Максимален магнитен поток. Индукционен поток на магнитно поле

магнитна индукция - е плътността на магнитния поток в дадена точка от полето. Единицата за магнитна индукция е тесла.(1 T \u003d 1 Wb / m 2).

Връщайки се към предварително получения израз (1), можем да определим количествено магнитен поток през определена повърхност като продукт на количеството заряд, протичащ през проводник, подравнен с границата на тази повърхност с пълно изчезване магнитно поле, върху съпротивлението на електрическата верига, през която протичат тези заряди

.

При описаните по-горе експерименти с тестова намотка (пръстен) тя се отстранява до разстояние, на което всички прояви на магнитното поле изчезват. Но можете просто да преместите тази намотка в полето и в същото време електрическите заряди също ще се движат в нея. Нека преминем в израз (1) към инкременти

Ф + Δ Ф = r(q - Δ q) => Δ Ф = - rΔq => Δ q\u003d -Δ F / r

където Δ Ф и Δ q- увеличение на потока и броя на зарядите. Различни знацинарастванията се обясняват с факта, че положителният заряд в експериментите с отстраняването на намотката съответства на изчезването на полето, т.е. отрицателно увеличение на магнитния поток.

С помощта на тестов завой можете да изследвате цялото пространство около магнит или токова намотка и да изграждате линии, посоката на допирателните към които във всяка точка ще съответства на посоката на вектора на магнитната индукция Б(фиг. 3)

Тези линии се наричат ​​векторни линии на магнитна индукция или магнитни линии .

Пространството на магнитното поле може мислено да бъде разделено на тръбни повърхности, образувани от магнитни линии, като повърхностите могат да бъдат избрани по такъв начин, че магнитният поток вътре във всяка такава повърхност (тръба) да е числено равно на еднои изобразете графично аксиалните линии на тези тръби. Такива тръби се наричат ​​единични, а линиите на техните оси се наричат единични магнитни линии . Картината на магнитното поле, изобразена с помощта на единични линии, дава не само качествена, но и количествена представа за него, т.к. в този случай стойността на вектора на магнитната индукция се оказва равна на броя на линиите, преминаващи през единична повърхност, нормална на вектора Б, но броят на линиите, преминаващи през която и да е повърхност, е равен на стойността на магнитния поток .

Магнитните линии са непрекъснатии този принцип може да се представи математически като

тези. магнитен поток, преминаващ през всяка затворена повърхност нула .

Изразът (4) е валиден за повърхността свсякаква форма. Ако разгледаме магнитния поток, преминаващ през повърхността, образувана от завоите на цилиндрична намотка (фиг. 4), тогава той може да бъде разделен на повърхности, образувани от отделни завои, т.е. с=с 1 +с 2 +...+с 8 . Освен това в общия случай различни магнитни потоци ще преминават през повърхностите на различни завои. Така че на фиг. 4, осем единични намотки преминават през повърхностите на централните завои на намотката. магнитни линии, и само четири през повърхностите на крайните завои.

За да се определи общият магнитен поток, преминаващ през повърхността на всички завои, е необходимо да се съберат потоците, преминаващи през повърхностите на отделни завои, или, с други думи, блокиращи се с отделни завои. Например, магнитните потоци, свързани с четирите горни завоя на бобината на фиг. 4 ще бъде равно на: F 1 =4; F2 =4; F3 =6; F 4 \u003d 8. Също така, огледално симетрично с дъното.

Връзка на потока - виртуалният (въображаем общ) магнитен поток Ψ, свързан с всички завои на бобината, е числено равен на сумата от потоците, които се блокират с отделни завои: Ψ = wд Ф м, където Ф м- магнитният поток, създаден от тока, преминаващ през бобината, и w e е еквивалентният или ефективен брой навивки на бобината. Физическият смисъл на връзката на потока е свързването на магнитните полета на завоите на бобината, което може да бъде изразено чрез коефициента (кратност) на връзката на потока к= Ψ/Ф = wд.

Това означава, че за случая, показан на фигурата, две огледално-симетрични половини на бобината:

Ψ \u003d 2 (Ф 1 + Ф 2 + Ф 3 + Ф 4) \u003d 48

Виртуалността, тоест въображаемото свързване на потока, се проявява във факта, че не представлява реален магнитен поток, който никаква индуктивност не може да умножи, но поведението на импеданса на бобината е такова, че изглежда, че магнитният поток се увеличава с кратно на ефективния брой завои, въпреки че в действителност това е просто взаимодействие на завои в едно и също поле. Ако намотката увеличи магнитния поток чрез връзката си на потока, тогава би било възможно да се създадат умножители на магнитно поле върху намотката дори без ток, тъй като връзката на потока не предполага затворената верига на намотката, а само геометрията на съединението на бобината близост на завоите.

Често действителното разпределение на връзката на потока върху завоите на намотката е неизвестно, но може да се приеме, че е равномерно и еднакво за всички завои, ако реалната намотка се замени с еквивалентна с различен брой завои. w e, като се запази големината на връзката на потока Ψ = wд Ф м, където Ф ме потокът, блокиран с вътрешните завои на бобината, и w e е еквивалентният или ефективен брой навивки на бобината. За разглеждания на фиг. 4 случая w e \u003d Ψ / F 4 = 48 / 8 = 6.

МАГНИТЕН ПОТОК

МАГНИТЕН ПОТОК(символ F), мярка за силата и обхвата на МАГНИТНОТО ПОЛЕ. Потокът през област A под прав ъгъл спрямо същото магнитно поле е Ф=mNA, където m е магнитната ПРОНИЧАЕМОСТ на средата, а H е интензитетът на магнитното поле. Плътността на магнитния поток е потокът на единица площ (символ B), който е равен на H. Промяна в магнитния поток през електрически проводник предизвиква ЕЛЕКТРОДВИЖНА СИЛА.


Научно-технически енциклопедичен речник.

Вижте какво е "МАГНИТЕН ПОТОК" в други речници:

    Потокът на вектора на магнитната индукция B през която и да е повърхност. магнитен потокпрез малка площ dS, в рамките на която векторът B е непроменен, е равен на dФ = ВndS, където Bn е проекцията на вектора върху нормалата към областта dS. Магнитен поток Ф през крайния ... ... Голям енциклопедичен речник

    - (поток на магнитна индукция), поток Ф на магнитния вектор. индукция B през c.l. повърхност. M. p. dФ през малка площ dS, в рамките на която векторът B може да се счита за непроменен, се изразява чрез произведението на размера на площта и проекцията Bn на вектора върху ... ... Физическа енциклопедия

    магнитен поток- скаларна стойност, равно на потокамагнитна индукция. [GOST R 52002 2003] магнитен поток Потокът на магнитна индукция през повърхност, перпендикулярна на магнитното поле, определен като продукт на магнитната индукция в дадена точка и площта ... ... Наръчник за технически преводач

    МАГНИТЕН ПОТОК- поток Ф на вектора на магнитната индукция (виж (5)) В през повърхността S, нормален на вектора В в еднородно магнитно поле. Единицата за магнитен поток в SI (вижте) ... Голяма политехническа енциклопедия

    Стойност, която характеризира магнитния ефект върху дадена повърхност. M. p. се измерва чрез броя на магнитните силови линии, преминаващи през дадена повърхност. Технически железопътен речник. М .: Държавен транспорт ... ... Технически железопътен речник

    магнитен поток - скаларен, равен на потока на магнитната индукция... Източник: ЕЛЕКТРОТЕХНИКА. ТЕРМИНИ И ДЕФИНИЦИИ НА ОСНОВНИ ПОНЯТИЯ. GOST R 52002 2003 (одобрен с Указ на Държавния стандарт на Руската федерация от 01.09.2003 N 3 st) ... Официална терминология

    Потокът на вектора на магнитната индукция B през която и да е повърхност. Магнитният поток през малка площ dS, в рамките на която векторът B е непроменен, е равен на dФ = BndS, където Bn е проекцията на вектора върху нормалата към областта dS. Магнитен поток Ф през крайния ... ... енциклопедичен речник

    Класическа електродинамика ... Уикипедия

    магнитен поток- , поток на магнитна индукция поток на вектора на магнитна индукция през която и да е повърхност. За затворена повърхност общият магнитен поток е нула, което отразява соленоидната природа на магнитното поле, т.е. отсъствието в природата на ... Енциклопедичен речник по металургия

    магнитен поток- 12. Магнитен поток Поток на магнитна индукция Източник: GOST 19880 74: Електротехника. Основни понятия. Термини и определения оригинален документ 12 магнитен на ... Речник-справочник на термините на нормативно-техническата документация

Книги

  • , Миткевич В. Ф. Тази книга съдържа много неща, на които не винаги се обръща необходимото внимание, когато говорим сиза магнитния поток и това, което все още не е достатъчно ясно посочено или не е...
  • Магнитният поток и неговата трансформация, В. Ф. Миткевич Тази книга ще бъде произведена по Ваша поръчка с помощта на технологията Печат по заявка. В тази книга има много неща, на които не винаги се обръща необходимото внимание, когато става въпрос за...

Електрически диполен момент
Електрически заряд
електрическа индукция
Електрическо поле
електростатичен потенциал Вижте също: Портал: Физика

магнитен поток- физическа величина, равна на произведението на модула на вектора на магнитната индукция \vec Bкъм площта S и косинуса на ъгъла α между векторите \vec Bи нормално \mathbf(n). Поток \Phi_Bкато интеграл от вектора на магнитната индукция \vec Bпрез крайната повърхност Ссе дефинира чрез интеграл по повърхността:

{{{1}}}

В този случай векторният елемент d Сплощ Сопределена като

{{{1}}}

Квантоване на магнитен поток

Стойностите на преминаващия магнитен поток Φ

Напишете отзив за статията "Магнитни потоци"

Връзки

Откъс, характеризиращ магнитния поток

- C "est bien, mais ne demenagez pas de chez le prince Basile. Il est bon d" avoir un ami comme le prince, каза тя, усмихвайки се на княз Василий. - J "en sais quelque chose. N" est ce pas? [Това е добре, но не се отдалечавайте от княз Василий. Хубаво е да имаш такъв приятел. знам нещо за това. нали?] И все още си толкова млад. Имате нужда от съвет. Не ми се сърдиш, че ползвам правата на старите жени. - Тя млъкна, както жените винаги мълчат, чакат нещо, след като кажат за годините си. - Ако се ожениш, друг въпрос. И тя ги събра в един поглед. Пиер не погледна Хелън, а тя него. Но тя все още беше ужасно близка с него. Той измърмори нещо и се изчерви.
Връщайки се у дома, Пиер не можеше да спи дълго време, мислейки за случилото се с него. Какво му се случи? Нищо. Той разбра само, че жената, която познаваше като дете, за която разсеяно каза: „Да, добре“, когато му казаха, че Хелън е красива, той разбра, че тази жена може да му принадлежи.
„Но тя е глупава, аз самият казах, че е глупава“, помисли си той. - Има нещо гадно в чувството, което тя възбуди в мен, нещо забранено. Казаха ми, че брат й Анатол е влюбен в нея, а тя в него, че има цяла история и че Анатол е изпратен далеч от това. Брат й е Иполит... Баща й е княз Василий... Това не е добре, помисли си той; и в същото време, когато разсъждаваше така (тези разсъждения все още бяха недовършени), той се усмихна и осъзна, че поредната поредица от разсъждения се е появила заради първите, че в същото време той мисли за нейната незначителност и сънувайки как тя ще бъде негова съпруга, как може да го обича, как може да бъде напълно различна и как всичко, което той мисли и чуваше за нея, може да бъде невярно. И той отново я видя не като някаква дъщеря на княз Василий, а видя цялото й тяло, само покрито със сива рокля. „Но не, защо тази мисъл не ми хрумна преди?“ И отново си каза, че е невъзможно; че в този брак ще има нещо гадно, неестествено, както му се струваше, нечестно. Спомни си предишните й думи, погледи и думите и погледите на онези, които ги бяха видели заедно. Той си спомняше думите и погледите на Анна Павловна, когато тя му разказваше за къщата, спомняше си хиляди подобни намеци от княз Василий и други и беше ужасен, че не се е обвързал по никакъв начин в изпълнението на такова нещо, което , очевидно не беше добре и което не трябва да прави. Но в същото време, когато той изразяваше това решение пред себе си, от другата страна на душата му изплува нейният образ с цялата си женска красота.

През ноември 1805 г. княз Василий трябваше да отиде в четири провинции за ревизия. Той уредил тази среща за себе си, за да посети по същото време своите разрушени имоти и взе със себе си (на мястото на неговия полк) сина си Анатол, заедно с него да потърсят княз Николай Андреевич Болконски, за да се оженят за сина му на дъщерята на този богат старец. Но преди да замине и тези нови дела, княз Василий трябваше да уреди нещата с Пиер, който, вярно, прекарваше цели дни у дома, тоест с княз Василий, с когото живееше, той беше смешен, развълнуван и глупав ( както би трябвало да е влюбен) в присъствието на Хелън, но все още не предлага.

Магнитните материали са тези, които са подложени на влиянието на специални силови полета, от своя страна, немагнитните материали не са подложени или слабо подложени на силите на магнитно поле, което обикновено се представя от силови линии (магнитен поток), които имат определени свойства. Освен че винаги образуват затворени контури, те се държат сякаш са еластични, тоест по време на изкривяването се опитват да се върнат към предишното си разстояние и към естествената си форма.

невидима сила

Магнитите са склонни да привличат определени метали, особено желязо и стомана, както и никел, никел, хром и кобалтови сплави. Материалите, които създават привличащи сили, са магнити. Има различни видове. Материалите, които могат лесно да бъдат магнетизирани, се наричат ​​феромагнитни. Те могат да бъдат твърди или меки. Меките феромагнитни материали като желязото бързо губят свойствата си. Магнитите, направени от тези материали, се наричат ​​временни. Твърдите материали като стоманата запазват свойствата си много по-дълго и се използват като постоянни материали.

Магнитният поток: определение и характеристика

Около магнита има определено силово поле и това създава възможност за енергия. Магнитният поток е равен на произведението на средните силови полета на перпендикулярната повърхност, в която прониква. Изобразява се с помощта на символа "Φ", измерва се в единици, наречени Webers (WB). Количеството на потока, преминаващ през дадена област, ще варира от една точка до друга около обекта. По този начин магнитният поток е така наречената мярка за силата на магнитно поле или електрически ток, базирана на общия брой заредени силови линии, преминаващи през определена област.

Разкриване на мистерията на магнитните потоци

Всички магнити, независимо от тяхната форма, имат две области, наречени полюси, способни да произвеждат определена верига от организирана и балансирана система от невидими линии на сила. Тези линии от потока образуват специално поле, чиято форма е по-интензивна в някои части, отколкото в други. Зоните с най-голяма привлекателност се наричат ​​полюси. Векторните полеви линии не могат да бъдат открити с просто око. Визуално те винаги изглеждат като линии на сила с недвусмислени полюси във всеки край на материала, където линиите са по-плътни и по-концентрирани. Магнитният поток е линии, които създават вибрации на привличане или отблъскване, показвайки тяхната посока и интензитет.

Линии на магнитен поток

Магнитните силови линии се дефинират като криви, които се движат по определен път в магнитно поле. Допирателната към тези криви във всяка точка показва посоката на магнитното поле в нея. Характеристики:

    Всяка поточна линия образува затворен контур.

    Тези индукционни линии никога не се пресичат, а са склонни да се свиват или разтягат, променяйки размерите си в една или друга посока.

    По правило силовите линии имат начало и край на повърхността.

    Има и определена посока от север на юг.

    Полеви линии, които са близо една до друга, образувайки силно магнитно поле.

  • Когато съседните полюси са еднакви (север-север или юг-юг), те се отблъскват. Когато съседните полюси не са подравнени (север-юг или юг-север), те се привличат един към друг. Този ефект напомня на известния израз, че противоположностите се привличат.

Магнитни молекули и теорията на Вебер

Теорията на Вебер се основава на факта, че всички атоми имат магнитни свойствапоради връзката между електроните в атомите. Групи от атоми се съединяват по такъв начин, че полетата около тях се въртят в една и съща посока. Този вид материал е съставен от групи от малки магнити (ако ги погледнете на молекулярно ниво) около атомите, това означава, че феромагнитният материал е съставен от молекули, които имат привличащи сили. Те са известни като диполи и са групирани в домейни. Когато материалът е намагнетизиран, всички домейни стават едно. Един материал губи способността си да привлича и отблъсква, когато неговите домейни са разделени. Диполите заедно образуват магнит, но поотделно всеки от тях се опитва да отблъсне еднополярния, като по този начин привлича противоположни полюси.

Полета и стълбове

Силата и посоката на магнитното поле се определят от линиите на магнитния поток. Зоната на привличане е по-силна там, където линиите са близо една до друга. Линиите са най-близо до полюса на основата на пръчката, където привличането е най-силно. Самата планета Земя е в това мощно силово поле. Той действа така, сякаш гигантска ивица магнетизирана плоча минава през средата на планетата. Северният полюс на стрелката на компаса е насочен към точка, наречена Северен магнитен полюс, а южният полюс сочи към магнитния юг. Тези посоки обаче се различават от географските Северен и Южен полюс.

Природата на магнетизма

Магнетизмът играе важна роля в електрическото и електронното инженерство, тъй като без негови компоненти като релета, соленоиди, дросели, дросели, бобини, високоговорители, електродвигатели, генератори, трансформатори, електромери и т. н. няма да работят. Магнити могат да се намерят в естествено състояние под формата на магнитни руди. Има два основни типа, това са магнетит (наричан още железен оксид) и магнитен железен камък. Молекулната структура на този материал в немагнитно състояние е представена като свободна магнитна верига или отделни малки частици, които са свободно подредени в произволен ред. Когато материалът е намагнетизиран, това произволно подреждане на молекулите се променя и малките случайни молекулни частици се подреждат по такъв начин, че произвеждат цяла серия от подреждания. Тази идея за молекулярно подравняване на феромагнитните материали се нарича теория на Вебер.

Измерване и практическо приложение

Най-често срещаните генератори използват магнитен поток за генериране на електричество. Силата му се използва широко в електрическите генератори. Устройството, което измерва това интересно явление, се нарича fluxmeter, то се състои от намотка и електронно оборудване, което оценява промяната в напрежението в намотката. Във физиката потокът е индикатор за броя на силовите линии, преминаващи през определена област. Магнитният поток е мярка за броя на магнитните силови линии.

Понякога дори немагнитен материал може също да има диамагнитни и парамагнитни свойства. Интересен факте, че силите на привличане могат да бъдат унищожени чрез нагряване или удари с чук от същия материал, но те не могат да бъдат унищожени или изолирани чрез просто счупване на голям екземпляр на две. Всяко счупено парче ще има свой собствен северен и южен полюс, без значение колко малки са парчетата.


Ако електричество, както показаха експериментите на Ерстед, създава магнитно поле, тогава може ли магнитното поле от своя страна да предизвика електрически ток в проводника? Много учени с помощта на експерименти се опитват да намерят отговора на този въпрос, но Майкъл Фарадей (1791 - 1867) е първият, който решава този проблем.
През 1831 г. Фарадей открива, че електрически ток възниква в затворена проводяща верига, когато магнитното поле се промени. Този ток се нарича индукционен ток.
Индукционен ток в намотка от метална телвъзниква, когато магнитът се избута в намотката и когато магнитът се издърпа от намотката (фиг. 192),

а също и при промяна на силата на тока във втората намотка, чието магнитно поле прониква през първата намотка (фиг. 193).

Феноменът на възникване на електрически ток в затворена проводяща верига с промени в магнитното поле, проникващо във веригата, се нарича електромагнитна индукция.
Появата на електрически ток в затворена верига с промени в магнитното поле, проникващо във веригата, показва действието на външни сили от неелектростатичен характер във веригата или възникването EMF на индукцията.Количествено описание на явлението електромагнитна индукцияе дадено на базата на установяване на връзка между индукционната емф и физическо количествоНаречен магнитен поток.
магнитен поток.За плоска верига, разположена в еднородно магнитно поле (фиг. 194), магнитният поток Фпрез повърхностна площ Снаричаме стойността, равна на произведението на модула на вектора на магнитната индукция и площта Си по косинуса на ъгъла между вектора и нормалата към повърхността:

Правилото на Ленц.Опитът показва, че посоката на индуктивния ток във веригата зависи от това дали магнитният поток, проникващ във веригата, се увеличава или намалява, както и от посоката на вектора на индукция на магнитното поле спрямо веригата. Основно правило, позволяващ да се определи посоката на индукционния ток във веригата, е установен през 1833 г. от E. X. Lenz.
Правилото на Ленц може да се визуализира с с помощта на бял дробалуминиев пръстен (фиг. 195).

Опитът показва, че при направата постоянен магнитпръстенът се отблъсква от него, а при изваждане се привлича към магнита. Резултатът от експериментите не зависи от полярността на магнита.
Отблъскването и привличането на твърд пръстен се обяснява с възникването на индукционен ток в пръстена с промени в магнитния поток през пръстена и действието върху индукционен токмагнитно поле. Очевидно, когато магнитът се избута в пръстена, индукционният ток в него има такава посока, че магнитното поле, създадено от този ток, противодейства на външното магнитно поле, а когато магнитът се изтласква навън, индукционният ток в него има такова посока, в която индукционният вектор на неговото магнитно поле съвпада по посока с вектора на индукцията на външното поле.
Обща формулировка Правилата на Ленц:индукционният ток, възникващ в затворена верига, има такава посока, че магнитният поток, създаден от него през областта, ограничена от веригата, има тенденция да компенсира промяната в магнитния поток, която причинява този ток.
Законът за електромагнитната индукция. Пилотно проучванезависимостта на индукционната ЕДС от изменението на магнитния поток доведе до установяването закон на електромагнитната индукция:ЕДС на индукцията в затворен контур е пропорционална на скоростта на промяна на магнитния поток през повърхността, ограничена от контура.
В SI единицата за магнитен поток е избрана така, че коефициентът на пропорционалност между индукционната emf и промяната в магнитния поток да е равен на единица. При което закон за електромагнитната индукциясе формулира, както следва: ЕДС на индукцията в затворен контур е равна на модула на скоростта на промяна на магнитния поток през повърхността, ограничена от контура:

Като се вземе предвид правилото на Ленц, законът за електромагнитната индукция се записва, както следва:

EMF на индукцията в намотката.Ако в последователно свързани вериги възникнат идентични промени в магнитния поток, тогава индукционната ЕДС в тях е равна на сумата от индукционната ЕДС във всяка от веригите. Следователно, при промяна на магнитния поток в намотката, състоящ се от нидентични завои на проводника, общата индукционна емф нпъти повече индукция на ЕМП в една верига:

За еднородно магнитно поле, въз основа на уравнение (54.1), следва, че неговата магнитна индукция е 1 T, ако магнитният поток през верига от 1 m 2 е 1 Wb:

.

Вихър електрическо поле. Законът за електромагнитната индукция (54.3) според известна скоростпромените в магнитния поток ви позволяват да намерите стойността на индукционната EMF във веригата и при известна стойност електрическо съпротивлениецикъл изчислява тока в контура. Той обаче остава неразкрит физическо значениеявления на електромагнитна индукция. Нека разгледаме това явление по-подробно.

Появата на електрически ток в затворена верига показва, че когато магнитният поток, проникващ във веригата, се промени, силите действат върху свободните електрически заряди във веригата. Проводникът на веригата е неподвижен, свободните електрически заряди в него могат да се считат за неподвижен. Само електрическо поле може да действа върху неподвижни електрически заряди. Следователно при всяка промяна в магнитното поле в околното пространство възниква електрическо поле. Това електрическо поле задвижва свободни електрически заряди във веригата, създавайки индукционен електрически ток. Нарича се електрическото поле, което възниква при промяна на магнитното поле вихрово електрическо поле.

Работата на силите на вихъра електрическо полевърху движението на електрическите заряди и е работа на външни сили, източник на индукционната ЕМП.

Вихровото електрическо поле се различава от електростатичното поле по това, че не е свързано с електрически заряди, неговите линии на напрежение са затворени линии. Работата на силите на вихровото електрическо поле по време на движението на електрически заряд затворена линияможе да е различно от нула.

ЕМП на индукция в движещи се проводници.Явлението на електромагнитната индукция се наблюдава и в случаите, когато магнитното поле не се променя във времето, но магнитният поток през веригата се променя поради движението на проводниците на веригата в магнитното поле. В този случай причината за индукционната ЕМП не е вихровото електрическо поле, а силата на Лоренц.

Зареждане...Зареждане...