) и 6-ая (IPv6). Была еще и 5-ая версия, но она не была принята для публичного пользования. В настоящее время наиболее широко используется 4-ая версия IP.

IP-адреса нужны для нахождения компьютеров в сети. Ведь нужно знать, куда отправлять пакет. На почте, вам нужно указать адрес получателя. В сети вместо адреса выступает IP.

После этого, IP переводится из десятичной системы исчисления в двоичную и принимает привычный машинный вид в виде цифр 0 и 1.

Далее,  провайдер пересылает ваш запрос сайта на маршрутизатор (или по-другому — Роутер).
Маршрутизатор – это устройство, которое согласно таблицам маршрутов направляет передаваемые пакеты информации по указанному адресу. Маршрутизатор – это что-то вроде аналога GPS-навигатора в реальной жизни, он знает маршрут и указывает рабочий путь передаваемому пакету информации.

Пакеты передаются от одного маршрутизатора к другому, пока не достигают сервера, т.е. того IP-адреса, который был указан клиентом в виде получателя.

На web-сервере обрабатывается вся полученная информация и выдается результат в виде html-страницы, то есть обычной веб-страницы, которые мы так часто видим на экране.

Данный результат отправляется по обратной цепочке через маршрутизаторы и провайдера к нашему компьютеру, после чего встает вопрос, а куда дальше-то пакеты посылать? В какую программу?

Для этого предназначены порты.

Что такое порт?

Порт – это системный ресурс, выделяемый приложению для связи с другими приложениями в сети. Все программы для связи между собою посредством сети, используют порты.

Если провести аналогию с домом, то дом – это IP, а квартира – это порт. Список портов можно посмотреть, открыв файл services по адресу: C:\Windows\System32\drivers\etc (ваш адрес может отличаться)

Как мы видим, портов здесь достаточно много. Например, порт 25 служит для отправки почты, порт 110 для ее получения. Веб-сайты работают на порту номер 80, а система DNS, о которой мы уже говорили – на порту 53.

Мы можем проверить работу портов в браузере. Если мы введем веб-сайт и после него, укажем :80, то у нас откроется веб-сайт, а если укажем :53, то получим сообщение об ошибке следующего содержания: «Данный адрес использует порт, который, как правило, не используется для работы с веб-сайтами. В целях вашей безопасности Firefox отменил данный запрос».

Порт номер 21 используется для FTP, как мы уже знаем из прошлых уроков. Порты 135-139 используются системой Windows для доступа к общим ресурсам компьютера – папкам, принтерам. Эти порты должны быть закрыты фаерволлом для Интернета в целях безопасности. Порты 3128, 8080 используются в качестве прокси-серверов. Прокси – это компьютер-посредник, например, между моим компьютером и веб-ресурсом, на который я хочу зайти. Прокси используются для самых разных целей. Бывают бесплатные и платные прокси. Настроить их можно в настройках браузера. В браузере Firefox это делается следующим образом:

1. Заходим в настройки

2. Переходим в «Дополнительные»

3. Открываем вкладку «сеть»

4. В блоке «соединение» жмем кнопку «настроить»

5. Переходим на ручную настройку прокси-сервера

6. Указываем данные прокси.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Явление электромагнитной индукции и его частные случаи широко применяются в электротехнике. Для преобразования механической энергии в энергию электрического тока используются синхронные генераторы. Для повышения или понижения напряжения переменного тока применяются трансформаторы. Использование трансформаторов позволяет экономично передавать электроэнергию от электрических станций к узлам потребления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Электрические машины, Л.М. Пиотровский, Л., «Энергия», 1972.

2. Силовые трансформаторы. Справочная книга / Под ред. С.Д. Лизунова, А.К. Лоханина. М.:Энергоиздат 2004.

3. Конструирование трансформаторов. А.В. Сапожников. М.: Госэнергоиздат. 1959.

4. Расчёт трансформаторов. Учебное пособие для вузов. П.М. Тихомиров. М.: Энергия, 1976.

5. Физика-учебник для 11 класса, авторы: Г.Я. Мякишев и Б.Б. Буховцев М. Просвещение, издание 2017.

Использование явления электромагнитной индукции в технике — МегаЛекции

Физическая суть явления электромагнитной индукции

Величина индуцированной ЭДС

Потокосцепления

Использование явления электромагнитной индукции в технике

Явление самоиндукции

Энергия магнитного поля

Вихревые токи

Литература

Данилов Н.А., Иванов Н.М., «Общая электротехника с основами электроники», М .: 2005.

Гаврилов В.А. «Общая электротехника с основами электроники», М .: 1980

Физическая суть явления электромагнитной индукции

Явлением елекипромагнитнои индукции называется виникнення ЭДС в проводнике при пересечении проводником магнитних силовых линий или при изменении величины магнитного потока, пронизывающего контур.

Изменение величины магнитного потока внутри катушки вызывает наведення ЭДС.

Для определения направления ЭДС, индуцированной в контуре или в катушке, что возникает при изменении магнитного потока в них используется правило Ленца:

Индуцированная ЕPC всегда направлена ​​так, что своим смрумом и магнитным потоком противодействует причине, что ее вызвало

Например, если постоянный магнит вносится в катушку то в ней возникает индукционный ток такого направления, противодействует движения магнита к катушке, то есть сверху катушки возникает одноименный полюс, отталкивает магнит Если магнит, который находился внутри катушки, отдаляется от нее, то направление индукционного тока будет таким, еще сверху катушки возникает противолежащий полюс, который притягивает магнит к катушке, то есть препятствует его удалению, что, в свою очередь, и было причиной возникающую тока

Величина индуцированной ЭДС

Величина индуцированной ЭДС при перемещении проводника в магнитном поле определяется по формуле

е=Blv sinα,

где е — индуцированная ЭДС, В; v- скорость движения проводника, м / с; l — длина проводника, м; α — угол между направлением вектора магнитной индукции и направлением движения проводника, градус.

При перемещении проводника под углом 90 ° к направлению магнитной индукции поля индуцированная ЭДС имеет максимальную величину, sin 90 ° = 1 при других углах движения величина ЭДС меньшая. Это объясняется тем, что при перемещении под углом 90 ○ проводник за единицу времени пересекает самую килькисть магнитных силовых линий.

Когда индуцированная ЭДС возникает в контуре или внутри катушки с счет магнитного потока, меняется, то величина ЭДС зависит от скорости изменения магнитного потоку и определяется по формуле

где e — индуцированная ЭДС, В; dФ = Ф1-Ф2 — прирост магнитного потока, Вб; dt = t1-t2 прирост времени: dФ / dt — скорость изменения магнитного потока, убьет / с.

Знак «минус» отображает физическую суть правила Ленца, то есть противодействие индуцированной ЭДС причине, что ее вызвало. Вообще электромагнитная индукция — это явление перетворення механической энергии в электрическую.

Потокосцепления

Если через катушку проходит ток, то образуется магнитный поток Ф, сцепленный с витками катушки N. Если все магнитные линии сцеплении со всеми витками катушки (см. Рис.), То потокосцепления выражается формулой

Ψ = NФ,

где Ψ — потокосцепления, Вб.

Если магнитный поток меняется, то изменение потокосцепления определяется так:

Ψ = NdФ,

Тогда индуцированной ЭДС можно выразить через потокосцепления

Закон электромагнитной индукции выражается так: электродвижущая сила, индуцируется в замкнутом контуре при изменении сцепленного с ним магнитного потока, равна скорости изменения потокосцепления.

Использование явления электромагнитной индукции в технике

Явление электромагнитной индукции широко применяется в технике, например на электростанциях в генераторах большой мощности, которые превращают механическую энергию и электрическую. Это явление применяют также в устройствах, работающих с достаточно малыми мощностями (звукознимачi электропроигрывателей, которые обеспечивают воспроизведение грампластинок; магнитофоны; электродинамические микрофоны) Мощности развивающихся в этих устройствах, измеряются долями микроватт.

Явление самоиндукции

Если с помощью потенциометра изменять напряжение, подаваемое на тороидальных катушку, то при изменении величины тока в обмотке катушки меняется магнитный поток, и поэтому в катушке индукуватиметься ЭДС, называется ЭДС самоиндукции.

Саяомдукциею называется явление возникновения в проводнике или в катушке ЭДС, которая образуется в результате изменения собственного тока и созданного им магнитного потока.

Явление самоиндукции — это частный случай электромагнитной индукции, оно наблюдается во всех электрических колах, где меняется величина тока. В цепях переменного тока ЭДС самоиндукции возникает непрерывно, а в цепях постоянного тока — только в трех случаях, а именно:

при замыкании цепи, поскольку ток в цепи возрастает от нуля до некоторой величины, определяется по закону Ома;

при размыкании цепи, поскольку ток уменьшается от существующей величины до нуля;

при изменении величины тока с помощью реостата или потенциометра.

Направление ЭДС самоиндукции определяется по правилу Ленца, то есть при увеличении величины тока в цепи возникает ЭДС самоиндукции, противоположная по направлению к току, так, что противодействует его росту, который является причиной возникновения ЭДС.

Если ток в цепи уменьшается, то ЭДС самоиндукции имеет тот же направление, что и ток, уменьшается, то есть препятствует его уменьшению. Таким образом, ЭДС противодействует уменьшению тока, поддерживая его.

коэффициент самоиндукции и индуктивность обозначается буквой Д и Единицей индуктивности является генри (Гн).

Формула ЭДС самоиндукции часто спрашивают так:

Отсюда величина ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения тока и индуктивности катушки.

Рассмотрим физическую суть индуктивности L, определяется формулой

Из формулы L = фn / I следует, что индуктивностью катушки называется величина, характеризующая способность данного катушки создавать определенную величину магнитного потоку при токе в катушке 1 А.

Итак, чем больше индуктивность катушки, тем больше величина магнитного потока, созданного током, и тем больше ЭДС самоиндукции при данной скорости изменения тока.

Если в формуле L = фn / I взять единицы величин N, Ф, И, может L = 1 генри. Отсюда единица индуктивности один генри — это индуктивность такого контура, с которым сцеплен магнитний поток один вебер при токе в контуре в один ампер.

Индуктивность катушки равна одному генри, если в ней при изменении тока со скоростью один ампер за одну секунду индуцируется ЭДС самоиндукции в один вольт.

В электронных схемах часто используют катушки с индуктивностью, значительно меньше одного генри, а именно, моли и микрогенри 1 Гн = 103 мГн; 1 Гн = 106 мкГн. В формуле Ldi / dt можно заменить Ldi на dΨ. Тогда ЭДС самоиндукции определится так, как и для электромагнитной индукции:

На практике иногда необходимы безиндукцийни катушки, в которых L = 0 и при изменении тока в которых не возникает ЭДС самоиндукции. Чтобы получить такие катушки, их обмотки выполняют бифилярной, то есть когда в соседних витках катушки ток имеет противоположные направления и магнитные потоки созданные этими витками, имеют противоположные направления. Тогда общий магнитный поток катушки равен нулю. Следовательно, при изменении тока в витках катушки ЭДС самоиндукции не возникает.

Чтобы получить катушки с переменной индуктивностью, в таких котущках индуктивность меняют следующими способами:

1) меняют магнитную проницаемость посредством внесения в катушку или вынесением из нее различных сердечников

2) изменяют количество витков катушки с помощью переключателя.

3) применяют устройство, называемое вариометром.

Энергия магнитного поля

Если через проводник или катушку проходит ток, то часть электроэнергии расходуется на преодоление сопротивления проводника и превращается в тепло, а часть образует магнитное поле, в котором накапливается некоторая часть энергии превращается в потенциальну энергию.

При размыкании цепи ток уменьшается до нуля в течение очень малого промежутка времени, а также уменьшается до нуля и магнитное поле. При этом в проводнике или катушке индуцируется ЭДС самоиндукция за счет накопленной в магнитном поле энергии.

Итак, энергия магнитного поля

Пример

В магнитном поле катушки с индуктивностью L = 0,5 Гн накапливается энергия WL = 6,25 Дж. Найти силу тока в котутци.

Решение. Из формулы WL = LI2 / 2 найдем величину тока:

Взаимоиндукция

Пусть имеем две катушки, расположенные рядом. Через первую катушку проходит ток, созданный источником ЭДС. Часть магнитных силовых линий этой катушки перетинае витки обеих катушек. Обозначим эту часть магнитного потока через Ф12. Если с помощью реостата начать изменять величину тока в цепи первой катушки, то такое изменение магнитного потока обусловливает индуцированной ЭДС, как в первой, так и во второй катушках.

ЭДС, возникающая в витках второй катушки от изменения магнитного потока первой катушки, называется ЭДС взаимоиндукции.

Явление возникновения индуцированной ЭДС в проводниках, расположенных вблизи других проводников, по которым проходит переменный во времени электрический ток, называется взаимоиндукции.

ЭДС взаимоиндукции образовываться также при замыкании и размыкании цепи первой катушки том, что при этом тоже происходит изменение тока и его магнитного потока от нуля до постоянной величины и от постоянной величины до нуля.

ЭДС самоиндукции во второй катушке определяется формулой

Изменение потокосцепления dΨ2 происходит за счет изменения тока di1, следовательно,

Тогда

Согласно этой формуле, величина ЭДС самоиндукции зависит от постоянных величин катушек и сердечника

N₁N₂ μ_a S/l

Обозначим это выражение буквой М:

Тогда

Коэффициент пропорциональности М называют взаимной индуктивности.

Итак, взаимной индуктивности и зиваеться величина, характеризующая степень передачи энергии от одной электрической цепи в другого.0диницею взаемоиндуктивности является генри.

Если круг второй обмотки включено на потребителя енергии, то ЭДС взаимной индукции eM2 создает в нем ток i2 магнитный поток Ф2, которые при

Таким образом, напряжение источника U1 частично падает на сопротивлении катушки R1, а частично идет на преодоление противодействия ЭДС самоиндукции eL1 и ЭДС взаемоиндукции EM1.

Связь между взаимной индуктивности M и индуктивностями катушек:

M² = L₁L₂.

Отсюда

Это равенство выполняется при отсутствии магнитного рассеяния, то есть когда все магнитный поток, образованный током первой обмотки, проходит внутри второй обмотки, например, весь магнитный поток замыкается по ферромагнитного сердечника, вследствие его малого сопротивления магнитному потоку. При наличии магнитного рассеяния часть магнитного потока не проходит внутри второй катушки и ЭДС взаимоиндукции меньше, тогда это равенство надо брать с коэффициентом K

Коэффициент связи характеризует степень индуктивной связи двух контуров. Рассматривают три степени связи: очень слабый связь, K = 0,001 … 0,01; слабый связь, К = 0,01 … 0,1; сильная связь, К = 0,1 … 0,9.

При отсутствии индуктивной связи между катушками общая индуктивность цепи

L = L₁+L₂,

Для согласованного соединения катушек можно доказать, что при отсутствии индуктивной связи общая индуктивность

При наличии индуктивной связи при согласованном соединении катушек а при встречном соединении

Как видим, индуктивность взаимосвязанных катушек зависит от

коэффициента связи. На этом принципе построены приборы, предназначенные для постепенного изменения индуктивности, которые называются вариометрами. Вариометр имеет две последовательно соединенные катушки, одна из которых неподвижна, а другая — подвижная, малого размера и может вращаться внутри первой. При вращении подвижной катушки меняется взаимное положение катушек, поэтому меняется и коэффициент связи.

Когда магнитные потоки катушек имеют одинаковое направление, то индуктивность вариометра максимальная

L_max = L₁+L₂+2M,

когда магнитные потоки имеют противоположные направления, то индуктивнисть вариометра наименьшая

Lmin = L₁+L₂-2M

Явление взаимоиндукции широко применяется в технике, на нем основана работа трансформаторов; индукционных катушек в системе зажигания автомашин и передачи энергии от одного индуктивно связанного контура ко второму, и тому подобное. Иногда взаимоиндукция бывает вредной. Например, образуются препятствия в линиях связи от внешних магнитных полей, мощных радиостанций, линий электропередач и т. Д. Магнитные поля индуцируют токи в линиях связи, которые мешают передачи сигналов связи.

Вихревые токи

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

3.7 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ — Всё для чайников

3.7 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

Подробности

Категория: Электричество и магнетизм от НИЯУ МИФИ

Закон Фарадея. Гибкий контур  

Включение — выключение   

Перемещение проводника в магнитное поле    

Динамо-машина    

Закон электромагнитной индукции     

Несознательные катушки     

Потокосцепление      

Парение колец      

Электромагнитная пушка      

Кипячение воды      

Торможение колебаний маятника     

Падение монет из различных металлов     

Закон самоиндукции      

Ток при замыкании и размыкании цепи с индуктивностью      

Взаимная индукция      

«Гроб Магомеда»       

Электромагнитная индукция | Статья об электромагнитной индукции от The Free Dictionary

Производство электродвижущей силы (индуцированной ЭДС) в проводящей цепи, находящейся в переменном магнитном поле или движущейся в постоянном магнитном поле. Электрический ток, индуцированный этой ЭДС, называется индуцированным током. Электромагнитная индукция была открыта М. Фарадеем в 1831 году. Согласно закону Фарадея, наведенная ЭДС Ej в цепи прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока (потока вектора магнитной индукции) ϕ через поверхность S , ограниченный этой цепью:

Здесь ΔΦ — изменение магнитного потока через цепь во времени Ac коэффициент пропорциональности k в Международной системе единиц равен k = 1, а в cgs (система Гаусса), k = 1 / c, где c — скорость света в вакууме.Знак минус определяет направление индуцированного тока в соответствии с правилом Ленца: направление индуцированного тока таково, что поток магнитной индукции, который он создает через область, ограниченную цепью, имеет тенденцию противодействовать изменению потока Φ, которое вызывает для индуцированного тока.

В постоянном магнитном поле наведенная ЭДС возникает только во время движения контура, в котором магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, изменяется со временем (то есть контур в своем движении должен пересекать линии магнитного потока; при движении по линиям поток Φ не изменится и ЭДС не возникнет).В этом случае наведенная ЭДС равна работе магнитной части силы Лоренца, необходимой для перемещения единичного заряда по замкнутой цепи. Если, однако, неподвижный проводник находится в постоянном магнитном поле, индуцированная ЭДС равна работе, необходимой для перемещения единичного заряда по замкнутой цепи; эта работа выполняется силами окружающего электрического поля, которое, согласно уравнениям Максвелла, возникает в пространстве, когда магнитное поле изменяется со временем. В системе отсчета, относительно которой цепь находится в состоянии покоя, именно это электрическое поле контура вызывает движение заряженных частиц, то есть появление индуцированного тока.Электромагнитная индукция лежит в основе работы генераторов электрического тока, в которых механическая энергия преобразуется в электрическую; работа трансформаторов и другого оборудования также основана на этом явлении.

СПРАВКА

Калашникова С.Г. Электричество. Москва, 1970. Глава 9. (Общеикурс физики, т. 2.)

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

22 Электромагнитная индукция | Космос Эвана

Решения: опция C
[Есть еще один аналогичный вопрос в ноябрьском выпуске P1Q40, ноябрь 2013 г.Ответ тоже вариант C. Обратитесь к последнему разделу этого сообщения]

См. 2 видео ниже. 1-й будет быстрее, если вы знаете, что чем больше сопротивление в пропорции, тем больше разность потенциалов компонента, так как он потребует большей части ЭДС по отношению к другим компонентам в серии. Этот метод особенно полезен для MCQ.

Если вы все еще не уверены, вы можете ввести значения, чтобы найти I, V и P между компонентами.Это будет более утомительно и отнимет много времени.

Другой похожий вопрос — 2013 Nov Pure Physics P1 Q40.

Решения: опция C

Категории: 18 цепей постоянного тока, 22 электромагнитной индукции, 25 GCE, P1 | Метки: 2018, GCE, P1, вопрос | Постоянная ссылка.

Здесь уточняется назначение коммутатора разъемных колец и контактных колец.

Категории: 21 Электромагнетизм, 22 Электромагнитная индукция, 24 Комиксы | Теги: 2018, комикс, двигатель постоянного тока, генератор | Постоянная ссылка.

Это пример портативного генератора, используемого на небольшой строительной площадке, например. при прокладке труб под дорогой, для подачи электричества к электрооборудованию.

Категории: 22 Электромагнитная индукция, 23 вещи вокруг нас | Постоянная ссылка.

Электродвижущая сила (ЭДС), индуцированная в проводнике, движущемся под прямым углом к ​​магнитному полю, не зависит от

.

А) длина жилы.
В) сопротивление проводника.
С) скорость проводника.
D) напряженность магнитного поля.

Решения: B

Чем длиннее проволока, тем выше скорость, с которой магнитные силовые линии разрезают проволоку. Итак, А верно.

Поскольку это провод, а не замкнутая цепь, наведенный ток не образуется. Следовательно, создается индуцированная ЭДС, и сопротивление провода не влияет на индуцированную ЭДС.

Категории: 22 Электромагнитная индукция | Теги: Тема Электромагнитная индукция | Постоянная ссылка.

Решения: Вариант D — (i) и (iii)

(i) верно, потому что, когда стержень разрезает магнитное поле магнита, создается индуцированная ЭДС , согласно закону Фарадея. Но НЕ наведенный ток, поскольку это не замкнутая цепь . Конец стержня ближе — более высокий потенциал.

(ii) неверно, потому что, как упоминалось выше, наведенная ЭДС будет создаваться , когда стержень разрезает магнитное поле.

(iii) верно, поскольку величина (величина или размер) наведенной ЭДС зависит от таких факторов, как использование более сильного магнита и более быстрое перемещение стержня. Итак, это утверждение верно.

Но учтите, что если утверждение сформулировано так, что «… ..индуцированная ЭДС ТОЛЬКО зависит от магнитного поля …….», То это утверждение неверно, так как перемещение стержня быстрее — это другой способ, поэтому использование более сильного магнита является НЕ единственный способ.

Категории: 22 Электромагнитная индукция | Теги: Закон Фарадея, Тема Электромагнитная индукция | Постоянная ссылка.

Актуальный трансформатор. Чтобы повысить эффективность трансформатора, для изготовления сердечника используется многослойный лист железа, так как он снижает образование вихревых токов в сердечнике, что может привести к потерям мощности из-за тепла.

Категории: 22 Электромагнитная индукция | Теги: Тема Электромагнитная индукция, трансформатор | Постоянная ссылка.

Решения: опция C

Переменный ток (AC) меняет направление много раз в секунду.Следовательно, он может создавать изменяющийся магнитный поток, который разрезает кольцо и, следовательно, противодействует / отталкивает кольцо в соответствии с законом Ленца.

При использовании постоянного тока начальный ток увеличивается с минимального до максимального, следовательно, создается одноразовый изменяющийся расширяющийся магнитный поток, который по-прежнему разрезает кольцо и заставляет его плавать.

Но как только ток стабилизируется, магнитный поток не меняется, поэтому кольцо опускается. При спуске фиксированное магнитное поле соленоида снова разрезает кольцо.Но величина наведенного тока меньше, следовательно, противоположные друг другу одинаковые полюса будут меньше веса кольца. Следовательно, кольцо опускается вниз и в конечном итоге оказывается наверху катушки.

Категории: 22 Электромагнитная индукция | Теги: Закон Ленца, Тема Электромагнитная индукция | Постоянная ссылка.

Решения: опция B

Ключевые концепции:
— Мощность на X = Мощность на Y + Мощность на Z

По-прежнему применяется прямая пропорциональная зависимость N и V.
Nx / Nz = Vx / Vz

См. Видеоурок.

Категории: 22 Электромагнитная индукция | Теги: Тема Электромагнитная индукция, трансформатор | Постоянная ссылка.

Рассмотрим эти два сценария.

Сценарий 1 Проволока движется вертикально между магнитами. Индуцированный ток возникает, когда провод перерезает магнитные силовые линии. Направление индуцированного тока вне бумаги и магниты неподвижны.Провод движется вверх, A, или вниз, B?

Решения: Поскольку к проводу прикладывается сила и возникает наведенный ток , здесь применяется правило правой руки Флеминга (FRHR) . Используя FRHR, вы сможете определить, что направление движения проволоки (сила) составляет вниз (в сторону B) .

Сценарий 2 Если теперь проволока неподвижна, но вместо этого магниты движутся вертикально.Индуцированный ток, который течет из бумаги, создается при движении магнитов. В каком направлении движутся магниты: вверх (к A) или вниз (к B)?

Решения: Из сценария 1 FRHR применяется, чтобы узнать, что проволока движется вниз, чтобы произвести наведенный ток из бумаги. Здесь проволока неподвижна, а вместо нее движутся магниты. Необходимо знать, что эффект при движении проволоки вниз (сценарий 1), — это , тот же , что и , при движении магнитов вверх (сценарий 2) .В обоих случаях способ, которым проволока перерезает магнитные силовые линии, одинаков. Следовательно, в этом сценарии магниты перемещаются вверх (в сторону A) , чтобы получить наведенный ток из бумаги.

Категории: 21 Электромагнетизм, 22 Электромагнитная индукция | Теги: FLHR, FRHR, Тема Электромагнитная индукция | Постоянная ссылка.

Электромагнитная индукция

Магнитный поток

Общее количество магнитных силовых линий, проходящих через данную область, обычно называется магнитным потоком .

Если элементарная область помещена в магнитное поле таким образом, что нормаль к ней составляет угол с направлением силовых линий. Затем магнитный поток связан через область:

Магнитный поток

Следовательно, магнитный поток связан по всей площади поверхности

Единица магнитного потока — weber .

Электромагнитная индукция

Каждый раз, когда происходит изменение магнитного потока, связанного с цепью, e.в цепи индуцируется m.f. Если цепь замкнута, в ней также индуцируется ток.

ЭДС и создаваемый таким образом ток длятся до тех пор, пока длится изменение магнитного потока, связанного с цепью. Явление называется электромагнитным индукцией .

Закон электромагнитной индукции Фарадея

Выражение «наблюдения электромагнитной индукции» суммировано Фарадеем в форме двух законов :

i. Всякий раз, когда происходит изменение магнитного потока, связанного с цепью, в цепи устанавливается ЭДС. Величина наведенной ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока, связанного с контуром. Если магнитный поток связан с контуром в любой момент t, то наведенная э.д.с.

ii. Направление индуцированной ЭДС таково, что она противодействует изменению магнитного потока, которое ее создает. Этот закон также называется закон Ленца .

С учетом второго закона уравнение (1) принимает из

Системная постоянная в системе S.I. K = 1.

Обычно изменение магнитного потока задается одним витком, если катушка содержит N витков, выражение (2) изменяется на

Если R — сопротивление цепи, то индуцированный ток

Заряд, индуцированный за время dt, определяется как:

Но

Очевидно, индуцированный заряд не зависит от времени.

Закон Ленца

Закон Ленца основан на сохранении энергии и определяет направление наведенной ЭДС или тока в катушке. Закон Ленца просто гласит, что индуцированный ток противостоит причине, вызывающей его. Когда северный полюс магнита перемещается к катушке, индуцированный ток течет в направлении, препятствующем движению магнита по направлению к катушке.

Это возможно только тогда, когда более близкая поверхность катушки действует как северный полюс магнитного поля , что вызывает необходимость в токе в катушке против часовой стрелки.Тогда отталкивание двух одинаковых полюсов противодействует движению магнита по направлению к катушке.

Закон Ленца

Аналогичным образом, когда магнит отодвигается от катушки, направление индуцированного тока таково, чтобы сделать более близкую поверхность катушки южным полюсом, что вызывает необходимость в наведенном токе по часовой стрелке в катушке. Тогда притяжение между двумя противоположными полюсами препятствует движению магнита от катушки.

Следовательно, в любом случае необходимо проделать работу по перемещению магнита.Это механическая работа, которая проявляется в катушке как электрическая энергия. Таким образом, пропорциональная величина индуцированного тока в катушке соответствует закону сохранения энергии.

Индуцированная ЭДС в проводящем стержне, движущемся в однородном магнитном поле

Пусть тонкий проводящий стержень ab длиной l движется в однородном магнитном поле B, направленном перпендикулярно плоскости бумаги, вниз. Пусть скорость стержня v находится в плоскости бумаги вправо.По правилу левой руки Флеминга на свободный электрон будет действовать сила evB, направленная от a к b по длине стержня.

Однородное магнитное поле

Благодаря этой силе свободные электроны стержня перемещаются из «a» в «b», делая конец «b» отрицательным, а конец «a» положительным. Это вызывает разность потенциалов на концах стержня. Это индуцированная ЭДС.

Если E — электрическое поле, развиваемое в стержне, то

В, когда на стержне наводится ЭДС.Возникающее электрическое поле оказывает на электрон силу eE, направленную вверх, то есть противоположную направлению магнитной силы.

В равновесии зарядов:

Электрическая сила = Магнитная сила

Следовательно,

Индуцированная ЭДС V = El = Bvl.

Если стержень движется поперек магнитного поля под углом к ​​нему, то наведенная э.д.с.

Где — компонента магнитного поля, нормальная к.Вот .

Следовательно, индуцированная ЭДС E = bvl sin

Направление индуцированного тока определяется правилом Флеминга для правой руки, которое гласит, что если указательный палец, средний палец и большой палец правой руки расположены взаимно перпендикулярно таким образом, что указательный палец указывает вдоль магнитного поля, большой палец — вдоль направления движения. проводника, то средний палец указывает направление наведенного тока.

Собственная индуктивность

Когда электрический ток, протекающий по цепи, изменяется, магнитный поток, текущий по цепи, изменяется, также изменяется магнитный поток , , связанный с цепью.В результате в цепи создается наведенная ЭДС. Это явление называется самоиндукцией, а индуцированная ЭДС — обратной ЭДС.

(i) Если «I» — это ток, протекающий в цепи, поток, связанный с цепью:

или

Где «L» обозначает самоиндукцию катушки, а ее единицей является генри.

Из уравнения (1) L =

Если I = 1 и l =.

Таким образом, собственная индуктивность цепи численно равна e.м.ф. индуцируется в цепи, когда скорость изменения тока в цепи составляет 1 ампер / сек.

(iii) Также работа, выполняемая против противоэдс за время dt, когда противоэдс равняется e, а ток в цепи равен I, определяется по формуле:

Общая работа, проделанная для установления тока от 0 до I, определяется как:

Эта работа хранится в виде энергии магнитного поля. Из выражений (1), (2) и (3) у нас есть три альтернативных определения самоиндукции.

Из (2), L =

Из (3), L =

Таким образом, самоиндуктивность цепи численно равна удвоенной работе, совершаемой против наведенной ЭДС при установлении в катушке тока «I» ампер.

Роль собственной индуктивности:

Роль самоиндукции в электрической цепи такая же, как у инерции в механическом движении. Таким образом, самоиндукция катушки — это мера способности противодействовать изменениям тока через нее.

Самоиндукция соленоида

Рассмотрим соленоид длиной «l», числом витков «N» и площадью поперечного сечения «A». Тогда количество витков на единицу длины

Собственная индуктивность

Магнитное поле в воздушном соленоиде,

Магнитный поток, связанный с соленоидом

Согласно определению самоиндуктивности ,

Если соленоид намотан на сердечник с проницаемостью, то

Индуктивность при последовательном и параллельном включении

Если индуктивности соединены последовательно, чем,

Если индуктивности соединены параллельно, то чистая индуктивность определяется по формуле:

Магнитная энергия, запасенная в индуктивности:

Взаимная индуктивность

Рассмотрим две катушки, расположенные рядом друг с другом так, что, если в катушке проходит ток, он находится в магнитном поле катушки и наоборот.

Когда ток, протекающий через катушку, изменяется, магнитный поток, связанный с соседней катушкой, также изменяется. Это вызывает наведенную ЭДС и, следовательно, наведенный ток в катушке. Это явление называется взаимной индукцией. Цепь, в которой изменяется ток, называется первичной цепью, а соседняя цепь, в которой индуцируется ЭДС, называется вторичной цепью.

(i) Если ток течет через первичную обмотку в любой момент, поток, связанный с вторичной обмоткой, определяется выражением:

Где «M» называется взаимной индуктивностью катушек.

из (1),

Если

Таким образом, взаимная индуктивность двух соседних катушек определяется как магнитный поток, связанный с катушкой, когда ток в соседних катушках составляет 1 ампер.

(ii) Также наведенная ЭДС. во вторичной обмотке,

из (2),

Таким образом, взаимная индуктивность двух катушек определяется как ЭДС. индуцируется в катушке, когда скорость изменения тока, протекающего в соседней катушке, составляет 1 ампер / сек.

Как и самоиндукция, единицей взаимной индуктивности является генри.Направление наведенной ЭДС или индуцированного тока, возникающего из-за изменения магнитного потока, во всех случаях задается законом Ленца.

Вихревые токи

Когда ток в цепи изменяется, токи индуцируются в соседнем проводнике. Эти токи нагревают проводник и называются вихревыми токами.

Вихревые токи можно уменьшить, используя многослойные железные сердечники.

Похожие сообщения:

1. Магнитное влияние на токи Наблюдение Эрстеда: Эрстед в I820 заметил, что магнитное поле…
2. Применения электролиза Применения электролиза следующие: (a) При определении …
3. Магнетизм Барный магнит состоит из двух одинаковых и противоположных магнитных …
4. Тепловое и химическое воздействие токов Нагревательное воздействие тока При прохождении изменения dq .