Без темы
<<  ОТКРЫТЫЙ УРОК по теме: «РАСКРЫВАЕМ СЕКРЕТЫ ЛИНЕЙНОЙ ФУНКЦИИ И ЕЕ ГРАФИКА» Отыскание части от целого и целого по его части 5 класс  >>
Da = F dx = ibl dx = IB ds = I dф
Da = F dx = ibl dx = IB ds = I dф
Переместим этом контур параллельно самому себе в новое положение
Переместим этом контур параллельно самому себе в новое положение
19
19
ориентируются по полю (пара и ферромагнетики) или поперек поля –
ориентируются по полю (пара и ферромагнетики) или поперек поля –
ориентируются по полю (пара и ферромагнетики) или поперек поля –
ориентируются по полю (пара и ферромагнетики) или поперек поля –
Рис
Рис
Пусть сначала маг-нитное поле отсут-ствует
Пусть сначала маг-нитное поле отсут-ствует
Знак (-) – математическое выражение правила Ленца о направлении
Знак (-) – математическое выражение правила Ленца о направлении
1) Если перемещать проводник в однородном магнитном поле , то под
1) Если перемещать проводник в однородном магнитном поле , то под
Рис
Рис
Где – скорость движения магнитного поля относительно заряда
Где – скорость движения магнитного поля относительно заряда
19
19
19
19
Рис
Рис
Рис
Рис
Рис
Рис
Pис
Pис
Pис
Pис
Это явление называется скин-эффектом (от англ
Это явление называется скин-эффектом (от англ
Рассмотрим изменение тока в такой цепи при включении и выключении
Рассмотрим изменение тока в такой цепи при включении и выключении
Рассмотрим изменение тока в такой цепи при включении и выключении
Рассмотрим изменение тока в такой цепи при включении и выключении
Рассмотрим изменение тока в такой цепи при включении и выключении
Рассмотрим изменение тока в такой цепи при включении и выключении
Рассмотрим изменение тока в такой цепи при включении и выключении
Рассмотрим изменение тока в такой цепи при включении и выключении
Рис
Рис
Циклический индукционный ускоритель электронов данного типа называется
Циклический индукционный ускоритель электронов данного типа называется
Переменный центральный магнитный поток В создает в бетатроне вихревую
Переменный центральный магнитный поток В создает в бетатроне вихревую
Картинки из презентации «Отношение , так как R ? r можно рассчитать В по формуле: B = ??0nI» к уроку алгебры на тему «Без темы»

Автор: kyy. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока алгебры, скачайте бесплатно презентацию «Отношение , так как R ? r можно рассчитать В по формуле: B = ??0nI.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 1169 КБ.

Отношение , так как R ? r можно рассчитать В по формуле: B = ??0nI

содержание презентации «Отношение , так как R ? r можно рассчитать В по формуле: B = ??0nI.ppt»
Сл Текст Сл Текст
1 39магнитного потока в магнитном контуре.
2отношение , так как R ? r можно 40Индукционный ток в замкнутом контуре
рассчитать В по формуле: B = ??0nI. В всегда имеет такое направление, что он
тороиде магнитное поле однородно только по ослабляет действие причины, возбуждающей
величине, т.е. по модулю, но направление этот ток. Это правило установлено в 1834
его в каждой точке различно. 18.10. Работа г. Ленцем. Правило Ленца можно
по перемещению проводника с током в продемонстрировать с помощью соленоида с
магнитном поле. (18.9.3). Рассмотрим металлическим сердечником, на который
контур с током, образованный неподвижными надето алюминиевое кольцо (рис. 6). 2.
проводами и скользящей по ним подвижной Правило Ленца.
перемычкой длиной l (рис. 18.14). Этот 41Pис. 6.
контур находится во внешнем однородном 42Если соленоид подключить к источнику
магнитном поле , перпендикулярном к переменного тока, то алюминиевое кольцо
плоскости контура. При показанном на зависает над сердечником. Необходимую для
рисунке направлении тока I, получим этого силу порождают индукционные токи,
соноправлено с . На элемент тока I возбуждаемые в кольце. Тот факт, что
(подвижный провод) длиной l действует сила кольцо выталкивается с сердечника, говорит
Ампера направленная вправо F = IlB. Пусть о том, что индукционные токи в нем
проводник l переместится параллельно препятствуют изменению магнитного поля,
самому себе на расстояние dx. При этом проходящего через кольцо. Кольцо
совершится работа: отталкивается от катушки, как
3Da = F dx = ibl dx = IB ds = I dф. отталкиваются одноименные полюса магнитов.
Итак dA = I dФ Работа совершаемая Если в кольце сделать разрез по радиусу,
проводником с током, при перемещении, то ток в кольце исчезнет и кольцо не будет
численно равна произведению тока на отталкиваться. Этот опыт показывает, что
магнитный поток, пересечённый этим сила отталкивания обусловлена
проводником. (18.10.1). Рис. 18.14. индукционными токами в кольце.
Формула остаётся справедливой, если 43Индукционные токи возбуждаются в
проводник любой формы движется под любым массивных проводниках, движущихся в
углом к линиям вектора магнитной индукции. магнитных полях. Эти вихревые индукционные
Выведем выражение для работы по токи называются токами Фуко. Если медную
перемещению замкнутого контура с током в пластину отклонить от положения равновесия
магнитном поле. Рассмотрим прямоугольный и отпустить так, чтобы она вошла со
контур с током 12341 (Рис. 18.15). скоростью v в пространство между полосами
Магнитное поле направлено от нас магнита, то пластина практически
перпендикулярно плоскости контура. остановится в момент ее вхождения в
Магнитный поток Ф1 пронизывающий контур магнитное поле (Рис. 7). Замедление
направлен по нормали к контуру, поэтому Ф1 движения связано с возбуждением в пластине
> 0. вихревых токов, препятствующих изменению
4Переместим этом контур параллельно потока вектора магнитной индукции.
самому себе в новое положение 1'2'3'4'1'. 44Pис. 7.
Магнитное поле в общем случае может быть 45Тормозящее действие тока Фуко
неоднородным и новый контур будет пронизан используется для создания магнитных
магнитным потоком Ф2. Рис. 18.15. Площадка успокоителей – демпферов. Если под
432'1'4, расположенная между старым и качающейся в горизонтальной плоскости
новым контуром, пронизывается потоком Ф'. магнитной стрелкой расположить массивную
Полная работа по перемещению контура в медную пластину, то возбуждаемые в медной
магнитном поле равна алгебраической сумме пластине токи Фуко будут тормозить
работ, совершаемых при перемещении каждой колебание стрелки. Магнитные успокоители
из четырех сторон контура: А = А12 + А23 + такого рода используются в сейсмографах,
А34 + А41 где А23, А41 равны нулю, т.к. гальванометрах и других приборах.
эти стороны не пересекают магнитного 46Токи Фуко применяются в
потока, при своём перемещение (очерчивают электрометаллургии для плавки металлов.
нулевую площадку). А34 = I(Ф' + Ф2). Металл помещают в переменное магнитное
(18.10.2). (18.10.3). поле, создаваемое током частотой 500?2000
5Провод 12 перерезает поток (Ф1 + Ф'), Гц. В результате индуктивного разогрева
но движется против сил действия магнитного металл плавится, например, при подведенной
поля. А12 = – I(Ф1 + Ф') Тогда, общая мощности 600 кВт тонна металла плавится за
работа по перемещению контура А = I(Ф2 – 40–50 минут. Если быстропеременный
Ф1) , А = I ?Ф, здесь Ф2 –Ф1 = ?Ф – это высокочастотный ток протекает по
изменение магнитного потока сцепленного с проводнику, то индуцируемые в проводнике
контуром. Работа совершаемая при вихревые токи препятствуют равномерному
перемещении замкнутого контура с током в распределению плотности тока по
магнитном поле, равна произведению поперечному сечению проводника. Плотность
величины тока на изменение магнитного тока на оси провода оказывается меньше,
потока сцепленного с этим контуром. чем у его поверхности. Ток как бы
Элементарную работу по бесконечно малому вытесняется на поверхность провода (рис.
перемещению контура в магнитном поле можно 8).
найти по формуле dA = I dФ Выражения 47Это явление называется скин-эффектом
(10.10.1) и (10.10.5) внешне тождественны, (от англ. skin – кожа, оболочка). При
но физический смысл величины dФ различен. нарастании тока в проводе ЭДС индукции
Соотношение (18.10.5) выведенное нами для направлена против тока. Электрическое поле
простейшего случая, остаётся справедливым самоиндукции максимально на оси провода,
для контура любой формы в произвольном что приводит к неравномерному
магнитном поле. Более того, если контур распределению плотности тока. Плотность
неподвижен, а меняется , то при изменении тока убывает от поверхности к оси провода
магнитного потока в контуре на величину примерно по экспоненциальному закону j =
dФ, магнитное поле совершает ту же работу j0 exp(??r), где ? коэффициент затухания.
dA = I dФ. (18.10.4). (18.10.5). 48Например, для меди глубина
6Лекция 19. Тема: ЭЛЕКТРОДИНАМИКА. 1. проникновения тока – расстояние, на
Явление электромагнитной индукции. Опыты котором плотность тока уменьшается в e
Фарадея. Правило Ленца 2. ЭДС индукции для раз, равна мм, где частота ? берется в
подвижного и неподвижного проводника 3. герцах. При частоте ? = 50 Гц r0 = 10 мм –
Природа ЭДС индукции 4. Циркуляция вектора ток практически равномерно распределен по
напряженности вихревого электрического объему проводов, исключая очень толстые
поля 5. Бетатрон. Содержание лекции: кабели. Но при высокочастотных колебаниях
Сегодня: понедельник, 26 октября 2015 г. ? ? 100 МГц = 108 Гц глубина проникновения
76. Токи Фуко (вихревые токи) 7. равна r0 ? 7?10?3 мм – ток почти целиком
Скин-эффект 8. Взаимная индукция. течет по поверхности провода. По этой
Трансформатор 9. Самоиндукция 10. причине с целью уменьшения потерь
Индукционный ускоритель электронов ? поверхность высокочастотных контуров
бетатрон. серебрят.
819.1. Явление электромагнитной 49Закон Фарадея говорит, что изменение
индукции. Опыты Фарадея. Правило Ленца С потока вектора магнитной индукции вызывает
момента открытия связи магнитного поля с появление в замкнутом контуре
током (что является подтверждением электрического тока. Если контур замкнут,
симметрии законов природы), делались то в нем возникает ЭДС индукции.
многочисленные попытки получить ток с Электрическое поле способно перемещать
помощью магнитного поля. Задача была заряды по замкнутому контуру, совершая при
решена Майклом Фарадеем в 1831г. этом над ними работу. 3. Вихревое
(Американец Джозеф Генри тоже открыл это электрическое поле.
явление, но опубликовал свои результаты 50Максвелл первым понял, что главное в
позже Фарадея. Ампер также претендовал на явлении электромагнитной индукции ? это
открытие, но не смог представить свои возникновение в пространстве
результаты). ФАРАДЕЙ Майкл (1791 – 1867) – электрического поля под действием
знаменитый английский физик. Исследования переменного магнитного поля. Причем
в области электричества, магнетизма, наличие проводников не является для этого
магнитооптики, электрохимии. Создал обязательным. Переменное магнитное поле
лабораторную модель электродвигателя. может порождать вихревое электрическое
Открыл экстротоки при замыкании и поле и в свободном от проводников
размыкании цепи и установил их пространстве, в том числе и в вакууме.
направление. Открыл законы электролиза, 51Порождаемое переменным магнитным полем
первый ввел понятия поля и диэлектрической B электрическое поле Е является вихревым.
проницаемости, в 1845 употребил термин Поскольку его работа по перемещению
«магнитное поле». Кроме всего прочего М. единичного положительного заряда по
Фарадей открыл явления диа- и замкнутому контуру L, = , не равна нулю, а
парамагнетизма. Он установил, что все равна со знаком «минус» ЭДС ( закон
материалы в магнитном поле ведут себя Фарадея). Математически это можно записать
по-разному: в виде уравнения где S – поверхность,
9ориентируются по полю (пара и ограниченная замкнутым контуром l, а
ферромагнетики) или поперек поля – частная производная ?/?t означает, что
диамагнетики. Из школьного курса физики контур L и поверхность S не изменяются со
опыты Фарадея хорошо известны: катушка и временем.
постоянный магнит (рис.19.1) Если вдвигать 52Последнее уравнение может быть
магнит в катушку или выдвигать, то в приведено к дифференциальной форме. Для
катушке возникнет электрический ток. Тоже этого воспользуемся теоремой Стокса и
самое с двумя близко расположенными преобразуем контурный интеграл от вектора
катушками: если к одной из катушек E к поверхностному: (ротором или вихрем
подключить источник переменного тока, то в называется величина, равная векторному
другой так же возникнет переменный ток произведению [?, С] и обозначается как
(рис.19.2), но лучше всего этот эффект rotС.).
проявляется, если две катушки соединить 53Поскольку контур L и поверхность S
сердечником (рис.19.3). Рис.19.2. произвольны, то последнее равенство имеет
Рис.19.1. место лишь при условии Это соотношение
10Рис.19.3. По определению Фарадея общим является дифференциальной формой закона
для этих опытов является то, что: если электромагнитной индукции и представляет
поток вектора индукции, пронизывающий одно из основных уравнений теории
замкнутый, проводящий контур меняется, то электромагнитного поля (уравнение
в контуре возникает электрический ток. Это Максвелла).
явление называют явлением электромагнитной 54Как мы видели в электростатике, для
индукции, а ток – индукционным. При этом, неподвижных зарядов электрическое поле
явление совершенно не зависит от способа являлось потенциальным и может быть
изменения потока вектора магнитной выражено через энергетическую
индукции!!!. Итак, движущиеся заряды (ток) характеристику электростатического поля –
создают магнитное поле, а движущееся потенциал : E = –grad?, и оно не могло
магнитное поле (вихревое) создает обеспечить движение зарядов по замкнутым
электрическое поле и, собственно, проводам, поскольку в этом случае ? его
индукционный ток. работа по перемещению единичного заряда по
11Для каждого конкретного случая Фарадей замкнутому контуру равна нулю.
указывал направление индукционного тока. В 55Но электрическое поле, порождаемое
1833 г. Ленц установил общее правило переменным магнитным полем, не
нахождения направления тока - правило потенциально, а является вихревым полем.
Ленца : индукционный ток всегда направлен Оно имеет конечную тангенциальную
так, что магнитное поле этого тока составляющую при перемещении заряда по
препятствует изменению магнитного потока, замкнутому контуру и способно вызвать
вызывающего индукционный ток. Заполнение непрерывное течение электричества в
всего пространства однородным магнетиком замкнутых проводниках, т.е. появление
приводит при прочих равных условиях к индукционных токов.
увеличению индукции в µ раз. Этот факт 56Если электрическое поле создается
подтверждает то, что индукционный ток одновременно неподвижными зарядами q, для
обусловлен изменением потока вектора которых rotEq = 0, и переменным магнитным
магнитной индукции , а не потока вектора полем B, в соответствии с уравнением
напряженности . Расшифруйте эту фразу к Максвелла, то полное поле E = Eq + EB
следующему занятию (цена –20 баллов). также удовлетворяет уравнению Максвелла.
1219.2. ЭДС индукции для подвижного и 57Поскольку изменение со временем
неподвижного проводника Для создания тока вектора В приводит к появлению вихревого
в цепи необходимо наличие электродвижущей электрического поля, способного вызвать
силы. Поэтому явление электромагнитной индукционные токи в замкнутых проводниках,
индукции свидетельствует о том, что при то вектор В и получил название вектора
изменении магнитного потока в контуре магнитной индукции.
возникает электродвижущая сила индукции. 58Если ток в обмотке катушки или
Наша задача, используя законы сохранения соленоида меняется, то меняется и
энергии, найти величину ЭДС индукции и магнитный поток, пронизывающий каждый
выяснить ее природу. Рассмотрим виток. Согласно закону Фарадея, в каждом
перемещение подвижного участка 1 – 2 витке обмотки индуцируется ЭДС, во всей
контура с током в магнитном поле (рис. катушке величина ЭДС индукции, вызванная
19.4). изменением тока в этой катушке, – ЭДС
13Пусть сначала маг-нитное поле самоиндукции ? = Где - полный магнитный
отсут-ствует. Батарея с ЭДС равной E0 поток (потокосцепление), охватывающий всю
создает ток I0. За время dt, батарея катушку; N – число витков в катушке. 4.
совершает работу. dA = E0 ·I0 dt. – эта Самоиндукция.
работа будет переходить в тепло которое 59Явление возникновения ЭДС индукции в
можно найти по закону Джоуля-Ленца: Q = dA проводящем контуре при изменении в нем
= E0 I0·dt = I02·Rdt, здесь I0= E0/R , где силы тока называется самоиндукцией.
R-полное сопротивление всего контура. Самоиндукция представляет частный случай
Поместим контур в однородное магнитное электромагнитной индукции. Направление ЭДС
поле с индукцией . Линии || связаны с самоиндукции препятствует возрастанию тока
направлением тока правилом буравчика. в цепи при его увеличении и его убыванию
Поток Ф, сцепленный с контуром – при уменьшении тока в цепи.
положителен. Рис.19.4. (19.2.1). 60Самоиндукция подобна инерции в
14Каждый элемент контура испытывает механическом движении. Поток вектора
механическую силу . Подвижная сторона магнитной индукции ?, посылаемый током I
рамки будет испытывать силу . Под через свой собственный контур, равен ? =
действием этой силы участок 1 – 2 будет LI, где L – коэффициент самоиндукции
перемещаться со скоростью v = dx/dt. При произвольного замкнутого контура. Величина
этом изменится и поток магнитной индукции. индуктивности L определяется геометрией
Тогда в результате электромагнитной контура, числом витков N, магнитными
индукции ток в контуре изменится и станет свойствами окружающей среды.
равным I = I0 – Ii. Изменится и сила , 61В частности, для соленоида с магнитным
которая теперь станет равна (сила – не сердечником где ? – магнитная
добавочная, а результирующая). Эта сила за проницаемость сердечника; N, l, V – полное
время dt произведет работу dA:dA = Fdx = число витков, длина и объем соленоида.
IdФ. Как и в случае, когда все элементы Таким образом, ЭДС самоиндукции равна ? =.
рамки неподвижны, источником работы 62Если индуктивность контура постоянна,
является E0. При неподвижном контуре эта то ЭДС самоиндукции пропорциональна
работа сводилась только лишь к выделению скорости изменения тока в цепи ? = За
тепла. В нашем случае тепло тоже будет единицу индуктивности в СИ принимается
выделяться, но уже в другом количестве, индуктивность такого проводника, у
так как ток изменился. Кроме того, которого при силе тока 1 А возникает
совершается механическая работа. Общая связанный с ним магнитный поток ?, равный
работа за время dt, равна:E0 Idt = I2R dt 1 Вб. Эту единицу называют Генри (Гн)
+ I dФ. (19.2.2). [L](Гн)?[I](А) = [?](Вб).
15Умножим левую и правую часть этого 63В электрической цепи, содержащей
выражения на , получим Полученное постоянную ЭДС, при замыкании цепи сила
выражение мы вправе рассматривать как тока за счет ЭДС самоиндукции
закон Ома для контура, в котором кроме устанавливается не мгновенно, а через
источника действует Ei, которая равна: ЭДС некоторый промежуток времени. При
индукции контура Ei равна скорости выключении источника тока, но в замкнутой
изменения потока магнитной индукции, цепи, ток не прекращается мгновенно.
пронизывающей этот контур. Это выражение Возникающая при размыкании цепи ЭДС может
для ЭДС индукции контура является многократно превышать ЭДС источника тока.
совершенно универсальным, не зависящим от Пусть в цепь с источником постоянного тока
способа изменения потока магнитной ? и полным омическим сопротивлением R
индукции и носит название закон Фарадея. включена катушка индуктивности L. 5. Токи
(19.2.3). (19.2.4). при замыкании и размыкании цепи.
16Знак (-) – математическое выражение 64Рассмотрим изменение тока в такой цепи
правила Ленца о направлении индукционного при включении и выключении источника
тока: индукционный ток всегда направлен постоянного тока. При этом цепь всегда
так, чтобы своим полем противодействовать остается замкнутой (рис. 9). Рис. 9.
изменению начального магнитного поля. 65Величина тока, согласно закону Ома,
Направление индукционного тока и равна I = где ?L ? ЭДС самоиндукции: ?L =
направление dФ/dt связаны правилом Пусть индуктивность контура при
буравчика (рис. 19.5). Размерность ЭДС подключении ЭДС остается постоянной, тогда
индукции: = = = В. Рис.19.5. ?L =.
17Если контур состоит из нескольких 66Для определения закона нарастания тока
витков, то надо пользоваться понятием в цепи мы получаем следующее уравнение: IR
потокосцепления (полный магнитный поток):? = ? – решением которого при нулевом
= Ф·N, где N – число витков. Итак, если = начальном токе в цепи I0 = 0, является
– = – и = ?, Тогда 19.3. Природа ЭДС зависимость ? = L/R ? постоянная времени
индукции Ответим на вопрос, что является установления тока (рис. 9б). Время ? тем
причиной движения зарядов, причиной меньше, чем меньше индуктивность цепи и
возникновения индукционного тока? выше сопротивление.
Рассмотрим рисунок 19.6. (19.2.5). 67Пусть рядом находятся две катушки ?1 и
181) Если перемещать проводник в ?2, состоящие из N1 и N2 витков, по
однородном магнитном поле , то под которым текут токи I1 и I2 (рис. 10). Если
действием силы Лоренца, электроны будут пространство заполнено однородным
отклоняться вниз, а положительные заряды магнитным материалом, то магнитные потоки
вверх – возникает разность потенциалов. ?1 и ?2 через контуры ?1 и ?2 равны ?1 =
Это и будет - сторонняя сила, под L1I1 + L12I2, ?2 = L2I2 + L21I1. Здесь:
действием которой течет ток. Как мы знаем, L1I1, L2I2 – магнитные потоки, созданные
для положительных зарядов. Рис.19.6. Fл = токами I1 и I2 в контуре ?1 и ?2; L1 и L2
q+[ , ]; для электронов fл = –e- [ , ]. 2) – индуктивности контуров ?1 и ?2. ?12 =
Если проводник неподвижен, а изменяется L12I2 , ?21 = L21I1 – магнитные потоки,
магнитное поле, какая сила возбуждает созданные токами I2 и I1 в контурах ?1 и
индукционный ток в этом случае? Возьмем ?2, L12 = L21 – коэффициенты взаимной
обыкновенный трансформатор (рис.19.7). Как индукции, равные: 6. Взаимная индукция.
только мы замкнули цепь первичной обмотки, Трансформатор.
во вторичной обмотке сразу возникает ток. 68Рис. 10. Два контура Г1, Г2 обладают
Но ведь сила Лоренца здесь ни причем, ведь взаимной индукцией (а). Явление взаимной
она действует на движущиеся заряды, а они индукции используется в трансформаторе для
в начале покоились (находились в тепловом преобразования величины напряжения V1 в V2
движении – хаотическом, а здесь нужно (б).
направленное движение). 69В общем случае изменение тока в
19Рис.19.7. Ответ был дан Дж. Максвеллом контуре ?1 индуцирует в контуре ?2, помимо
в 1860 г.: всякое переменное магнитное ЭДС самоиндукции, дополнительную ЭДС,
поле возбуждает в окружающем пространстве равную ?12 = – L21 Аналогично за счет
электрическое поле (Е'). Оно и является изменения тока в контуре ?2 возникает
причиной возникновения индукционного тока переменный магнитный поток, индуцирующий в
в проводнике. То есть Е' возникает только контуре Г дополнительную ЭДС, равную ?21 =
при наличии переменного магнитного поля – L12 При наличии магнитного
(на постоянном токе трансформатор не взаимодействия между контурами ?1 и ?2
работает). Сущность явления контуры ?1 и ?2 называются связанными, а
электромагнитной индукции совсем не в явление возникновения ЭДС в одном из
появлении индукционного тока (ток контуров при изменении силы тока в другом
появляется тогда, когда есть заряды и называется взаимной индукцией.
замкнута цепь), а в возникновении 70Аналогично за счет изменения тока в
вихревого электрического поля (не только в контуре ?2 возникает переменный магнитный
проводнике, но и в окружающем поток, индуцирующий в контуре Г
пространстве, в вакууме). дополнительную ЭДС, равную ?21 = – L12 При
20Это поле имеет совершенно иную наличии магнитного взаимодействия между
структуру, нежели поле, создаваемое контурами ?1 и ?2 контуры ?1 и ?2
зарядами. Так как оно не создается называются связанными, а явление
зарядами, то силовые линии не могут возникновения ЭДС в одном из контуров при
начинаться и заканчиваться на зарядах, как изменении силы тока в другом называется
это было у нас в электростатике. Это поле взаимной индукцией.
вихревое, силовые линии его замкнуты. Раз 71При наличии магнитного взаимодействия
это поле перемещает заряды, следовательно, между контурами ?1 и ?2 контуры ?1 и ?2
оно обладает силой. Введем вектор называются связанными, а явление
напряженности вихревого электрического возникновения ЭДС в одном из контуров при
поля . Сила с которой это поле действует изменении силы тока в другом называется
на заряд Но когда заряд движется в взаимной индукцией. Коэффициенты L12 = L21
магнитном поле, на него действует сила называются коэффициентами взаимной
Лоренца . Эти силы должны быть равны в индукции или взаимной индуктивностью
силу закона сохранения энергии: здесь - контуров. В отсутствие ферромагнетиков эти
скорость движения заряда q относительно . коэффициенты равны. Единицей измерения Lik
Но для явления электромагнитной индукции является Генри (СИ): [1 Гн] = [1 Вб]/[1
важна скорость изменения магнитного поля . А].
Поэтому можно записать: (19.3.1). 72Явление взаимной индукции используется
(19.3.2). в трансформаторе для преобразования
21Где – скорость движения магнитного величины напряжения V1 в V2 (б). Отношение
поля относительно заряда. Так как и если S напряжений в первичной и вторичной
= const, то , где - есть скорость обмотках равно отношению числа витков:
изменения . 19.4. Циркуляция вектора V1/V2 = N1/N2 в этих обмотках. Устройство,
напряженности вихревого электрического состоящее из двух или более катушек,
поля Чему равна циркуляция вектора в намотанных на один общий сердечник,
случае изображенном на рисунке 19.8? называется трансформатором (рис. 10, б). В
Работу вихревого электрического поля по большинстве трансформаторов вторичная
перемещению заряда можно подсчитать по обмотка наматывается поверх первичной
формуле Вспомним: работа по перемещению обмотки.
единичного заряда вдоль замкнутой цепи 73Рис. 10. Два контура Г1, Г2 обладают
равна ЭДС, действующей в этой цепи. взаимной индукцией (а). Явление взаимной
Следовательно, Рис.19.8. индукции используется в трансформаторе для
22так как никаких других сторонних сил в преобразования величины напряжения V1 в V2
цепи, где течет индукционный ток, нет. (б).
Тогда Эти выражения справедливы всегда, 74Если к первичной обмотке приложить
независимо от того, выполнен контур в виде переменное напряжение V1, то величина
линейного проводника, диэлектрика или речь напряжения во вторичной обмотке равна.
идет о контуре (мысленном) в вакууме. Если 75Электродвижущая сила индукции,
контур выполнен из диэлектрика, то каждый создаваемая переменным магнитным полем,
элемент его поляризуется в соответствии с может существовать и в отсутствие
действующим электрическим полем . Если проводников. Энергия, передаваемая
заряд движется в вакууме по контуру, то вихревым электрическим полем единичному
при каждом обходе контура механическая положительному заряду, равна ? контурному
энергия его возрастает на величину (при интегралу по замкнутой траектории Г от
движении заряда в проводнике из-за тангенциальной составляющей вихревого
сопротивления устанавливается динамическое электрического поля. 7. Индукционный
равновесие). На использовании этого факта ускоритель электронов ? бетатрон.
основан оригинальный ускоритель электронов 76Согласно закону Фарадея, этот интеграл
– бетатрон. (19.4.1). (19.4.2). (19.4.3). равен изменению магнитного потока через
2319.5. Бетатрон. Так называют замкнутый контур Г. Вихревое электрическое
индукционный ускоритель электронов, в поле может действовать на сгусток
котором ускорение осуществляется вихревым электронов, двигающихся в изменяющемся
электрическим полем (рис.19.9, а). а) б) магнитном поле, и ускорять их. При
в) Прибор состоит из тороидальной определенных условиях движение электронов
вакуумной камеры (рис.19.9, в), происходит в переменном магнитном поле по
помещающейся между полюсами электромагнита орбите постоянного радиуса и является
специальной формы (рис.19.9, б). Обмотка устойчивым. Энергия электронов
электромагнита питается переменным током с увеличивается за счет вихревого
частотой (рис. 11.9) ? ? 100 Гц. электрического поля, создаваемого
Переменное магнитное поле выполняет две изменяющимся магнитным потоком,
функции: во-первых, создает вихревое пронизывающим орбиту частиц.
электрическое поле, ускоряющее электроны 77Циклический индукционный ускоритель
внутри тороида; во-вторых, удерживает электронов данного типа называется
электроны на орбите (силовые линии бетатроном (рис. 11). Рис. 11.
располагаются так, чтобы пучок электронов. Схематический разрез бетатрона: 1 ?
24находился в состоянии устойчивого центральный сердечник; 2 ? полюсные
равновесия в центре тора). За время наконечники; 3 ? сечение кольцеобразной
порядка 10–3 с электроны успевают сделать вакуумной камеры; 4 ? ярмо магнита; 5 ?
до 106 оборотов и приобрести энергию до обмотки электромагнита.
500 МэВ (сотни МэВ в разных ускорителях). 78Переменный центральный магнитный поток
При такой энергии скорость электронов В создает в бетатроне вихревую ЭДС
близка к скорости света (? ? с). Кроме индукции, ускоряющую электроны. Удержание
того, сам же пучок электронов в данном электронов на стационарной круговой орбите
случае выполняют роль вторичной обмотки осуществляется управляющим магнитным полем
трансформатора. В конце цикла ускорения Вупр, определенным образом изменяющимся во
включается дополнительное магнитное поле, времени (рис. 12). Рис. 12 Камера с
которое отклоняет электроны от ускоряемыми электронами в переменном
стационарной орбиты и направляет их на магнитном поле.
специальную мишень, расположенную внутри 79Под действием переменного магнитного
камеры. Попадая на мишень электроны поля на круговой орбите индуцируется ЭДС
тормозятся в ней и испускают жесткие ? – индукции, величина которой определяется
лучи или рентген, которые используются в законом Фарадея E = Et 2?r = где Ф – поток
ядерных исследованиях при неразрушающих магнитной индукции через орбиту. Среднее
методах контроля, в медицине и т.д. Был значение вектора индукции магнитного поля
даже создан специальный институт для внутри орбиты радиусом r Вср =.
разработки и исследования бетатронов – 80Напряженность тангенциальной
НИИИН при ТПУ. составляющей вихревого электрического поля
2519.6. Токи Фуко (вихревые токи) До сих равна Под действием силы F = еЕt меняется
пор мы рассматривали индукционные токи в импульс электрона.
линейных проводниках. Но индукционные токи 81Интегрируя равенство находим
будут возникать и в толще сплошных приращение импульса электрона ?р = p(t) –
проводников при изменении в них потока p0 = где ?Вср = Вср(t) – Bср(0) ?
вектора магнитной индукции. Они будут приращение средней индукции магнитного
циркулировать в веществе проводника поля внутри электронной орбиты. Именно
(напомним, что линии – замкнуты). Так как изменение индукции магнитного поля внутри
электрическое поле вихревое и токи орбиты сопровождается увеличением импульса
называются вихревыми. Именно поэтому электрона – ускорением электрона.
сердечник трансформатора делают не 82Если начальной индукцией и импульсом
сплошным, а из пластин изолированных друг электрона можно пренебречь, то получим
от друга иначе сердечник сильно бы грелся p(t) = Bср(t). – приобретенный электроном
– это вредное действие токов Фуко. импульс определяется средним значением
Вихревые токи имеют и полезное применение: индукции магнитного поля на орбите. Найдем
1) Демпфирования механических колебаний величину индукции управляющего магнитного
различных приборов; 2) Нагрев металлов в поля Вупр, при которой движение электрона
индукционных печах, где используется будет происходить по орбите постоянного
ВЧ-генератор: металл разогревается, а радиуса.
тигель из диэлектрика – остается холодным. 83Со стороны Вупр на движущийся электрон
2619.7. Скин-эффект В проводах, по действует сила Лоренца, искривляющая
которым текут токи высокой частоты (ВЧ), траекторию движения электрона в окружность
также возникают вихревые токи, существенно с радиусом, определяемым равенством сил
изменяющие картину распределения плотности Лоренца и центростремительной, еvBупр =
тока по сечению проводника. При этом Откуда получаем В результате для
вихревые токи по оси проводника текут равновесной орбиты получаем соотношение
против направления основного тока, а на (Bcp(0) = 0): Вср(t) = 2Bупр(t).
поверхности – в том же направлении (рис. 84Для работы бетатрона необходимо, чтобы
19.10). Рис. 19.10 Ток как бы вытесняется среднее магнитное поле внутри орбиты росло
на поверхность. Это и есть скин- эффект. в два раза быстрее магнитного поля на
Поэтому проводники в ВЧ- схемах нет смысла самой орбите. Это условие называют
делать сплошными: в ВЧ-генераторах бетатронным условием, условием Видероэ или
проводники выполнены в виде - волноводов - «условием 2:1».
полых трубок. Поверхностный слой 85Идея бетатрона была запатентована в
проводника, по которому текут вихревые 1922 г. Дж. Слепяном. В 1928 г. Р. Видероэ
токи, называется – скинслой. ВЧ-токи сформулировал условие существования
используются для закалки поверхностей равновесной орбиты – орбиты постоянного
деталей: поверхностный слой разогревается радиуса. Первый действующий бетатрон был
быстро в ВЧ поле, закаливается и создан в 1940 г. Д. Керстом на основе
становится прочным, но не. разработанной им совместно с Р. Сербером
27Хрупким, так как внутренняя часть теории движения электрона и тщательной
детали – не разогревалась и не отработки конструкции ускорителя. В СССР
закаливалась. первые бетатроны были разработаны и
28Дальнейшие исследования показали, что созданы учеными Томского политехнического
в замкнутом контуре при любом изменении института (ныне университета):
магнитного потока, пронизывающего этот профессорами А.А. Воробьевым, Л.М.
контур, возбуждается электрический ток – Ананьевым, В.И. Горбуновым, В.А.
ток индукции, или индукционный ток. Москалевым, Б.Н. Родимовым.
Величина этого тока тем больше, чем выше 86В последующие годы в институте
скорость изменения магнитного потока в интроскопии при ТПУ были разработаны и
замкнутом контуре(рис. 3). созданы малогабаритные переносные
29Рис. 3. Возникновение ЭДС индукции: а бетатроны, применяемые в медицине,
– при движении зарядов контура 2 в дефектоскопии и других прикладных и
магнитном поле контура 1; б – при научных исследованиях (профессор В.Л.
изменении потока вектора магнитной Чахлов). Благодаря простоте конструкции,
индукции в контуре 2 при движении к нему дешевизне и удобству пользования бетатроны
контура 1. ЭДС индукции не отличается от нашли особо широкое применение в
случая (а); в – ток в контуре 1 нарастает прикладных целях в диапазоне энергии 20?50
таким образом, чтобы изменение магнитного МэВ. Используется непосредственно сам
потока в контуре 2 совпадало со случаем электронный пучок или тормозное
(а) и (б). ?-излучение, энергия которого может плавно
30Но если магнитный поток, пронизывающий изменяться.
замкнутый проводящий контур, остается 87Основные выводы При изменении
постоянным, то никакого электрического магнитного потока Ф в проводящем контуре
тока не наблюдается. Отсутствие тока в возникает ЭДС , величина которой
проводниках, размещенных в статическом определяется скоростью изменения
магнитном поле, не позволяло долгое время магнитного потока через этот контур
обнаружить возможность получения с помощью законом Фарадея Знак «минус» в законе
магнитных полей электрического тока. Если Фарадея говорит о том, что ЭДС индукции
мы начнем вращать рамку с проводом в порождает в замкнутой цепи индукционный
постоянном магнитном поле и будем при ток, направленный таким образом, чтобы
помощи скользящих контактов замыкать цепь, препятствовать изменению магнитного потока
то обнаружим, что во внешней цепи и по в замкнутом контуре – правило Ленца.
рамке течет ток, т.е. в цепи 88Если переменный высокочастотный ток
поддерживается электродвижущая сила. Таким протекает по проводнику, то вихревые токи
образом, мы получили генератор переменного препятствуют равномерному распределению
электрического тока (рис. 4). тока по поперечному сечению проводника.
31Рис. 4. Плотность тока убывает от поверхности к
32Фарадей открыл, что величина ЭДС оси по закону Где Работа вихревого поля по
индукции пропорциональна скорости замкнутому контуру не равна нулю: где S –
изменения потока вектора магнитной поверхность, ограниченная контуром Г.
индукции Ф, пронизывающего рамку: ? = - 89
Поток вектора магнитной индукции равен 90В дифференциальной форме: Явление
скалярному произведению вектора магнитной возникновения ЭДС индукции в проводящем
индукции В на площадь рамки S Ф= (ВS) Знак контуре при изменении в нем силы тока
«минус» в этой формуле говорит о том, что называется самоиндукцией . ЭДС
ЭДС индукции порождает в замкнутой цепи самоиндукции определяется выражением Здесь
индукционный ток, направленный таким L – коэффициент самоиндукции, или
образом, чтобы препятствовать изменению индуктивность.
магнитного потока в замкнутом контуре. 91Для соленоида длиной l, объемом V,
33Это правило, определяющее знак в содержащим N витков и магнитный сердечник
формуле для ЭДС индукции и направление с магнитной проницаемостью ?, За единицу
индукционного тока, было установлено в индуктивности в СИ 1 Гн [L] принимается
1833 г. петербургским академиком Ленцем и индуктивность проводника, у которого при
называется правилом Ленца. силе тока 1 А [I] возникает связанный с
34Явление электромагнитной индукции ним магнитный поток в 1 Вб [?]: 1 Гн [L]?1
лежит и в основе принципа работы телефона А [I] = 1 Вб [?].
– аппарата, передающего речь на 92При включении и выключении тока в
расстоянии. Первоначально телефон состоял замкнутой цепи, содержащей индуктивность L
из двух одинаковых «слухофонов», и сопротивление R, нарастание и спад тока
соединенных длинными проводами. Принцип происходит по закону где – постоянная
устройства состоит в том, что звуковые времени установления; – стационарный ток в
колебания воздуха передаются металлической цепи; E – ЭДС источника.
мембране, замыкающей полюса магнитов, на 93Явление возникновения ЭДС в одном из
которых намотана катушка с проволокой. контуров при изменении силы тока в другом
Движение мембраны под действием волн называется взаимной индукцией. ЭДС
изменяет величину магнитного поля в взаимной индукции равна Коэффициенты L12 =
сердечнике. В результате в катушке, L21 называются коэффициентами взаимной
намотанной на сердечник, возникает ЭДС. индукции или взаимной индуктивностью
35Если концы катушки присоединить ко контуров. Для двух катушек на общем
второму точно такому же «слухофону», то в сердечнике где N1, N2 – число витков
нем электрический ток, являющийся первой и второй катушки; l – длина
электрическим изображением звука первого катушек; V – объем сердечника.
слухофона, будет изменять силу притяжения 94Если магнитные потоки не рассеиваются,
мембраны к магниту. Она начнет совершать то отношение напряжения в первичной V1 и
колебания и породит звуковые волны, вторичной V2 обмотках трансформатора
подобные тем, что заставляли колебаться пропорционально отношению числа витков в
первую мембрану. Так, человеческий голос этих оболочках При вращении рамки площадью
был впервые передан Беллом по проводам S, содержащей N витков с угловой скоростью
(рис. 5). ? в магнитном поле с индукцией В (В ? ?),
36Рис. 5. Устройство телефона Белла. в рамке наводится ЭДС E = NBS? sin?t.
37В настоящее время в качестве источника Данная рамка является прообразом
звука в телефонах применяется устройство, генератора переменного тока.
подобное описанному. В качестве приемника 95
звука – микрофона используется угольный 96Приращение импульса электрона в
микрофон, изменяющий сопротивление переменном поле определяется приращением
угольного порошка в месте контакта с средней индукции магнитного поля ?Вср
угольной мембраной под действием звукового внутри электронной орбиты радиусом r и
давления, что приводит к изменению тока в лежит в основе работы индукционного
цепи, питаемой от внешних батарей. Закон ускорителя электронов – бетатрона. Для
Фарадея может быть получен, исходя из работы бетатрона необходимо, чтобы среднее
закона сохранения энергии. магнитное поле внутри орбиты росло в два
38Работа при перемещении контура с током раза быстрее магнитного поля на самой
I в магнитном поле равна ?A = –IdФ, где dФ орбите (условие Видероэ).
– изменение потока магнитной индукции в 97Вихревое магнитное поле может
контуре при его перемещении в магнитном порождаться не только электрическим током,
поле. Затрачиваемая работа идет в нашем но и изменяющимся со временем
случае на перемещение зарядов по электрическим полем в пространстве,
замкнутому контуру и определяется законом свободном от проводников и зарядов.
Джоуля – Ленца ?A = ? Idt, где ? – ЭДС, I 98Лекция окончена. Нажмите клавишу
- ток, возбуждаемые в контуре. <ESC> для выхода.
39Приравнивая эти два соотношения, 99
получаем для ЭДС электромагнитной индукции 100
закон Фарадея ? = – ? ЭДС индукции со 101
знаком «минус» равна скорости изменения
Отношение , так как R ? r можно рассчитать В по формуле: B = ??0nI.ppt
http://900igr.net/kartinka/algebra/otnoshenie-tak-kak-r-r-mozhno-rasschitat-v-po-formule-b-0ni-158258.html
cсылка на страницу

Отношение , так как R ? r можно рассчитать В по формуле: B = ??0nI

другие презентации на тему «Отношение , так как R ? r можно рассчитать В по формуле: B = ??0nI»

«Задания на формулы сокращённого умножения» - Заполнить свободные клеточки. Преобразуйте выражение в многочлен. Устная работа. Сформулируйте формулы сокращенного умножения. Самостоятельная работа. Представьте в виде многочлена. Применение формул. Возведите в степень. Разложить на множители.

«Числовые последовательности» - Арифметическая прогрессия. Числовые последовательности. Способы задания. «Числовые последовательности». Урок-конференция. Геометрическая прогрессия.

«Свойства степени с натуральным показателем» - Материал повторяли на уроке. Редакция. Пифагор. Представьте выражения в виде степени. Гимнастика ума. История. Эпиграф урока. Случаи возведения в степень. Свойства степени с натуральным показателем. География. Физическая культура. Биология.

«Примеры логарифмических уравнений и неравенств» - Пример. Логарифмы в истории. Основные свойства логарифмов. Логарифм степени положительного числа. Открытие логарифмов. Метод подстановки. Потеря решений. Логарифм. Логарифмические уравнения. Метод оценки левой и правой частей. Методы решения логарифмических неравенств. Идея логарифма. Формулы. Методы решения логарифмических уравнений.

«Основы тригонометрии» - Примеры систем. Основные понятия. Тригонометрия. Этапы развития тригонометрии. Отметить на оси ординат интервал. Основные тригонометрические тождества. Примеры неравенств. Тригонометрические функции углового аргумента. Система неравенств. Частные случаи уравнения. Градусы. Тангенс. Котангенс. Косинус и синус.

«Таблицы по алгебре 7 класс» - Разность квадратов. Таблицы алгебра. Выражения. Содержание.

Без темы

326 презентаций
Урок

Алгебра

35 тем
Картинки
900igr.net > Презентации по алгебре > Без темы > Отношение , так как R ? r можно рассчитать В по формуле: B = ??0nI