Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Магнітне поле, електромагнітна індукція

Навколо зарядів, що рухаються, виникає магнітне поле, яке діє на провідник зі струмом, або заряд. Сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом, називають силою Ампера. Сила Ампера в однорідному магнітному полі дорівнює F_A = BI sin a, де B – індукція магнітного поля, силова характеристика цього поля, - довжина провідника з силою струму I в цьому провіднику, a - кут між напрямом струму і індукцією магнітного поля.

Наведена формула – це математичний запис закону Ампера, з якого можна дати означення індукції магнітного поля.

Індукція магнітного поля, що створюється струмом I при проходженні по нескінченно довгому провіднику, в точці, розташованій на найкоротшій відстані r₀ від цього провідника, чисельно дорівнює

В=

де μ – магнітна проникність середовища, μ₀ = 4π×10^-7 Гн/м – магнітна стала.

Сила, що діє на заряд q, що рухається у магнітному полі індукцією В зі швидкістю J, називається силою Лоренца. ЇЇ чисельне значення дорівнює:

F_л = q ВJ sina, де a - кут між векторами і .

Якщо a= , то частинка з зарядом q рухається по коловій орбіті, радіус якої дорівнює R = ,

Період обертання частинки по колу

Т = q , де m – маса частинки.

Число силових ліній індукції однорідного магнітного поля, що перетинає деяку площадку, перпендикулярну до силових ліній, називають магнітним потоком: Ф = В×S cos a, де a - кут між вектором і нормаллю до площадки.

Магнітний потік вимірюється у веберах 1 Вб= 1Тл ×1м².

Під дією сили Ампера провідник зі струмом I переміщується у магнітному полі, отже робота по переміщенню провідника зі струмом у магнітному полі дорівнює добутку сили струму у провіднику на зміну магнітного потоку через площу, яку описує провідник при його
русі: ΔА = I ΔФ

У просторі, де існує змінне магнітне поле виникає вихрове електричне поле, а тому в замкненому контурі, що вміщений у це поле, виникає ЕРС індукції, величина і напрямок якої визначається законом Фарадея:

ε_і = - ,

де ΔФ – зміна магнітного потоку через поверхню, обмежену контуром, за час Δt . Знак (-) вказує на напрямок індукційного струму.

Частковим випадком електромагнітної індукції є явище самоіндукції – явище виникнення у провідному контурі ЕРС при зміні сили струму в цьому контурі. ЕРС самоіндукції обчислюється за формулою

ε_сі = - L , де L – індуктивність контура, - швидкість зміни сили струму у контурі.

Індуктивність контура – фізична величина, що чисельно дорівнює власному магнітному потоку контура при одиничній силі струму в ньому, вимірюється в генрі (Гн): [L] = Гн = .

Енергія магнітного поля струму – це величина, чисельно рівна роботі, що витрачається на подолання ЕРС самоіндукції при створенні цього струму:

W_м= ,

де L – індуктивність контура, I – сила струму в контурі.

Контур, що складається з послідовно з’єднаного конденсатора С, котушки індуктивності L, називають ідеальним. В коливальному контуріза гармонічним законом змінюється заряд на пластинах конденсатора, наприклад q = q₀ sin (ώ₀t + φ),

де q₀– амплітуда (максимальне) значення заряду на обкладках конденсатора, ώ₀– циклічна частота електромагнітних коливань: ώ₀= ,
φ – початкова фаза.

Період вільних незатухаючих коливань в електромагнітному контурі визначається за формулою Томсона

Т = 2π

При цьому сила струму в контурі змінюється за законом

I= =ώ₀q₀ cos (ώ₀t + φ) = ώ₀q₀ sin (ώ₀t + φ+ ), ώ₀q_{0 =}I₀амплітуда сили струму, а напруга на пластинах конденсатора - U_c = sin(ώ₀t + φ).

В ідеальному коливальному контурі максимальна енергія електричного поля конденсатора дорівнює максимальній енергії магнітного поля, тобто

В реальному коливальному контурі відбувається втрата енергії електричного поля на нагрівання провідника, а тому для отримання в такому контурі незатухаючих коливань ці втрати компенсують дією зовнішньої ЕРС, яка змінюється за гармонічним законом, наприклад

ε_з = ε₀cos Ωt ,

де Ω – циклічна частота зовнішньої ЕРС, ε₀ – її амплітуда. В такому контурі сила струму змінюється за гармонічним законом I= I₀ cos (Ωt + φ),

де I₀- амплітуда сили струму.

I₀=

Z = -повний опір кола, R – активний опір, R_L = ΩL – опір котушки змінному струму, R_с= - опір конденсатора змінному струму. R_Lі R_с називають реактивними опорами, φ – зсув фаз між силою струму і зовнішньою ЕРС.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Електричний струм у різних середовищах	\|	Приклади розв’язування задач

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.