close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

ЕЛЕКТРОМАГНИТНА ИНДУКЦИЯ

код для вставкиСкачать
ЕЛЕКТРОМАГНИТНА
ИНДУКЦИЯ
Майкъл Фарадей
1791-1867
1. Закон на Фарадей за
електромагнитната индукция.
Опит 1. Индуциране на ЕДН в проводник при промяна на
магнитния поток, създаван от постоянен магнит.
v
N
L
S
G
Посоката на отклонението на
стрелката на галванометъра
зависи от посоката на движение
на магнита, а големината на
отклонението е пропорционална
на скоростта на движение на
магнита.
Опит 2. Индуциране на ЕДН в проводник при промяна на
магнитния поток, създаван от променлив ток, течащ в друг
проводник (взаимна индукция).
G
• При включване и изключване на К,
стрелката на G се отклонява в различни
посоки.
N
L
К
R
• При промяна на тока в намотката
чрез R стрелката отново се отклонява,
като отклонението й зависи от посоката
на тока и скоростта с която движим
плъзгача на реостата.
• Ако токът е постоянен, стрелката не
се отклонява.
Извод
Независимо от източника на магнитно поле
(постоянен магнит или соленоид),
всяко изменение на магнитния поток през проводника,
индуцира в него ЕДН
с големина, пропорционална на скоростта
на изменението на магнитния поток
и посока, определена по правилото на Ленц
Правило на Ленц.
Посоката на индуцираният ток е
такава, че неговото магнитно
поле се противопоставя на
изменението на магнитното
поле, което го поражда.
Влак на магнитна
възглавница.
v ~ 400 km/h
Закон на Фарадей
dФ В
dt
Индуцираното електродвижещо напрежение
е равно на скоростта на изменение на
магнитния поток през проводника, взета със
знак минус.
Закон на Фарадей
B const
Fл
I
l
dФ v
dl
L
q
q
L
0
vB
v B d l
B
L
A
Fл d l
dx
l
v B d l v Bdl
l
x
Fл q v B
dФ B B d S BdS cos Магнитен поток
0
v Bl
B
0
dx
l
dt
BdS
dt
dФ B
dt
dФ B
dt
Изводи
1. При движение на проводник в магнитно
поле възниква ЕДН поради силата на
Лоренц, с която магнитното поле действа
на движещите се заедно с проводника
заряди.
2. Ако проводникът е неподвижен, а се
мени магнитното поле, ЕДН се поражда от
вихрово електрично поле (със затворени
силови линии), породено от изменението
на магнитния поток през проводника.
Приложение.
1. Генериране на променлив електричен ток.
B const
B
S S 0 cos Ф B BS 0 cos n
const
dФ B
dt
BS 0 sin t
Фенерче, в което има намотка и
кондензатор. Няма батерия.
2. Токове на Фуко - вихрови токове, възникващи в
масивни проводници при изменение на магнитния поток
през тях. Посоката им се определя по правилото на Ленц.
Възниква съпротивителна сила, обратна на посоката на
движение на проводника.
Електромагнитно оръдие
2. Взаимна индукция
Ф 12 B1 S 2
Ф12 M 12 I 1
Ф 21 B 2 S 1
Ф 21 M 21 I 2
Индуцирането на ток в проводник при
изменението на тока в друг проводник
се нарича взаимна индукция.
Двата проводника се наричат “свързани”.
М - Взаимна индуктивност
[H]
За неферомагнитни материали
M M i ; M const
M 12 M 21 M
1H =1Wb/A
Приложение:
Трансформатор за променлив ток.
U2
U1
n2
K
n1
400kV
12kV
12kV
220V
линия ниско потребител
линия високо
напрежение
напрежение
подстанция
–
подстанция –
пониж. трансф.
пониж.
трансф.
пов. трансф.
топлоцентрала
3. Самоиндукция.
L const
Ф B Li
dФ B
L
dt
dt
Индуктивност
[H]
За неферомагнитни материали L=const.
Пример: Соленоид, l >>d.
B r 0 nI
di
Ф1 BS r 0 nIS
през една навивка
Ф N Ф1 nl Ф1 r 0 n ISl r 0 n I V
2
2
L r 0n V
2
Приложение.
Ток при включване и изключване на верига.
времеконстанта
на веригата
L
R
L
R
t I 1 e L R
R
K
2
1
Ri L
di
i
R
L
R
di
L
dt
dt
i
ln
I
I0
di
0
I dt
e
R
L
R
R
L
t
I I 0e
R
L
t
R
e
R
L
t
t
Енергия на магнитното поле
При изключване на източника на ЕДН,
токът в контура намалява до нула за
интервал от време Δt по закона:
L
R
Заедно с това отслабва магнитното поле,
K
2
I e
R
t
L
R
В
1
Отделената в проводника топлина е за сметка на
енергията на магнитното поле на контура.
Q A
A Ri dt
2
i
L di
A Lidi
R dt
0
A
Lidi I0
Аналогия:
2
LI 0
Em 2
Ek mv
2
2
LI
2
2
енергия на магнитното поле
I ~ v
L m
Индуктивността е количествена характеристика на
инертността на намотката, аналогично на масата.
Тя определя количеството магнитна енергия, което може да се запаси в дадена намотка.
L r 0n V
2
m r 0n
2
I
2
2
магнитна енергия,
запасена в намотката
плътност на енергията
в намотката
Em m LI
2
2
B
2
2 r 0
B
2
2 r 0
r 0 H
V
2
BH
2
2
Аналогия:
електрична енергия,
запасена в кондензатора
е r0Е
2
2
Ee CU
2
2
r0E
2
V
2
2
2
плътност на енергията в
r0E
D
ED
e кондензатора
2
2 r0
2
Механична
кинетична
енергия
Ek mv
2
v~ I
m L
2
Механична
потенциална
енергия
EР Аналогия:
kx
2
2
Аналогия:
Енергия на
магнитно поле
Em LI
1
C
2
Em 2
Енергия на
електрично поле
x Q
k Ee Магнитна енергия
на намотка
Q
2
2 r 0
V
Електрична енергия
на кондензатор
2
2C
B
Ee D
2
2 r0
V
Документ
Категория
Презентации по физике
Просмотров
56
Размер файла
691 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа