Site Loader

Содержание

Теория электромагнитного поля — презентация онлайн

2. Открытие

В 1831г. английский физик М.
Фарадей экспериментально
обнаружил явление
Электромагнитной индукции и дал
его математическое описание.
В 1864г. Дж. Максвелл создаёт теорию
электромагнитного поля, согласно которой
электрическое и магнитное поля
существуют как взаимосвязанные
составляющие единого целого —
электромагнитного поля. Благодаря теории
Максвеллу, эл. поле было предсказано за 22
года до открытия.

3. Теория Электромагнитного поля

В 1865 году Максвелл теоретически доказал что,
всякое изменение переменного магнитного
поля приводит к возникновению
переменного электрического поля, а всякое
изменение со временем электрического
поля, порождает переменное магнитное
поле.

4. Образование Электромагнитного поля

Электромагнитное поле образуется благодаря
переменному электрическому полю и
переменному магнитному полю.

Ускоренно движущиеся электрические заряды,
служат источником электромагнитному
полю.

5. Трактовка закона электромагнитной индукции

Максвелл ввел в физику понятие вихревого электрического поля и
предложил новую трактовку закона электромагнитной индукции,
открытой Фарадеем в 1831 г.:
Всякое изменение магнитного поля
порождает в окружающем пространстве
вихревое электрическое поле, силовые
линии которого замкнуты.
Максвелл высказал гипотезу о существовании и обратного
процесса:
Изменяющееся во времени электрическое
поле порождает в окружающем
пространстве магнитное поле.

6. Взаимное превращение электрического и магнитного полей.

Закон
электромагнитной
индукции в
трактовке
Максвелла.
Гипотеза
Максвелла.
Изменяющееся
электрическое
поле порождает
магнитное поле.

7. Вихревое электрическое поле

Оно создаётся, если электрические заряды
движутся с ускорением, например колеблются, то
создаваемое ими электрическое поле
периодически меняется.
Вихревое поле имеет замкнутые силовые линии,
это отличает его от электростатистического
поля.
Источниками Электромагнитного поля в
быту являются: СВЧ-печи, мобильные
телефоны, теле-радиовещание.

электромагнитная индукция

 

 

Электромагнитная индукция

В провинциальной деревушке, «Ньюингтонские полигоны», 22 сентября 1791 года родился Фарадей. Отец — кузнец, мать – горничная, образование – самое что ни на есть заурядное — начальные навыки чтения, письма и арифметики, полученные в обычной дневной школе. Тем не менее, Майкл Фарадей решил посвятить себя науке.

Работая рассыльным, а затем подмастерьем переплетчика в книжном магазине он имеет возможность держать в руках тысячи книг, и не только держать, но и читать. Среди этих книг были те, которые его поразили и определили его судьбу, это «Британская энциклопедия», «Беседы о химии», а также «Письма о разных физических и философских материях, писанных к некоторой немецкой принцессе» русского академика Леонарда Эйлера.

Первые две были проработаны от корки до корки, ни осталось ни одного из описанных опытов, который он собственноручно не проделал. Последняя же, во многом определила его мироощущение – Эйлер, как и Ломоносов, были сторонниками близкодействия электрических сил, стояли на позициях единства и взаимосвязи всех явлений природы. Позже именно Фарадею предстояло начать утверждение именно этих постулатов.

В 1921 году Фарадей решает осуществить опыт, о котором в его присутствии говорили Дэви и Волластон, речь шла о том, что проволока, через которую пропущен ток, как будто должна под действием магнита вращаться вокруг своей оси. В самом указании на возможность электромагнитного вращения нового ничего не было – о нем говорил еще Ампер. Но идея эксперимента была новой.

Посреди серебряной чашечки, заполненной ртутью, на торце, стоял брусковый магнит.

В ртути плавала пробка, проткнутая медной проволокой, проволока укреплялась над магнитом и могла свободно перемещаться вокруг него. Один полюс вольтова столба подсоединялся к верхнему концу проволоки, другой, к серебряной чашечке, цепь замыкалась, и по проволоке мог протекать ток. История сохранила память об этом вечере, впервые человек увидел движение, движение равномерное, постоянное, непрерывное; движение, созданное неощутимым взаимодействием великих сил – электричества и магнетизма. В чашечке с ртутью вращалась легчайшая проволочка – первый электродвигатель, прообраз будущих исполинов, начало новой эры.

В своем дневнике в 1823г. Фарадей делает запись «Обратить магнетизм в электричество». В течение восьми лет идет работа над этой задачей, и в 1931 происходит открытие электромагнитной индукции.

Идея обратить магнетизм в электричество владела не только Фарадеем, но самим Ампером. Схожими были не только идеи, но и экспериментальные установки, оба пытались получить электричество, помещая магнитный сердечник в проволочную катушку, разница казалось, была незначительной – у Фарадея был помощник, а у Ампера – нет.

Дело в том, чтобы избежать нежелательных помех, и Ампер и Фарадей размещали катушку с сердечником в одной комнате, а гальванометр, регистрирующий ток, в другой. Ампер сначала вдвигал сердечник, а потом следовал в соседнюю комнату посмотреть, не появился ли ток, и обнаруживал полное его отсутствие.

Когда же в катушку вдвигал сердечник Фарадей, его ассистент, находясь в другой комнате, заметил отклонение стрелки, после того как сердечник переставал перемещаться, ток прекращался.

В этом то и была вся соль, ток возникал только при относительном перемещении сердечника и катушки.

В попытках объяснить это явление, Фарадей высказывает положение об особом состоянии материи вокруг магнита, или проводника с током — «электротоническом», т.е. электровозбужденном. Это состояние можно обнаружить в проводнике только при его изменении (движении, вращении, расширении), по возникновению в нем электрических индукционных токов. Индукционные токи также можно изменять, если проводник приближать или удалять от магнита, при этом электротоническое состояние либо усиливается, либо ослабляется.

Наряду с понятием магнитных силовых линий (являющимися для него тогда, только наглядным представлением, вычерчиваемым железными опилками) он использует представление электрических силовых линий «линий индуктивной силы» — в современном представлении – линии электрического смещения. Он широко использует их при рассмотрении электрического поля, говорит об их густоте, о том, что они стремятся отталкиваться и т.д., правда оговаривается тем, что не придает им какого-либо физического смысла, рассматривая их как воображаемые.

Позже, излагая свои взгляды на природу материи, он пишет о реальности силовых линий, “Материя состоит из ядер или центров, связанных между собой силовыми линиями (линии тяготения, линии индукции (электрические силовые линии), магнитные, и возможно, другие”).

С помощью силовых магнитных линий он описывает магнитное поле: направление этих линий определяет направление магнитных сил, действующих в магнитном поле, их густота – величину этих сил и т.д. Индукционный ток, считает он, возникает в том случае, когда проводник пересекает магнитные силовые линии, при этом величина этого тока определяется числом пересекаемых магнитных силовых линий за единицу времени.

В 1845г. Фарадей открывает явление вращения плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея) и вскоре диамагнетизм. Эти открытия для Фарадея не были неожиданными т.к. он давно искал подтверждение идеи взаимопревращаемости сил и единой природе электрических, магнитных и световых явлений. Еще в 1832г. Фарадей пишет письмо, которое отдается на хранение в архив Королевского общества. В нем он указывает гипотезу об электромагнитной теории света. Он указывает на то, что к распространению магнитных воздействий (а также электрической индукции) возможно, применить теорию распространения колебаний, это также может быть наиболее вероятным объяснением световых явлений. Это письмо было найдено спустя сто лет в 1932г.

Экспериментальные открытия Фарадея были, конечно, хорошо известны, и он еще при жизни приобрел огромный авторитет и славу, однако к его теоретическим взглядам современники, в лучшем случае, оставались безразличны. Первым обратил на них серьезное внимание Максвелл, он воспринял эти представления и построил теорию электромагнитного поля.

 

Основные положения электромагнитной теории Максвелла.

Электротехника Основные положения электромагнитной теории Максвелла.

просмотров — 372

Электромагнитные волны

Электромагнитное поле.

Тема 14.

В терапии, диагностики и лабораторных исследованиях широко используются электромагнитные волны, в связи с этим возникает крайне важность изучения природы и действия на организм электромагнитных волн.

В колебательном контуре электрическая энергия конденсатора переходит в энергию магнитного поля катушки. Максвелл обобщил это явление электромагнитной индукции и развил теорию электромагнитного поля.

1-е положение: Изменение напряженности магнитного поля в какой-либо точке пространства вызывает появление в смежных точках вихревого электрического поля, силовые линии, которого охватывают линии магнитного поля и расположены в плоскостях, перпендикулярных линиям (рис. 14.1).

Рис. 14.1

Градиент напряженности возникшего электрического поля определяется как

,

где относительная магнитная проницаемость среды, магнитная постоянная.

Чтобы определить направление линий напряженности электрического поля, вводят характеристику электрического поля

2-е положение: Изменение напряженности электрического поля в какой-либо точке пространства вызывает появление в смежных точках вихревого магнитного поля, силовые линии которого охватывают линии электрического поля и расположены в плоскостях, перпендикулярных линиям (рис.14.2). Градиент магнитного поля определяется как

.

Рис. 14.2.

Вихревое магнитное поле характеризуется вектором . В случае если , то направлен вдоль линий , если , то направлен против линий .


Читайте также


  • — Основные положения электромагнитной теории Максвелла.

    Электромагнитные волны Электромагнитное поле. В колебательном контуре электрическая энергия конденсатора переходит в энергию магнитного поля катушки. Максвелл обобщил это явление электромагнитной индукции и развил теорию электромагнитного поля. Мы рассмотрим… [читать подробенее]


  • — Основные положения электромагнитной теории Максвелла.

    Электромагнитные волны Электромагнитное поле. Тема 14.В терапии, диагностики и лабораторных исследованиях широко используются электромагнитные волны, поэтому возникает необходимость изучения природы и действия на организм электромагнитных волн.В колебательном… [читать подробенее]


  • — Основные положения электромагнитной теории Максвелла. Электромагнитная индукция. Опыт Фарадея.

    Теория электромагнитного поля Максвелла (записать в тетрадь полностью, так как это будет ответом на 1 из экзаменационных вопросов) Это последовательная теория единого электромагнитного поля, создаваемого произвольной системой зарядов и токов. В ней решается основная… [читать подробенее]


  • Электромагнитная индукция

    Элементарным магнитным потоком через физически малый элемент поверхности площадью называется скалярное произведение вектора индукции магнитного поля на вектор нормали к данному элементу поверхности и на площадь dS:

    Магнитным потоком ФB через поверхность площадью S называется сумма всех элементарных потоков через все элементы этой поверхности (интеграл по поверхности):

    Анализируя свойства интеграла в правой части данного соотношения, можем получить условия, когда для определения потока не требуется интегрирование.

    Простейший вариант: потока нет, если

    1) магнитное поле равно нулю, или
    2) вектор магнитной индукции направлен по касательной к поверхности в любой ее точке ().

    Второй вариант: поток есть произведение индукции на площадь (т. е. , если . В частном случае одновременно выполняются два условия: вектор индукции направлен под постоянным углом к нормали и имеет одну и ту же величину в любой точке поверхности.

    Индукцией называется явление возникновения одного поля (например, электрического) при изменении другого поля (например, магнитного). В общем случае циркуляция одного поля пропорциональна быстроте изменения потока второго поля (через поверхность, ограниченную контуром, по которому рассчитана циркуляция).

    Электромагнитной индукцией называется явление возникновения электрического поля при изменении потока магнитного поля.

    Закон ЭМИ: циркуляция электрического поля по замкнутому контуру пропорциональна быстроте изменения потока магнитного поля через поверхность ограниченную контуром по которому рассчитана циркуляция. Математически:

    где знак «–» соответствует «правилу Ленца» (см. учебник).

    В расшифрованном виде

    В результате ЭМИ возникает электрическое поле с ненулевой циркуляцией. Поле с ненулевой циркуляцией называется вихревым.

    Если в таком поле находится проводящее вещество, то в веществе возникает вихревой электрический ток, величина которого пропорциональна напряженности вихревого электрического поля. Такие токи называются токами Фуко.

    Если проводящее вещество имеет форму замкнутого контура (кольца), тогда циркуляция электрического поля в нем по пределению является ЭДС, которая в случае ЭМИ называется ЭДС индукции. Закон ЭМИ для проводящего контура будет выглядеть так:

    Ток, который в этом случае появляется в контуре, называется индукционным.

    Обозначая ЭДС индукции символом инд и используя закон Ома для полной цепи, получим выражение для тока индукции:

                                                                                                                                                  Iинд = инд/R,

    где R – сопротивление контура.

    Если имеется замкнутый контур с переменным током, тогда магнитное поле с изменяющимся потоком создается собственным током в этом контуре, и в соответствии с законом ЭМИ в контуре возникает дополнительная ЭДС, называемая ЭДС самоиндукции.

    Явлением самоиндукции называется возникновение ЭДС индукции (в данном случае самоиндукции) при протекании по самому проводнику переменного тока.

    Закон самоиндукции:

    где L – индуктивность проводника.

    Индукция электромагнитная — Справочник химика 21

        Выполнена ли защита от электромагнитной и электростатической индукции ( 2.8 и 2.10 СН 305-69). [c.360]

        Электромагнитная индукция м высокие потенциалы — результат быстрого изменения силы и направления тока молнии, наводящего большие потенциалы в металлических контурах, трубопроводах или на различного рода металлическом оборудовании по отношению к заземляющим контурам и создающего опасность искрения в ме- [c. 155]


        Достигнуты существенные успехи в решении другой проблемы энергетики — прямого преобразования энергии топлива в электрическую — с помощью метода МГД. В его основе заложен следующий принцип струя плазмы с высокой скоростью пропускается через камеру, в которой поддерживается однородное магнитное поле. В соответствии с законом электромагнитной индукции в струе плазмы возникает электродвижущая сила, величина которой определяется произведением напряженности магнитного поля и скорости струи плазмы. Если в сосуде, где движется струя плазмы, по краям струи помещены электроды, замкнутые на сопротивление, то в струе плазмы перпендикулярно направлению ее движения, а также во внешней цепи течет постоянный электрический ток. При этом кинетическая энергия направленного движения плазмы превращается в работу электрического тока во внешней цепи. Метод МГД не требует для своего осуществления применения громоздких движущихся частей, как это имеет место в генераторах тока тепловых электростанций, и дает высокие коэффициенты полезного действия (достигающие 50—55%). Однако на пути широкого внедрения МГД-генераторов имеется ряд трудностей инженерного характера, которые к настоящему времени полностью еще не преодолены. [c.254]

        Для защиты от электромагнитной индукции между трубопроводами и другими протяженными металлическими предметами (каркас сооружения, оболочка кабеля и т. д.) в местах их взаимного сближения на расстояние 10 см и меньше через каждые 20 м длины следует приваривать или припаивать металлические перемычки для того, чтобы не допускать образования незамкнутых контуров. [c.360]

        В основе первого направления лежит использование МГД-течений в электропроводных жидкостях. Соответствующие устройства подразделяют на кондукционные и индукционные. В кондукционных устройствах электропроводная жидкость (или суспензия) протекает по каналу, располагаемому между полюсами электромагнита. В боковых гранях канала размещены электроды, к которым подводится напряжение от внешнего источника. Возникающие электродинамические силы служат для перемешивания жидких сред. В индукционных устройствах используют переменное магнитное поле, создаваемое обмоткой статора, а жидкость внутри его служит подобием ротора асинхронного двигателя. В результате электромагнитной индукции создается ток и обеспечивается вращательное движение жидкости. Вследствие низкого к. п. д. и больших энергозатрат рассмотренные устройства пока не нашли широкого применения. [c.112]


        Для зданий и сооружений I и II категорий кроме защиты от прямых ударов молнии предусмотрена также защита от электростатической и электромагнитной индукции и от заноса высоких потенциалов через подземные металлические коммуникации. [c.110]

        Для защиты от вторичных воздействий молнии (от электромагнитной и электростатической индукции) достаточно присоединить к заземляющему устройству все металлические конструкции и элементы сооружения, находящиеся как внутри помещений, так и снаружи. При этом здания и сооружения первой категории должны иметь заземляющее устройство с сопротивлением не более 10 Ом, отдельное от заземляющего устройства молниеотводов.[c.155]

        Ясно, что при постоянной величине заряда Q8 значение вектора смещения постоянно. Отношение P Q должно быть мерой индукции. В соответствии с электромагнитной теорией, диэлектрическая проницаемость е, как мера электростатической индукции, определяется отношением свободного заряда Q8 к нескомпенсированному заряду Q8 Р8  [c.315]

        Магнитное поле обнаруживается в пространстве как в форме сил. действующих на элементы тока или магниты, так и в форме ЭДС электромагнитной индукции. [c.100]

        Источниками ЭДС могут быть химические реакции (в батарее), электромагнитная индукция (в генераторе) и др. [c.185]

        Зависимость (55), называемая законом электромагнитной индукции Фарадея, устанавливает п величину, и нанравление ЭДС индукции. [c.191]

        В ряде случаев работу электромагнитных сил представляют в другой форме, которую можно получить, если заменить с помощью (65) плотность тока в скалярном произведении (89) магнитной индукцией [c. 203]

        Здесь I—характерный размер, ро, 7о, /о, —значения плотности жидкости, скорости, плотности тока и магнитной индукции в некоторой характерной точке потока. Если электромагнитная сила записана так, как это сделано в уравнении движения (82а), то в безразмерном виде соответствующий член этого уравнения можно представить в виде [c.204]

        Понятие единичная струйка в магнитной гидрогазодинамике не имеет такого универсального применения, как в обычной газовой динамике, ибо лишь в немногих случаях можно считать неизменными в поперечном сечении струйки величины и направления векторов электрической напряженности и магнитной индукции, а вместе с ними и векторов плотности тока и электромагнитной силы. [c.223]

        Распространение света в веществе с точки зрения классической теории связано с осцилляцией электронов в атомах и молекулах, которую вызывает падающий свет. Электромагнитная волна света, как указывалось, представляет систему двух взаимно перпендикулярных полей электрического и магнитного. Обычно для задачи распространения света в веществе рассматривают только электрическую компоненту электромагнитной волны, так как сила Лоренца, действующая на электрон со стороны магнитного поля, равна е [ухВ], где V —скорость электрона, В —магнитная индукция. Эта сила мала из-за малой величины и/с ( Го=сБо)- [c.175]

        Принципиальная схема прибора для изучения магнитного резонанса (спектрометра магнитного резонанса) представлена на рис. 63. Основные элементы прибора а) магнит, создающий постоянное магнитное поле, величину которого (магнитную индукцию В или напряженность поля Н) можно изменять в некоторых не очень широких пределах между полюсами магнита помещают исследуемый образец б) генератора электромагнитных колебаний определенной частоты, соответствующей типу исследуемых частиц, т. е. удовлетворяющей условию (10.8) в) устройства для регистрации мощности излучения, поглощаемой образцом. Прибор позволяет записать мощность излучения, поглощаемую образцом, как функцию напряженности магнитного поля. Эта функция называется спектром магнитного резонанса. [c.157]

        В спектрометрах магнитного резонанса стремятся применять по возможности более сильные магнитные поля. Поэтому диапазон значения магнитной индукции определяется техническими возможностями создания соответствующих магнитов. Чаще всего используются магниты, создающие поле в несколько единиц тесла. Частоты электромагнитного излучения, при которых наблюдают магнитный резонанс, связанный с электронами и ядрами, отличаются на три порядка в соответствии с различием в величинах ядерного и электронного магнетонов При изучении резонанса на ядрах используемый диапазон частот соответствует ультракоротким радиоволнам (для протонов используемые частоты лежат в пределах 60—360 кГц), для электронов — микроволновому излучению. Эти диапазоны требуют совершенно различной техники. Поэтому, а также в связи с разным характером информации, получаемой при изучении магнитного резонанса на электронах и на ядрах, можно говорить о двух различных методах магнитного резонанса.[c.157]


        Фарадей Майкл (1791—1867) — английский физик и химик, основоположник учения об электромагнитном иоле. Открыл явление электромагнитной индукции. Получил жидкий хлор и некоторые другие газы. Осуществил количественные исследования электролиза. Открыл явления парамагнетизма и диамагнетизма. [c.288]

        Поэтому вещество, содержащее такие частицы и помещенное в постоянное магнитное поле с магнитной индукцией В, поглощает электромагнитное излучение с частотой, удовлетворяющей соотношению [c.39]

        В приборах для изучения магнитного резонанса (спектрометрах магнитного резонанса), как правило, используют источник электромагнитного излучения с фиксированной частотой излучения и магнит, позволяющий в известных пределах изменять магнитную индукцию внешнего магнитного ноля, в которое помещен исследуемый образец. [c.39]

        Это важное явление объясняется возникновением вихревого электрического поля электромагнитной индукции. Рассмотрим проводник с переменным током, и пусть в данный момент времени [c.354]

        В заключение следует упомянуть об еще одном нелинейном эффекте — ударных электромагнитных волнах [20]. Этот эффект не связан с резонансными явлениями, однако имеет прямое отношение к линиям передач, содержащим ферриты, сегнетоэлектрики, р—/г-переходы. Связь между индукциями и полями в этих средах в силу зависимости проницаемости и проводимости от величины поля (см. главы V, VI) является нелинейной уже при сравнительно небольших изменениях полей. В связи с этим Б профиле электромагнитных волн, распространяющихся в линиях передачи с заполнителем из нелинейной среды, появляются разрывы, т. 6. возникают ударные электромагнитные волны, аналогичные газо- и гидродинамическим ударным волнам. [c.385]

        В магнитопроводе наводится переменный магнитный поток Фь Этот переменный поток по закону электромагнитной индукции наводит во вторичной обмотке переменную ЭДС [ 2. Ее действующее значение. В, равно  [c.111]

        Принцип работы печи основан на поглощении электромагнитной энергии материалом загрузки, размещенной в тигле печи. Нагрев и расплавление металлической шихты происходят вследствие наведения электрического тока путем электромагнитной индукции от магнитного поля, создаваемого индуктором, подключенным к источнику переменной ЭДС [c.135]

        Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к I и II категориям, должны быть защищены от прямы ударов молнии от электростатической и электромагнитной индукции и от заноса высоких потенциалов через надземные и подземные металлические коммуникации. Здания и сооружения, отнесенные по устройству молниезащиты к III категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии и от заноса высоких потенциалов через надземные металлические коммуникации, а также от электрической индукции. [c.334]

        Для гидрогенераторов с полным непосредственным водяным охлаждением (НВО) обмоток и магнитопровода статора линейную нагрузку можно увеличить в 2,0 раза, а индукцию в 1,2 раза по сравнению со значениями, указанными в табл. 5.2. При таком выборе электромагнитных нагрузок генераторов с НВО их переходное индуктивное сопротивление не превышает 0,40 0,45. [c.145]

        Об огромном интересе, который вызвали такого рода опыты, свидетельствует тот факт, что такие работы ведутся во многих странах. Спайэлтер и Фатрелл [90] в 1960 г. при попытке воспроизведения данных Стародубцева и др. [91] о появлении оптической активности в продуктах радиолиза бензола указывали, что последствия такого рода открытия в области биологии, биогенезиса, физики и химии имели бы революционизирующее значение, что заставило бы пересмотреть многие существующие взгляды на молекулярную структуру, асимметрическую индукцию, электромагнитные взаимодействия и др.  [c.18]

        Толщиномеры изоляционных покрытий предназначены для контроля толщины изоляционного покрытия стальных трубопроводов при их строительстве и ремонте. Принцип работы приборов основан на использовании зависимости силы притяжения между стальной поверхностью и магнитом от расстояния между ними или зависимости электромагнитной индукции от расстояния между замкнутым магнитопроводом и стальной поверхностью. Технические характеристики некоторых типов толщиномеров приведены в табл. 5.13. Приборы могут работать при температуре окружающего воздуха от -10 до +40 С и относительной влажности до 95 % при температуре 25 °С, т.е, в зимнее время их можно принять только в отапливаемых помещениях. Магнитные толщиномеры (МТ) различных модификаций могут измерять толщины покрытий из немагнитных электропроводящих и диэлектрических материалов. Для труб из неферромагнитных материалов (медь, алюминий) выпускается вихретоковый толхцино-мер ВТ-ЗОН. [c.105]

        Здания и сооружения, отнесенные по уровню молниезащиты к I и II категориям, должны быть защищены от прямых ударов молнии, электростатической и электромагнитной индукции и от заноса высоких потенциалов через надземные и подземные ме1аллические коммуникации. [c.429]

        При контроле электромагнитными методами ферромагнитных материалов задача состоит в том, чтобы на основе анализа электрических и магнитных характеристик проверяемого изделия определить химический состав, прочность, твердость металла, глубину цементированного и азотированного слоев, количества углерода в слое, степень наклепа, остаточные или действующие напряжения, содержание ферритной фазы (а-фазы) в сварных швах сталей аустенитного и ферритно-аустенитного классов, сортировать стали по маркам и осуществлять контроль качества термической и химико-термической обработки и т. д. Наиболее струтоурно-чувствительными магнитными параметрами металлов являются коэрцитивная сила, остаточная индукция и магнитная проницаемость [22]. [c.100]

        Строчный преобразователь состоит из 64 импульсных электромагнитных преобразователей с ферритовым сердечником, соединенных посредством адресных шин и общей измерительной обмагки. Каждый элементарный преобразователь содержит третью короткозамкнутую обмотку, электрические параметры которой изменяются при взаимодействии с объектом контроля. Эго вьпывает изменение магнитного состояния сердечника и соответственно параметров ЭДС электромагнитной индукции в измерительной обмотке. Для обеспечения механической прочности строчный преобразователь совместно с блоком дешифрации залит полиуретаном-реактопластом. Преобразователь установлен на роликах. Для обеспечения постоянства [c.196]

        Взаимосвязь между магнитной проницаемостью Цг, удельной электрической проводимостью у и параметрами сигнала на выходе проходного вихретокового преобразователя можно установить по известным из курса теоретических основ электротехники формулам. Воспользовавшись вьфа-жением, описывающим проникновение плоской синусоидальной электромагнитной волны в ферромагнитную среду, можно записать выражение для составляющей магнитной индукции В, совпадающей по направлению с продольной осью образца г [29, 45]  [c.252]

        Принцип действия индукционной канальной электропечи. Работа индукционной канальной печи основана на использовании явления электромагнитной индукции. По устройству канальная печь напоминяет конструкцию силового трансформатора она имеет стальной расслоенный магнитопровод Ai, первичную обмотку — индуктор Wi и вторичную обмотку в виде замкнутого канала, заполненного жидким металлом, W2 (рис. 3.5). На рис. [c.111]

        Наибольшую опасность для подземных трубопроводов представляют прямь[е удары молнии в землю или в окружающие предметы (деревья) вблизи подземного трубопровода, а также разряды молнии вдоль трубопровода. В первом случае вдоль корневой системы деревьев или непосредственно по земле возможен пробой грунта между местом удара молнии и телом трубопровода. По каналу пробоя может протекать импульсный ток в десятки килоампер [1]. Во втором случае тело трубопровода оказывается в мощном электромагнитном поле, образованном током молнии. Электромагнитное поле по закону электромагнитной индукции Фарадея наводит в трубопроводе ЭДС индукции. Индуктированные (наведенные) ЭДС могут превышать импульсную прочность изоляции. Пробой изоляции с образованием искровых разрядов может быть опасен во взрывоопасной среде, на подходах к компрессорным или насосным станциям и хранилищам. Поэтому необходимо ограничивать распространяющиеся по трубопроводам импульсные токи и ЭДС до безопасных значений. [c.103]

        В 1831 г. Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, заключающееся в Т0Л1, что при изменении потока индукции сквозь b hkhji замкнутый контур в нем возникает электрический ток, вызываемый электродвижущей силой индукции этот индукционный ток появляется при приближении магнита пли проводника с током к замкнутому проводнику, при повороте замкнутого проводника в постоянном магнитном иоле и т. п. [c.191]

        Если проводник неподвижен, а изменяется величина магнитной индукции, то для объяснения электромагнитной индукции нужно предположить, что при ЭТ0Л1 в каждой точке пространства возникает электрическое поле. Эта подтвержденная опытами гипотеза была положена Максвеллом в основу теории электрического поля. [c.191]

        Применительно к магнитогидродинамическому турбулентному пограничному слою несжимающей жидкости в случае малых значений магнитного числа Рейнольдса (Кнвлиянием пульсаций магнитной индукции можно пренебречь В 0), уравнение установившегося осредненного движения отличается от уравнения (102) гл. VI, используемого при отсутствии магнитного поля, только одним дополнительным членом — осредненной электромагнитной объемной силой  [c.250]

        Наличие электронного спина и связанного с ним магнитного момента lie обусловливает возможность снятия вырождения спиновых состояний внешним магнитным полем и индуцирования переходов между ними. Эти переходы происходят с поглощением энергии электромагнитного излучения в микроволновой (30…2 мм) области (СВЧ диапазон 9…35 ГГц интервал значений индукции постоянного магнитного поля 0,34—1,25 Т), что и называют электронным парамагнитным резонансом. В зарубежной литературе используется термин электронный спиновый резонанс (ESR), однако в рассматриваемом методе радиоспектроскопии состояния из-за спинорбитальной связи не являются чисто спиновыми, поэтому более адекватно название ЭПР или даже парамагнитный резонанс. [c.54]

        Классические представления об электромагнитном излучении в форме монохроматической волны основаны на том, что электрическое поле S и магнитная индукция В волны перпендикулярны друг другу и перпендикулярны направлению распространения излучения (рис. VIII.1). Если проекция осциллирующего вектора электрического поля на плоскость, перпендикулярную направле-нию распространения луча, представляет линию, то такой луч называют линейно поляризованным (иногда называют плоскополяризованным). В том случае, когда такие проекции ориентированы по всем направлениям, луч света неполяризован. [c.169]

        Электромагнитно-акустический (ЭМА) способ также нуждается в повышении коэффициента двойного преобразования К, чтобы обеспечить обнаружение таких же малых дефектов, как при использовании ПЭП. Наиболее перспективный путь для этого — повышение индукции В магнитного поля подмагничивания, поскольку К зависит от При обычных способах подмагннчийания В= (1… 1,5)Т. Повышения В добиваются применением импульсного подмагничивания и концентраторов магнитного поля, этот путь еще не исчерпан. Повышение В в 10 (а /С—в 100) раз и более возможно при использовании электромагнитов из сверхпроводящих материалов при сохранении небольших габаритов и массы. Этот путь связан с разработкой высокотемпературных сверхпроводящих материалов. [c.268]

        Михаил Фарадей (1791—1867) — английский физпк. В 1813 г. начал работать в лаборатории Королевского института под руководством Г. Дэви. С 1825 г. директор этой лаборатории, в которой прошла вся его дальнейшая научная деятельность. Здесь он впервые получил жидкий хлор, бензол, в 1831 г. он открыл электромагнитную индукцию это открытие легло п основу современной электротехни1ш. В 1833—1834 гг. Фарадей открыл законы электролиза, [c.139]


    магнетизм: | Infoplease

    Эволюция электромагнитной теории

    Связь между магнетизмом и электричеством была открыта в начале 19 века. В 1820 г. Х. К. Эрстед обнаружил, что провод, по которому течет электрический ток, отклоняет стрелку магнитного компаса, поскольку магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами, составляющими ток. Выяснилось, что линии индукции магнитного поля, окружающие провод (или любой другой проводник), имеют кольцевую форму.Если провод согнут в катушку, называемую соленоидом, магнитные поля отдельных петель объединяются, создавая сильное поле через сердечник катушки. Это поле можно многократно увеличить, вставив в сердечник кусок мягкого железа или другого ферромагнитного материала; полученное устройство представляет собой электромагнит.

    После открытия Эрстеда Ж. Б. Био, Феликс Савар и А. М. Ампер подробно исследовали различные магнитные эффекты электрического тока.Ампер показал в 1825 году, что не только проводник с током действует на магнит, но и магниты действуют на проводники с током. В 1831 году Майкл Фарадей и Джозеф Генри независимо друг от друга открыли, что можно создать ток в проводнике, изменяя магнитное поле вокруг него. Открытие этого эффекта, называемого электромагнитной индукцией, вместе с открытием того, что электрический ток создает магнитное поле, заложили основу современной эры электричества.На этих эффектах основаны и электрический генератор, делающий электричество широко доступным, и электродвигатель, преобразующий электричество в полезную механическую работу.

    Другая связь между электричеством и магнетизмом заключается в том, что регулярно изменяющийся электрический ток в проводнике создает изменяющееся магнитное поле в пространстве вокруг проводника, что, в свою очередь, вызывает изменяющееся электрическое поле. Таким образом, регулярно колеблющиеся электрические и магнитные поля могут генерировать друг друга.Эти поля можно представить как одну волну, распространяющуюся в пространстве. Формальная теория, лежащая в основе этого электромагнитного излучения, была разработана Джеймсом Клерком Максвеллом в середине XIX века. Максвелл показал, что скорость распространения электромагнитного излучения идентична скорости распространения света, обнаружив тем самым тесную связь света с электричеством и магнетизмом.

    Разделы этой статьи:

    Электронная энциклопедия Колумбии, 6-е изд.Авторское право © 2012, издательство Колумбийского университета. Все права защищены.

    См. другие статьи энциклопедии по следующим темам: Физика

    Электромагнитная индукция

    • После изучения этого раздела вы сможете описать:
    • • Магнитные поля вокруг проводников.
    • • Соленоид.

    Магнитное поле вокруг проводника

    Проводник, по которому течет электрический ток, создает магнитное поле вокруг проводника, как показано на рис.3.1.1. Это поле имеет круглую форму и существует по всей длине проводника. Из-за своей круглой формы магнитное поле не имеет определенных северных или южных полюсов, но считается, что оно течет по непрерывной круговой петле к неопределенному северному полюсу.

    Правило хвата правой рукой (или сгибания рук).

    Направление магнитного поля вокруг проводника можно запомнить с помощью правила захвата правой рукой, показанного на рис. 3.1.2. Представьте, что вы держите проводник правой рукой, как показано на рисунке, при этом большой палец указывает направление обычного тока от положительного к отрицательному.Пальцы правой руки, обвивающие проводник, указывают направление течения магнитного потока.

    Рис. 3.1.1 Магнитное поле вокруг проводника.

    Рис.

    3.1.2 Правило хвата правой рукой.

    Магнитные поля вокруг параллельных проводников.

    Если по двум параллельным проводникам течет одинаковый ток, направления магнитных полей вокруг каждого проводника будут взаимосвязаны и противодействуют друг другу между проводниками, как показано на рис.3.1.3 формирование области нулевого магнитного потока (отсутствия потока) между проводниками, это происходит между соседними проводниками вокруг оси катушки.

    Магнитные поля вокруг катушек.

    Однако, когда проводник согнут в петлю или катушку, направления магнитных полей внутри катушки совпадают, что приводит к концентрации магнитного потока внутри катушки, как показано на рис. 3.1.4.

    Рис. 3.1.3 Магнитное поле вокруг параллельных проводников.

    Рис. 3.1.4 Магнитное поле вокруг петлевых проводников.

     

    Рис. 3.1.5 Магнитное поле вокруг соленоида и стержневого магнита.

    Соленоид.

    Когда проволочные катушки образуют ряд непрерывных петель, называемых соленоидом, описанные выше эффекты создают картину магнитного поля, аналогичную той, что вокруг стержневого магнита, как показано на рис. 3.1.5. Увеличение или уменьшение тока через индуктор увеличивает или уменьшает силу магнитного поля, создавая эффект стержневого магнита, но с переменной напряженностью поля.

    Это изменяющееся магнитное поле может иметь несколько эффектов. Его можно использовать для создания движения, например, в электродвигателях, или его можно использовать для создания электрических эффектов в других проводниках, на которые воздействует поле.

    Поскольку этот модуль имеет дело с сигналами переменного тока в статических компонентах, таких как катушки индуктивности и трансформаторы (а не в движущихся машинах, таких как двигатели или генераторы), описанные эффекты связаны с изменениями магнитных полей вокруг статических катушек индуктивности и изменениями тока через эти катушки индуктивности.

    Термины, используемые в электромагнетизме.

    Магнитный поток — это название, данное магнитному эквиваленту электрического тока. Это поток магнетизма с севера на южный полюс магнита. Магнитный поток течет по линиям магнитной силы , которые составляют магнитное поле .

    Как и электрический ток, магнитному потоку легче проходить через одни материалы, чем через другие, например, мягкое железо имеет очень высокую проницаемость . Это означает, что через него очень легко проходит магнитный поток. Высокая магнитная проницаемость также может быть описана как очень низкое сопротивление потоку магнитного потока (сопротивление является магнитным эквивалентом сопротивления).

    Воздух обладает большим сопротивлением и поэтому менее проницаем, чем железо. Поэтому потоку легче проходить через железо, чем через воздух, и во многих электромагнитных устройствах используются материалы, такие как железо, для концентрации магнитного потока на небольшой площади и, таким образом, повышения эффективности таких устройств, как трансформаторы, двигатели и электромагниты.

     

    Новые теоретические и практические аспекты электромагнитных зондирований при малых числах индукции

    В данной статье представлено теоретическое, но практическое исследование электромагнитных (ЭМ) зондирований при малых числах индукции для вертикальных и горизонтальных магнитных диполей. Физическая модель представляет собой неоднородное полупространство с произвольными вариациями проводимости по вертикали. Исследование включает в себя новый подход к решению прямых задач, аналитические формулы для инверсии и практический алгоритм восстановления изменений проводимости по полевым измерениям.В основе теоретического подхода лежит последовательное представление ЭМ поля по возрастающим степеням частоты. При низких числах индукции требуется только два члена. При подстановке в уравнения Максвелла один член ряда можно получить через другой. Кроме того, если электропроводность меняется только с глубиной, то мнимая часть поля может быть получена из его действительной части с помощью дифференциального уравнения. Действительная часть, соответствующая нулевой частоте, играет роль распределенного источника частотно-зависимой мнимой части.В случае вертикальных магнитных диполей подход применяется непосредственно к действительной и мнимой компонентам магнитного поля, тогда как для горизонтальных диполей необходимо использовать потенциал Герца, но процедура точно такая же.

    В каждом случае это приводит к постановке прямой задачи как решения действительного дифференциального уравнения. Решения представляют собой интегральные выражения, справедливые для произвольных профилей проводимости. Предполагая, что эти выражения представляют собой интегральные уравнения проводимости, выводятся аналитические обратные формулы как для вертикального, так и для горизонтального диполей.Эти формулы обеспечивают уникальное восстановление профиля проводимости в идеальных условиях.

    Алгоритм, основанный на линейном программировании, предлагает множество практических преимуществ для инверсии полевых данных. Численные эксперименты и приложения к полевым данным иллюстрируют эффективность алгоритма.

    (PDF) Об электромагнитной индукции в электрических проводниках

    При наведении тока в переменном магнитном поле общее напряжение индукции

    уменьшается за счет эффекта самоиндукции.Следует также отметить, что ЭДС индукции является

    проявлением явления ЭМП или при неоднородностях в структуре проводника

    или неравномерности влияния магнитных сил вдоль исследуемой цепи. Если весь контур

    поместить в область переменного магнитного поля и измерить падение потенциала в его

    точках, то последнее зависит от степени однородности поля и распределения удельного сопротивления

    вдоль контура.В случае полной однородности (например, замкнутый контур с полной симметрией

    близкого к нему магнитного поля) падение потенциала отсутствует. Магнитные силы будут генерировать только

    индукционных токов за один оборот. В этом случае характеристикой эффекта ЭМИ является величина

    индуктивного тока, умноженная на электрическое сопротивление.

    Произведем оценку величины индуктивного тока в цепи с низким напряжением.

    Воспользуемся положением модели Друде, описывающей движение электронного газа в проводнике

    [15].При движении свободные электроны испытывают вязкое трение об атомы проводника

    . К носителям тока можно применить второй закон Ньютона, так же как метод Максвелла

    (1), но с учетом вязкого трения и полученного выражения для суммарной

    магнитной силы переменного магнитного поля. Итак, выражение движения нынешнего носителя

    в проводнике:

    

    

    

    

    (9 )

    Здесь m — масса носителя тока, v(t) — его скорость в момент времени t, α — коэффициент трения

    (пропорциональный проводимости проводника).Решая дифференциальное

    уравнение (9) в проекции на касательную к проводнику для некоторой функции неоднородности (

    магнитной силы), получаем выражение для v(t). Подставим его в известное выражение

    для плотности тока в проводнике и получим оценку индуктивного тока: Здесь n – концентрация носителей тока в проводнике.

    Второй причиной явления ЭМП являются силы Лоренца, действующие на движущиеся заряды в

    магнитном поле.В отличие от магнитных сил, описанных выше, силы Лоренца не перемещают

    зарядов, а искривляют их траектории. При этом явление ЭМП наблюдается в так называемых

    «униполярных» генераторах. Первым генератором униполярной индукции был диск Фарадея-Араго

    [1], вырабатывающий напряжение в несколько мВ при больших размерах. Однако основным механизмом генерации ЭДС индукции в диске является механизм, описанный выше. Это связано с тем, что

    при вращении диска электроны испытывают влияние переменного магнитного поля (магнит

    находится у края диска).Одним из первых униполярных генераторов ЭМИ только за счет сил Лоренца

    является вторая экспериментальная установка Даса Гупта [16]. ЭДС создается в проводящем диске,

    , расположенном соосно с магнитом диска, когда диск вращается отдельно или совместно с магнитом. ЭДС индукции

    в униполярных генераторах значительно меньше ЭДС, возникающей под действием

    магнитных сил (6) в катушках.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.