Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

експерименти Фарадей

електромагнитна индукция

Currents при отварянето и затварянето на веригата

индуктивност

бобина индуктивност

индуктивност контур

Ротация на рамката в магнитното поле

правило на Ленц

индукция ток

Електромагнитна индукция едн

Магнитен поток

Законът на електромагнитната индукция

Основните свойства на индуцирания ток

експерименти Фарадей

Феноменът на електромагнитната индукция

електромагнитна индукция

Лекция номер 15

Физика и биомедицинско инженерство

"Одобрен" _________________ началник отдел SI Sharapov "____" ___________ 2010

раздел "Електричество и магнетизъм"

курс "Физика"

LP за специалитети, SP, FM, HT

(2 семестър на обучение)

Вихрови токове (Фуко течения)

Съставител: _____________ Eremeyev BN

Липецк - 2010

15.1. Феноменът на електромагнитната индукция

Експеримент 1

В намотка е свързан с галванометър. Ако соленоид ход в (или натискане) постоянен магнит в изготвянето точки (или изваждане) се наблюдава отклонение галванометър, т.е. индуцирано едн в соленоида.

Стрелката на отклонението на и се оттегли на изчакване обратното. Ако постоянният магнит е разположена така, че полюсите са обърнати, и

стрелка посока отклонение е обърната.

Отклонението на игла галванометър е по-голяма, толкова по-голяма скорост на магнита по отношение на соленоида. Същият ефект ще бъде, ако постоянният магнит е фиксиран да напусне и да се премести спрямо му намотка.

Експеримент 2

А соленоид (К 1) е свързан към източник на ток. Друг соленоид (К 2), свързан с галванометър. Деформация галванометър наблюдавани точки или изключване на тока по време на или увеличаване или намаляване, когато се движат бобини спрямо друга.

Когато включите и изключите показалецът се отклонява в различни посоки, т.е. знак на индуцирано напрежение в тези случаи е по-различно. Същият ефект - в указания бобината K2 EMF различни признаци - се наблюдава при увеличаване или намаляване на тока в бобината K 1: при приближаване или премахване на намотките.

Феноменът на електромагнитната индукция е открит в експериментите на Фарадей. Тя се състои в това, че:

в затворен провеждане верига при смяна на индукция potokamagnitnoy обхванати от тази верига, електрически ток, се нарича индукция.

Основните свойства на индуцирания ток:

1. ток индукция възниква, когато има промяна в съчетание с контура на потока на магнитната индукция.

2. Силата на индуциран ток е независим от магнитния поток се променя, и определя само от скоростта на промяна.



3. Откриването на електромагнитната индукция феномен:

§ показва връзката между областта на електрически и магнитни;

§ предложен метод polucheniyaelektricheskogo ток с помощта на магнитно поле.

15.2. Законът на електромагнитната индукция (закон на Фарадей)

Обобщаване на резултатите от експериментите, Фарадей показва, че когато има промяна в комбинация с контура на потока на магнитна индукция, индукционен ток се генерира във веригата.

Възникване на индуцирания ток показва, електродвижеща сила във веригата. Това се нарича EMF EMF електромагнитна индукция.

Закон на Фарадей:

EMF електромагнитната индукция в течение числено равни и противоположни по знак за степента на промяна на магнитния поток през повърхността, ограничена от този контур:

EMF индукция:


(Магнитен поток)

където α - ъгълът между магнитната индукция B и нормалната N на контура на областта.

възниква електромагнитна индукция електродвижеща сила, когато всяка промяна на магнитния поток с течение на времето. Така индукция EMF появява като промяна на индукция, линия площ S, и при ъгъл а. Предизвикано EMF - първото производно на магнитния поток във времето:

За затворен контур магнитен поток F е не друг, а поток връзка секретност на контура , Затова закон на Фарадей се често в писмена форма

Ако веригата е затворена, след това започва да тече електрически, така наречените

индукция ток:

където R - съпротивление на веригата.

Токът произтича от промяната в магнитния поток. индуциран ток посока се определя от правилото на Ленц:

правило на Ленц

Токът на индукция е винаги такава посока, че е създаден този ток поток предотвратява промяната на магнитния поток, която е предизвикала този ток. Токът е с посока за да се предотврати причината, че го е причинило.

EMF електромагнитна индукция, изразена във волта:

15.3. Ротация на рамката в магнитното поле

Електромагнитна индукция явление се използва за преобразуване на механичната енергия в електрически ток. За тази цел, генератори, чиято работа от примера на плоска конструкция, въртящи се в хомогенна (B = конст) магнитно поле.

Да приемем, че рамката се върти в магнитното поле на ъглова скорост ω така че ъгъла а е равно на : ,

В този случай, на магнитния поток и индуцирана едн:


С еднакво въртене на рамката по еднакъв магнитно поле, настъпва променлива едн варира хармонично. Следователно рамката, която се върти в магнитно поле, се превръща в източник на променлив ток.

Процесът на преобразуване на механична енергия в електрическа обратимо. Ако за един кадър поставен в магнитно поле, електрически ток тече, след това тя ще действа на въртящия момент

или където

и рамката ще се завърти.

Тя се основава на този принцип на мотора.

15.4. Вихрови токове (Фуко течения)

Индукция ток настъпва не само в линейни проводници, но също така и в по-голямата част твърди проводници поставят в магнитно поле. Тези течения са затворени в дебелината на проводник и се наричат вихрови токове или Фуко.

Вихрови токове също са обект на правилото на Ленц: тяхното магнитно поле е насочено по такъв начин да се противодейства на изменението на магнитния поток индуцира вихрови токове. Затова масивни проводници са спирани в магнитно поле.

Освен това, вихрови токове предизвикват бързо нагряване проводници. В електрически превозни средства, с цел да се сведе до минимум влиянието на вихровите токове, ядрата на трансформатори и магнитни вериги на електрически машини, събрани от тънки плочи, изолирани един от друг със специален лак или скала.

Joule топлината, генерирана от токовете на Фуко се използва в индукционни пещи за топене, домакинство микровълнови - фурни.

Взаимодействие на вихровите токове с висока честота на магнитното поле води до неравномерно разпределение на магнитен поток по протежение на напречното сечение на магнитни вериги - обем на изместване на магнитния поток в повърхностната част на проводника. Това явление се нарича магнитна кожата ефект.

Вихрови токове се появят в проводник, през който протича променлив ток, което води до неравномерно разпределение на напречното сечение на проводника - изместването на високи токове в почти повърхностната част на проводника. Това явление се нарича електрически ефект на кожата.

15.5. индуктивност контур

Електрическият ток, протичащ в затворена верига, създава около себе си магнитна индукция област, които според Biot-Savart-Лаплас пропорционална на ток. Следователно, в съчетание с контура на магнитен поток пропорционално на тока във веригата:

,

където коефициентът на пропорционалност Тя се нарича индуктивен контур.

Пример:

Индуктивност на дълъг соленоид

Електромагнитен Flux (общо магнитен поток през серпентината):

от:


Където: N - броя на навивките, конвектори,

- Нейната дължина,

S - площ,

- Обемът на соленоида,

μ - магнитна проницаемост на сърцевината.

- Linear ликвидация бобини плътност.

Индукция верига обикновено зависи само от геометрията на веригата, размера и магнитната проницаемост на средата, в която се намира.

В този смисъл, по линия индуктивност - капацитет аналог изолиран проводник, който също зависи от формата на проводника, неговите размери и диелектрична константа на средата.

Индукция Unit - Хенри (Н): 1Gn - индуктивност на веригата, а магнитен поток, който е самостоятелно индуктивност на ток от 1А е 1V6 (1Gn 1Vb = / A = 1B-C / A).

15.6. индуктивност

Когато всяка промяна се случва, EMF индукция магнитен поток. Да приемем, че има един индуктор чрез който електрически ток потоци. Според формула в този случай, в бобината създава магнитен поток ,

Ако контур не се деформира и магнитната проницаемост на средата не се променя, тогава и самоиндукция ЕМП:

,

когато знакът минус заради правило на Ленц показва, че наличието на индуктивност в токовия контур води до бавно промени в него.

Ако настоящите увеличава с времето, след това Т.е. самостоятелно индуктивност ток е насочена към ток, причинени от външен източник, и забавя растежа.

Ако токът намалява с времето, за Т.е. самоиндукция ток има същата посока като низходящ ток във веригата, и забавя неговото намаляване.

По този начин, веригата, имащи известна индуктивност електрически придобива "инертност".

15.7. Currents при отварянето и затварянето на веригата

Когато се появи някаква промяна в текущата провеждане верига самоиндукция EMF, което води до допълнителни токове верига се случи, допълнителни наречените самостоятелно индукционни токове.

Откриване:

Нека съпротива верига R и индуктивност L от външен едн ξ тече DC


По време Т = 0, изключете източника на захранване. Има самостоятелна индукция EMF

предотвратяване намаляване на ток. Токът във веригата се определя от закона на Ом


или

Разделете променливи и да се интегрират по отношение на I (от I 0 до I) и т (от 0 до т):

(Крива 1, като се започне от горе до долу)


или

където - времето константа,

нарича време за релаксация - времето, през което токът се намалява с коефициент напр.

По този начин, когато изключвате захранващия ток в една верига, съдържаща индуктивност намалява експоненциално (но не мигновено).

Ние се оцени стойността на самоиндукция EMF в миг увеличаване на съпротивлението на R 0 до R (R >> R 0 на почивката на веригата). Ние отчитаме, че ,

където

Ясно е, че внезапното отваряне на веригата (R >> R 0) самоиндукция EMF ξ S може да бъде много пъти по-висока от pitaniyaξ EMF, че може да доведе до повреда на изолация и повреди на оборудването.

Следователно фактът на бронята си напълно в действие към момента на изключване не гарантира неговата пълна функционалност при завиване.

На практика, използваните мерки за намаляване на самоиндукция електродвижеща сила в момента на изключване апарат (за отвеждане, заземяване плъзгащи кондензатори, и т.н.).

ВЕРИГА:

Със затварянето на веригата в допълнение към външния електродвижеща сила (EMF мощност) има самостоятелна индукция ЕМП: Което пречи на увеличението на тока.

Според закона на Ом:

Решението на това уравнение ще бъде: (линия 2).


По този начин, когато текущата източник на ток във верига, съдържащ индуктивност увеличава експоненциално (но не мигновено).

_____________________________

Край на лекция 15

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| експерименти Фарадей

; Дата: 01.15.2014; ; Прегледи: 834; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.22
Page генерирана за 0.06 секунди.