Магнитный поток – формула, определение, правило
3.9
Средняя оценка: 3.9
Всего получено оценок: 104.
3.9
Средняя оценка: 3.9
Всего получено оценок: 104.
Для количественного описания явления электромагнитной индукции необходимо введение понятия магнитного потока. Рассмотрим эту тему подробнее.
Проводящая рамка в магнитном поле
Явление электромагнитной индукции состоит в том, что при изменении поля, пронизывающего проводящую рамку или катушку, в ней возникает электродвижущая сила (ЭДС):
Рис. 1. Электромагнитная индукция, опыт Фарадея.Энергия используемого в этом опыте магнитного поля характеризуется магнитной индукцией. Однако, при попытке описать наблюдаемое явление выяснилось, что одной этой величины мало.
Если выписать в таблицу значения ЭДС, наводимые магнитным полем, имеющим одну и ту же плотность магнитных линий, в разных условиях, то окажется, что ЭДС, возникающая в квадратной рамке, имеет гораздо большее значение, чем ЭДС в длинной узкой рамке (при одном периметре).
Причиной этого оказался разный «охват поля» рамкой. Площадь длинной узкой рамки невелика, она «охватывает» малое «количество поля», и ЭДС в ней также мала. У квадратной рамки площадь при одинаковом периметре больше, а у круглого витка – она наибольшая, в результате рамка «охватывает» большее «количество поля», и ЭДС в такой рамке тоже получается больше.
Не менее важной оказалась ориентация рамки по отношению к направлению магнитного поля. Наибольшая ЭДС возникает, если проводящая рамка перпендикулярна линиям магнитной индукции. Если плоскость рамки параллельна этим линиям – то независимо от ее площади и силы магнитного поля ЭДС в рамке не возникнет.
Понятие магнитного потока
Таким образом, для описания явления электромагнитной индукции было введено понятие «магнитный поток», характеризующее «охват поля» рамкой. В этом понятии объединяются все величины, от которых зависит наведенная в рамке ЭДС – индукция поля, площадь и ориентация рамки.
2×cos\alpha$$,
то есть, магнитный поток 1 Вебер – это магнитный поток, проходящий через рамку площадью 1 квадратный метр, которая ориентирована перпендикулярно линиям однородного магнитного поля с индукцией 1Тесла.
Рис. 3. Магнитный поток зависит от…Для понимания термина «магнитный поток» можно представить аналогию с обычным водяным потоком. Водяной поток, как правило, зависит от напора воды (аналог индукции) и площади сечения трубы (аналог площади рамки), а поскольку вода, в отличие от магнитного поля, всегда заключена внутрь трубы, то водяной поток всегда ориентирован поперек сечения трубы, и значение косинуса в формуле всегда равно единице.
Что мы узнали?
Для описания явления электромагнитной индукции в проводящем контуре необходимо учесть индукцию магнитного поля, «охват» поля контуром и ориентацию контура. Все эти факторы объединяются в понятии «магнитный поток». Изменение магнитного потока приводит к возникновению ЭДС в контуре. Постоянный магнитный поток ЭДС не вызывает.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Пока никого нет. Будьте первым!
Оценка доклада
3.9
Средняя оценка: 3.9
Всего получено оценок: 104.
А какая ваша оценка?
Помогите решить / разобраться (Ф)
Сообщения без ответов | Активные темы | Избранное
| Ms-dos4 |
| |||
25/02/08 |
| |||
| ||||
Задача №22.18| BISHA |
| |||
08/01/09 |
| |||
| ||||
| Munin |
| |||
30/01/06 |
| |||
| ||||
| Ms-dos4 |
| |||
25/02/08 |
| |||
| ||||
| Показать сообщения за: Все сообщения1 день7 дней2 недели1 месяц3 месяца6 месяцев1 год Поле сортировки АвторВремя размещенияЗаголовокпо возрастаниюпо убыванию |
| Страница 1 из 1 | [ Сообщений: 4 ] |
Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы
Кто сейчас на конференции |
Сейчас этот форум просматривают: Bing [bot] |
| Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения |
| Найти: |
Вопрос Видео: Решение величины электродвижущей силы, индуцированной в катушке
Стенограмма видео
Проводящая катушка радиусом 2,5 сантиметра имеет 150 витков.
Катушка движется перпендикулярно магнитному полю, которое становится сильнее со скоростью 1,8 мТл в секунду. Найдите величину электродвижущей силы, индуцируемой в катушке. Дайте ответ в милливольтах с точностью до двух знаков после запятой.
Предположим, что это наша катушка, в которой на самом деле намного больше витков, чем показано здесь. Нам говорят, что эта катушка движется перпендикулярно магнитному полю, и это поле со временем становится сильнее. Скорость изменения напряженности поля, которую мы назовем Δ𝐵, деленной на Δ𝑡, равна положительным 1,8 миллитесла в секунду. За каждую прошедшую тогда секунду магнитуда поля увеличивается на 1,8 миллитесла. Это изменение напряженности магнитного поля за счет витков катушки индуцирует ЭДС в катушке. Это происходит по закону Фарадея. Этот закон гласит, что ЭДС, индуцируемая в некотором проводнике, обозначим ее греческой буквой ε, равна отрицательному числу витков 𝑁 в проводнике, умноженному на изменение магнитного потока через проводник ΔΦ sub 𝐵 за время Δ𝑡 во время которого происходит это изменение потока.
Отметим также, что магнитный поток Φ sub 𝐵 сам по себе равен напряженности магнитного поля 𝐵, умноженной на площадь 𝐴, подвергающуюся воздействию этого поля. Это означает, что мы можем написать ΔΦ sub 𝐵, которое появляется в законе Фарадея как Δ количество 𝐵, умноженное на 𝐴. И затем в нашем конкретном сценарии мы отмечаем, что площадь поперечного сечения, подверженная воздействию нашего магнитного поля, не меняется. Поле всегда перпендикулярно виткам катушки. С другой стороны, как мы видели, напряженность магнитного поля 𝐵 действительно меняется со временем. Поскольку в нашем сценарии 𝐵 меняется, а 𝐴 нет, мы можем переписать Δ количество 𝐵, умноженное на 𝐴, как Δ𝐵, умноженное на 𝐴.
Давайте вспомним, что мы хотим найти значение ЭДС, индуцированной в катушке. Применяя закон Фарадея, мы можем написать, что величина ε, величина индуцируемой ЭДС, равна числу витков в катушке, умноженному на ΔΦ sub 𝐵 над Δ𝑡, где ΔΦ sub 𝐵, как мы видели, может быть записано как Δ𝐵 раз 𝐴.
Обратите внимание, что теперь в правой части этого выражения у нас есть Δ𝐵, деленное на Δ𝑡. Это, как мы видели, равно 1,8 миллитесла в секунду. Мы также знаем из нашей постановки задачи, что количество витков в нашей катушке 𝑁 равно 150. Наконец, мы хотим знать площадь поперечного сечения 𝐴 в одном витке нашей катушки, который подвергается воздействию магнитного поля.
Поскольку катушка ориентирована перпендикулярно магнитному полю, эта площадь будет просто равна площади одного из витков нашей катушки. Напомним, что в общем случае площадь круга равна 𝜋, умноженному на радиус этого круга в квадрате. Наша катушка, как мы знаем, имеет радиус 2,5 сантиметра. Прежде чем мы вычислим величину ε, давайте рассмотрим единицы в этом выражении. Стандартной практикой является преобразование единиц измерения в базовые единицы СИ перед выполнением расчетов, где это возможно. Это означало бы конвертировать миллитесла в тесла и сантиметры в метры.
Однако давайте вспомним, что в этой конкретной ситуации мы хотим дать ответ в милливольтах.
Это означает, что если мы не будем конвертировать нашу напряженность магнитного поля, а вместо этого оставим ее в миллитеслах, продолжая конвертировать наши единицы сантиметров в метры, то число, которое мы вычислим для нашего окончательного ответа, уже будет в милливольтах. Итак, оставив наши единицы миллитесла такими, какие они есть, мы вспомним, что один сантиметр равен 10 минус две или одна сотая метра. Следовательно, 2,5 сантиметра равняется 2,5 умножить на 10 минус два метра. И кстати, это тоже равно 0,025 метра.
Если мы теперь продолжим наш расчет величины ε, как мы сказали, мы получим результат в милливольтах. Когда мы вычисляем этот результат и округляем его до двух знаков после запятой, получается 0,53 милливольта. Это величина электродвижущей силы, индуцируемой в катушке.
Physics4Kids.com: Электричество и магнетизм: Закон Фарадея
Закон индукции Фарадея является одним из важных понятий электричества. В нем рассматривается, как изменение магнитных полей может вызвать протекание тока в проводах.
По сути, это формула/концепция, описывающая, как разность потенциалов ( разница напряжения ) создается и сколько создается. Это огромная концепция, чтобы понять, что изменение магнитного поля может создать напряжение.
Майкл Фарадей был английским физиком, работавшим в начале 1800-х годов. Он работал с другим ученым по имени сэр Хамфри Дэви . Большое открытие Фарадея произошло в 1831 году, когда он обнаружил, что при изменении магнитного поля можно создать электрический ток. Он много работал с электричеством, например, делал генераторы и экспериментировал с электрохимией и электролизом.
Эксперименты Фарадея начались с магнитных полей, которые оставались неизменными. Эта установка не индуцировала ток . Только когда он начал изменять магнитные поля, ток и напряжение были индуцированы (созданны). Он обнаружил, что изменения магнитного поля и размера поля связаны с величиной создаваемого тока.
Ученые также используют термин магнитный поток . Магнитный поток — это величина, равная силе магнитного поля, умноженной на площадь поверхности устройства.
Вам придется пересмотреть свои греческие буквы, когда вы запомните настоящую формулу. Вот основы…
E=дБ/dt
«E» — это значение индуцированного напряжения (старое название напряжения было «Электродвижущая сила» или ЭДС. Это буква «E» в уравнении). Изменение времени для эксперимента «dt». Время измеряется в секундах. Наконец, «дБ» означает изменение магнитного потока. Магнитный поток представляет собой силовые линии магнитного поля. Поток равен BA, где B — напряженность магнитного поля, а A — площадь. Эта формула немного сложнее, чем те, которые вы, возможно, видели раньше.
По-английски: величина создаваемого напряжения равна изменению магнитного потока, деленному на изменение во времени. Чем больше изменение магнитного поля, тем больше напряжение.
