В чем измеряется эдс индукция: Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция

Магнитный поток. В однородном магнитном поле, модуль вектора индукции которого равен В, помещен плоский замкнутый контур площадью S. Нормаль n к плоскости контура составляет угол a с направлением вектора магнитной индукции В (см. рис. 1).
Магнитным потоком через поверхность называется величина Ф, определяемая соотношением:
Ф = В·S·cos a.         
      
Единица измерения магнитного потока в систем СИ — 1 Вебер (1 Вб).

Электромагнитная индукция. Явление электромагнитной индукции обнаружено в 1831 г. Фарадеем. Оно выражает взаимосвязь электрических и магнитных явлений.
Рассмотрим некоторые экспериментальные факты:

постоянный магнит вставляют в катушку, замкнутую на гальванометр, или вынимают из нее. При движении магнита в контуре возникает электрический ток

Аналогичный результат будет иметь место в случае перемещения электромагнита, по которому пропускают постоянный ток, относительно первичной катушки или при изменении тока в неподвижной вторичной катушке.

рамку, замкнутую на гальванометр, помещают в однородное магнитное поле и вращают. В рамке возникает электрический ток. Если же рамка движется поступательно, не пересекая силовых линий, то ток в ней не возникает.

рамка движется  в неоднородном магнитном поле. Число линий индукции, пересекающих рамку, изменяется. В рамке возникает электрический ток

Ток, возникающий в контуре при изменении магнитного потока, называют индукционным током.
Вы знаете, что условием существования электрического тока в замкнутом контуре является наличие электродвижущей силы, поддерживающей разность потенциалов. Следовательно, при изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, в нем возникает ЭДС, которую называют ЭДС индукции (ei).

Явление возникновения ЭДС в контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего контур, называется электромагнитной индукцией.
Если контур замкнут, то ЭДС индукции проявляется в возникновении электрического индукционного тока
I = ei/R , где R- сопротивление контура.
Если контур разомкнут, то на концах проводника возникает разность потенциалов, равная ei.
Направление индукционного тока в контуре определяется правилом Ленца:
Индукционный ток направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению магнитного потока, которым он вызван.
Направление индукционного тока определяется следующим образом:

   1. установить направление внешнего магнитного поля В.
   2. определить увеличивается или уменьшается поток вектора магнитной индукции внешнего поля.
   3. по правилу Ленца указать направление вектора магнитной индукции индукционного тока Вi.
   4. по правилу правого винта определить направление индукционного тока в контуре.

ЭДС индукции в движущемся проводнике. Пусть проводник длиной L перемещается со скоростью V в однородном магнитном поле, пересекая силовые линии. Вместе с проводником движутся заряды, находящиеся в проводнике. На движущийся в магнитном поле заряд действует сила Лоренца. Свободные электроны смещаются к одному концу проводника, а на другом остаются нескомпенсированные положительные заряды. Возникает разность потенциалов, которая и представляет собой ЭДС индукции ei. Ее величину можно определить, рассчитав работу, совершаемую силой Лоренца при перемещении заряда вдоль проводника:
ei = A/q = F·L/q.

Отсюда следует, что
ei = B·V·L·sin a.

Самоиндукция является частным случаем разнообразных проявлений электромагнитной индукции.

Рассмотрим контур, подключенный к источнику тока. По контуру протекает электрический  ток I. Этот ток создает в окружающем пространстве магнитное поле. В результате контур пронизывается собственным магнитным потоком Ф. Очевидно, что собственный магнитный поток пропорционален току в контуре, создавшему магнитной поле:
Ф = L·I.

Коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью контура. Индуктивность зависит от размеров, формы проводника, магнитных свойств среды. Единица измерения индуктивности в системе СИ — 1 Генри (Гн).
Если ток в контуре изменяется, то изменяется и собственный магнитный поток Фс. Изменение величины Фс приводит к возникновению в контуре ЭДС индукции. Данное явление называется самоиндукцией, а соответствующее значение — ЭДС самоиндукции eiс.
Из закона электромагнитной индукции следует, что
eiс = dФс/dt.

Если L = const, то eiс= — L·dI/dt.

Единица измерения индукции магнитного поля в международной системе …

10.
Единица измерения индукции магнитного
поля в Международной системе — …

А)
Ом. Б) Кл. В) Н. Г) Тл.

11.
Индукция магнитного поля
показывает,
чему равна сила …

А) Действующая на
элемент проводника с током единичной
длины, если по нему идет ток единичной
силы.

Б) Действующая на
проводник с током, если по нему идет ток
единичной силы.

В)
Тока, действующая на элемент проводника
с током единичной длины.

Г)
Тока, действующая на проводник с током
единичной длины.

12. Сила, действующая
со стороны магнитного поля на отдельно
взятую движущуюся заряженную частицу,
называется …

А) Силой Ампера.

Б) Силой Архимеда.

В) Силой
взаимодействия.

Г)
Силой Лоренца.

13.
При увеличении тока в контуре в 4 раза,
индукция магнитного поля …

А)
Увеличится в 4 раза.

Б)
Уменьшится в 4 раза.

В)
Увеличится в 16 раз.

Г)
Не изменится.

14.
Единица измерения магнитного потока в
Международной системе — …

А)
Тл. Б) Омм.
В) Вб. Г) А.

15.
На рисунке изображен проводник с током.
Символ «+» означает, что ток в проводнике
направлен от наблюдателя. Укажите
направление вектора магнитной индукции
поля в точке а.

А)
Только
1.

Б)
Только 2.

В)
1 или 3.

Г)
Только 4.

16.
На рисунке изображены линии индукции
магнитного поля прямого проводника с
током и показано положение точек 1, 2, 3.
Сравните индукции магнитного поля в
этих точках.

А)
В
> В>
В.

Б)
В<
В<
В.

В)
В=
В=
В.

Г)
Нет правильного ответа.

17.
Магнитный поток, пронизывающий катушку,
изменяется со временем так, как показано
на рисунке. Укажите промежуток времени,
при котором модуль ЭДС индукции имеет
максимальное значение.

А)
От 0 до 5 с.

Б)
От 5 до 10 с.

В)
От 10 до 20 с.

Г)
Везде одинаков.

18.
За 2 с магнитный поток, пронизывающий
проволочную рамку, увеличивается с 4 до
12 Вб. Модуль ЭДС индукции, наведенный в
рамке, равен …

А) 8 В. Б) 4 В. В)
12 В. Г) 16 В.

19.
Если силу тока в катушке увеличить
вдвое, то энергия магнитного поля …

А)
Увеличится в 2 раза.

Б)
Уменьшится в 2 раза.

В)
Не изменится.

Г)
Увеличится в 4 раза.

20.
Три частицы влетели в однородное
магнитное поле. На рисунке траектории
их движения показаны штриховой линией.
Линии магнитной индукции направлены
от наблюдателя. Отрицательный заряд
имеет …

А)
Только 1.

Б)
Только 2.

В)
Только 3.

Г)
2 и 3.

21.
Магнит вводится в алюминиевое кольцо
так, как показано на рисунке. Направление
тока в кольце указано стрелкой. Каким
полюсом магнит вводится в кольцо?

А)
Положительным.

Б)
Отрицательным.

В)
Северным.

Г)
Южным.

22.
В горизонтально расположенном проводнике
длиной 50 см и массой 10 г сила тока равна
20 А. Найдите индукцию магнитного поля,
в которое нужно поместить проводник,
чтобы сила тяжести уравновесилась силой
Ампера.

А)
10
Тл. Б) 10 Тл. В) 0,1 мТл. Г) Нет правильного
ответа.

23.
Когда
металлический стержень присоединили
к одному из полюсов источника тока, то
вокруг него обра­зовалось … поле.

А) Электрическое.

Б) Магнитное.

В)
Электрическое и магнитное.

Г) Нет правильного
ответа.

24.
Диамагнетики – это
вещества, у
которых магнитная проницаемость
…

А)
Больше единицы и они слабо втягиваются
в магнитное поле.

Б)
Очень большая.

В)
Меньше единицы и они слабо выталкиваются
из магнитного поля.

Г)
Очень маленькая.

25.
Три одинаковые катушки включены
последовательно в электрическую цепь
постоянного тока. Катушка 1 без сердечника,
в катушке 2 – сердечник из кобальта, в
катушке 3 – сердечник из трансформаторной
стали. В какой из катушек индукция
магнитного поля будет наименьшей?
Магнитная проницаемость воздуха равна
1, кобальта – 175, трансформаторной стали
– 8000.

А)
1. Б) 2. В) 3. Г) Индукция магнитного
поля во всех катушках одинакова.

Тест
№ 9 Электромагнитная индукция.

1.
Индукционный ток – это направленное
движение …

А) Заряженных
частиц, по своим действиям в принципе
не отличается от электрического тока,
проявляется за счет сил неэлектрического
происхождения.

Б) Нейтральных
частиц, по своим действиям в принципе
не отличается от электрического тока,
проявляется за счет сил электрического
происхождения.

В) Заряженных
частиц, по своим действиям отличается
от электрического тока, проявляется за
счет сил неэлектрического происхождения.

Г) Нейтральных
частиц, по своим действиям в принципе
отличается от электрического тока,
проявляется за счет сил электрического
происхождения.

2. На
каком опыте можно показать возникновение
индук­ционного тока?

А) Проводник,
концы которого присоединены к
гальвано­метру, надо поместить в
магнитное поле.

Б) Проводник,
концы которого присоединены к
гальвано­метру, надо двигать вдоль
магнитных линий.

В) Магнит или
проводник, концы которого присоединены
к гальванометру, надо двигать так, чтобы
магнитные линии пересекали проводник.

Г) Нет правильного
ответа.

3.
Какую задачу ставил перед собой Фарадей,
приступая
к
работе, которая привела его к
открытию явления электромагнитной
индукции?

А) С помощью
электрического тока получить магнитное
поле.

Б) Превратить
магнетизм в электричество.

В) С помощью
электрического поля получить ток

Г) Нет правильного
ответа.

4.
Магнитный поток – это
физическая
величина, равная …

А) Отношению модуля
вектора индукции магнитного поля на
площадь контура, пронизываемого этим
магнитным полем к синусу угла между
направлением вектора магнитной индукции
и нормалью к поверхности, ограниченной
контуром.

Б) Произведению
модуля вектора индукции магнитного
поля на площадь контура, пронизываемого
этим магнитным полем и на косинус угла
между направлением вектора магнитной
индукции и нормалью к поверхности,
ограниченной контуром.

В) Произведению
модуля вектора индукции магнитного
поля на площадь контура, пронизываемого
этим магнитным полем и на синус угла
между направлением вектора магнитной
индукции и нормалью к поверхности,
ограниченной контуром.

Г) Отношению
вектора индукции магнитного поля на
площадь контура, пронизываемого этим
магнитным полем к косинусу угла между
направлением вектора магнитной индукции
и нормалью к поверхности, ограниченной
контуром.

5.
Единица
измерения магнитного потока в Международной
системе — …

А)
Тл. Б) Омм.
В) Вб. Г) А.

6.
Из
предложенных вариантов выберите
выражение магнитного потока.

А)
ВSsin

.
Б)

.
В)
ВScos

.
Г) Нет правильного ответа.

7. На острие
укреплено коромысло с двумя уравновешивающими
друг друга кольцами, изготовленными
из немагнитного металла, например,
алюминия. Одно кольцо сплошное, другое
– разрезанное. Будем вдвигать в кольца
постоянный магнит, при этом …

А)
Сплошное и
разрезанное кольца – оттолкнутся.

Б) Сплошное —
оттолкнется, а разрезанное – нет.

В) Оба кольца
останутся в первоначальном положении.

Г) Разрезанное
оттолкнется, а сплошное – нет.

8. Возникающий в
замкнутом контуре индукционный ток
своим магнитным полем противодействует
тому изменению магнитного потока,
которым он был вызван, – это …

А)
Правило правой руки.

Б) Правило левой
руки.

В) Правило буравчика.

Г)
Правило Ленца.

9. Направление
индукционного тока зависит …

А) От направления
магнитной индукции поля, пронизывающего
контур.

Б) От направления
силовых линий.

В) От магнитного
потока.

Г)
Нет правильного ответа.

10. Электромагнитной
индукцией называют явление возник­новения
…

А) Магнитного поля
вокруг проводника при прохождении по
нему электрического тока.

Б) Электрического
тока в проводнике, пересекающем маг­нитные
линии.

В)
Электрического тока в проводнике.

Г)
Правильного ответа нет.

11.
Физическая величина, равная отношению
работы сторонних сил по перемещению
электрического заряда по электрической
цепи к величине этого заряда, называется
…

А) Электродвижущей
силой.

Б) Электромагнитной
индукцией.

В)
Магнитным потоком.

Г)
Правильного ответа нет.

12. Из
предложенных вариантов выберите
выражение закона электромагнитной
индукции.

А)
.
Б) -.
В)
.
Г) -.

13.
Кто придал закону электромагнитной
индукции именно такой вид:
?

А)
М. Фарадей.
Б) Х. Эрстед.
В)
А. Ампер. Г)
Д. Максвелл.

14.Работа
трансформатора основана на явлении …

А)
Самоиндукции.

Б)
Электромагнитной индукции.

В)
Магнитной индукции.

Г)
Нет правильного ответа.

15.
ЭДС, вырабатываемая генератором, зависит
от …

А)
Периода.

Б)
Индукции магнитного поля.

В)
Частоты вращения рамки в магнитном
поле.

Г)
Нет правильного ответа.

16.
Явление возникновения ЭДС индукции в
катушке, по которой протекает переменный
ток, называется…

А)
Самоиндукцией.

Б)
Электродвижущей силой.

В)
Электромагнитной индукцией.

Г)
Нет правильного ответа.

17.
Из
предложенных вариантов выберите
выражение индуктивности.

А)
.
Б)
.
В) ФI.
Г) Нет правильного ответа.

18.
Индуктивность численно равна …

А) Магнитному
потоку, охватываемому проводником, если
сила тока, протекающая по проводнику,
равна 1 А.

Б) Силе тока,
протекающей по проводнику, если магнитный
поток, охватываемый проводником, равен
1 Вб.

В) Магнитному
потоку, охватываемому проводником, при
изменении силы тока на 1 А за 1 с.

Г) Силе тока,
протекающей по проводнику, если магнитная
индукция равна 1 Тл.

19.
.
Что такое k?

А)
Коэффициент пропорциональности.

Б)
Коэффициент трансформации.

В)
Постоянная Больцмана.

Г)
Нет правильного ответа.

20.
Если силу тока в катушке увеличить
вдвое, то энергия магнитного поля …

А) Увеличится в 2
раза.

Б) Уменьшится в 2
раза.

В) Не изменится.

Г) Увеличится в 4
раза.

21.
Какой магнитный поток возникает в
контуре индуктивностью 3 мГн при силе
тока 15 мА?

А) 45 мкВб. Б) 45
Вб. В) 45 мВб. Г) Нет правильного
ответа.

22.
Чему равна ЭДС самоиндукции в катушке
с индуктивностью 0,4 Гн при равномерном
уменьшении силы тока с 15 до 10 А за 0,2 с?

А) 0. Б) 10 В. В)
50 В. Г) 0,4 В.

23. По катушке
индуктивностью L
— 0,6 Гн течет ток I
= 15 А, а по катушке с индуктивностью L
= 15 Гн течет ток I
= 0,6 А.
Сравните
энергии магнитного поля этих катушек.

А) W
= W.

Б) W
> W.

В)
W
< W.

Г) W
= W
= 0.

24.
В катушке с индуктивностью 0,3 Гн сила
тока равна 3 мА. Энергия магнитного поля
этой катушки равна …

А) 1,35 Дж. Б) 1,35 мкДж.
В) 0,45 мДж. Г) Нет правильного ответа.

25.
Прямой проводник длиной 80 см движется
в магнитном поле со скоростью 36 км/ч под
углом 30° к вектору магнитной индукции.
В проводнике возникает ЭДС 5 мВ.
Магнитная индукция равна …

А) 1,25 мТл.

Б) 3 мТл.

В) 0,8 кТл.

Г) Нет правильного
ответа.

Тест
№ 10. Основы молекулярно – кинетической
теории строения вещества.

1. Выберите
правильное утверждение:

А) Молекулы одного
и того же вещества различны.

Б) Молекулы одного
и того же вещества одинаковы.

В) При нагревании
тела молекулы вещества увеличиваются
в размерах.

Г) При
нагревании тела увеличивается масса
молекул.

2. Явление диффузии
доказывает…

А) Только факт
существования.

Б) Только факт
движения молекул.

В) Факт существования
и движения молекул.

Г) Факт взаимодействия
молекул.

3.
Опытным обоснованием существования
промежутков между молекулами является…

А) Диффузия.

Б) Броуновское
движение.

В) Испарение жидкости.

Г) Наблюдение с
помощью оптического микроскопа.

4.
Броуновское движение — это…

А) Проникновение
молекул одного вещества в промежутки
между молекулами другого вещества..

Б) Отрыв молекул с
поверхности жидкости или твердых тел.

В) Хаотическое
тепловое движение взвешенных частиц в
жидкостях или газах.

Г) Движение молекул,
объясняющее текучесть жидкости.

5.
Выберите
величину, которая соответствует порядку
значения массы молекулы или соединения.

А) 10
кг. Б) 10
кг. В) 10
кг. Г) 10кг.

6.

Физическая величина, определяемая
числом структурных элементов, содержащихся
в системе, называется…

А) Молярной массой.

Б) Относительной
молекулярной массой.

В) Количеством
вещества.

Г) Нет правильного
ответа.

7. Молярная масса
– это физическая величина, …

А)
Определяемая
отношением массы вещества к его
количеству.

Б)
Определяемая
числом структурных элементов, содержащихся
в системе.

В) Равная отношению
массы молекулы данного вещества к 1/12
атома углерода.

Г)
Определяемая
произведением массы вещества к его
количеству.

8. Единица измерения
количества вещества в Международной
системе — …

А) Моль.
Б)
кг. В)
.
Г) Моль.

9. Моль
равен количеству вещества системы,
содержащей столько же структурных
элементов, сколько содержится атомов
в углероде
…

А)
12 массой 0,012 кг.

Б) 14 массой 0,014 кг.

В) 16 массой 0,016 кг.

Г) 18
массой 0,018 кг.

10. Выберите из
предложенных ответов выражение,
позволяющее рассчитать число молекул
данного вещества.

А)
.
Б)
.
В)
.
Г)
.

11.
Масса углекислого газа (CO)
равна…

А) 7,3

кг.

Б) 7,3
кг.

В) 7,3
кг.

Г) 7,310
кг.

12. В … состоянии
молекулы движутся равномерно и
прямолинейно до столкновения друг с
другом.

А) Газообразном.

Б) Жидком.

В) Твердом.

Г) Кристаллическом.

13.
В опыте Штерна пары раскаленного металла
проводника М оседали на вращающемся
внешнем цилиндре (в т. О молекулы оседали
при неподвижном цилиндре). Скорость
молекул, осевших в точке 1 …

А) Наименьшая.

Б) Наибольшая.

В) Средняя.

Г) Может быть любой.

14.
Графики 1, 2, 3 характеризуют распределение
молекул газа по скоростям ( кривая
Максвелла). Сравните температуру газов.

А)
Т.

Б)
Т<Т<Т.

В)
Т>Т>Т.

Г)
Т>Т<Т.

15.
Разрушение твердых веществ является
доказательством …

А) Существования
сил взаимодействия между молекулами.

Б) Движения молекул.

В)
Существования самих молекул.

Г) Броуновского
движения.

16.
Количество вещества определяется
выражением …

А)
.
Б)
.
В)
.
Г)
.

17.
Единица измерения молярной массы в
Международной системе — …

А) Моль.
Б)
кг. В)
.
Г) Моль.

18.
Молярная масса показывает, …

А) Сколько молей
находится в однородном веществе.

Б) Сколько молекул
находится в однородном веществе.

В) Какова масса
одного моля однородного вещества.

Г) Сколько молекул
не находится в однородном веществе.

19.
Число Авогадро равно…

А) 6,02
моль.

Б) 6,02
моль.

В) 6,02
кг.

Г) Нет правильного
ответа.

20.
Количество вещества, содержащееся в
алюминиевой отливке массой 2,7 кг, равно
…

А) 0,1 моль. Б) 10
моль. В) 100 моль. Г) 100 кг.

21.
Число молекул, содержащихся в 56 г азота,
равно …

А) 0. Б) 5.
В) 12.
Г) 12.

22.
Масса молекулы воды равна…

А) 3
кг. Б) 0,3
кг. В) 0,3
кг. Г) 3
кг.

23.Массу одной
молекулы определяет выражение…

А)
.
Б)
.
В)
.
Г)
.

24.
Укажите величину, соответствующую
порядку линейных размеров молекул
веществ.

А) 10
кг. Б) 10
кг. В) 10
кг. Г) 10кг.

25.
Какой объем занимает 1 моль любого
вещества в газообразном состоянии при
нормальных условиях ( р = 101,325 Па и t
= 0°)?

А) 23,4 л.

Б) 22,4 л.

В) 22,4 кг.

Г) 22,4 г.

Коды правильных ответов

Тест
№1 Кинематика

Тест№2
Динамика

Тест
№3. Законы сохранения в механике.

Тест№4
Механические колебания и волны.

Тест
№5 Электростатика

Тест
№6 Постоянный электрический ток

Тест
№7 Электрический ток в средах.

Тест
№8 Магнитостатика

Тест
№9 Электромагнитная индукция.

Тест
№10 Основы молекулярно – кинетической
теории строения вещества.

формула через силу тока, индуктивность или площадь, единица измерения в физике

Что такое ЭДС индукции — когда возникает, при каких условиях

Определение

Электродвижущая сила, ЭДС — физическая величина, описывающая работу любых сил, которые действуют в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока, за исключением диссипативных и электростатических сил.

При замкнутой цепи можно найти ЭДС, воспользовавшись законом Ома:

\(\varepsilon\;=\;I\;\times\;(R\;+\;r).\)

R здесь — сопротивление цепи, r — внутреннее сопротивление источника.

Создание Алессандро Вольтой надежного источника электричества, гальванического элемента, и открытие Хансом Кристианом Эрстедом магнитного действия электрического тока послужили толчком к интенсивному развитию техники электрических измерений в XIX веке.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Выдающаяся роль здесь принадлежит немецкому физику Георгу Симону Ому. Для определения силы тока он использовал принцип крутильных весов Кулона. На длинной тонкой нити подвешено горизонтальное коромысло с заряженным шариком на конце. Второй заряд закреплен на спице, пропущенной сквозь крышку весов.

При их взаимодействии коромысло поворачивается. Вращение головки в верхней части весов закручивало нить, возвращая коромысло в исходное состояние. По углу закручивания можно рассчитать силу взаимодействия зарядов в зависимости от расстояния между ними.

Ом по величине угла закрутки судил о силе тока I в проводнике, т. е. количестве электричества, перенесенном через поперечное сечение проводника за единицу времени.

В качестве основной характеристики источника тока Ом брал величину напряжения \varepsilon на электродах гальванического элемента при разомкнутой цепи. Эту величину \varepsilon он назвал электродвижущей силой, сокращенно ЭДС.

Движущиеся заряды создают вокруг себя магнитное поле. Однако действующая в нем на магнит или другой ток сила отличается от электрической своим направлением — магнитная стрелка старается развернуться перпендикулярно проводу.

Изучение действующей на другой ток силы переросло в отдельное исследование с неожиданным результатом: сила оказалась направленной всегда перпендикулярно внесенному в магнитное поле проводнику, который для простоты исследования был прямолинейным.

Математическое выражение для этой силы, названной силой Ампера, проще всего записать в виде векторного произведения:

\(d\overrightarrow F\;=\;Id\overrightarrow l\;\times\;\overrightarrow B\).

I здесь — сила тока, протекающего через проводник; l — вектор длины проводника, направленный в ту же сторону, куда течет ток; В — характеристика поля. Величина В называется магнитной индукцией и является аналогом электрической напряженности.

Максвелл поставил целью создать теорию эфира, связав его механические характеристики с электрическими и магнитными силами. Тщательно изучив труды Фарадея, он пришел к выводу, что напряженность \(\overrightarrow Е\) электрического поля объясняется упругими напряжениями в эфире, а магнитная индукция \(\overrightarrow B\) — его вихревыми движениями.

Рассматривая замкнутый проводящий контур С, где действует ЭДС индукции \(\varepsilon_i\), Максвелл для получения числа силовых линий магнитного потока \(\triangle Ф\), пересекаемых контуром за время \triangle t, «натягивал» на него некую поверхность S, разбитую на элементарные площадки \(\triangle S\), и отождествлял Ф с магнитным потоком сквозь всю поверхность. Математически это можно выразить так:

\(Ф\;=\;\sum_{\triangle S}\;\;B\triangle S. \)

Объединив это соотношение с идеей Фарадея, Максвелл пришел к собственной формуле:

\(\varepsilon_i\;=\;-\;\frac1с\;\times\;\frac{dФ}{dt}.\)

Выбор коэффициента пропорциональности \(\alpha\) здесь обусловлен необходимостью согласования формулы с законом Био — Савара — Лапласа, в котором появляется та же электродинамическая постоянная с.

Определение

Электродинамическая постоянная с — универсальная постоянная, равная скорости распространения электромагнитных волн в вакууме.

Но в опытах Фарадея ЭДС индукции регистрировалась как в движущемся, так и в покоящемся проводящем контуре С, если последний находился в переменном магнитном поле. И здесь встал вопрос, что конкретно перемещает заряды в неподвижном проводнике.

Само по себе магнитное поле не воздействует на заряды, находящиеся в покое, из чего следует: условие возникновения индукционного тока — возникающее в контуре электрическое поле \overrightarrow Е.  Так как электростатическое поле в замкнутом контуре не совершает работы, значит, происходит работа вихревого поля, и она равна ЭДС индукции:

\(\varepsilon_i\;=\;\underset С{\oint\;}\;(\overrightarrow{Е\;}\times\;d\overrightarrow l)\)

Определение

Самоиндукция — частный случай магнитной индукции, возникновение ЭДС индукции в проводящем контуре, когда в нем меняется ток.

Источником энергии, возникающей в цепи, является в этом случае запас энергии магнитного поля. Полное количество выделившейся джоулевой теплоты можно вычислить, изобразив на графике зависимость магнитного потока Ф(I) от силы тока I:

Источник: physics.ru

ЭДС в быту, как обозначается, единицы измерения

В быту явление электромагнитной индукции используют для изменения величины напряжения тока в трансформаторах и дросселях. На принципе магнитной индукции работают электрические счетчики, реле мощности, успокоительные системы стрелочных измерительных приборов.

Существуют также магнитные газовые генераторы, в которых благодаря магнитному полю возникает электродвижущая сила, создающая ток.

Электродвижущая сила индукции в системе СИ измеряется в вольтах. Просто электродвижущая сила обозначается греческой буквой \(\varepsilon \), электродвижущая сила индукции —\( \varepsilon_i.\)

Законы Фарадея и Ленца

Фарадей опытным путем выяснил, что при пересечении проводником магнитных силовых линий по нему проходит заряд \(\triangle Q\). Он связан с числом пересеченных силовых линий \( \triangle Ф\) и электрическим сопротивлением контура R, что выражается законом Фарадея:

\(\triangle Q\;=\;\alpha\frac{\triangle Ф}R. \)

Соприкосновение поля и проводника вызвано либо движением проводника, либо изменениями самого магнитного поля. 

Саму электродвижущую силу индукции, связанную с сопротивлением контура и силой тока согласно закону Ома, можно найти по формуле

\(\varepsilon_i\;=\;\alpha\frac{\triangle Ф}{\triangle t}. \)

\(\triangle t\) здесь — время, за которое проходит через поперечное сечение проводника количество электричества \(\triangle Q.\)

Ленц доказал, что индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать вызвавшей его причине. Согласно правилу Ленца, в вышеприведенном соотношении следует выбрать отрицательный знак, считая коэффициент\( \alpha \) положительным: 

\(\varepsilon_i\;=\;-\;\alpha\frac{\triangle Ф}{\triangle t}.\)

Как рассчитать электродвижущую силу индукции, формулы

Через магнитный поток

\(\varepsilon_i\;=\;-\;\alpha\frac{\triangle Ф}{\triangle t}. \)

Через силу тока

ЭДС самоиндукции зависит от изменения силы тока, при этом магнитный поток собственного поля через цепь пропорционален току в ней:

\(\varepsilon_{is\;}\;=\;-\;L\frac{\triangle I}{\triangle t}. \)

L здесь — индуктивность проводника.

Через сопротивление

Для ЭДС индукции уравнение закона Ома можно переписать в виде:
\(\varepsilon_{i\;}\;=\;IR\;-\;\varepsilon.\)

Через угловую скорость

\(\varepsilon_i\;=\;В\omega SN\sin\left(\alpha\right). \)

B здесь — индукция магнитного поля, \(\omega\) — угловая скорость вращения рамки, S — площадь рамки, N — число витков, \(\alpha\) — угол между векторами индукции магнитного поля и скорости движения проводника.

Через площадь

Если магнитный поток изменяется без деформации витков, т. е. их количество и площадь не меняются, то можно найти электродвижущую силу индукции через площадь.

Угол \alpha между вектором магнитного поля и нормалью к плоскости витков будет равен:

\(2\mathrm\pi\;\times\;\mathrm v\;\times\;\mathrm t. \)Полный магнитный поток в момент времени t будет равен:

\(\psi_B\;=\;N\;\times\;B\;\times\;S\;\times\;\cos\left(\alpha\right)=\;N\;\times\;B\;\times\;S\;\times\;\cos\left(2\mathrm\pi\;\times\;\mathrm v\;\times\;\mathrm t\right). \)

Тогда \(\varepsilon_i\;=\;-\;\frac{d\psi_B}{dt}=\;2\mathrm{pivNBSsin}\left(2\mathrm{pivt}\right).\)

определение, формула, применение на практике

«Самоиндукция останавливает рост напряжения в индуктивных цепях». Если ваша работа или увлечение связаны с электричеством вы наверняка слышали подобные высказывания. На самом деле это явление присуще индуктивным цепям, как в явном виде, например, катушек, так и в неявном, такие как паразитные параметры кабеля. В этой статье мы простыми словами расскажем о том, что такое самоиндукция и где она применяется.

Определение

Самоиндукцией называется появление в проводнике электродвижущей силы (ЭДС), направленной в противоположную сторону относительно напряжения источника питания при протекании тока. При этом оно возникает в момент, когда сила тока в цепи изменяется. Изменяющийся электрической ток порождает изменяющееся магнитное поле, оно в свою очередь наводит ЭДС в проводнике.

Это похоже на формулировку закона электромагнитной индукции Фарадея, где сказано:

При прохождении магнитного потока через проводник, в последнем возникает ЭДС. Она пропорциональна скорости изменения магнитного потока (мат. производная по времени).

То есть:

E=dФ/dt,

Где E – ЭДС самоиндукции, измеряется в вольтах, Ф – магнитный поток, единица измерения – Вб (вебер, он же равен В/с)

Индуктивность

Мы уже сказали о том, что самоиндукция присуща индуктивным цепям, поэтому рассмотрим явление самоиндукции на примере катушки индуктивности.

Катушка индуктивности – это элемент, который представляет собой катушку из изолированного проводника. Для увеличения индуктивности увеличивают число витков или внутрь катушки помещают сердечник из магнитомягкого или другого материала.

Единица измерения индуктивности – Генри (Гн). Индуктивность характеризует то, насколько сильно проводник противодействует электрическому току. Так как вокруг каждого проводника, по которому протекает ток, образуется магнитное поле, и, если поместить проводник в переменное поле – в нем возникнет ток. В свою очередь магнитные поля каждого витка катушки складываются. Тогда вокруг катушки, по которой протекает ток, возникнет сильное магнитное поле. При изменении его силы в катушке будет изменяться и магнитный поток вокруг неё.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, если катушку будет пронизывать переменный магнитный поток, то в ней возникнет ток и ЭДС самоиндукции. Они будут препятствовать току, который протекал в индуктивности от источника питания к нагрузке. Их еще называют экстратоки ЭДС самоиндукции.

Формула ЭДС самоиндукции на индуктивности имеет вид:

То есть чем больше индуктивность, и чем больше и быстрее изменился ток – тем сильнее будет всплеск ЭДС.

При возрастании тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, которая направлена против напряжения источника питания, соответственно возрастание тока замедлится. То же самое происходит при убывании – самоиндукция приведет к появлению ЭДС, которое будет поддерживать ток в катушке в том же направлении, что и до этого. Отсюда следует, что напряжение на выводах катушки будет противоположным полярности источника питания.

На рисунке ниже вы видите, что при включении/отключении индуктивной цепи ток не резко возникает, а изменяется постепенно. Об этом говорят и законы коммутации.

Другое определение индуктивности звучит так: магнитный поток пропорционален току, но в его формуле индуктивность выступает в качестве коэффициента пропорциональности.

Ф=L*I

Трансформатор и взаимоиндукция

Если расположить две катушки в непосредственной близости, например, на одном сердечнике, то будет наблюдаться явление взаимоиндукции. Пропустим переменный ток по первой, тогда её переменный поток будет пронизывать витки второй и на её выводах появится ЭДС.

Это ЭДС будет зависеть от длины провода, соответственно количества витков, а также от величины магнитной проницаемости среды. Если их расположить просто около друг друга — ЭДС будет низким, а если взять сердечник из магнитомягкой стали – ЭДС будет значительно больше. Собственно, так и устроен трансформатор.

Интересно: такое взаимное влияние катушек друг на друга называют индуктивной связью.

Польза и вред

Если вам понятна теоретическая часть, стоит рассмотреть где применяется явление самоиндукции на практике. Рассмотрим на примерах того, что мы видим в быту и технике. Одно из полезнейших применений – это трансформатор, принцип его работы мы уже рассмотрели. Сейчас встречаются все реже, но ранее ежедневно использовались люминесцентные трубчатые лампы в светильниках. Принцип их работы основан на явлении самоиндукции. Её схемы вы можете увидеть ниже.

После подачи напряжения ток протекает по цепи: фаза — дроссель — спираль — стартер — спираль — ноль.

Или наоборот (фаза и ноль). После срабатывания стартера, его контакты размыкаются, тогда дроссель (катушка с большой индуктивностью) стремится поддержать ток в том же направлении, наводит ЭДС самоиндукции большой величины и происходит розжиг ламп.

Аналогично это явление применяется в цепи зажигания автомобиля или мотоцикла, которые работают на бензине. В них в разрыв между катушкой индуктивности и минусом (массой) устанавливают механический (прерыватель) или полупроводниковый ключ (транзистор в ЭБУ). Этот ключ в момент, когда в цилиндре должна образоваться искра для зажигания топлива, разрывает цепь питания катушки. Тогда энергия, запасенная в сердечнике катушки, вызывает рост ЭДС самоиндукции и напряжение на электроде свечи возрастает до тех пор, пока не наступит пробой искрового промежутка, или пока не сгорит катушка.

В блоках питания и аудиотехнике часто возникает необходимость убрать из сигнала лишние пульсации, шумы или частоты. Для этого используются фильтры разных конфигурации. Один из вариантов это LC, LR-фильтры. Благодаря препятствию роста тока и сопротивлению переменного тока, соответственно, возможно добиться поставленных целей.

Вред ЭДС самоиндукции приносит контактам выключателей, рубильников, розеток, автоматов и прочего. Вы могли заметить что, когда вытаскиваете вилку работающего пылесоса из розетки, очень часто заметна вспышка внутри неё. Это и есть сопротивление изменению тока в катушке (обмотке двигателя в данном случае).

В полупроводниковых ключах дело обстоит более критично – даже небольшая индуктивность в цепи может привести к их пробою, при достижении пиковых значений Uкэ или Uси. Для их защиты устанавливают снабберные цепи, на которых и рассеивается энергия индуктивных всплесков.

Заключение

Подведем итоги. Условиями возникновения ЭДС самоиндукции является: наличие индуктивности в цепи и изменение тока в нагрузке. Это может происходить как в работе, при смене режимов или возмущающих воздействиях, так и при коммутации приборов. Это явление может нанести вред контактам реле и пускателей, так как приводит к образованию дуги при размыкании индуктивных цепей, например, электродвигателей. Чтобы снизить негативное влияние большая часть коммутационной аппаратуры оснащается дугогасительными камерами.

В полезных целях явление ЭДС используется довольно часто, от фильтра для сглаживания пульсаций тока и фильтра частот в аудиоаппаратуре, до трансформаторов и высоковольтных катушек зажигания в автомобилях.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме, на которых кратко и подробно рассматривается явление самоиндукции:

Надеемся, теперь вам стало понятно, что такое самоиндукция, как она проявляется и где ее можно использовать. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Материалы по теме:

Тест по физике «Электромагнитная индукция».

Тест 11-1(электромагнитная индукция)

Вариант 1

1. Кто открыл явление электромагнитной индукции?

А. X. Эрстед. Б. Ш. Кулон. В. А. Вольта. Г. А. Ампер. Д. М. Фарадей. Е. Д. Максвелл.

2. Выводы катушки из медного провода присоединены к чувствительному гальванометру. В каком из перечисленных опытов гальванометр обнаружит возникновение ЭДС электромагнитной индукции в катушке?

1. В катушку вставляется постоянный магнит.

2. Из катушки вынимается постоянный магнит.

3. Постоянный магнит вращается вокруг своей продоль­ной оси внутри катушки.

А. Только в случае 1. Б. Только в случае 2. В. Только в случае 3. Г. В случаях 1 и 2. Д. В случаях 1, 2 и 3.

3.Как называется физическая величина, равная произве­дению модуля В индукции магнитного поля на площадь S поверхности, пронизываемой магнитным полем, и косинус
угла а между вектором В индукции и нормалью п к этой поверхности?

А. Индуктивность. Б. Магнитный поток. В. Магнитная индукция. Г. Са­моиндукция. Д. Энергия магнитного поля.

4. Каким из приведенных ниже выражений определяется ЭДС индукции в замкнутом контуре?

A. Б. В. Г. Д.

5. При вдвигании полосового магнита в металлическое кольцо и выдвигании из него в кольце возникает индук­ционный ток. Этот ток создает магнитное поле. Каким по­люсом обращено магнитное поле тока в кольце к: 1) вдвигаемому северному полюсу магнита и 2) выдвигаемому се­верному полюсу магнита.

A. 1 — северным, 2 — северным. Б. 1 — южным, 2 — южным.

B. 1 — южным, 2 — северным. Г. 1 — северным, 2 — южным.

6. Как называется единица измерения магнитного потока?

А. Тесла. Б. Вебер. В. Гаусс. Г. Фарад. Д. Генри.

7. Единицей измерения какой физической величины является 1 Генри?

А. Индукции магнитного ноля. Б. Электроемкости. В. Самоиндук­ции. Г. Магнитного потока. Д. Индуктивности.

8. Каким выражением определяется связь магнитного по­ тока через контур с индуктивностью L контура и силой тока I в контуре?

A. LI. Б. . В. LI ^‘ . Г. LI². Д. .

9. Каким выражением определяется связь ЭДС самоин­дукции с силой тока в катушке?

А. Б. В. LI. Г. . Д. LI ^‘.

10. Ниже перечислены свойства различных полей. Какими из них обладает электростатическое поле?

1. Линии напряженности обязательно связаны с электри­ческими зарядами.

2. Линии напрялсенности не связаны с электрическими зарядами.

3. Поле обладает энергией.

4. Поле не обладает энергией.

5. Работа сил по перемещению электрического заряда по замкнутому пути может быть не равна нулю.

6. Работа сил по перемещению электрического заряда по любому замкнутому пути равна нулю.

А. 1, 4, 6. Б. 1, 3, 5. В. 1, 3, 6. Г. 2, 3, 5. Д. 2, 3, 6. Е. 2, 4, 6.

11. Контур площадью 1000 см² находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл, угол между вектором В индукции и нормалью к поверхности контура 60°. Ка­ков магнитный поток через контур?

А. 250 Вб. Б. 1000 Вб. В. 0,1 Вб. Г. 2,5 · 10^-2 Вб. Д. 2,5 Вб.

12. Какая сила тока в контуре индуктивностью 5 мГн создает магнитный поток 2 · 10^-2 Вб?

А. 4 мА. Б. 4 А. В. 250 А. Г. 250 мА. Д. 0,1 А. Е. 0,1 мА.

13. Магнитный поток через контур за 5 · 10^-2 с равномер­но уменьшился от 10 мВб до 0 мВб. Каково значение ЭДС в контуре в это время?

А. 5 · 10^-4 В. Б. 0,1 В. В. 0,2 В. Г. 0,4 В. Д. 1 В. Е. 2 В.

14. Каково значение энергии магнитного поля катушки индуктивностью 5 Гн при силе тока в ней 400 мА?

А. 2 Дж. Б. 1 Дж. В. 0,8 Дж. Г. 0,4 Дж. Д. 1000 Дж. Е. 4·10⁵ Дж.

15. Катушка, содержащая n витков провода, подключена к источнику постоянного тока с напряжением U на выходе. Каково максимальное значение ЭДС самоиндукции в катушке при увеличении напряжения на ее концах от 0 В до U В?

A, U В, Б. nU В. В. U/п В. Г. Может быть во много раз больше U, зависит от скорости изменения силы тока и от индуктивности катушки.

16. Две одинаковые лампы включены в цепь источника постоянного тока, первая последовательно с резистором, вторая последовательно с катушкой. В какой из ламп (рис. 1) сила тока при замыкании ключа К достигнет мак­симального значения позже другой?

А. В первой. Б. Во второй. В. В первой и второй одновременно. Г. В пер­вой, если сопротивление резистора больше сопротивления катушки. Д. Во второй, если сопротивление катушки больше сопротивления резистора.

17. Катушка индуктивностью 2 Гн включена параллельно с резистором электрическим сопротивлением 900 Ом, сила тока в катушке 0,5 А, электрическое сопротивление ка­тушки 100 Ом. Какой электрический заряд протечет в цепи катушки и резистора при отключении их от источника тока (рис. 2)?

А. 4000 Кл. Б. 1000 Кл. В. 250 Кл. Г. 1 • 10 ^-2 Кл. Д. 1,1 • 10^-3 Кл. Е. 1 • 10^-3 Кл.

18. Самолет летит со скоростью 900 км/ч, модуль вертикальной составляющей вектора индукции магнитного поля Земли 4 • 10⁵ Тл. Какова разность потенциалов между концами крыльев самолета, если размах крыльев равен 50 м?

А. 1,8 В. Б. 0,9 В. В. 0,5 В. Г. 0,25 В.

19. Какой должна быть сила тока в обмотке якоря электромотора для того, чтобы на участок обмотки из 20 витков длиной 10 см, расположенный перпендикулярно век­тору индукции в магнитном поле с индукцией 1,5 Тл, действовала сила 120 Н?

А. 90 А. Б. 40 А. В. 0,9 А. Г. 0,4 А.

20. Какую силу нужно приложить к металлической пере­мычке для равномерного ее перемещения со скоростью 8 м/с по двум параллельным проводникам, располо­женным на расстоянии 25 см друг от друга в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл? Вектор индукции перпендикулярен плоскости, в которой расположены рельсы. Проводники замкнуты резистором с электрическим сопротивлением 2 Ом.

А. 10000 Н. Б. 400 Н. В. 200 Н. Г. 4 Н. Д. 2 Н. Е. 1 Н.

Вариант 2

1. Как называется явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного по­тока через контур?

А. Электростатическая индукция. Б. Явление намагничивания. В. Сила Ампера. Г. Сила Лоренца. Д. Электролиз. Е. Электромагнитная индукция.

2. Выводы катушки из медного провода присоединены к чувствительному гальванометру. В каком из перечислен­ных опытов гальванометр обнаружит возникновение ЭДС электромагнитной индукции в катушке?

1. В катушку вставляется постоянный магнит.

2. Катушка надевается на магнит.

3)Катушка вращается вокруг магнита, находящегося
внутри нее.

А.В случаях 1, 2 и 3. Б. В случаях 1 и 2. В. Только в случае 1. Г. Только в случае 2. Д. Только в случае 3.

3. Каким из приведенных ниже выражений определяется магнитный поток?

A. BScosα. Б. . В. qvBsinα. Г. qvBI. Д. IBlsina.

4. Что выражает следующее утверждение: ЭДС индукции в замкнутом контуре пропорциональна скорости измене­ния магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром?

А. Закон электромагнитной индукции. Б. Правило Ленца. В. Закон Ома для полной цепи. Г. Явление самоиндукции. Д. Закон электролиза.

5. При вдвигании полосового магнита в металлическое кольцо и выдвигании из него в кольце возникает индук­ционный ток. Этот ток создает магнитное поле. Каким полюсом обращено магнитное поле тока в кольце к: 1) вдви­гаемому южному полюсу магнита и 2) выдвигаемому южному полюсу магнита.

A. 1 — северным, 2 — северным. Б. 1 — южным, 2 — южным.

B. 1 — южным, 2 — северным. Г. 1 — северным, 2 — южным.

6. Единицей измерения какой физической величины является 1 Вебер?

А. Индукции магнитного поля. Б. Электроемкости. В. Самоиндукции. Г. Магнитного потока. Д. Индуктивности.

7. Как называется единица измерения индуктивности?

А. Тесла. Б. Вебер. В. Гаусс. Г. Фарад. Д. Генри.

8. Каким выражением определяется связь энергии маг­нитного потока в контуре с индуктивностью L контура и силой тока I в контуре?

А. . Б. . В. LI², Г. LI ^‘ . Д. LI.

9.Какая физическая величина х определяется выражением х= для катушки из п витков.

А. ЭДС индукции. Б. Магнитный поток. В. Индуктивность. Г. ЭДС само­индукции. Д. Энергия магнитного поля. Е. Магнитная индукция.

10. Ниже перечислены свойства различных полей. Какими из них обладает вихревое индукционное электрическое поле?

1. Линии напряженности обязательно связаны с электри­ческими зарядами.

2. Линии напряженности не связаны с электрическими зарядами.

3. Поле обладает энергией.

4. Поле не обладает энергией.

5. Работа сил по перемещению электрического заряда по замкнутому пути может быть не равна нулю.

6. Работа сил по перемещению электрического заряда по любому замкнутому пути равна нулю.

А. 1, 4, 6. Б. 1, 3, 5. В. 1, 3, в. Г. 2, 3, 5. Д. 2, 3, 6. Е. 2, 4, 6.

11. Контур площадью 200 см² находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл, угол между вектором В индукции и нормалью к поверхности контура 60°. Ка­ков магнитный поток через контур?

А. 50 Вб. Б. 2 · 10^-2 Вб. В. 5 · 10^-3 Вб. Г. 200 Вб. Д. 5 Вб.

12. Ток 4 А создает в контуре магнитный поток 20 мВб. Какова индуктивность контура?

А. 5 Гн. Б. 5 мГн. В. 80 Гн. Г. 80 мГн. Д. 0,2 Гн. Е. 200 Гн.

13. Магнитный поток через контур за 0,5 с равномерно уменьшился от 10 мВб до 0 мВб. Каково значение ЭДС в контуре в это время?

А. 5 · 10^-3 В. Б. 5 В. В. 10 В. Г. 20 В. Д. 0,02 В. Е. 0,01 В.

14. Каково значение энергии магнитного поля катушки индуктивностью 500 мГн при силе тока в ней 4 А?

А. 2 Дж. Б. 1 Дж. В. 8 Дж. Г. 4 Дж. Д. 1000 Дж. Е. 4000 Дж.

15. Катушка, содержащая п витков провода, подключена к источнику постоянного тока с напряжением U на выхо­де. Каково максимальное значение ЭДС самоиндукции в катушке при уменьшении напряжения на ее концах от U В до 0 В?

A. U В. Б. nU В. В. U/n В. Г. Может быть во много раз больше U, зависит от скорости изменения силы тока и от индуктивности катушки.

16. В электрической цепи, представленной на рисунке 1, четыре ключа 1, 2, 3 и 4 замкнуты. Размыкание какого из четырех даст лучшую возможность обнаружить явление самоиндукции?

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. Любого из четырех.

17. Катушка индуктивностью 2 Гн включена параллельно с резистором электрическим сопротивлением 100 Ом, сила тока в катушке 0,5 А, электрическое сопротивление ка­тушки 900 Ом. Какой электрический заряд протечет в це­пи катушки и резистора при отключении их от источника тока (рис. 2)?

А. 4000 Кл. Б. 1000 Кл. В. 250 Кл. Г. 1 • 10^-2 Кл. Д. 1,1 • 10^-3 Кл. Е. 1 • 10^-3 Кл.

18. Самолет летит со скоростью 1800 км/ч, модуль вертикальной составляющей вектора индукции магнитного поля Земли 4 • 10^-5 Тл. Какова разность потенциалов между кон­цами крыльев самолета, если размах крыльев равен 25 м?

А. 1,8 В. В. 0,5 В. В. 0,9 В. Г. 0,25 В.

19. Прямоугольная рамка площадью S с током I помеще­на в магнитном поле с индукцией В . Чему равен момент силы, действующей на рамку, если угол между вектором В и нормалью к рамке равен а?

A. IBS sin а. Б. IBS. В. IBS cos а. Г. I²BS sin а. Д. I²BS cos а.

20. По двум вертикальным рельсам, верхние концы кото­рых замкнуты резистором электрическим сопротивлением R, начинает скользить проводящая перемычка массой т и длиной I. Система находится в магнитном поле. Вектор индукции перпендикулярен плоскости, в которой расположены рельсы. Найдите установившуюся скорость и движения перемычки. Сила трения пренебрежимо мала.

А. . В. В. . Г. . Д. .

Ответы:

Номер вопроса и ответ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Вариант 1

Д

Г

Б

Б

Г

Б

Д

А

Д

В

Г

Б

В

Г

А

Б

Е

В

Б

Е

Вариант 2

Е

Б

А

А

В

Г

Д

Б

А

Г

В

Б

Д

Г

Г

А

Е

Б

В

А

Закон электромагнитной индукции.

Курсы по физике

Тестирование онлайн

• Электромагнитная индукция. Основные понятия

• Закон электромагнитной индукции

ЭДС индукции в движущемся проводнике

Взаимосвязь электрических и магнитных явлений всегда интересовала физиков. Английский физик Майкл Фарадей был совершенно уверен в единстве электрических и магнитных явлений. Он рассуждал, что электрический ток способен намагнитить кусок железа. Не может ли магнит в свою очередь вызвать появление электрического тока? Эта задача была решена.

Если в постоянном магнитном поле перемещается проводник, то свободные электрические заряды внутри него тоже перемещаются (на них действует сила Лоренца). Положительные заряды концентрируются в одном конце проводника (провода), отрицательные — в другом. Возникает разность потенциалов — ЭДС электромагнитной индукции. Явление возникновения ЭДС индукции в проводнике, движущемся в постоянном магнитном поле, называется явлением электромагнитной индукции.

Правило определения направления индукционного тока (правило правой руки):

В проводнике, движущемся в магнитном поле, возникает ЭДС индукции, энергия тока в этом случае определяется по закону Джоуля-Ленца:

Работа внешней силы по перемещению проводника с током в магнитном поле

ЭДС индукции в контуре

Рассмотрим изменение магнитного потока через проводящий контур (катушку). Явление электромагнитной индукции было открыто опытным путем:

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея): ЭДС электромагнитной индукции, возникающая в контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через него.

Знак «минус» является математическим выражением следующего правила. Направление индукционного тока, возникающего в контуре, определяется по правилу Ленца: возникающий в контуре индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через площадь, ограниченную контуром, стремится компенсировать изменение магнитного потока, вызвавшее данный ток.

Измерения ЭМП, критерии воздействия и дозиметрия — оценка программы экологического мониторинга системы сверхнизкочастотной связи ВМС США

Изучение воздействия электрических и магнитных полей (ЭМП) на организмы включает точную оценку воздействия этих полей и то, что организм получает в результате воздействия. Воздействие – это мера напряженности поля электрического или магнитного поля непосредственно вне организма в течение определенного периода времени.Доза является мерой напряженности поля , индуцированного внутри организма в течение определенного периода времени. В первом разделе этой главы описывается, как IITRI охарактеризовал ЭМП вблизи передающих устройств. В последующих разделах обсуждаются проблемы, связанные с оценкой доз и учетом возможных эффектов, связанных с модуляцией сигнала.

Термин «ЭМП» относится к переменному полю, создаваемому движущимися заряженными частицами. ЭМП характеризуются длиной волны (выражается в метрах) и частотой (выражается в герцах). Длина волны поля, умноженная на его частоту, равна скорости распространения. Полный диапазон частот ЭМП описывается как электромагнитный спектр. Обозначение «чрезвычайно низкочастотный» (ELF) обычно зарезервировано для частот в диапазоне от 3 Гц до 300 Гц. Большинство оборудования, используемого для производства, передачи и распределения электроэнергии в США, генерирует ЭМП с частотой 60 Гц. Система связи ELF ВМФ использует принцип частотной модуляции, называемый манипуляцией с минимальным сдвигом.В этом типе модуляции частота смещается между 72 Гц и 80 Гц (с центром 76 Гц) в зависимости от того, какой код «единица» или «ноль» должен быть передан на подводную лодку (Запотоски и др., 1996 г.). ). Интенсивность электрических полей выражается в вольтах на метр (В/м), а магнитных полей выражается в миллигауссах (мГс). Дополнительная информация предоставлена ​​NIOSH, NIEHS и DOE (1996).

Характеристика электрических и магнитных полей

Для характеристики электрических и магнитных полей вблизи объектов экологического мониторинга IITRI измерил пространственные и временные характеристики следующих полей:

• Магнитное поле в воздухе и на земле, создаваемое электрический ток в антенне и клеммах заземления.

• Электрическое поле в земле, представляющее собой сумму полей, индуцированных магнитным полем, и тока, протекающего от заглубленных заземляющих клемм.

• Электрическое поле в воздухе, возникающее из-за разности электрических потенциалов между антеннами и землей или создаваемое как побочный продукт электрического поля в земле.

• Статическое геомагнитное поле Земли.

IITRI предоставил следующие размеры ЭМП вблизи передающих устройств (см. используемые инструменты):

ТАБЛИЦА 2-1

Инструменты, используемые IITRI для измерения ЭМП.

1.

Окружающая среда 60 Гц результирующая ¹ ЭМП над землей.

2.

Немодулированные результирующие ЭМП 76 Гц над землей.

3.

Модулированные результирующие ЭМП 76 Гц над землей.

4.

Среднеквадратические значения гармоник ЭМП 60 Гц и 76 Гц над землей.

5.

Разность потенциалов земли в двух ортогональных направлениях и, на основании этого, результирующее электрическое поле в земле.

Возможность измерения магнитных полей низкого уровня зависит, среди прочего, от чувствительности прибора, используемого для анализа напряжения зонда магнитного поля. Согласно IITRI, оборудование для измерения магнитного поля было откалибровано путем измерения выходного напряжения датчика магнитного поля, помещенного в магнитное поле силой 100 мГс (Haradem et al. 1994). В нем утверждается, что эта калибровка действительна при меньших уровнях поля на основании того факта, что датчик, построенный исключительно из пассивных компонентов, как известно, имеет выходной сигнал, линейный по отношению к напряженности поля.Наименьшая полномасштабная чувствительность прибора IITRI (Hewlett-Packard 3581A) составляла 0,1 мкВ, что соответствует уровню магнитного поля около 0,2 мГс. Ожидается, что измерения, намного более низкие, чем это (около 0,02 мГ или ниже), не будут очень точными. К счастью, наиболее важные зарегистрированные уровни, использованные при создании участков обработки и контроля, а также при анализе экологических данных, были намного выше этих уровней и, как ожидается, будут точными представлениями магнитных полей. Однако сообщаемые уровни полей, такие как 0.Ожидается, что 0002 мг не будут точными.

Чтобы исключить возможность загрязнения экологических исследований гармониками или взаимодействиями между частотами линии электропередач и частотами антенны СНЧ, был измерен спектр зависимости напряженности поля от частоты. Было обнаружено, что все нежелательные сигналы по крайней мере на 30 дБ ниже уровня частот антенны СНЧ, и поэтому было сочтено, что они не мешают экологическим исследованиям. Сообщалось, что среднеквадратические значения гармоник электрических и магнитных полей частотой 60 Гц и 76 Гц над землей либо ниже уровней обнаружения, либо «настолько низки, что их нельзя считать помехой».Спектры, измеренные IITRI на антенных клеммах с выключенным передатчиком и с включенным передатчиком, дают данные об окружающих полях 60 Гц и полях 76 Гц (Дж. Р. Гаугер, IITRI, письмо в Управление проекта систем связи ВМС США, 23 декабря). , 1985).Хотя представленные спектральные данные относятся к наблюдениям за один день (11 декабря 1985 г.), они подтверждают приведенное выше утверждение. доверие к качеству наблюдений.Несколько явных ошибок в метках на спектрах согласуются с проблемами натурных наблюдений и легко устраняются. Однако таких ошибок было относительно мало.

Критерии воздействия для выбора места

Любой источник электрических и магнитных полей (например, передающие устройства сверхнизкой частоты и антенны) создает поля практически везде. По мере удаления от источника напряженность поля становится ниже либо из-за расстояния, либо из-за затухания из-за препятствий (в случае электрических полей).Однако тогда человек будет двигаться к другим источникам, и генерируемые ими ЭМП будут увеличиваться по интенсивности по мере приближения. Поэтому невозможно выбрать место управления, где нет воздействия ЭМП СНЧ, генерируемого передающими средствами и антеннами ВМФ. Можно только выбрать места, которые имеют разные уровни воздействия ЭМП, генерируемого антеннами, и других источников, таких как линии электропередач.

IITRI помог исследователям выбрать участки для программы экологического мониторинга, определив, относятся ли они к категории обработки или контроля.Конкретные критерии, используемые для определения того, был ли участок лечебным или контрольным, были следующими:

, где T(76 Гц) – воздействие на лечебный участок из-за системы связи ELF, T(60 Гц) – облучение на лечебном участке из-за от линий электропередач, C(76 Гц) — воздействие на контрольную точку из-за системы связи ELF, а C(60 Гц) — воздействие на контрольную точку из-за линий электропередач.

Другими словами, интенсивность ЭМП 76 Гц в месте лечения должна была в 10 раз превышать интенсивность ЭМП 76 Гц в контрольной зоне.Кроме того, как на лечебных, так и на контрольных участках интенсивность ЭМП 76 Гц от антенн должна была в 10 раз превышать интенсивность ЭМП 60 Гц от близлежащих линий электропередач. Наконец, отношение интенсивностей полей частотой 60 Гц в пункте обработки и контроля должно быть в пределах от 0,1 до 10. Эти критерии применялись к ЭМП в воздухе и на земле при работе на полной мощности соответствующей передающей антенны. . Однако не было априорных доказательств того, что уменьшение воздействия на одну десятую должно привести к уменьшению на одну десятую (или меньше) эффекта, который можно было бы наблюдать при полном воздействии.

Изменение интенсивности поля в зависимости от расстояния означает, что каждое место подвергается воздействию пространственного градиента интенсивности, а не равномерной интенсивности по всему участку. Поэтому участки были классифицированы в соответствии с ежегодными измерениями, проводимыми в одной и той же точке каждый год.

Чтобы изолировать эффекты ЭМП КНЧ, парные участки лечения и контроля должны были быть как можно более похожими в отношении экологических переменных, включая почвы, листву, обилие видов и температуру, в зависимости от направленности исследования. Например, для исследования водно-болотных угодий в качестве участков обработки и контроля требовались аналогичные болота, тогда как для исследования насекомых-опылителей требовались участки с одинаковым обилием цветов. Несколько исследовательских групп столкнулись с трудностями при определении пар участков, отвечающих как критериям воздействия, так и экологическим критериям, как обсуждалось в главе 3.

Данные о воздействии, предоставленные исследователям

и электрические поля в земле.IITRI предоставил группам экологического мониторинга обширные данные о конкретных измерениях ЭМП КНЧ на каждом участке. Цель этих измерений состояла в том, чтобы позволить группам мониторинга определить показатели воздействия для различных частей участков обработки и попытаться связать показатели с соответствующими показателями экологического воздействия.

IITRI также предоставил данные о времени включения и выключения передатчика группам экологического мониторинга. Эти данные могут быть использованы для определения того, действительно ли место, охарактеризованное как место лечения, подвергалось воздействию ЭМП СНЧ от антенны в какое-либо конкретное время. Это важно, потому что передатчик не был включен постоянно, а место лечения подвергается воздействию только тогда, когда передатчик включен.

Использование формул для прогнозирования электрических и магнитных полей

Электрические и магнитные поля могут быть охарактеризованы либо физическими измерениями, либо теоретически, хотя оба метода сопряжены с трудностями. Физическое измерение напряженности поля может быть затруднено из-за ограничений измерительного оборудования и градиентов напряженности поля, вызванных расстоянием от источника и изменениями рельефа местности.Такие поля часто слишком сложны, чтобы их можно было адекватно охарактеризовать с помощью простых формул. Магнитное поле частотой 76 Гц было относительно устойчивым и могло быть хорошо охарактеризовано в пространстве с помощью простых формул. Однако для характеристики электрических полей были необходимы физические измерения. Пространственная зависимость электрических полей в земле не могла быть предсказана с помощью простых формул из-за пространственной изменчивости проводимости земли. Кроме того, имелись (обычно скромные) временные колебания из-за ежедневных и годовых изменений электропроводности Земли.Необходимо было провести тщательные исследования пространственных и временных изменений электрических полей Земли. Электрическое поле в воздухе имеет характеристики, которые находятся между характеристиками магнитного поля и электрического поля в земле. На открытой местности с ровным рельефом это поле хорошо характеризуется простыми формулами. Однако при наличии препятствий, таких как деревья, электрические поля в воздухе рассчитать сложно, и измерения дают только моментальные снимки, поскольку поле переменное.Например, ветер, движущийся сквозь листву, вызывает изменчивость электрических полей в воздухе.

IITRI предоставил несколько формул, которые можно использовать для расчета ЭМП СНЧ вблизи антенн. Не все ограничения этих формул были указаны в отчетах, полученных комитетом. Авторы правильно указали, что формулы подходят только для точек поля на поверхности земли и вблизи антенн. Однако есть и другие ограничения.Во-первых, все формулы ограничены квазистатическим диапазоном частот, поэтому все соответствующие расстояния должны быть существенно меньше длины волны в земле. Во-вторых, каждый предполагает идеальную плоскую однородную землю. Некоторые из этих предположений верны, другие нет и исключают использование формул. Например, разумно рассчитать магнитные поля (либо в воздухе, либо в земле) с помощью простого закона Био-Савара, предоставленного IITRI, если известен ток антенны (какой он есть).Но обычно неверно предполагать, что проводимость земли однородна или не зависит от времени, для расчетов электрических полей в земле. Если необходимо учитывать изменения электропроводности в зависимости от глубины или горизонтального положения, формула, приведенная IITRI, недействительна. Фактически было обнаружено, что электропроводность существенно различалась на некоторых исследуемых участках и зависела от условий окружающей среды и, следовательно, от времени года. Вот почему следует быть очень осторожным в использовании этой формулы и почему необходимы дополнительные измерения электрических полей в земле. Осторожность, требуемая при использовании формулы для электрических полей в воздухе, находится между этими крайностями. Для однородной ровной местности без препятствий приведенные формулы удовлетворительны (при условии, что напряжение антенны известно). Однако в роще поля сильно искажены, и формула, предложенная IITRI, бесполезна.

Из формул, предоставленных IITRI, только формула магнитного поля широко использовалась исследователями. Эта формула использовалась только при попытке интерполировать магнитные поля в точках в пределах исследуемых участков.Для изучения горной флоры были проведены измерения магнитного поля частотой 76 Гц в нескольких точках вблизи висконсинской антенны. сравнивает измеренные с расчетными полями для высоты антенны 13,7 м и тока антенны 150 А. Измеренные и расчетные значения согласуются достаточно хорошо.

ТАБЛИЦА 2-2

Сравнение измеренных и рассчитанных магнитных полей.

К сожалению, IITRI не сообщил об измерениях напряжения между антенной и землей, которые можно было бы использовать для подтверждения результатов измерений электрических полей в воздухе. Однако это напряжение можно оценить следующим образом. Согласно Диллу (1984), одним из критериев проектирования клемм заземления было достижение максимального общего сопротивления заземления 6 Ом для обоих заземлений. На основании этого числа и предположения, что сопротивление антенны намного меньше сопротивления земли, напряжение антенны-земли при полном токе (150 А) составляет 900 В. Согласно формуле, предоставленной IITRI, электрическое поле в воздухе непосредственно под антенной будет около 25 В/м.Измеренное электрическое поле под антенной для исследований мелких млекопитающих и гнездящихся птиц составляло 10-40 В/м. Из этого результата и теоретических оценок можно сделать вывод, что измерения находятся в разумном согласии.

Дозиметрия

Как указано выше, величины ЭМП, относящиеся к взаимодействию КНЧ с биологическими системами, представляют собой экспозицию (напряженность поля непосредственно вне организмов в течение определенного периода времени) и дозу (индуцированное поле внутри организмов в течение периода времени) времени). Последние величины могут быть выражены через напряженность индуцированного электрического поля, напряженность магнитного поля и индуцированный ток или плотность тока. Дозиметрия включает оценку величины и распределения индуцированных полей и токов в биологических организмах, подвергающихся воздействию ЭМП КНЧ. Индуцированные поля и токи являются не только функциями наложенных извне ЭМП, но и определяются свойствами ЭМП и геометрией подвергаемого воздействию организма и любых близлежащих объектов. Не следует ожидать, что такие индуцированные поля и токи на КНЧ будут составлять дозу.

Дозиметрические измерения индуцированных полей и токов не входили в план исследования. Тем не менее, чтобы получить некоторые данные об относительной силе индуцированных электрических полей в различных биотах, подвергшихся воздействию ЭМП частотой 76 Гц, комитет провел ряд анализов с использованием простых моделей, которые служат в качестве показателя индуцированных полей внутри организма. Среда воздействия КНЧ-ЭМП была охарактеризована на контрольных и лечебных участках посредством периодических обследований. Эта среда включала поля с частотой 76 Гц, создаваемые системой связи ELF, поля с частотой 60 Гц от линий электропередач и магнитное поле Земли.Поскольку длина волны 76 Гц намного длиннее самого длинного измерения организма, квазистатическая теория поля может быть надлежащим образом применена для расчета индуцированного электрического поля внутри тела организма (Майклсон и Лин, 1987).

Вкратце, результаты расчетов показывают, что индуцированные электрические поля у насекомых, птиц и мелких позвоночных довольно низки при воздействии внешних электрических полей до 5000 мВ/м и магнитных полей до 50 мГс. Напротив, электрические поля, создаваемые в лиственных насаждениях теми же ЭМП, могут быть значительными.Расчеты, основанные на этих простых моделях, показывают, что поле, создаваемое вертикально ориентированным электрическим полем в 25-метровом дереве, может достигать 5000 мВ/м, а поле, создаваемое горизонтально ориентированным магнитным полем, — 29,8 мВ/м. Сила приложенного или падающего электрического поля будет уменьшаться по мере удаления от провода антенны и из-за экранирования. Однако напряженность магнитного поля будет ослабевать вдали от антенного провода только на расстоянии. Поэтому на больших расстояниях от антенны поле, индуцированное в древостоях горизонтальным магнитным полем, может стать доминирующим фактором в результирующей дозе.(Более подробную информацию см. в Приложении B.)

Исследователей, участвующих в программе экологического мониторинга, не просили оценить дозы, полученные биотой от передающих антенн КНЧ ВМФ. Только исследователи, занимавшиеся изучением горной флоры, пытались это сделать. Поскольку по дозиметрии не было достаточной информации, комитет решил, что невозможно экстраполировать результаты программы мониторинга на другие ситуации, которые могут быть сопоставимы с условиями облучения.

Различия между немодулированными сигналами 60 Гц и модулированными сигналами 76 Гц

Как упоминалось ранее, электрические и магнитные поля сверхнизких частот, генерируемые антеннами системы связи, частотно модулированы между 72 и 80 Гц (с преобладающей частотой 76 Гц). ), в отличие от ЭМП линий электропередач, которые не модулируются на частоте 60 Гц. К сожалению, мало информации о различиях между эффектами модулированных и немодулированных частот. Большинство исследований, предпринятых за последние 25 лет для понимания биологических эффектов низкочастотных ЭМП, были сосредоточены на воздействии немодулированных ЭМП на частотах сети 50–60 Гц (см., например, Anderson 1990; ORAU 1992; Tenforde 1996; OTA 1989; NRC 1997).Было проведено мало исследований влияния модулированных сигналов частотой 76 Гц, создаваемых системой связи ELF.

Выводы относительно измерений ЭМП

IITRI проделал хорошую общую работу по характеристике электрических и магнитных полей сверхнизких частот вблизи мест обработки и контроля. В тех случаях, когда становилось очевидным, что требуется дополнительная информация, IITRI реагировал и проводил дополнительные измерения. Конкретные выводы следующие:

• Несмотря на то, что были некоторые незначительные вопросы по поводу конструкции прибора, похоже, что связанные с этим ошибки были небольшими и не привели бы к изменению выводов IITRI относительно данных измерений.

• Хорошо охарактеризованы пространственные и временные вариации магнитных полей над землей вблизи участков обработки и контроля.

• Хорошо охарактеризованы пространственные и временные вариации электрических полей над землей на открытых площадках вблизи очистных и контрольных участков.

  В защищенных зонах, таких как деревья, необходимы более обширные измерения. По запросу их предоставили.

• Электрические поля в земле зависят от локальной проводимости земли, поэтому для их характеристики требуются более тщательные измерения.По запросу IITRI предоставил инженерную поддержку для этих измерений.

• Электрические поля Земли исследованы в свете ежегодных изменений электрических характеристик Земли. Большинство вариаций были скромными, но в этих полях происходили ежедневные и годовые изменения.

1

«Результат» определяется следующим образом. Среднеквадратичные (среднеквадратические) величины трех прямоугольных составляющих поля определяются либо измерением, либо расчетом. Для полей, которые изменяются синусоидально во времени, среднеквадратичное значение каждого компонента представляет собой величину от нуля до пика, деленную на квадратный корень из 2. Результатом является квадратный корень из суммы квадратов этих трех среднеквадратичных значений.

2

Сигнал 60 Гц линии электропередач на 30 дБ ниже сигнала передатчика 76 Гц; а самая сильная гармоника частоты линии электропередач (300 Гц) не менее чем на 60 дБ ниже сигнала передатчика. Спектры показывают гармоники частоты окружающего электроснабжения до 17-й гармоники и частоты передатчика до 11-й гармоники.Гармоники передатчика ниже основной на 35 дБ при 216 Гц и 240 Гц, на 50 дБ при 144 Гц и 160 Гц и на 55 дБ при 360 Гц и 400 Гц.

Электромагнитное излучение индукционной варочной панели: что нужно знать

*Этот пост может содержать партнерские ссылки. Пожалуйста, смотрите мое раскрытие, чтобы узнать больше.

Индукционные варочные панели очень популярны во многих современных домах. Для многих людей они делают приготовление пищи еще более приятным занятием, поскольку позволяют ускорить приготовление пищи и упростить уборку.

Тем не менее, большинство людей совершенно не подозревают, что их индукционная варочная панель на самом деле производит высокие уровни электромагнитного излучения во время использования. Давайте взглянем на некоторые плюсы и минусы индукционной плиты и обсудим, безопасны ли они.

Прежде всего, давайте ответим на основной вопрос.

Излучают ли индукционные варочные панели излучение? Да, индукционные варочные панели действительно излучают электромагнитное излучение при использовании, и воздействие этого излучения может быть опасным, если с ним не обращаться должным образом.Индукционные варочные панели излучают довольно большое количество ЭМП, и вы подвергаетесь наибольшему риску, когда находитесь рядом с варочной панелью, однако расстояние и надлежащее оборудование могут значительно снизить ваш риск.

В этой статье мы обсудим, что такое индукционные варочные панели, но, что более важно, мы рассмотрим, как и почему они излучают неионизирующее электромагнитное излучение, и что вы можете сделать, чтобы защитить себя от него.

Что такое индукционная варочная панель?

Индукционная варочная панель — это тип плиты, которая позволяет вам готовить пищу с использованием электромагнитной энергии; тот же тип энергии, который микроволновые печи используют для разогрева пищи.Этот тип энергии работает, нагревая пищу изнутри.

Первоначально индукционные варочные панели в основном использовались на профессиональных кухнях и в ресторанах . Многие повара любят использовать индукционные плиты для приготовления своих лучших блюд.

Это связано с тем, что индукционное приготовление пищи позволяет очень быстро нагревать пищу, обеспечивая при этом точный контроль нагрева. Многие варочные панели изготовлены из высокопрочного стекла.

Индукционная технология позволяет нагревать сковороду, не нагревая пространство вокруг нее, что также делает ее более энергоэффективной, так как тепло практически не уходит в помещение.

Это большой плюс для профессиональных поваров, так как очень важно поддерживать прохладную температуру внутри ресторана. Многие из этих причин способствовали тому, что индукционные варочные панели завоевали популярность в современном доме.

Как работает индукционная варочная панель?

Итак, чтобы понять, как работает индукционная варочная панель, вам нужно сначала понять, что такое индукция. Индукция — это сокращенная версия слова «электромагнитная индукция».

Индукция означает производство электричества с помощью магнетизма. Электричество и магнетизм идут рука об руку и на самом деле не разделены. Это два разных аспекта одного и того же явления — электромагнетизма.

Еще в начале 1800-х годов датский физик по имени Ганс Христиан Эрстед обнаружил, что когда электрический ток течет по проводу, он создает вокруг себя узор из невидимого магнетизма. Это также можно назвать магнитным полем.

Уже на следующий год французский физик Андре-Мари Ампер провел тот же эксперимент, но решил пойти дальше.

Он обнаружил, что если поместить два провода рядом друг с другом, по которым проходит электрический ток, они будут либо притягиваться, либо отталкиваться друг от друга, как магниты.

Это связано с тем, что каждый провод создавал свое собственное магнитное поле, которое создавало магнитную силу между ними.

В то время эти открытия были очень интересными, но не очень полезными. Только в 1821 году эта технология была впервые использована на практике с изобретением очень ранней формы электродвигателя.

Гораздо позже, в 1970 году, в Америке была изготовлена ​​первая индукционная плита, которая была запущена в разработку компанией Westinghouse Electric Corporation. Впервые он был выставлен на всеобщее обозрение в Техасе.

Под варочной поверхностью индукционной варочной панели находится катушка, которая производит потоки переменного тока в диапазоне от 20 до 100 кГц.Эти потоки создают магнитное поле с круговым током, известное как индукция.

Генерируемое магнитное поле представляет собой тип электромагнитного излучения, также известного как ЭМП. Таким образом, индукционные варочные панели считаются электромагнитами, которые производят очень высокие уровни индукционного излучения ЭМП.

Таким образом, когда вы кладете кастрюлю на кольцо индукционной варочной панели, оно фактически становится частью электромагнитной цепи. Вот почему вы должны использовать определенный тип посуды, когда у вас есть индукционная плита.

Тип посуды, которая будет работать с индукционной варочной панелью, включает чугун, нержавеющую сталь и многослойную нержавеющую сталь. Каждый из этих металлов сможет передавать ток и работать с индукционной варочной панелью для нагрева вашей пищи.

Если у вас есть медная, алюминиевая или стеклянная посуда, она не подойдет для индукционной плиты.

Кастрюли и посуда для индукционных плит должны содержать железо, чтобы работать. Железо — единственный металл, который может эффективно производить электрический ток, а также тепло от магнитных полей.

Насколько безопасны индукционные варочные панели?

Проще говоря, наличие индукционной варочной панели увеличивает воздействие высоких уровней электромагнитного излучения, тогда как, если бы у вас была нормальная газовая или электрическая плита, вы бы не подвергались такому сильному воздействию.

Чем большему количеству электромагнитного излучения вы подвергаетесь, тем больше у вас риск развития серьезных проблем со здоровьем. Настоятельно рекомендуется, чтобы человек ограничивал воздействие высоких уровней излучения ЭМП, чтобы поддерживать оптимальное состояние здоровья.

Если вы не знакомы с концепцией того, что воздействие ЭМП опасно для человеческого организма, я рекомендую вам ознакомиться с некоторыми статьями в моем разделе «Знания», где я подробно освещаю эту тему, а также Стратегии защиты от ЭМП.

Когда индукционная варочная панель используется, она излучает на кухню высокий уровень электромагнитного излучения. Это относится к любому электронагревателю.

Исследования показали, что уровни электромагнитного излучения большинства современных индукционных варочных панелей превышают максимальные пределы воздействия, установленные ICNIRP (Международной комиссией по защите от неионизирующего излучения) еще в 1998 году.

Помимо того факта, что индукционная плита будет излучать эти опасные уровни радиации на вашу кухню, вам также необходимо знать, насколько близко вы находитесь к самой варочной панели.

Чем ближе вы стоите к плите, которая должна быть довольно близкой, если вы готовите еду, тем большему воздействию ЭМП вы подвергаетесь.

ЭМП Излучение имеет тенденцию довольно быстро (и экспоненциально) падать с расстоянием.

Когда вы прикасаетесь к сковороде, вы, по сути, становитесь частью потока энергии, уже протекающего через сковороду для разогрева и приготовления пищи.

Это плохо, потому что тогда вы принимаете любое излучение ЭМП, которое циркулирует через поддон, прямо в ваше тело. Кастрюля является проводником излучения ЭМП, как и ваше тело.

Как вы понимаете, это делает почти невозможным избежать контакта с электромагнитным излучением, если вы планируете иметь дома индукционную варочную панель.

Лучшее, что вы можете сделать, чтобы сохранить свою безопасность, — это вообще не иметь его. Это может означать выбор дома, в котором нет предустановленной плиты, или, если она у вас уже есть, заменить ее более безопасной альтернативой, такой как природный газ или обычная электрическая плита.

Эти варианты могут быть не такими энергоэффективными, как индукционные плиты, но они будут намного лучше для вашего здоровья и безопасности в долгосрочной перспективе.

Если вы хотите узнать, сколько электромагнитного излучения излучает индукционная варочная панель во время работы, вам поможет это видео:

Неблагоприятное воздействие на здоровье, вызванное электромагнитным излучением

Излучение

ЭМП может вызывать широкий спектр симптомов и негативных последствий для здоровья.Одна из основных вещей, которые вы можете заметить при использовании индукционной варочной панели, — это симптомы дискомфорта в руках (чтобы узнать больше о том, почему, прочитайте мою статью о боли в руках от излучения мобильного телефона).

Вы можете держаться за ручку кастрюли, когда готовите на индукционной плите. Таким образом, вы подключаетесь к цепи электромагнитной энергии, которая течет от варочной панели через сковороду.

Поскольку вы поглощаете эту энергию через руку, вы можете начать замечать боль или покалывание, особенно у тех, кто более чувствителен к электромагнитному излучению.

Симптомы, которые люди испытывают при воздействии электромагнитного излучения, вполне реальны и могут ощущаться кем угодно, но особенно теми, кто более чувствителен к частотам.

Излучение

ЭМП может вызвать повреждение нервов и тканей рук при воздействии в течение длительного периода времени. Это также может привести к повреждению других важных систем в организме на высоких уровнях.

Боль и покалывание, которые вы испытываете в руке, могут привести к дальнейшему повреждению, если проблема не будет решена и не будут приняты защитные меры.

Воздействие электромагнитного излучения на нервную систему изучается с 1950-х годов. Было обнаружено, что излучение ЭМП оказывает влияние на центральную нервную систему, химию мозга, нервы и многое другое.

Некоторые научные исследования показывают, что воздействие электромагнитных полей может привести к повреждению нервной ткани, а в некоторых случаях повреждение может быть необратимым.

Было ли повреждение острым или хроническим, зависело от ряда факторов, включая время воздействия электромагнитного излучения, а также его интенсивность.

Излучение

EMF также может оказывать серьезное влияние на многие другие системы организма, включая зрение, иммунную систему, репродуктивную систему и сердечно-сосудистую систему.

Как многие из нас знают, ослабленная иммунная система может способствовать развитию многих различных проблем со здоровьем.

Это может привести к более частым простудным заболеваниям или даже увеличить вероятность развития аутоиммунного заболевания.

Со временем, если вы продолжаете подвергаться воздействию высоких уровней электромагнитного излучения от электрических полей, у вас может развиться хроническое воспаление в организме.

Это может вызвать необратимые повреждения и вызвать воспалительные заболевания, такие как артрит, болезнь Крона и различные заболевания щитовидной железы.

Лучший способ снизить вероятность развития этих вредных заболеваний — уменьшить воздействие электромагнитного излучения.

Вот почему важно понимать, как работают индукционные варочные панели и почему они могут представлять серьезную опасность для вашего здоровья.

Принятие мер по уменьшению воздействия электромагнитного излучения, испускаемого индукционными варочными панелями, позволит вам лучше контролировать свое здоровье и защитить себя и свою семью от негативного воздействия на здоровье, которое оно может создать.

Как защитить себя при использовании индукционной варочной панели

Итак, к настоящему времени вы, возможно, задаетесь вопросом, что делать, если у вас уже есть индукционная варочная панель. Возможно, в вашем доме он уже был установлен, или он был установлен до того, как вы узнали о потенциальных рисках для здоровья.

Не волнуйся, ты у меня!

Во-первых, я просто хочу сказать , что, хотя индукционные варочные панели излучают ЭМП, они, безусловно, не должны вызывать у вас наибольших опасений.

Если вы беспокоитесь об электромагнитном излучении , а я думаю, что вы должны быть обеспокоены, я бы сначала нашел способы уменьшить ваше воздействие таких вещей, как Wi-Fi, мобильные телефоны, 5G и многое другое. Вы можете проверить мой раздел знаний или использовать функцию поиска, чтобы узнать больше об этих вещах.

Не всегда возможно снять или заменить индукционную варочную панель по финансовым или иным причинам. К счастью, есть еще способы снизить риск воздействия при использовании одного из них.

Первое, что вы можете сделать, это готовить в кастрюле или кастрюле, размер которых больше, чем конфорка. Это поможет уменьшить вероятность того, что поля ЭМП излучаются плитой вокруг кастрюли.

Когда это происходит, поля ЭМП могут выходить на кухню и потенциально поглощаться телом.

Если вы используете достаточно большую кастрюлю, поля ЭМП не должны выйти из зоны приготовления, так как будет покрыта большая площадь поверхности.

Вы также должны убедиться, что кастрюля или сковорода, которые вы используете, не повреждены и не деформированы каким-либо образом, так как это также позволит полям ЭМП распространяться вокруг зоны приготовления пищи.

Безопаснее всего использовать кухонную посуду, специально предназначенную для индукционного приготовления пищи и имеющую соответствующую маркировку производителя.

Эти кастрюли предназначены для надлежащего поглощения полей ЭМП, что позволяет нагревать пищу, не позволяя полям выйти наружу.(При условии, что сковорода достаточно велика, чтобы покрыть варочную поверхность, как указано выше.)

Чтобы уменьшить количество электромагнитного излучения, которое поглощает ваше тело, обязательно используйте задние поверхности для приготовления пищи, а не передние, чтобы между вашим телом и зоной приготовления оставалось как можно больше места.

Чем дальше вы находитесь от варочной поверхности, тем меньшему воздействию ЭМП подвергается ваше тело.

Наконец, старайтесь не пользоваться металлической посудой для приготовления пищи.Металлы являются проводящими и могут передавать ток электромагнитного поля прямо в вашу руку, пока вы готовите.

Если вы заметили, что сковорода, которую вы используете, имеет металлическую ручку, попробуйте накрыть ее силиконовой накладкой на ручку или даже использовать силиконовую прихватку во время приготовления пищи. Также полезно держать ручку традиционным кухонным полотенцем.

Однако важно отметить, что беременным женщинам и детям, а также лицам, использующим кардиостимуляторы, следует полностью избегать приготовления пищи на индукционной варочной панели. ЭМП-излучение может быть потенциально опасным для тех, кто относится к этим чувствительным или уязвимым группам.

Принятие любой из этих мер предосторожности может помочь ограничить общее воздействие электромагнитного излучения, испускаемого индукционными варочными панелями. Лучший способ действий — избегать переезда в место, где он уже установлен или установлен, если это вообще возможно.

Лучшая индукционная варочная панель с низким ЭДС

Хотя в этой статье мы довольно много говорили об уровнях воздействия и опасностях индукции по сравнению с такими вещами, как электрические плиты или газовые варочные панели, у них, безусловно, есть и преимущества.

Если вы готовы хорошо справляться со своей работой по уменьшению воздействия электромагнитного излучения от других источников, то индукционная варочная панель может быть вам полезна.

Итак, я провел некоторые исследования и испытания и нашел то, что, по моему мнению, является лучшим вариантом для индукционной варочной панели, если электромагнитное излучение вызывает беспокойство.

Индукционная варочная панель Duxtop

Проверьте текущую цену на Amazon.
Я думаю, что если вы просто хотите, чтобы на вашей кухне была возможность индукции, то эта индукционная горелка со стеклянной крышкой от Duxtop — ваш лучший выбор.

Во-первых, эта индукционная горелка, как и все другие, по-прежнему будет излучать некоторое излучение ЭМП, особенно низкочастотное излучение электрического и магнитного полей.

Тем не менее, я расскажу о нескольких причинах, по которым я считаю, что это лучший вариант для индукционной варочной панели с низким ЭДС.

Во-первых, по сравнению с полной индукционной плитой, эта одинарная варочная панель довольно мала и ее легко перемещать, что позволяет вам отойти от нее на достаточное расстояние во время ее использования, и вы можете полностью отключить ее, когда не используете. Это.

Кроме того, он имеет автоматическое определение сковороды, что означает, что он автоматически отключается, если он не нагревает активно сковороду, уменьшая общий электросмог, выбрасываемый в ваш дом.

Вдобавок ко всему, это просто фантастическая индукционная варочная панель и продукт.

Закон Фарадея

Закон Фарадея

Закон Фарадея

Закон Фарадея является одним из уравнений Максвелла. Закон Фарадея гласит, что абсолютная величина или величина
тиража
электрическое поле E вокруг замкнутого контура равно скорости изменения
магнитный поток через площадь, ограниченную петлей. То
уравнение ниже выражает закон Фарадея в математической форме.

ΔΦ _B /∆t (через
фиксированная площадь)
= -Σ _{вокруг петли} E∙ ∆ r (при
фиксированное время)

Знак минус в этом уравнении говорит нам о направлении
тираж. (См. ниже.)

Когда магнитный поток через закрытую область
изменениями петли, Σ _{вокруг петли} E∙ ∆ r не равно нулю,
циркулирует электрическое поле E .
E∙ ∆ r – работа, выполненная за
единичного заряда электрическим полем при перемещении заряда на расстояние ∆ r .
Если
петля является реальной проволочной петлей, тогда есть реальная работа, выполненная индуцированным
поле на бесплатных сборах.
Σ _{вокруг петли} E∙ ∆ r работа
на единицу заряда полем при однократном перемещении заряда по контуру.
Это
ЭДС индукции ,
и измеряется в вольтах.
ЭДС индукции вызывает протекание тока
без
разность потенциалов из-за разделенных зарядов.

ΔΦ _B /∆t (через
фиксированная площадь) = ЭДС индукции

Индуцированное электрическое поле НЕ
консервативное поле. Когда вы перемещаете заряд против индуцированного
поле один раз вокруг цикла, вы должны сделать работу. Но твоя работа
НЕ хранится как
потенциальная энергия. Вы не можете позволить электрическому полю выполнять работу по восстановлению
энергия, затраченная вами на перемещение заряда.Наведенное электрическое поле исчезает, когда
как только магнитный поток перестанет изменяться. Работа, которую вы делаете
на заряде против индуцированного поля локально не
хранится. Энергия может переноситься в виде
электромагнитная волна.
Электромагнитные волны переносят энергию через свободное пространство.

Каково направление динамического (индуцированного) поля?

Знак минус в уравнении, выражающем закон Фарадея, говорит нам о
направление индуцированного поля.
Есть простой способ запомнить это направление.
Циркуляция индуцированного поля равна ЭДС.
Любой текущий
течет в результате того, что ЭДС создает магнитное поле, противодействующее
изменения потока, которые его производят.
Это называется

Закон Ленца.

ЭДС индукции противодействует ИЗМЕНЕНИЮ потока,
производить его.

Пример:

Магнит быстро движется к проволочной петле, как показано на рисунке.
Поток через проволочную петлю увеличивается в направлении вниз.

Ток начинает течь
в петлю в направлении, указанном стрелкой.
Магнитное поле, создаваемое этим током
направлен вверх, он противостоит потоку
изменения, которые его производят.
Магнитная сила из-за петли на магните замедляет движение.
приближающийся магнит.

Прелесть закона Ленца в том, что вам не нужно вглядываться в детали.Если
магнитный поток через проводник изменится, токи будут течь в противоположном направлении.
все, что вызвало изменение. Если какое-то относительное движение вызывает изменение потока,
ток попытается остановить это относительное движение. Если изменение тока в
цепь отвечает за изменение потока, то ЭДС индукции будет стремиться
предотвратить изменение тока в этой цепи.

Смотрите:  Электромагнитная индукция
и Закон Фарадея (Youtube)

Проблема:

Рассмотрим плоскую квадратную катушку с N = 5 витками.
Катушка имеет длину 20 см с каждой стороны и имеет магнитное поле.
через него проходит 0,3 Тл.
Плоскость катушки перпендикулярна
магнитное поле: поле направлено за пределы страницы.
(a)  Если ничего не изменить, какова ЭДС индукции?
(b) Магнитное поле равномерно увеличивается от 0,3 Тл до 0,8 Тл за 1 с.
Чему равна ЭДС индукции в катушке, пока происходит изменение?
в) При изменении магнитного поля ЭДС, наводимая в катушке, вызывает
ток течь.Течет ток по часовой или против часовой стрелки
вокруг катушки?

Решение:

• Обоснование:
  Если величина магнитного поля B меняется, то поток Φ = BA
  изменяется, и возникает ЭДС.
• Детали расчета:
  (a) ЭДС индуцируется изменяющимся магнитным потоком. Если ничего
  изменяется, ЭДС индукции равна нулю.
  (б) Катушка имеет 5 витков. Каждый виток имеет площадь A = (0,2 м) ² .Начальный магнитный поток через
  каждый виток катушки равен Φ ₀ = B ₀ A = 0,3*(0,2) ²
  Тм ² = 0,012 Тм ² .
  
  Конечный магнитный поток через каждый виток катушки равен Φ _f
  = B _f A = 0,8*(0,2) ² Tm ² = 0,032 Tm ² .
  
  Суммарное изменение потока через катушку N(Φ _f
  — Φ ₀ ),
  при N = 5. ЭДС индукции равна
  ЭДС = -N∆Φ/∆t = -N(Φ _f
  — Φ ₀ )/∆t = [-5*(0.032 -0,012)/1,0] В = -0,1 В.
  
  (c) При изменении магнитного поля магнитный поток увеличился
  вне страницы. По закону Ленца ЭДС индукции в контуре
  благодаря этому изменяющемуся потоку создается ток, который создает поле, противодействующее
  изменять. Поле, создаваемое током в катушке, направлено в
  стр., противоположном направлению увеличения потока. Для производства
  поле на страницу, ток должен течь по часовой стрелке вокруг петли
  по правилу правой руки.

Модуль 5: вопрос 1

Стержневой магнит расположен перед горизонтальной проволочной петлей так, чтобы его
северный полюс указывает на петлю. Затем магнит оттягивается от
петля. Наведенный ток в петле течет по часовой стрелке или против часовой стрелки?

Обсудите это со своими однокурсниками на форуме!
Визуализируйте магнитное поле стержневого магнита. Как поток этого
поле через проволочную петлю изменить?

Самоиндукция

Если длинная катушка провода площадью поперечного сечения A и длиной ℓ с N витками
подключен или отключен от батареи, изменение магнитного потока через
катушка создает ЭДС индукции.Индуцированный ток создает магнитное
поле, противодействующее изменению магнитного потока. Величина
ЭДС индукции можно рассчитать по закону Фарадея.

• Магнитное поле внутри длинной катушки B = μ ₀ (Н/л)I.
• Поток через катушку равен NBA = μ ₀ (N ² /л)IA.
• Изменение потока в единицу времени составляет мк ₀ (N ² /л)A
  ∆I/∆t = L*∆I/∆t, так как I – единственная величина
  меняется со временем.
  L = μ ₀ (N ² /л)А называется
  собственная индуктивность катушки. То
  единицы индуктивности Генри (H) . 1 Гн = 1 Вс/А.
• ЭДС индукции равна ЭДС = -L*∆I/∆t, где знак минус является следствием закона Ленца.

ЭДС индукции пропорциональна скорости изменения тока в
катушка. Оно может в несколько раз превышать напряжение питания. Когда
выключатель в цепи с большим током размыкается, уменьшая ток до
ноль за очень короткий промежуток времени, это может привести к искре.Все
цепи имеют собственную индуктивность, и у нас всегда есть ЭДС
= -L*∆I/∆t. Собственная индуктивность L зависит только
по геометрии цепи.

Проблема:

Катушка имеет собственную индуктивность 3 мГн, а ток через нее изменяется от 0,2 А
до 1,5 А за время 0,2 с. Найдите модуль средней ЭДС индукции
в катушке за это время.

Решение:

• Обоснование:
  ЭДС самоиндукции равна ЭДС = -L*∆I/∆t.
• Детали расчета:
  L = 3 мГн, ∆I/∆t = (1,5–0,2 А)/0,2 с = 6,5 А/с.
  
  ЭДС = -L*∆I/∆t = -(0,003 Вс/А)(6,5 А/с) = -0,0195 В.
  Знак минус указывает, что ЭДС индуцирования противодействует изменениям потока, которые
  произвел его.

Проблема:

Круглая катушка из 25 витков диаметром 1 м. Он размещен со своим
ось вдоль направления магнитного поля Земли (величина 50 микроТл),
а потом в 0.2 с, он переворачивается 180 ^o . Какова средняя ЭДС
сгенерировано

Решение:

• Обоснование:
  Φ _B  = B ∙ A  является потоком B через площадь A.
  Первоначально B и A выровнены, в конце концов они анти-выровнены. Точка
  знак изменения продукта.
• Детали расчета:
  ЭДС = -∆Φ _B /∆t.
  Φ _B (исходный) = NAB = 25*π*(0,5 м) ² 50*10 ^-6
  Т = 9.82*10 ^-4 Тм ² .
  Φ _B (конечный)  = -Φ _B (начальный), поскольку
  катушка перевернута.
  |∆Φ _B | = 2Φ _B (исходное).
  |∆Φ _B /∆t| знак равно
  2*(9,82*10 ^-4 Тм ² )/(0,2 с) = 9,82*10 ^-3 В.

Проблема:

Катушка радиусом 0,5 м, состоящая из 500 витков, поворачивается на четверть оборота за 4,17 с.
мс, первоначально имея плоскость, перпендикулярную однородному магнитному полю.
Найдите силу магнитного поля, необходимую для индукции средней ЭДС 10 000 В.

Решение:

• Обоснование:
  ЭДС = -∆Φ _B /∆t. Φ _B = NABcosθ
  изменяется от NAB до 0 за 4,17 мс, поскольку θ изменяется от 0 до 90 ^o
  за 4,17 мс.
• Детали расчета:
  |∆Φ _B | = NAB = 500*π*(0,5 м) ² *B =
  (393 м ² ) * Б.
  Хотим
  
  |ЭДС| = |∆Φ _B /∆t| = (393 м ² )/(4.17*10 ^-3
  с) * B = (94174 м ² /с)*B = 10000 ^{В,
  B = 0,1 Вс/м 2 = 0,1 Тл,}

Если вы скучаете по регулярным лекциям, обратите внимание на эту видеолекцию.

Лекция 16:
Электромагнитная индукция

Влияние электромагнитного поля на измерение температуры зарядов индукционного нагрева

С целью изучения влияния сильного электромагнитного поля на термопарное измерение температуры проведен многовариантный эксперимент, включающий более 12 измерений.Варианты включали частоту питающего тока, геометрию нагревательного индуктора (рис. 3), материал нагреваемой шихты, размеры шихты, тип используемой термопары (рис. 4) и мощность, подводимую к системе. Схема системы измерения представлена ​​на рис. 5.

Рис. 3

Измерение температуры для вариантов: (a) от P1 до P7, частота 330 кГц и (b) от P8 до P13, частота 50 Гц

Рис. 4

Использование термоэлемента: (a) изолированный и (b) открытый

Рис.5

Схема измерительной системы

Нагрев осуществлялся в различных нагревательных индукторах в зависимости от источника питания. Нагревались два различных слитка: алюминиевый цилиндрический слиток высотой 135 мм и диаметром 20 мм и стальной слиток (ферромагнитный) высотой 153 мм и диаметром 24 мм. Температуру измеряли на расстоянии 5 мм от стенки в верхней части слитка. Для исследования влияния электромагнитного поля на полученные результаты измерений применялась следующая методика: заряд нагревался в течение 10 с (измерение в ЭМ поле), а затем отключался источник питания на 5 с (измерение без ЭМ поле). Полный цикл измерения составлял 120 с. Температура записывалась каждую секунду и записывалась в файл. Результаты эксперимента приведены в таблице 1.

Таблица 1 Результаты вариантов для частот 330 кГц и 50 Гц

Температурные зависимости нагретой стальной шихты от времени нагрева для изолированной и открытой термопар представлены на рис. 6. После выключения источника электромагнитного поля температуры, измеренные двумя типами термопар, оказались достаточно близкими ( в интервале времени между 10 с и 15 с, 25 с и 30 с, 40 с и 45 с, 55 с и 60 с, 70 с и 75 с, 85 с и 90 с, а также 100 с и 105 с) .В каждый момент выключения источника происходило понижение температуры, измеряемой выставленной термопарой. Это было связано с наведенными электромагнитными помехами в термоэлементе. В изолированной термопаре такого эффекта не было. Его экран был сделан из немагнитной стали, которая экранировала электромагнитное поле, но тепло выделялось в основном в ферромагнитном заряде.

Рис. 6

Измерение температуры для вариантов P1 и P2 (частота 330 кГц)

Значения температуры, измеренные для варианта P3, представлены на рис.7. Можно ясно видеть, что помехи, которые в этом случае были наведены в экспонированной термопаре, значительно выше. Значение напряжения на термопарном преобразователе превышает диапазон измерения преобразователя, подключенного к термоэлементу. Правильные значения можно наблюдать только при выключенном электромагнитном поле (рис. 8, вариант P3).

Рис. 7

Измерение температуры для варианта P3 (частота 330 кГц)

Рис.8

Измерение температуры для варианта P3 (без EM) и варианта P4 (частота 330 кГц)

При нагреве алюминиевой шихты нагревался и экран термопары (вариант П4, рис. 8). Экран был изготовлен из немагнитной стали, поэтому нагревался в электромагнитном поле интенсивнее, чем алюминиевый цилиндр, помещенный в нагревательный индуктор. Наблюдаемая температура, зарегистрированная изолированной термопарой, была результатом выделения тепла в процессе нагрева экрана термопары и алюминиевой загрузки.Она была значительно выше, чем температура, зафиксированная выставленной термопарой (при отсутствии электромагнитного поля во время проводимого измерения), и можно считать, что эта температура является эталонной температурой. Температуры, зарегистрированные для вариантов P3 и P4, представлены на рис. 8. Температуры для варианта P3, показанные на рис. 8, являются только теми, которые были измерены, когда электромагнитное поле не было активным.

Данные, представленные на рис. 9, показали, что электромагнитное поле частотой 330 кГц нагревало термоэлементы, которые использовались в эксперименте.\circ }\text{ C }\) при активном электромагнитном поле (рис. 9, деталь B).

Рис. 9

Измерение температуры для вариантов P5 и P6 (частота 330 кГц)

Подводя итоги измерений, проведенных для индукционного нагрева на частоте 330 кГц, можно констатировать, что в рассматриваемой системе измерений всегда имелись некоторые погрешности. Было две проблемы следующим образом:

• нагрев термоэлемента или его экрана (как открытых, так и изолированных термопар),

• наведение электромагнитных помех (открытая термопара).

К сожалению, глубина проникновения электромагнитного поля (уравнение 3) на частоте 330 кГц составляет 0,75 мм для немагнитной стали, 0,74 мм для сплава NiCr и 0,48 мм для алюмеля. Таким образом, для элементов сравнимой толщины и большей, чем глубина проникновения электромагнитного поля, неизбежен процесс нагрева термоэлемента в результате действия электромагнитного поля.

Единственные приемлемые и точные результаты были получены для измерения температуры ферромагнитного заряда с использованием изолированной термопары.Ферромагнитный заряд экранировал вывод термоэлемента и, в то же время, нагревался за счет действия электромагнитного поля гораздо сильнее, чем сам термоэлемент. \circ }\text{ C }\) ).

Рис. 10

Измерение температуры для варианта P7 (частота 50 Гц)

Рис. 11

Измерение температуры для варианта P8 (частота 50 Гц)

Наведенные электромагнитные помехи до сих пор остаются нерешенной проблемой, независимо от частоты. Большинство преобразователей имеют фильтры частоты питающей сети, устраняющие помехи частоты 50 Гц или 60 Гц. Проблема устранения помех, вероятно, реализуется за счет изменения постоянной времени интегрирования АЦП, где для обработки используется метод двойного интегрирования.На рис. 12 и 13. Наблюдается высокая сходимость полученных результатов (варианты П9 и П11). Они показывают правильную и неправильную фильтрацию помех частоты источника питания. Когда помехи частот источника питания были отфильтрованы неправильно, показания измерительной системы были ненадежными, независимо от того, какой тип термопары (открытая или изолированная) использовалась.

Рис. 12

Измерение температуры для вариантов P9 и P10 (частота 50 Гц)

Рис. 13

Измерение температуры для вариантов P11 и P12 (частота 50 Гц)

Протокол исследований по измерению индивидуального воздействия РЧ-ЭМП в телекоммуникационных сетях 5-го поколения | Охрана окружающей среды

Оценка воздействия на основе деятельности

У пользователя есть множество вариантов использования сети, влияющих на его автоматически индуцированное воздействие.Здесь важны две переменные: (1) расположение UE относительно тела пользователя и (2) объем передаваемых данных как в UL, так и в DL случаях. Расположение UE важно, потому что воздействие на пользователя зависит от связи электромагнитной энергии в теле пользователя, которая зависит от расстояния между UE и телом. Относительное положение тела пользователя также будет влиять на каналы от базовой станции до UE. Следовательно, это также повлияет на размер и форму луча или точки доступа, направленной на UE.Передачи DL и UL важны, потому что более высокая мощность ЭМ, направленная на UE или излучаемая им, подразумевает более высокое воздействие на пользователя.

Кроме того, воздействие окружающей среды на пользователей зависит от времени и места в микросреде, а также от типа микросреды. В качестве примера сошлемся на измерения при поездках на поезде, выполненные в [35]: в случае отсутствия пользователя измеренная плотность мощности S _e-UL от источников e-UL в часы пик была самой высокой в ​​поезде. поездках, в то время как S _e-DL были самыми низкими при поездках на поезде (не делалось различий между e-DL и BC).В часы пик (с большим количеством людей в поезде) значение S _e-UL было примерно в 12 раз выше, чем в обычные часы. Это показывает, как микросреда и временной интервал влияют на воздействие окружающей среды. Теперь предположим пользователя в этом сценарии. Они подвергаются такому же воздействию окружающей среды, как и непользователь, и дополнительно подвергаются воздействию, вызванному их собственным использованием. Конкретная величина самоиндуцированного воздействия снова зависит от микроокружения: во время поездки на поезде пользователь может быть более склонен использовать свое личное устройство определенным образом (например,г. для потоковой передачи), вызывая определенные S _a-DL и S _a-UL . Качество подключения также влияет на их S _a-DL и S _a-UL . Наконец, положение их мобильного устройства относительно их тела также влияет на S _a-DL и S _a-UL .

Поэтому мы предлагаем перейти к оценке воздействия на основе деятельности.Активность j (1…J) имеет следующие восемь атрибутов: микроокружение m (1…M), временной интервал t (1…T), положение устройства p (1…P ), и измеренные плотности мощности от каждого из пяти источников категории: S _A-ul , S _A-DL , S _E-DL , S _BC и S _e-UL . Позиция p представляет собой область, в которой UE может находиться во время действия j (например, на воздухе, в сумочке и т. д.). На рисунке 1 показана блок-схема предлагаемого протокола исследования. Дизайн исследования предполагает либо обзорное исследование, либо исследование микросреды. Протокол указан как для опроса, так и для исследований микросреды.

Рис. 1

Блок-схема процедуры измерения для обзорных исследований (слева) и исследований микросреды (справа)

Обзорные исследования

В обзорных исследованиях воздействие может быть получено непосредственно в результате деятельности.Отобранным участникам выдается мобильное устройство, которое отслеживает их GPS-координаты, время телекоммуникационных действий, движение и близость устройства относительно тела, а также количество излучаемой мощности (в результате получается S _{a- UL} ) устройством. Устройство также оснащено (внешним) датчиком RF-EMF измерения S _{A-DL , S E-DL , S BC и S e-UL . T $$}

(1)

с S _source,j измеренная плотность мощности от конкретной категории источника во время деятельности j.Затем экспозиция, получаемая пользователем, зависит от положения p устройства относительно его тела. Поэтому мы вводим коэффициент положения β _{источника,j} , преобразующий измеренную плотность мощности от конкретной категории источника в плотность принимаемой мощности на теле [12]. Это основано на моделировании и будет обсуждаться в разделе 3.4. Затем это приводит к пятимерному вектору коэффициентов положения β _j , где коэффициенты должны быть упорядочены таким же образом, как для a _j на основе того, к какому источнику они применяются. .J {\ tau} _j \ left ({\boldsymbol {\beta}}_j.{\boldsymbol{a}}_j\right). $$

(2)

Исследования микросреды

Для включения самоиндуцированного воздействия в исследования микросреды потребуется мобильное устройство (УП). UE может загружать и выгружать данные во время измерения контролируемым образом, эмулируя определенную активность пользователя. Нереально измерить все возможные виды деятельности J . Однако можно измерить экстремальные сценарии передачи данных (максимальные и минимальные (при сохранении соединения)) как для UL, так и для DL.Вместе с непользовательским случаем это дает пять ситуаций передачи данных. Мы перечислили их в Таблице 1 с примерами реалистичных сценариев передачи данных при трех типичных положениях UE вокруг тела (против уха, перед телом в руке и в кармане (рубашке, брюках, жилете и т. д.). .)). UE обычно находится напротив уха при выполнении телефонного вызова, что не является экстремальным случаем передачи данных UL или DL. Во время измерения исследователь должен удерживать UE в фиксированном положении, откуда измеренные значения плотности мощности могут быть преобразованы в принятые значения плотности мощности, как описано для обзорных исследований в разделе 3.1.1. При этом фиксированном положении остаются пять сценариев, каждый из которых имеет различный объем передачи данных по восходящей и нисходящей линиям, как показано в первом столбце таблицы 1. Из-за гибкого распределения частотных и временных ресурсов базовой станцией вполне вероятно, что количество передаваемых данных DL и данных UL будет влиять на конфигурацию этих ресурсов, выделенных для другого направления потока данных. Предполагая, что распределения a-UL в (max UL) остаются одинаковыми, независимо от количества a-DL, и наоборот, ситуацию (ситуации) (max UL, min DL) можно вывести, используя линейную комбинацию трех других ситуаций. :

$$ \left(\mathit{\max}\ UL,\mathit{\min}\ DL\right)=\left(\mathit{\max}\ UL,\mathit{\min}\ DL\right )-\left(\mathit{\min}\ UL,\mathit{\max}\ DL\right)+\left(\mathit{\min}\ UL,\mathit{\min}\ DL\right) $ $

(3)

Таблица 1 Положения UE вблизи тела в каждом случае объема передачи данных в UL и DL.Приведены некоторые типичные действия

В результате мы предлагаем четыре сценария для выполнения. Они должны быть запрограммированы в UE для запуска каждого в течение определенного периода времени (например, 1 с) в последовательности, которая будет повторяться на протяжении всего измерения. {\circ}{\ жирный символ{s}}_{кмт}, $$

(5)

с γ _kmtj вектор из пяти безразмерных коэффициентов (для каждой размерности s и a ) и ° поэлементного (или Адамара) произведения.{\circ}{\boldsymbol{\upgamma}}_{kmt j}\right). $$

(8)

Измерительное оборудование

Как показано на рис. 1, предлагается комбинация двух устройств: (1) персональный экспонометр (PEM) и (2) мобильное устройство, подключенное к сети 5G NR.

Новый PEM будет использоваться для измерения воздействия как окружающей среды, так и самоиндуцированного воздействия 5G NR. В случае TDD невозможно разделить вклады UL и DL только по частоте, поскольку все сигналы 5G NR (BC, DL и UL) происходят в одной и той же полосе частот.Однако операторы мобильных сетей будут синхронизировать передачи 5G NR (по крайней мере, для каждой страны). Это означает, что формат слота TDD будет фиксированным, что теоретически можно использовать для различения воздействия UL и DL, если скорость выборки PEM может быть достаточно высокой. Другими словами, чтобы различать, по крайней мере, нисходящие источники (т. е. a-DL + e-DL + BC) и восходящие линии (a-UL + e-UL), модуль PEM должен иметь возможность измерять среднеквадратичное значение. мощность в квадрате на слот радиокадра 5G NR. Для сигналов ниже 6 ГГц самая короткая продолжительность слота равна 0.25 мс (т.е. в случае разноса поднесущих 60 кГц) [1]. Это намного быстрее, чем любой современный PEM, который делает выборку только один раз каждые 3-4 секунды. Высокая частота дискретизации значительно увеличит потребность в хранении данных и времени автономной работы необходимого PEM. Кроме того, можно также эффективно различать a-DL, e-DL и BC, а также между a-UL и e-UL путем ведения точного дневника и дополнительной постобработки на основе различий в распределениях. полученных мощностей на слот.К сожалению, сложность синхронизации выборки PEM с временными интервалами конкретного интервала также приведет к дополнительной погрешности измерения.

Чтобы экспериментально оценить воздействие на пользователя в сети 5G NR, пользовательское оборудование необходимо для привлечения (а) луча (лучей)/точки доступа. В обзорных исследованиях мобильное устройство должно действовать как собственное пользовательское устройство участника, с помощью которого они могут выполнять свои обычные мобильные действия, а в измерениях микросреды оно будет использоваться для имитации различных сценариев.Помимо возможности вызвать воздействие a-DL и a-UL, которое затем можно измерить с помощью PEM, устройство может быть оснащено приложением, таким как XMobiSense [14], для регистрации индикатора мощности принятого сигнала (RSSI) от из которых можно получить S _BC (после калибровки). Оснащение мобильного устройства датчиком RF-EMF, таким как DEVIN, позволит дополнительно отслеживать воздействие a-UL, что упростит различение a-UL и e-UL.Можно добавить PEM к опросным исследованиям в качестве дополнительного измерительного устройства.

В случае исследований микросреды ФЭУ и мобильное устройство должны быть закреплены на теле и, таким образом, должны быть откалиброваны на теле, чтобы измерения с помощью ФЭУ можно было использовать для оценки формы горячей точки или луча и помогите рассчитать β _mtj .

Чтобы рассчитать β _j на занятие j на основе опросных исследований, необходимо знать местоположение мобильного устройства (UE) относительно тела во время занятия.Местоположение p UE является репрезентативным для области, в которой UE может находиться во время действия j (например, возле уха, в сумочке…). Этот прокси должен быть наихудшим случаем (т. е. как можно ближе к телу) или высоким процентилем (например, 95-м процентилем) репрезентативного набора симуляций положений в области. Область, в которой находится мобильное устройство, может быть получена с помощью существующих датчиков приближения смартфона, гироскопов, альтернативных методов мониторинга (таких как отслеживание движения или внешние инерциальные датчики), статистики биомеханических движений (во время определенных действий или в целом в течение дня) и анкетирование или ведение дневника.

Процедура измерения

Для исследования микросреды сначала определяются подлежащие оценке микросреды и временные интервалы. Затем выбираются сценарии, через которые должно проходить мобильное устройство. Поскольку большее количество сценариев означает меньше времени, которое можно потратить на каждый сценарий, в разделе 3.1.2 было предложено всего четыре сценария.

В каждой микросреде определен путь измерения. Предыдущие исследования показали, что не менее 15 минут ходьбы по такому пути дает воспроизводимые результаты в микросреде [28].Дополнительные сценарии увеличат время измерения, необходимое для получения репрезентативных результатов для каждого сценария в микросреде.

Хорошей практической установкой для измерения, которая также снижает погрешность измерения, является одновременное измерение двумя откалиброванными PEM на теле, например, на левом и правом бедрах, и мобильным устройством в третьем фиксированном месте. Можно следовать процедуре калибровки, описанной в [26].

Обработка данных

На основании обзорных исследований деятельность J следует определять с помощью кластерного анализа. P дискретные положения (местоположения относительно тела), микроокружение и временные интервалы должны быть определены и использованы в качестве меток. Для каждой позиции следует рассчитать коэффициенты β _j . Ранее в ряде исследований с моделированием оценивалось воздействие на тело вблизи излучающего источника ЭМ. В настоящее время проводится работа по численному моделированию, чтобы показать форму локальной точки доступа рядом с пользователем, которая зависит от местоположения как базовой станции, так и пользовательского оборудования. Следовательно, путем сравнения мощностей, принимаемых PEM и UE, и фиксации UE в известном положении на теле можно оценить форму локальной горячей точки, а также соответствующее воздействие на тело на основе этих числовых значений. симуляции.

Данные измерений микросреды следует взвешивать для каждого из сценариев на основе видов деятельности, присутствующих в конкретной микросреде и в течение определенного временного интервала, чтобы получить сводные статистические данные о количествах воздействия при определенных видах деятельности. Как обсуждалось в 3.2, можно разделить a-UL и e-UL, а также a-DL, e-DL и BC на основе их различных распределений. Эти различия в распределениях вызваны близостью источника к измерительному устройству и принципиальными различиями в передаче данных в UL, DL и BC.

Обсуждение очистки данных (включая работу с необнаруженными) уже было включено в [19] и может быть перенесено в этот протокол.

33 Измерение скорости с помощью электромагнитной индукции

Электромагнитные лаги по-прежнему популярны для измерения движения судна в воде. Этот тип журнала использует хорошо задокументированный принцип Майкла Фарадея измерения потока жидкости мимо датчика с помощью электромагнитной индукции.

Операция основана на том принципе, что любой проводник, перемещаемый поперек магнитного поля, индуцирует в нем небольшую электродвижущую силу (ЭДС). Альтернативно, Э.Д.С. также будет индуцироваться, если проводник остается неподвижным, а магнитное поле перемещается относительно него. Если предположить, что магнитное поле остается постоянным, амплитуда ЭДС индукции будет прямо пропорциональна скорости движения.

В практической установке постоянная e.м.ф. в проводнике (морская вода, протекающая мимо датчика), а в коллекторе индуцируется мельчайший ток, пропорциональный относительной скорости. Магнитное поле, создаваемое в морской воде, создается соленоидом, который может входить в воду или устанавливаться заподлицо с корпусом. При движении судна морская вода (проводник), протекающая через магнитное поле, имеет небольшую э.д.с. индуцированный в него. Эта мельчайшая ЭДС, амплитуда которой зависит от скорости пересечения магнитных силовых линий, регистрируется двумя маленькими электродами, установленными во внешнем корпусе датчика.

На рис. 3.7 показаны соленоид, генерирующий магнитное поле, и проводник, соединенный в виде петли, способной двигаться под прямым углом к ​​полю. Если проводник перемещается в указанном направлении, в проводе будет индуцироваться слабый ток и небольшая ЭДС. производится через него. В случае электромагнитного лага проводником является морская вода, проходящая через магнитное поле. Правило правой руки Флеминга показывает, что генерируемая Э.Д.С. находится под прямым углом к ​​магнитному полю (H).Наведенный ток, протекающий в проводнике, вызывает индикацию ЭДС. на метр. Если предположить, что ток питания соленоида постоянный. ЭДС индукции равно plv, где p = индуцированное магнитное поле, l = длина проводника и v = скорость проводника.

p примерно равно H, напряженности магнитного поля. Следовательно, э.д.с. = Hlv при отсутствии потерь в цепи.

Для уменьшения последствий электролиза и усиления индуцированного эл.м.ф. проще, а.с. используется для создания магнитного поля. Напряженность магнитного поля H теперь становится Hmsinwt, а ЭДС индукции есть: Hmlvsinwt. Если напряженность магнитного поля и длина проводника остаются постоянными, то Э.Д.С. — скорость.

На рис. 3.8 показано, что изменения ЭДС, вызванные изменениями скорости, дают линейный график и, таким образом, линейное указание скорости судна. ЭДС полученный таким образом очень маленький

Рисунок 3.7 Эффект движения проводника через магнитное поле.

, но при необходимости может быть увеличен за счет увеличения тока возбуждения или количества витков провода на соленоиде. Следует отметить следующие моменты.

• Переменный ток. питание соленоида создает индуктивный контакт между катушкой и проводами, по которым передается сигнал. Это, в свою очередь, приводит к «нулевой» ошибке, которую необходимо компенсировать путем «снижения» нулевой установки индикатора при калибровке.

• Индуцированный э.м.ф. очень мало (для разумных амплитуд тока возбуждения), обычно 100 пВ на узел.

• ЭДС индукции. и, следовательно, индикация скорости будет меняться в зависимости от проводимости воды.

• Прибор измеряет скорость воды, обтекающей корпус корабля. Этот поток может варьироваться из-за нелинейности конструкции корпуса.

• Океанские течения могут вносить ошибки.

• Килевая и бортовая качка влияют на соотношение между скоростью относительно воды и корпусом.Ошибка из-за этого эффекта может быть компенсирована за счет снижения чувствительности приемника. Это достигается с помощью схемы синхронизации CR с большой постоянной времени для гашения колебательного эффекта.

• Точность обычно составляет 0,1% от используемой дальности в продольном и продольном направлениях и приблизительно 2% в случае траектории.

На рис. 3.9 показан типичный разрез датчика, открывающий соленоид и электроды датчика. Система скоростного перевода показана на рис. 3.10.

Рисунок 3.9 Детали конструкции электромагнитного датчика бревен.

Рисунок 3.10. система перевода журнала скорости.

Описание системы быстрого перемещения

Небольшое сигнальное напряжение скорости от датчика, э.д.с.1, подается на дифференциальный трансформатор, где оно сравнивается с опорным напряжением, э. д.с.2, создаваемым потенциометром на входе переменного тока. поставка. Разность потенциалов, возникающая на эталонном резисторе, обеспечивает ток питания соленоида в датчике.

Если напряжение сигнала э.д.с.1. отличается от эталонного напряжения Э.Д.С.2. напряжение сигнала ошибки 8 э.д.с. производится. Это напряжение ошибки подается на усилитель сигнала скорости, где оно усиливается для выработки мощности, достаточной для привода серводвигателя. Сервопривод, в свою очередь, через механическую связь будет отображать скорость на индикаторе. С валом сервопривода также соединен ползунок потенциометра скорости, который поворачивается в направлении уменьшения напряжения ошибки 8 э.д.с.Когда напряжение этой ошибки падает до нуля, сервопривод перестает вращаться. Указатель скорости неподвижен до следующего напряжения ошибки 8 э.д.с. производится. Каждый раз, когда создается напряжение ошибки, сервопривод поворачивается, чтобы устранить ошибку и, таким образом, сбалансировать систему.

3. 3.1 Практичная электромагнитная система измерения скорости

Потенциал, развиваемый на электродах преобразователя, пропорционален напряженности магнитного поля (и, следовательно, току возбуждения) и скорости потока в объеме воды, на который воздействует поле.Сила магнитного поля никоим образом не стабилизируется по отношению к каким-либо изменениям основного напряжения корабля, температуры и т. д., но благодаря эффективному сравнению питающего тока с напряжением на электродах их соотношение обеспечивает меру скорости корабля.

Входной трансформатор T1 (показан на рис. 3.11) обладает очень высокой индуктивностью и коэффициентом понижения 5:1. Это приводит к тому, что входной импеданс, как видно из измерительных электродов, приближается к 20 Mft, что по сравнению с импедансом соленой воды можно рассматривать как разомкнутую цепь.Следовательно, изменения солености не влияют на измеренное напряжение и результирующую индикацию скорости. Цепочка переключаемых резисторов (R1/R5) устанавливает коэффициент усиления общего усилителя вместе с цепочкой резисторов (R6/R10), которая управляет амплитудой сигнала обратной связи.

Выход IC1 соединен через IC2, который из-за емкостной обратной связи (не показана) обеспечивает нулевой фазовый сдвиг схемы от T1 до T2, к демодулятору. Демодуляция осуществляется TR1/TR2, которые переключаются по очереди с a.в. опорное напряжение, полученное от тороидального трансформатора, контролирующего ток питания преобразователя. При синхронном возбуждении TR1/TR2 соотношение фаз напряжения, обнаруженного электродами, определяет полярность демодулированного сигнала. Фазировка 0° и 180° дает положительную или отрицательную составляющую; 90° и 270° не дают выходного сигнала и, следовательно, полностью отвергают такие фазово-квадратурные сигналы. Демодулированный сигнал подается на интегратор Миллера IC3, который, в свою очередь, управляет генератором тока.Повторители скорости питаются от этого источника.

Работа петли

При отсутствии движения судна на входе IC1 будет нулевой сигнал и, следовательно, на входе микросхемы умножителя сигнала не будет. Сигнал обратной связи на входе IC1 не формируется. Когда судно движется вперед, слабый сигнал, поступающий на IC1, обрабатывается в электронном блоке для создания тока, протекающего через повторители скорости и умножитель. Теперь существует выходной сигнал умножителя, пропорциональный току повторителя скорости и опорному напряжению, создаваемому тороидальным трансформатором, контролирующим ток питания преобразователя.переменный ток от умножителя подается обратно на IC1 последовательно и на 180° в противофазе с вторичной обмоткой слабого сигнала T1. Этот переменный ток сигнал медленно нарастает и в конце концов с постоянной времени демодулятора сравняется с сигналом p.d.

SC Переключатель диапазонов

SC Переключатель диапазонов

Удаленные повторители

Преобразователь

Рис. 3.11 Упрощенная схема э.м. бревно. (Воспроизведено с разрешения компании Thomas Walker and Son Ltd.)

Преобразователь

Удаленные повторители

200 импульсов на морскую милю 3100 импульсов на морскую милю 1 импульс на морскую милю

Рис. 3.11 Упрощенная схема э.м. бревно. (Воспроизведено с разрешения компании Thomas Walker and Son Ltd.)

разработан для T1. В это время результирующий сигнал, подаваемый на IC1, падает до нуля, и поэтому выходной сигнал демодулятора остается постоянным. Любое дальнейшее изменение скорости приводит к дисбалансу во вторичной обмотке T1, что приводит к результирующему переменному току. сигнал на IC1. В результате выходной сигнал демодулятора увеличивается или уменьшается (больше или меньше скорости корабля) до тех пор, пока не восстановится состояние баланса.Повторители скорости укажут соответствующее изменение скорости.

Интеграция расстояния

Ток скорости проходит через резистивную сеть на плате дистанционной интеграции, чтобы можно было создать пропорциональное напряжение для интеграции. Выход этой платы представляет собой последовательность импульсов, скорость которой пропорциональна указанной скорости. Импульсы длительностью 10 мс подаются на плату привода реле, которая содержит необходимую логику для получения следующих выходных сигналов: 200 импульсов на морскую милю, 100 импульсов на морскую милю и 1 импульс на морскую милю.

Продолжить чтение здесь: 34 Измерение скорости с использованием методов акустической корреляции

Была ли эта статья полезной?

Длительное воздействие РЧ-ЭМП с частотой 835 МГц вызывает гиперактивность, аутофагию и демиелинизацию нейронов коры мышей