PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook
Содержание
- 1 Учебники
-
2 Механика
- 2.1 Кинематика
- 2.2 Динамика
- 2.3 Законы сохранения
- 2.4 Статика
- 2.5 Механические колебания и волны
-
3 Термодинамика и МКТ
- 3.1 МКТ
2 Термодинамика
-
4 Электродинамика
- 4.1 Электростатика
- 4.2 Электрический ток
- 4.3 Магнетизм
- 4.4 Электромагнитные колебания и волны
- 5.1 Геометрическая оптика
- 5.2 Волновая оптика
-
5. 3 Фотометрия
- 5.4 Квантовая оптика
- 5.5 Излучение и спектры
- 5.6 СТО
-
6 Атомная и ядерная
- 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
- 6.2 Ядерная физика
- 7 Общие темы
- 8 Новые страницы
2 Термодинамика
3 Фотометрия
Здесь размещена информация по школьной физике:
- материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
- разработки уроков, тем;
- flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
- ссылки на другие сайты
и многое другое.
Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.
Учебники
Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –
Механика
Кинематика
Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве
Динамика
Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил
Законы сохранения
Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии
Статика
Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика
Механические колебания и волны
Механические колебания – Механические волны
Термодинамика и МКТ
МКТ
Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа
Термодинамика
Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение
Электродинамика
Электростатика
Электрическое поле и его параметры – Электроемкость
Электрический ток
Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках
Магнетизм
Магнитное поле – Электромагнитная индукция
Электромагнитные колебания и волны
Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны
Оптика.
СТОГеометрическая оптика
Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы
Волновая оптика
Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света
Фотометрия
Фотометрия
Квантовая оптика
Квантовая оптика
Излучение и спектры
Излучение и спектры
СТО
СТО
Атомная и ядерная
Атомная физика. Квантовая теория
Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома
Ядерная физика
Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы
Общие темы
Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике
Новые страницы
Запрос не дал результатов.
Почему ваш магнит вышел из строяСоветы наших экспертов
Это могут быть удары электромагнитом о технологическое оборудование, подвижной состав, так и «броски» на перегружаемый груз.Сердцем любого электромагнита является – катушка. И защита ее от механических повреждений, проникновения атмосферной влаги и действий высоких температур является основной задачей производителя.
Нашим клиентам мы предлагаем следующие решения:
- Катушка электромагнитов изготовлена из высококачественного сертифицированного алюминиевого провода АПСД либо медного провода ПСДК, изготовленного на специализированном предприятии по нашему заказу. Качественная изоляция провода значительно снижает вероятность межвиткового замыкания. Это означает, что грузоподъемный электромагнит будет надежно работать на Вашем предприятии длительное время. Также использование данного провода обуславливает высокую ремонтопригодность электромагнита.
- На электромагнитах производства DIMET, установлен усиленный броневой защитный лист повышенной толщины. Этот лист надежно защищает катушку и значительно увеличивает срок службы электромагнита на Вашем предприятии.
- Полюса электромагнитов DIMET могут быть наплавлены твердосплавными электродами (опция). Это предотвращает преждевременный износ полюсов Вашего электромагнита и увеличивает срок его эксплуатации.
- Закладные дуги электромагнитов выполнены из стали 09Г2С, имеющей повышенную прочность и износостойкость. Это также способствует увеличению срока службы Вашего электромагнита при эксплуатации в тяжелых условиях.
- Качественная заливочная масса, разработанная нашими специалистами на основе кремнийорганических компаундов с классом теплостойкости C, обеспечивает быстрый отвод тепла от катушки и одновременно обладает высокими электроизоляционными свойствами, что исключает пробой катушки на корпус. Эластичность компаунда помогает демпфировать удары и защищает катушку от проникновения в нее атмосферной влаги. Теплопроводный наполнитель обеспечивает отсутствие перегрева и высокий срок службы Вашего электромагнита.
- Тонкий стальной экран герметизирует полость катушки снизу, препятствуя попаданию внутрь полости катушки атмосферной влаги. При этом он практически не снижает магнитный поток, создаваемый катушкой магнита.
- Для работы с горячими грузами между экраном и бронелистом устанавливают термопрокладку, которая защищает катушку электромагнита от теплового воздействия груза (опция)
Этот лист надежно защищает катушку и значительно увеличивает срок службы электромагнита на Вашем предприятии.
К большому нашему сожалению, немало заказчиков пренебрегают руководством по эксплуатации и эксплуатируют электромагнит с нарушениями, а именно:
- Работают без клеммной крышки.
- Работают перегревая электромагнит, либо охлаждая его в водной среде.
- Используют электромагнит не по назначению, производя механические удары им, например толкают электромагнитами подвижной состав, разравнивают магнитом горячие чушки, опускают магнит на ходу крана и волочат его по поверхности кучи металлолома и т.д. Все эти действия категорически запрещены руководством по эксплуатации электромагнита и приводят к снятию изделия с гарантии.
- Подключают к заведомо неисправному преобразователю напряжения.
Все выше указанные факторы могут привести к преждевременному выходу оборудования из строя.
Как определить, что Ваш электромагнит вышел из строя:
1) Необходимо замерять сопротивление катушки. Для этого подключить прибор для измерения сопротивления (омметр) к выводам катушки (смотри рисунок) Сопротивление должно соответствовать значению, указанному в паспорте (ели паспорта нет, его можно подсчитать по закону Ома для участка цепи (номинальное напряжение (обычно 220В) разделить на ток)). Измерение проводить на холодном электромагните. Необходимо обратить внимание, что магнит имеет высокую индуктивность, поэтому не каждый прибор сможет корректно измерять сопротивление.
2) Необходимо измерять сопротивление изоляции магнита. Сопротивление изоляции необходимо производить мегомметром на напряжении измерения 1000В.
Для этого необходимо закоротить вывода катушки каким-нибудь проводником (чтобы случайно не повредить их при измерении). Затем подключить один вывод мегомметра к выводу катушки, второй к болту заземления. На холодном магните сопротивление изоляции должно быть не менее 5 Мом (на новом электромагните, при холодной катушке обычно бывает более 100Мом). На горячем магните – не менее 0,5 Мом
3) Также необходимо следить, чтобы в коробке выводов не было влаги, вывода были сухими и чистыми. Утечка может проходить по грязи и влаге.
Если сопротивление катушки ниже номинального, то это обычно показывает на наличие в ней короткозамкнутых витков. Об этом же свидетельствует частое срабатывание соответствующей защиты блока управления электромагнита. Такая неисправность требует капитального ремонта.
Если магнит продолжительное время хранился на открытом воздухе и не эксплуатировался, и его сопротивление изоляции упало ниже 0,5 Мом, может помочь восстановительный прогон электромагнита в сухом прогретом помещении на специальном стенде с контролем тока утечки и автоматическим отключением по его превышению в течение нескольких дней.
Если обнаружилась неисправность Вашего электромагнита, мы можем помочь отремонтировать вышедшее из строя оборудование. За нашу историю мы вернули к жизни более 1000 единиц оборудования!
Всё о популярной линейке магнитов ЭМГ-SM для металлолома
Подробнее
Грейферы для тяжелых условий эксплуатации
Подробнее
Как подобрать кабельный барабан
Подробнее
Центр творческой науки — доктор Джонатан П. Хэйр
Центр творческой науки — доктор Джонатан П. Хэйр
Я разработал ряд простых генераторов (см. ссылки ниже), которые получают по электронной почте восторженные запросы и вопросы от людей со всего мира. В конце концов возникает тема ориентации / вращения магнита, поэтому я написал эти заметки, чтобы помочь прояснить основы. (* или витки проволоки, вращающиеся вокруг магнита)
Ссылки на соответствующие страницы на этом сайте:
* шесть генераторов
* Большая поисковая катушка MK I
* Большая поисковая катушка MK II другие базовые усовершенствования, например). Они не предназначены для того, чтобы быть современными, но устройства, которые могут помочь вам начать изучать производство электроэнергии.
Магниты и их поля
Если вы поместите магнит под лист бумаги, а затем посыпаете сверху железными опилками, осторожное движение бумаги выровняет мелкие частицы и обнажит красивые линии магнитного поля или магнитный поток. Линии приблизительно показывают двумерное поперечное сечение трехмерного поля, исходящего от магнита.
Развитие компьютерных жестких дисков и других технологий привело к тому, что сильные, так называемые «редкоземельные» магниты стали дешевле и доступнее. Эти магниты создают гораздо большую напряженность поля, чем «сильные» магниты десятилетней давности. Если вы сомневаетесь, попробуйте использовать редкоземельные магниты для своих экспериментов. Эти магниты бывают разных форм, размеров и форм. Большинство из них просты в использовании. Ниже мы видим расположение полюсов на различных типах магнитов. Правый магнит имеет необычное расположение полюсов.
ниже). Для стержневого или дискового магнита кажется, что линии выходят из одного полюса (расположены на концах или гранях) и кружатся вокруг другого полюса. Если вы повернете этот магнит вокруг линии, соединяющей два полюса, рисунок почти не изменится, вы можете даже не осознавать, что магнит вращается под бумагой. Однако, если вы повернете эти магниты под прямым углом к этой оси (полюса N и S кувыркаются друг над другом), вы увидите, что весь рисунок будет пытаться следовать движению. Хотя в обоих случаях магнит вращается, эффект для наблюдателя совершенно разный. Если вокруг вращающегося магнита расположена катушка с проволокой, то происходящее в катушке также будет зависеть от ориентации и вращения оси магнита. Это важно для нашего понимания того, как сделать эффективный генератор.
Индукция Фарадея
Чтобы генерировать как можно больший ток и напряжение в катушке с проводом, обычно требуется, чтобы катушка находилась как можно ближе к магниту, чтобы она могла взаимодействовать с как можно большей частью магнитного поля.
Кроме того, катушка должна взаимодействовать с изменяющимся магнитным полем, поскольку электричество, генерируемое в катушке (индукция), обусловлено скоростью изменения напряженности поля, а не статической напряженностью.
Поэтому важны размер, положение и форма катушки, а также тип магнита, его ориентация и ось вращения. Для наилучшего производства электроэнергии (максимальная индукция) вы хотите, чтобы катушка взаимодействовала с максимально возможной скоростью изменения магнитного поля/потока.
Если мы будем вращать магнит вокруг неправильной оси (что, конечно же, зависит от расположения полюсов), катушка не увидит большого изменяющегося магнитного поля независимо от видимого движения и силы магнита. Если мы возьмем базовый дисковый магнит (показан вторым слева на рис. 1) и будем вращать его, как показано на рис. 2а или 3а, он не будет эффективно производить электричество. Если мы повернем магнит так, чтобы он двигался вокруг оси под прямым углом к ней (например, рис.
2c, рис. 3b и рис. 4), он будет работать хорошо.
Возвращаясь к эксперименту с железными опилками, вы теперь можете понять, почему имеет значение конкретное направление и ориентация вращения магнита. В первых двух случаях, рис. 2а и 2б, вращение магнита таково, что катушка не испытывает изменения напряженности поля (поэтому опилки не сильно перемещаются), и поэтому в катушке не генерируется электричество. В другом примере (рис. 2с) вращение магнита вызывает максимальное изменение поля в катушке при вращении магнита (движение опилок), и поэтому будет создаваться электричество.
Итак, на рис.2а магнит вращается вокруг оси НС так, что при вращении силовые линии, которые испытывает катушка, не меняются со временем. Случай в 2b не столь очевиден, но на самом деле, хотя магниты теперь больше не вращаются вдоль линии NS, катушка не выровнена правильно, так что снова их поле через катушку мало или совсем не меняется. Вращение магнита на рис. 2в, рис. 3б таково, что каждый оборот магнита вызывает большое изменение поля в катушке.
На рис. 3 показаны схемы простого генератора с дисковым магнитом. Только правосторонняя версия будет правильно генерировать электричество.
На рис. 3 показаны неправильный и правильный способ вращения дисковых магнитов для конкретной показанной формы и положения катушки. Очень простой демонстрационный генератор, следующий этим принципам, показан на рис. 4, и вы можете увидеть подробности по следующей ссылке:
* pipe gen
3, его принципиальная схема и фото работающего прототипа справа. Два дисковых магнита из редкоземельных металлов прикреплены (за счет их магнитного притяжения) к кривошипу. Когда эта рукоятка поворачивается, изменяющееся магнитное поле индуцирует электричество в катушке. Катушка из нескольких сотен витков провода и пара сильных магнитов из редкоземельных металлов, поворачиваемых несколько раз в секунду, создают достаточно электричества, чтобы зажечь пару светодиодов. Если два светодиода подключены в противоположных направлениях (см. принципиальную схему), то проявляется переменный характер напряжения генератора — светодиоды попеременно загораются при вращении рукоятки. Один светодиод загорается на каждые пол-оборота (полуцикла) магнитов. 
Оглядываясь назад на различные доступные типы магнитов, можно использовать магнит, показанный в правой части рис. 1, для еще большего упрощения. Просто чтобы показать, что вы всегда должны думать о типе магнита, который вы используете, рис. 5 обувает устройство, очень похожее на показанное на рис. 3а, которое для дисковых магнитов не будет работать хорошо. Однако здесь мы используем необычный цилиндрический магнит, полюса которого расположены сбоку от цилиндра, а не на его концах. В этом случае, когда магнит вращается, он создает электричество в катушке вокруг себя. На самом деле это эквивалентно рис. 2c, рис. 3b и рис. 4. Единственная неудобная вещь заключается в том, что магниты, которые я видел, имеют очень маленькое отверстие, проходящее через них, поэтому вал немного тонкий, поэтому вы должны обойти это. Простой шейкер
Для очень простого встряхивания генератора лучшим движением магнита было бы, когда магнит вращается внутри катушки, но это движение очень трудно создать, просто встряхивая банку вверх и вниз! (Рис.
6) Однако встряхивание магнита вверх и вниз по-прежнему будет создавать большое изменение поля через катушку и, таким образом, по-прежнему будет генерировать импульсы напряжения/тока — достаточно, чтобы зажечь светодиод (если у вас достаточно сильный магнит или достаточное количество витков провода). на катушке), рис. 6.
* встряхнуть-ген
n витков
В принципе, количество витков провода (n) умножает напряжение, индуцированное в катушке, поэтому чем больше число витков, тем больше напряжение.
Однако, если у вас слишком много витков, катушка становится очень большой, что означает, что общая длина провода велика. Это будет означать высокое общее сопротивление провода и, следовательно, потери. Кроме того, поскольку катушка больше, части катушки больше не так тесно связаны с магнитным полем, которое находится дальше. Таким образом, есть компромисс: маленький провод означает, что много витков провода можно намотать близко к магниту, но катушка будет иметь большие потери (сопротивление), в то время как более толстый провод будет иметь меньшие потери, но практично меньшее количество витков.
Последние мысли — общие проблемы
Если вы используете тонкий эмалированный (изолированный) медный провод для обмоток катушки, помните, что вам нужно соскоблить эту изоляцию с двух концов, чтобы обеспечить хорошее соединение с медным проводом. В идеале «лужите» концы проводов, то есть вы наносите на концы слой припоя, чтобы обеспечить наилучшее соединение с катушкой (голая медь скоро загрязняется).
Тепло и поток припоя от паяльника могут сжечь эмаль. Начинать нужно с самого конца провода, где на срезе выделяется небольшой кусочек чистой меди. Если вы начнете с этого момента, эмаль выгорит всего за несколько секунд, после чего вы обнаружите, что припой начинает хорошо течь по следующим 3 или 4 мм провода.
После проверки хороших соединений генератор обычно не работает должным образом, потому что люди используют магниты, которые слишком слабы для этих простых конструкций генератора.
КОНТРОЛЬНЫЙ СПИСОК
* убедитесь, что магниты (очень сильные) редкоземельные типы
* убедитесь, что катушка находится близко к магниту, насколько это возможно (конечно, позволяя магниту вращаться)
* убедитесь, что расположение катушек и ориентация вращения магнита соответствуют вашему магниту
* очистите и припаяйте («лужите») два конца проводов катушки
Доктор Джонатан Хэйр, Университет Сассекса
Брайтон, Восточный Суссекс.
БН1 9КДЖ главная | дневник | что происходит | Резюме CSC | последние новости
электромагнетизм — Как работа, совершаемая при перемещении катушки или магнита, преобразуется в электрическую энергию в виде тока в катушке?
Вы правы, сомневаясь в работе, совершаемой магнитным полем. Закон силы Лоренца
$$\vec F = q\vec v\times \vec B$$
в основном говорит, что сила, действующая на движущийся заряд со стороны магнитного поля, всегда перпендикулярна скорости заряда. Теперь вы знаете, что мощность ускорения определяется выражением
$$P=\vec F\cdot\vec v$$
что говорит о том, что только составляющая силы, которая параллельна скорости, будет выполнять какую-либо работу. Но поскольку сила Лоренца перпендикулярна скорости и поэтому не имеет параллельной составляющей, работа, совершаемая самой силой Лоренца, равна нулю. Однородное магнитное поле даже заставит заряд двигаться по окружности (или по спирали) с постоянной скоростью.
Однако волшебство заключается в упоминании слова «индукция». Потому что, если магнитное поле непостоянно, закон индукции говорит, что оно всегда будет сопровождаться вращательным электрическим полем: $$\vec \nabla \times \vec E=-\frac{\partial \vec B}{\partial t}$$ Вероятно, вы знаете закон индукции только в той форме, в которой он интегрируется по замкнутой линии (например, по проводящей цепи): $$\oint_{\partial A} \vec E\cdot d\vec s = -\frac{\partial}{\partial t}\int_A \vec B\cdot d\vec A=-\frac{\partial \ Phi}{\partial t}$$ с магнитным потоком, проходящим через площадь $A$ цепи $$\Phi:=\int_A \vec B\cdot d\vec A$$ Но эта форма на самом деле является просто переформулировкой приведенного выше дифференциального уравнения, поскольку площадь $A$ можно считать произвольной.
Для индуцированного электрического поля $E$ закон Кулона (который вы можете знать только из силы, действующей между точечными зарядами, но который можно сформулировать и для произвольного электрического поля следующим образом) определяет силу, действующую на заряд:
$$\vec F=q\vec E$$
и, как вы можете видеть, это больше не ограничивается перпендикулярностью скорости.
Следовательно, индуцированное электрическое поле действительно способно совершать работу над зарядом. Поскольку электрическое поле из-за индукции является вращательным, оно будет тянуть заряд по замкнутой цепи. Обратите внимание, что индуцированное электрическое поле даже не требует, чтобы заряд изначально двигался со скоростью вообще. Даже если он стартует с $v=0$, он будет ускоряться индуцированным электрическим полем, тогда как магнитное поле действует на заряд только в том случае, если он уже движется.
Если вам интересно, нарушает ли это закон сохранения энергии (постоянное движение заряда по кругу), то это не так, потому что теперь вращающийся заряд сам создает магнитное поле, которое ослабляет исходное магнитное поле (а вместе с ним и магнитное поле). индуцированное электрическое поле): это называется правилом Ленца. Говоря несколько упрощенно: энергия магнитного поля сначала (частично) преобразуется в электрическое поле за счет индукции, а затем энергия электрического поля преобразуется в кинетическую энергию заряда по закону Кулона.
