Общая Физика
H
B
HC
 |
BОБ
H
m
 |
H
49. Электромагнитная индукция, ЭДС индукции, токи Фуко:
В электропроводящем контуре при изменении проходящего через него потока возникает ток, независящий от способа изменения потока, и называемый индукционным. В контуре так же возникает ЭДС.
IИНД = dФ/dt (скорость изменения потока).
Если контур заполнен магнетиком с проницаемостью m, то это приводит к увеличению потока в m раз.
Правило Ленца:
Индукционный ток I имеет такое направление, чтобы препятствовать причине, его вызывающей.
ЭДС индукции:
®
I
®
(X) n ®
e + R u
¾ ®
(X) B
®
I
DФ
Ie dt = dA – работа сторонних сил внутри источника.
Если R неподвижен, то dQ =I2R dt – тепло, выделяющееся в R, dA = dQ.
Если R перемещается, то
dA = dQ + I dФ
eI dt = I2R dt + I dФ
I = (e - dФ/dt)/R.
Поток магнитной индукции Ф измеряется в веберах (Вб).
ei = - dФ/dt.
Если витков несколько:
Ф ® y = N*Ф1
ei = -dy/dt = -N(dФ1/dt), где y - потокосмещение.
При перемещении проводника с током:
®
(X) B
(e)
FИ ®
U ®
u
®
FЛ
® ® ® ®®
dA = FЛ U dt + FИ u dt
dA = FЛ U dt - FИ u dt = e u B U dt - - e U B u dt = 0.
Токи Фуко:
Возникают в проводах, по которым текут переменные токи. Направлены они так, что ослабляют токи внутри провода и усиливают их внутри поверхности. В результате быстропеременный ток оказывается распределенным по сечению проводника неравномерно, он как бы вытесняется на поверхность проводника. Это явление называется скин – эффектом. Из-за него внутренняя часть в высокочастотных проводниках оказывается бесполезной, и обычно такие проводники представляют из себя трубки
Токи Фуко приводят к тепловым потерям. Используются в индукционных печах.
 |
50. Явление самоиндукции:
Если по проводнику течет ток, то его контур пронизывает магнитный поток.
Ф ® y (y - потокосмещение);
y ~ B ~ I ® y = L*I
L – коэффициент пропорциональности (индуктивность). Определяется геометрическими размерами контура, у ферромагнетиков еще и материалом среды.
Если контур жесткий и не может быть деформирован, то L – const.
Индуктивность солинойда:
B = m0mnI (n – число витвов на единицу длины);
Ф = BS, y = ФN = m0mnISnl = = m0mn2IV;
L = m0mn2V, где V – объем соленоида.
Возникает самоиндукция:
eS = -dy/dt = -(L*dI/dt + I*dL/dt) – ЭДС самоиндукции;
L – const, то eS = -L*dI/dt.
51. Энергия магнитного поля:
L
 |
R
 | |||
 | |||
В центре всегда есть индуктивность, скорость установления тока всегда конечна.
dA = eSI dt = /- любая совершаемая работа/ = -dy/dt Idt = -dyI, где dy - величина изменения потока за время dt.
dy = L dI
dA = -LI dI;
A переходит в ленц - джоулевое тепло, выделяемое в проводах схемы.
0
A = òdA = -L ò I dI = LI2/2.
I0
L = m0mn2V
H = nI
A = W = LI2/2 = 1/2*(m0mH2)*V
W – энергия маг. поля в соленоиде.
W/V = wH = 1/2*(m0mH2) = BH/2 = = B2/(2m0m).
52. Уравнения Максвелла:
Открытие тока смещения позволило Максвеллу создать единую теорию электрических и магнитных явлений, объяснившую многие из экспериментальных фактов и предсказала новые. Основным стал вывод о существовании электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света, что привело Максвелла к созданию электромагнитной теории света.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21